]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/vm_page.c
MFC r326234, r326235, r326284:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / vm_page.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon.  All Rights Reserved.
5  *
6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
7  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
19  *    without specific prior written permission.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  *
33  *      from: @(#)vm_page.c     7.4 (Berkeley) 5/7/91
34  */
35
36 /*-
37  * Copyright (c) 1987, 1990 Carnegie-Mellon University.
38  * All rights reserved.
39  *
40  * Authors: Avadis Tevanian, Jr., Michael Wayne Young
41  *
42  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
43  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
44  * notice and this permission notice appear in all copies of the
45  * software, derivative works or modified versions, and any portions
46  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
47  *
48  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
49  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
50  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
51  *
52  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
53  *
54  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
55  *  School of Computer Science
56  *  Carnegie Mellon University
57  *  Pittsburgh PA 15213-3890
58  *
59  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
60  * rights to redistribute these changes.
61  */
62
63 /*
64  *                      GENERAL RULES ON VM_PAGE MANIPULATION
65  *
66  *      - A page queue lock is required when adding or removing a page from a
67  *        page queue regardless of other locks or the busy state of a page.
68  *
69  *              * In general, no thread besides the page daemon can acquire or
70  *                hold more than one page queue lock at a time.
71  *
72  *              * The page daemon can acquire and hold any pair of page queue
73  *                locks in any order.
74  *
75  *      - The object lock is required when inserting or removing
76  *        pages from an object (vm_page_insert() or vm_page_remove()).
77  *
78  */
79
80 /*
81  *      Resident memory management module.
82  */
83
84 #include <sys/cdefs.h>
85 __FBSDID("$FreeBSD$");
86
87 #include "opt_vm.h"
88
89 #include <sys/param.h>
90 #include <sys/systm.h>
91 #include <sys/lock.h>
92 #include <sys/kernel.h>
93 #include <sys/limits.h>
94 #include <sys/linker.h>
95 #include <sys/malloc.h>
96 #include <sys/mman.h>
97 #include <sys/msgbuf.h>
98 #include <sys/mutex.h>
99 #include <sys/proc.h>
100 #include <sys/rwlock.h>
101 #include <sys/sbuf.h>
102 #include <sys/smp.h>
103 #include <sys/sysctl.h>
104 #include <sys/vmmeter.h>
105 #include <sys/vnode.h>
106
107 #include <vm/vm.h>
108 #include <vm/pmap.h>
109 #include <vm/vm_param.h>
110 #include <vm/vm_kern.h>
111 #include <vm/vm_object.h>
112 #include <vm/vm_page.h>
113 #include <vm/vm_pageout.h>
114 #include <vm/vm_pager.h>
115 #include <vm/vm_phys.h>
116 #include <vm/vm_radix.h>
117 #include <vm/vm_reserv.h>
118 #include <vm/vm_extern.h>
119 #include <vm/uma.h>
120 #include <vm/uma_int.h>
121
122 #include <machine/md_var.h>
123
124 /*
125  *      Associated with page of user-allocatable memory is a
126  *      page structure.
127  */
128
129 struct vm_domain vm_dom[MAXMEMDOM];
130 struct mtx_padalign vm_page_queue_free_mtx;
131
132 struct mtx_padalign pa_lock[PA_LOCK_COUNT];
133
134 vm_page_t vm_page_array;
135 long vm_page_array_size;
136 long first_page;
137 int vm_page_zero_count;
138
139 static int boot_pages = UMA_BOOT_PAGES;
140 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, boot_pages, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH,
141     &boot_pages, 0,
142     "number of pages allocated for bootstrapping the VM system");
143
144 static int pa_tryrelock_restart;
145 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, tryrelock_restart, CTLFLAG_RD,
146     &pa_tryrelock_restart, 0, "Number of tryrelock restarts");
147
148 static TAILQ_HEAD(, vm_page) blacklist_head;
149 static int sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
150 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, page_blacklist, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD |
151     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_vm_page_blacklist, "A", "Blacklist pages");
152
153 /* Is the page daemon waiting for free pages? */
154 static int vm_pageout_pages_needed;
155
156 static uma_zone_t fakepg_zone;
157
158 static void vm_page_alloc_check(vm_page_t m);
159 static void vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits);
160 static void vm_page_enqueue(uint8_t queue, vm_page_t m);
161 static void vm_page_free_phys(vm_page_t m);
162 static void vm_page_free_wakeup(void);
163 static void vm_page_init_fakepg(void *dummy);
164 static int vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object,
165     vm_pindex_t pindex, vm_page_t mpred);
166 static void vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object,
167     vm_page_t mpred);
168 static int vm_page_reclaim_run(int req_class, u_long npages, vm_page_t m_run,
169     vm_paddr_t high);
170
171 SYSINIT(vm_page, SI_SUB_VM, SI_ORDER_SECOND, vm_page_init_fakepg, NULL);
172
173 static void
174 vm_page_init_fakepg(void *dummy)
175 {
176
177         fakepg_zone = uma_zcreate("fakepg", sizeof(struct vm_page), NULL, NULL,
178             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
179 }
180
181 /* Make sure that u_long is at least 64 bits when PAGE_SIZE is 32K. */
182 #if PAGE_SIZE == 32768
183 #ifdef CTASSERT
184 CTASSERT(sizeof(u_long) >= 8);
185 #endif
186 #endif
187
188 /*
189  * Try to acquire a physical address lock while a pmap is locked.  If we
190  * fail to trylock we unlock and lock the pmap directly and cache the
191  * locked pa in *locked.  The caller should then restart their loop in case
192  * the virtual to physical mapping has changed.
193  */
194 int
195 vm_page_pa_tryrelock(pmap_t pmap, vm_paddr_t pa, vm_paddr_t *locked)
196 {
197         vm_paddr_t lockpa;
198
199         lockpa = *locked;
200         *locked = pa;
201         if (lockpa) {
202                 PA_LOCK_ASSERT(lockpa, MA_OWNED);
203                 if (PA_LOCKPTR(pa) == PA_LOCKPTR(lockpa))
204                         return (0);
205                 PA_UNLOCK(lockpa);
206         }
207         if (PA_TRYLOCK(pa))
208                 return (0);
209         PMAP_UNLOCK(pmap);
210         atomic_add_int(&pa_tryrelock_restart, 1);
211         PA_LOCK(pa);
212         PMAP_LOCK(pmap);
213         return (EAGAIN);
214 }
215
216 /*
217  *      vm_set_page_size:
218  *
219  *      Sets the page size, perhaps based upon the memory
220  *      size.  Must be called before any use of page-size
221  *      dependent functions.
222  */
223 void
224 vm_set_page_size(void)
225 {
226         if (vm_cnt.v_page_size == 0)
227                 vm_cnt.v_page_size = PAGE_SIZE;
228         if (((vm_cnt.v_page_size - 1) & vm_cnt.v_page_size) != 0)
229                 panic("vm_set_page_size: page size not a power of two");
230 }
231
232 /*
233  *      vm_page_blacklist_next:
234  *
235  *      Find the next entry in the provided string of blacklist
236  *      addresses.  Entries are separated by space, comma, or newline.
237  *      If an invalid integer is encountered then the rest of the
238  *      string is skipped.  Updates the list pointer to the next
239  *      character, or NULL if the string is exhausted or invalid.
240  */
241 static vm_paddr_t
242 vm_page_blacklist_next(char **list, char *end)
243 {
244         vm_paddr_t bad;
245         char *cp, *pos;
246
247         if (list == NULL || *list == NULL)
248                 return (0);
249         if (**list =='\0') {
250                 *list = NULL;
251                 return (0);
252         }
253
254         /*
255          * If there's no end pointer then the buffer is coming from
256          * the kenv and we know it's null-terminated.
257          */
258         if (end == NULL)
259                 end = *list + strlen(*list);
260
261         /* Ensure that strtoq() won't walk off the end */
262         if (*end != '\0') {
263                 if (*end == '\n' || *end == ' ' || *end  == ',')
264                         *end = '\0';
265                 else {
266                         printf("Blacklist not terminated, skipping\n");
267                         *list = NULL;
268                         return (0);
269                 }
270         }
271
272         for (pos = *list; *pos != '\0'; pos = cp) {
273                 bad = strtoq(pos, &cp, 0);
274                 if (*cp == '\0' || *cp == ' ' || *cp == ',' || *cp == '\n') {
275                         if (bad == 0) {
276                                 if (++cp < end)
277                                         continue;
278                                 else
279                                         break;
280                         }
281                 } else
282                         break;
283                 if (*cp == '\0' || ++cp >= end)
284                         *list = NULL;
285                 else
286                         *list = cp;
287                 return (trunc_page(bad));
288         }
289         printf("Garbage in RAM blacklist, skipping\n");
290         *list = NULL;
291         return (0);
292 }
293
294 /*
295  *      vm_page_blacklist_check:
296  *
297  *      Iterate through the provided string of blacklist addresses, pulling
298  *      each entry out of the physical allocator free list and putting it
299  *      onto a list for reporting via the vm.page_blacklist sysctl.
300  */
301 static void
302 vm_page_blacklist_check(char *list, char *end)
303 {
304         vm_paddr_t pa;
305         vm_page_t m;
306         char *next;
307         int ret;
308
309         next = list;
310         while (next != NULL) {
311                 if ((pa = vm_page_blacklist_next(&next, end)) == 0)
312                         continue;
313                 m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
314                 if (m == NULL)
315                         continue;
316                 mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
317                 ret = vm_phys_unfree_page(m);
318                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
319                 if (ret == TRUE) {
320                         TAILQ_INSERT_TAIL(&blacklist_head, m, listq);
321                         if (bootverbose)
322                                 printf("Skipping page with pa 0x%jx\n",
323                                     (uintmax_t)pa);
324                 }
325         }
326 }
327
328 /*
329  *      vm_page_blacklist_load:
330  *
331  *      Search for a special module named "ram_blacklist".  It'll be a
332  *      plain text file provided by the user via the loader directive
333  *      of the same name.
334  */
335 static void
336 vm_page_blacklist_load(char **list, char **end)
337 {
338         void *mod;
339         u_char *ptr;
340         u_int len;
341
342         mod = NULL;
343         ptr = NULL;
344
345         mod = preload_search_by_type("ram_blacklist");
346         if (mod != NULL) {
347                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
348                 len = preload_fetch_size(mod);
349         }
350         *list = ptr;
351         if (ptr != NULL)
352                 *end = ptr + len;
353         else
354                 *end = NULL;
355         return;
356 }
357
358 static int
359 sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
360 {
361         vm_page_t m;
362         struct sbuf sbuf;
363         int error, first;
364
365         first = 1;
366         error = sysctl_wire_old_buffer(req, 0);
367         if (error != 0)
368                 return (error);
369         sbuf_new_for_sysctl(&sbuf, NULL, 128, req);
370         TAILQ_FOREACH(m, &blacklist_head, listq) {
371                 sbuf_printf(&sbuf, "%s%#jx", first ? "" : ",",
372                     (uintmax_t)m->phys_addr);
373                 first = 0;
374         }
375         error = sbuf_finish(&sbuf);
376         sbuf_delete(&sbuf);
377         return (error);
378 }
379
380 static void
381 vm_page_domain_init(struct vm_domain *vmd)
382 {
383         struct vm_pagequeue *pq;
384         int i;
385
386         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_name) =
387             "vm inactive pagequeue";
388         *__DECONST(u_int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_vcnt) =
389             &vm_cnt.v_inactive_count;
390         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_name) =
391             "vm active pagequeue";
392         *__DECONST(u_int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_vcnt) =
393             &vm_cnt.v_active_count;
394         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_LAUNDRY].pq_name) =
395             "vm laundry pagequeue";
396         *__DECONST(int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_LAUNDRY].pq_vcnt) =
397             &vm_cnt.v_laundry_count;
398         vmd->vmd_page_count = 0;
399         vmd->vmd_free_count = 0;
400         vmd->vmd_segs = 0;
401         vmd->vmd_oom = FALSE;
402         for (i = 0; i < PQ_COUNT; i++) {
403                 pq = &vmd->vmd_pagequeues[i];
404                 TAILQ_INIT(&pq->pq_pl);
405                 mtx_init(&pq->pq_mutex, pq->pq_name, "vm pagequeue",
406                     MTX_DEF | MTX_DUPOK);
407         }
408 }
409
410 /*
411  * Initialize a physical page in preparation for adding it to the free
412  * lists.
413  */
414 static void
415 vm_page_init_page(vm_page_t m, vm_paddr_t pa, int segind)
416 {
417
418         m->object = NULL;
419         m->wire_count = 0;
420         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
421         m->hold_count = 0;
422         m->flags = 0;
423         m->phys_addr = pa;
424         m->queue = PQ_NONE;
425         m->psind = 0;
426         m->segind = segind;
427         m->order = VM_NFREEORDER;
428         m->pool = VM_FREEPOOL_DEFAULT;
429         m->valid = m->dirty = 0;
430         pmap_page_init(m);
431 }
432
433 /*
434  *      vm_page_startup:
435  *
436  *      Initializes the resident memory module.  Allocates physical memory for
437  *      bootstrapping UMA and some data structures that are used to manage
438  *      physical pages.  Initializes these structures, and populates the free
439  *      page queues.
440  */
441 vm_offset_t
442 vm_page_startup(vm_offset_t vaddr)
443 {
444         struct vm_domain *vmd;
445         struct vm_phys_seg *seg;
446         vm_page_t m;
447         char *list, *listend;
448         vm_offset_t mapped;
449         vm_paddr_t end, high_avail, low_avail, new_end, page_range, size;
450         vm_paddr_t biggestsize, last_pa, pa;
451         u_long pagecount;
452         int biggestone, i, pages_per_zone, segind;
453
454         biggestsize = 0;
455         biggestone = 0;
456         vaddr = round_page(vaddr);
457
458         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
459                 phys_avail[i] = round_page(phys_avail[i]);
460                 phys_avail[i + 1] = trunc_page(phys_avail[i + 1]);
461         }
462         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
463                 size = phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
464                 if (size > biggestsize) {
465                         biggestone = i;
466                         biggestsize = size;
467                 }
468         }
469
470         end = phys_avail[biggestone+1];
471
472         /*
473          * Initialize the page and queue locks.
474          */
475         mtx_init(&vm_page_queue_free_mtx, "vm page free queue", NULL, MTX_DEF);
476         for (i = 0; i < PA_LOCK_COUNT; i++)
477                 mtx_init(&pa_lock[i], "vm page", NULL, MTX_DEF);
478         for (i = 0; i < vm_ndomains; i++)
479                 vm_page_domain_init(&vm_dom[i]);
480
481         /*
482          * Almost all of the pages needed for bootstrapping UMA are used
483          * for zone structures, so if the number of CPUs results in those
484          * structures taking more than one page each, we set aside more pages
485          * in proportion to the zone structure size.
486          */
487         pages_per_zone = howmany(sizeof(struct uma_zone) +
488             sizeof(struct uma_cache) * (mp_maxid + 1) +
489             roundup2(sizeof(struct uma_slab), sizeof(void *)), UMA_SLAB_SIZE);
490         if (pages_per_zone > 1) {
491                 /* Reserve more pages so that we don't run out. */
492                 boot_pages = UMA_BOOT_PAGES_ZONES * pages_per_zone;
493         }
494
495         /*
496          * Allocate memory for use when boot strapping the kernel memory
497          * allocator.
498          *
499          * CTFLAG_RDTUN doesn't work during the early boot process, so we must
500          * manually fetch the value.
501          */
502         TUNABLE_INT_FETCH("vm.boot_pages", &boot_pages);
503         new_end = end - (boot_pages * UMA_SLAB_SIZE);
504         new_end = trunc_page(new_end);
505         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
506             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
507         bzero((void *)mapped, end - new_end);
508         uma_startup((void *)mapped, boot_pages);
509
510 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__arm__) || \
511     defined(__i386__) || defined(__mips__)
512         /*
513          * Allocate a bitmap to indicate that a random physical page
514          * needs to be included in a minidump.
515          *
516          * The amd64 port needs this to indicate which direct map pages
517          * need to be dumped, via calls to dump_add_page()/dump_drop_page().
518          *
519          * However, i386 still needs this workspace internally within the
520          * minidump code.  In theory, they are not needed on i386, but are
521          * included should the sf_buf code decide to use them.
522          */
523         last_pa = 0;
524         for (i = 0; dump_avail[i + 1] != 0; i += 2)
525                 if (dump_avail[i + 1] > last_pa)
526                         last_pa = dump_avail[i + 1];
527         page_range = last_pa / PAGE_SIZE;
528         vm_page_dump_size = round_page(roundup2(page_range, NBBY) / NBBY);
529         new_end -= vm_page_dump_size;
530         vm_page_dump = (void *)(uintptr_t)pmap_map(&vaddr, new_end,
531             new_end + vm_page_dump_size, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
532         bzero((void *)vm_page_dump, vm_page_dump_size);
533 #else
534         (void)last_pa;
535 #endif
536 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__mips__)
537         /*
538          * Include the UMA bootstrap pages and vm_page_dump in a crash dump.
539          * When pmap_map() uses the direct map, they are not automatically 
540          * included.
541          */
542         for (pa = new_end; pa < end; pa += PAGE_SIZE)
543                 dump_add_page(pa);
544 #endif
545         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
546 #ifdef __amd64__
547         /*
548          * Request that the physical pages underlying the message buffer be
549          * included in a crash dump.  Since the message buffer is accessed
550          * through the direct map, they are not automatically included.
551          */
552         pa = DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)msgbufp->msg_ptr);
553         last_pa = pa + round_page(msgbufsize);
554         while (pa < last_pa) {
555                 dump_add_page(pa);
556                 pa += PAGE_SIZE;
557         }
558 #endif
559         /*
560          * Compute the number of pages of memory that will be available for
561          * use, taking into account the overhead of a page structure per page.
562          * In other words, solve
563          *      "available physical memory" - round_page(page_range *
564          *          sizeof(struct vm_page)) = page_range * PAGE_SIZE 
565          * for page_range.  
566          */
567         low_avail = phys_avail[0];
568         high_avail = phys_avail[1];
569         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++) {
570                 if (vm_phys_segs[i].start < low_avail)
571                         low_avail = vm_phys_segs[i].start;
572                 if (vm_phys_segs[i].end > high_avail)
573                         high_avail = vm_phys_segs[i].end;
574         }
575         /* Skip the first chunk.  It is already accounted for. */
576         for (i = 2; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
577                 if (phys_avail[i] < low_avail)
578                         low_avail = phys_avail[i];
579                 if (phys_avail[i + 1] > high_avail)
580                         high_avail = phys_avail[i + 1];
581         }
582         first_page = low_avail / PAGE_SIZE;
583 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
584         size = 0;
585         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++)
586                 size += vm_phys_segs[i].end - vm_phys_segs[i].start;
587         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
588                 size += phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
589 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
590         size = high_avail - low_avail;
591 #else
592 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
593 #endif
594
595 #ifdef VM_PHYSSEG_DENSE
596         /*
597          * In the VM_PHYSSEG_DENSE case, the number of pages can account for
598          * the overhead of a page structure per page only if vm_page_array is
599          * allocated from the last physical memory chunk.  Otherwise, we must
600          * allocate page structures representing the physical memory
601          * underlying vm_page_array, even though they will not be used.
602          */
603         if (new_end != high_avail)
604                 page_range = size / PAGE_SIZE;
605         else
606 #endif
607         {
608                 page_range = size / (PAGE_SIZE + sizeof(struct vm_page));
609
610                 /*
611                  * If the partial bytes remaining are large enough for
612                  * a page (PAGE_SIZE) without a corresponding
613                  * 'struct vm_page', then new_end will contain an
614                  * extra page after subtracting the length of the VM
615                  * page array.  Compensate by subtracting an extra
616                  * page from new_end.
617                  */
618                 if (size % (PAGE_SIZE + sizeof(struct vm_page)) >= PAGE_SIZE) {
619                         if (new_end == high_avail)
620                                 high_avail -= PAGE_SIZE;
621                         new_end -= PAGE_SIZE;
622                 }
623         }
624         end = new_end;
625
626         /*
627          * Reserve an unmapped guard page to trap access to vm_page_array[-1].
628          * However, because this page is allocated from KVM, out-of-bounds
629          * accesses using the direct map will not be trapped.
630          */
631         vaddr += PAGE_SIZE;
632
633         /*
634          * Allocate physical memory for the page structures, and map it.
635          */
636         new_end = trunc_page(end - page_range * sizeof(struct vm_page));
637         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
638             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
639         vm_page_array = (vm_page_t)mapped;
640         vm_page_array_size = page_range;
641
642 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
643         /*
644          * Allocate physical memory for the reservation management system's
645          * data structures, and map it.
646          */
647         if (high_avail == end)
648                 high_avail = new_end;
649         new_end = vm_reserv_startup(&vaddr, new_end, high_avail);
650 #endif
651 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__mips__)
652         /*
653          * Include vm_page_array and vm_reserv_array in a crash dump.
654          */
655         for (pa = new_end; pa < end; pa += PAGE_SIZE)
656                 dump_add_page(pa);
657 #endif
658         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
659
660         /*
661          * Add physical memory segments corresponding to the available
662          * physical pages.
663          */
664         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
665                 vm_phys_add_seg(phys_avail[i], phys_avail[i + 1]);
666
667         /*
668          * Initialize the physical memory allocator.
669          */
670         vm_phys_init();
671
672         /*
673          * Initialize the page structures and add every available page to the
674          * physical memory allocator's free lists.
675          */
676         vm_cnt.v_page_count = 0;
677         vm_cnt.v_free_count = 0;
678         for (segind = 0; segind < vm_phys_nsegs; segind++) {
679                 seg = &vm_phys_segs[segind];
680                 for (m = seg->first_page, pa = seg->start; pa < seg->end;
681                     m++, pa += PAGE_SIZE)
682                         vm_page_init_page(m, pa, segind);
683
684                 /*
685                  * Add the segment to the free lists only if it is covered by
686                  * one of the ranges in phys_avail.  Because we've added the
687                  * ranges to the vm_phys_segs array, we can assume that each
688                  * segment is either entirely contained in one of the ranges,
689                  * or doesn't overlap any of them.
690                  */
691                 for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
692                         if (seg->start < phys_avail[i] ||
693                             seg->end > phys_avail[i + 1])
694                                 continue;
695
696                         m = seg->first_page;
697                         pagecount = (u_long)atop(seg->end - seg->start);
698
699                         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
700                         vm_phys_free_contig(m, pagecount);
701                         vm_phys_freecnt_adj(m, (int)pagecount);
702                         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
703                         vm_cnt.v_page_count += (u_int)pagecount;
704
705                         vmd = &vm_dom[seg->domain];
706                         vmd->vmd_page_count += (u_int)pagecount;
707                         vmd->vmd_segs |= 1UL << m->segind;
708                         break;
709                 }
710         }
711
712         /*
713          * Remove blacklisted pages from the physical memory allocator.
714          */
715         TAILQ_INIT(&blacklist_head);
716         vm_page_blacklist_load(&list, &listend);
717         vm_page_blacklist_check(list, listend);
718
719         list = kern_getenv("vm.blacklist");
720         vm_page_blacklist_check(list, NULL);
721
722         freeenv(list);
723 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
724         /*
725          * Initialize the reservation management system.
726          */
727         vm_reserv_init();
728 #endif
729         return (vaddr);
730 }
731
732 void
733 vm_page_reference(vm_page_t m)
734 {
735
736         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
737 }
738
739 /*
740  *      vm_page_busy_downgrade:
741  *
742  *      Downgrade an exclusive busy page into a single shared busy page.
743  */
744 void
745 vm_page_busy_downgrade(vm_page_t m)
746 {
747         u_int x;
748         bool locked;
749
750         vm_page_assert_xbusied(m);
751         locked = mtx_owned(vm_page_lockptr(m));
752
753         for (;;) {
754                 x = m->busy_lock;
755                 x &= VPB_BIT_WAITERS;
756                 if (x != 0 && !locked)
757                         vm_page_lock(m);
758                 if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock,
759                     VPB_SINGLE_EXCLUSIVER | x, VPB_SHARERS_WORD(1)))
760                         break;
761                 if (x != 0 && !locked)
762                         vm_page_unlock(m);
763         }
764         if (x != 0) {
765                 wakeup(m);
766                 if (!locked)
767                         vm_page_unlock(m);
768         }
769 }
770
771 /*
772  *      vm_page_sbusied:
773  *
774  *      Return a positive value if the page is shared busied, 0 otherwise.
775  */
776 int
777 vm_page_sbusied(vm_page_t m)
778 {
779         u_int x;
780
781         x = m->busy_lock;
782         return ((x & VPB_BIT_SHARED) != 0 && x != VPB_UNBUSIED);
783 }
784
785 /*
786  *      vm_page_sunbusy:
787  *
788  *      Shared unbusy a page.
789  */
790 void
791 vm_page_sunbusy(vm_page_t m)
792 {
793         u_int x;
794
795         vm_page_lock_assert(m, MA_NOTOWNED);
796         vm_page_assert_sbusied(m);
797
798         for (;;) {
799                 x = m->busy_lock;
800                 if (VPB_SHARERS(x) > 1) {
801                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
802                             x - VPB_ONE_SHARER))
803                                 break;
804                         continue;
805                 }
806                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0) {
807                         KASSERT(x == VPB_SHARERS_WORD(1),
808                             ("vm_page_sunbusy: invalid lock state"));
809                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock,
810                             VPB_SHARERS_WORD(1), VPB_UNBUSIED))
811                                 break;
812                         continue;
813                 }
814                 KASSERT(x == (VPB_SHARERS_WORD(1) | VPB_BIT_WAITERS),
815                     ("vm_page_sunbusy: invalid lock state for waiters"));
816
817                 vm_page_lock(m);
818                 if (!atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, VPB_UNBUSIED)) {
819                         vm_page_unlock(m);
820                         continue;
821                 }
822                 wakeup(m);
823                 vm_page_unlock(m);
824                 break;
825         }
826 }
827
828 /*
829  *      vm_page_busy_sleep:
830  *
831  *      Sleep and release the page lock, using the page pointer as wchan.
832  *      This is used to implement the hard-path of busying mechanism.
833  *
834  *      The given page must be locked.
835  *
836  *      If nonshared is true, sleep only if the page is xbusy.
837  */
838 void
839 vm_page_busy_sleep(vm_page_t m, const char *wmesg, bool nonshared)
840 {
841         u_int x;
842
843         vm_page_assert_locked(m);
844
845         x = m->busy_lock;
846         if (x == VPB_UNBUSIED || (nonshared && (x & VPB_BIT_SHARED) != 0) ||
847             ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0 &&
848             !atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, x | VPB_BIT_WAITERS))) {
849                 vm_page_unlock(m);
850                 return;
851         }
852         msleep(m, vm_page_lockptr(m), PVM | PDROP, wmesg, 0);
853 }
854
855 /*
856  *      vm_page_trysbusy:
857  *
858  *      Try to shared busy a page.
859  *      If the operation succeeds 1 is returned otherwise 0.
860  *      The operation never sleeps.
861  */
862 int
863 vm_page_trysbusy(vm_page_t m)
864 {
865         u_int x;
866
867         for (;;) {
868                 x = m->busy_lock;
869                 if ((x & VPB_BIT_SHARED) == 0)
870                         return (0);
871                 if (atomic_cmpset_acq_int(&m->busy_lock, x, x + VPB_ONE_SHARER))
872                         return (1);
873         }
874 }
875
876 static void
877 vm_page_xunbusy_locked(vm_page_t m)
878 {
879
880         vm_page_assert_xbusied(m);
881         vm_page_assert_locked(m);
882
883         atomic_store_rel_int(&m->busy_lock, VPB_UNBUSIED);
884         /* There is a waiter, do wakeup() instead of vm_page_flash(). */
885         wakeup(m);
886 }
887
888 void
889 vm_page_xunbusy_maybelocked(vm_page_t m)
890 {
891         bool lockacq;
892
893         vm_page_assert_xbusied(m);
894
895         /*
896          * Fast path for unbusy.  If it succeeds, we know that there
897          * are no waiters, so we do not need a wakeup.
898          */
899         if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock, VPB_SINGLE_EXCLUSIVER,
900             VPB_UNBUSIED))
901                 return;
902
903         lockacq = !mtx_owned(vm_page_lockptr(m));
904         if (lockacq)
905                 vm_page_lock(m);
906         vm_page_xunbusy_locked(m);
907         if (lockacq)
908                 vm_page_unlock(m);
909 }
910
911 /*
912  *      vm_page_xunbusy_hard:
913  *
914  *      Called after the first try the exclusive unbusy of a page failed.
915  *      It is assumed that the waiters bit is on.
916  */
917 void
918 vm_page_xunbusy_hard(vm_page_t m)
919 {
920
921         vm_page_assert_xbusied(m);
922
923         vm_page_lock(m);
924         vm_page_xunbusy_locked(m);
925         vm_page_unlock(m);
926 }
927
928 /*
929  *      vm_page_flash:
930  *
931  *      Wakeup anyone waiting for the page.
932  *      The ownership bits do not change.
933  *
934  *      The given page must be locked.
935  */
936 void
937 vm_page_flash(vm_page_t m)
938 {
939         u_int x;
940
941         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
942
943         for (;;) {
944                 x = m->busy_lock;
945                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0)
946                         return;
947                 if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
948                     x & (~VPB_BIT_WAITERS)))
949                         break;
950         }
951         wakeup(m);
952 }
953
954 /*
955  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
956  */
957 void
958 vm_page_change_lock(vm_page_t m, struct mtx **mtx)
959 {
960         struct mtx *mtx1;
961
962         mtx1 = vm_page_lockptr(m);
963         if (*mtx == mtx1)
964                 return;
965         if (*mtx != NULL)
966                 mtx_unlock(*mtx);
967         *mtx = mtx1;
968         mtx_lock(mtx1);
969 }
970
971 /*
972  * Keep page from being freed by the page daemon
973  * much of the same effect as wiring, except much lower
974  * overhead and should be used only for *very* temporary
975  * holding ("wiring").
976  */
977 void
978 vm_page_hold(vm_page_t mem)
979 {
980
981         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
982         mem->hold_count++;
983 }
984
985 void
986 vm_page_unhold(vm_page_t mem)
987 {
988
989         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
990         KASSERT(mem->hold_count >= 1, ("vm_page_unhold: hold count < 0!!!"));
991         --mem->hold_count;
992         if (mem->hold_count == 0 && (mem->flags & PG_UNHOLDFREE) != 0)
993                 vm_page_free_toq(mem);
994 }
995
996 /*
997  *      vm_page_unhold_pages:
998  *
999  *      Unhold each of the pages that is referenced by the given array.
1000  */
1001 void
1002 vm_page_unhold_pages(vm_page_t *ma, int count)
1003 {
1004         struct mtx *mtx;
1005
1006         mtx = NULL;
1007         for (; count != 0; count--) {
1008                 vm_page_change_lock(*ma, &mtx);
1009                 vm_page_unhold(*ma);
1010                 ma++;
1011         }
1012         if (mtx != NULL)
1013                 mtx_unlock(mtx);
1014 }
1015
1016 vm_page_t
1017 PHYS_TO_VM_PAGE(vm_paddr_t pa)
1018 {
1019         vm_page_t m;
1020
1021 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
1022         m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
1023         if (m == NULL)
1024                 m = vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa);
1025         return (m);
1026 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
1027         long pi;
1028
1029         pi = atop(pa);
1030         if (pi >= first_page && (pi - first_page) < vm_page_array_size) {
1031                 m = &vm_page_array[pi - first_page];
1032                 return (m);
1033         }
1034         return (vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa));
1035 #else
1036 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
1037 #endif
1038 }
1039
1040 /*
1041  *      vm_page_getfake:
1042  *
1043  *      Create a fictitious page with the specified physical address and
1044  *      memory attribute.  The memory attribute is the only the machine-
1045  *      dependent aspect of a fictitious page that must be initialized.
1046  */
1047 vm_page_t
1048 vm_page_getfake(vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1049 {
1050         vm_page_t m;
1051
1052         m = uma_zalloc(fakepg_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1053         vm_page_initfake(m, paddr, memattr);
1054         return (m);
1055 }
1056
1057 void
1058 vm_page_initfake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1059 {
1060
1061         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
1062                 /*
1063                  * The page's memattr might have changed since the
1064                  * previous initialization.  Update the pmap to the
1065                  * new memattr.
1066                  */
1067                 goto memattr;
1068         }
1069         m->phys_addr = paddr;
1070         m->queue = PQ_NONE;
1071         /* Fictitious pages don't use "segind". */
1072         m->flags = PG_FICTITIOUS;
1073         /* Fictitious pages don't use "order" or "pool". */
1074         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1075         m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1076         m->wire_count = 1;
1077         pmap_page_init(m);
1078 memattr:
1079         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1080 }
1081
1082 /*
1083  *      vm_page_putfake:
1084  *
1085  *      Release a fictitious page.
1086  */
1087 void
1088 vm_page_putfake(vm_page_t m)
1089 {
1090
1091         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0, ("managed %p", m));
1092         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
1093             ("vm_page_putfake: bad page %p", m));
1094         uma_zfree(fakepg_zone, m);
1095 }
1096
1097 /*
1098  *      vm_page_updatefake:
1099  *
1100  *      Update the given fictitious page to the specified physical address and
1101  *      memory attribute.
1102  */
1103 void
1104 vm_page_updatefake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1105 {
1106
1107         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
1108             ("vm_page_updatefake: bad page %p", m));
1109         m->phys_addr = paddr;
1110         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1111 }
1112
1113 /*
1114  *      vm_page_free:
1115  *
1116  *      Free a page.
1117  */
1118 void
1119 vm_page_free(vm_page_t m)
1120 {
1121
1122         m->flags &= ~PG_ZERO;
1123         vm_page_free_toq(m);
1124 }
1125
1126 /*
1127  *      vm_page_free_zero:
1128  *
1129  *      Free a page to the zerod-pages queue
1130  */
1131 void
1132 vm_page_free_zero(vm_page_t m)
1133 {
1134
1135         m->flags |= PG_ZERO;
1136         vm_page_free_toq(m);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Unbusy and handle the page queueing for a page from a getpages request that
1141  * was optionally read ahead or behind.
1142  */
1143 void
1144 vm_page_readahead_finish(vm_page_t m)
1145 {
1146
1147         /* We shouldn't put invalid pages on queues. */
1148         KASSERT(m->valid != 0, ("%s: %p is invalid", __func__, m));
1149
1150         /*
1151          * Since the page is not the actually needed one, whether it should
1152          * be activated or deactivated is not obvious.  Empirical results
1153          * have shown that deactivating the page is usually the best choice,
1154          * unless the page is wanted by another thread.
1155          */
1156         vm_page_lock(m);
1157         if ((m->busy_lock & VPB_BIT_WAITERS) != 0)
1158                 vm_page_activate(m);
1159         else
1160                 vm_page_deactivate(m);
1161         vm_page_unlock(m);
1162         vm_page_xunbusy(m);
1163 }
1164
1165 /*
1166  *      vm_page_sleep_if_busy:
1167  *
1168  *      Sleep and release the page queues lock if the page is busied.
1169  *      Returns TRUE if the thread slept.
1170  *
1171  *      The given page must be unlocked and object containing it must
1172  *      be locked.
1173  */
1174 int
1175 vm_page_sleep_if_busy(vm_page_t m, const char *msg)
1176 {
1177         vm_object_t obj;
1178
1179         vm_page_lock_assert(m, MA_NOTOWNED);
1180         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1181
1182         if (vm_page_busied(m)) {
1183                 /*
1184                  * The page-specific object must be cached because page
1185                  * identity can change during the sleep, causing the
1186                  * re-lock of a different object.
1187                  * It is assumed that a reference to the object is already
1188                  * held by the callers.
1189                  */
1190                 obj = m->object;
1191                 vm_page_lock(m);
1192                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1193                 vm_page_busy_sleep(m, msg, false);
1194                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1195                 return (TRUE);
1196         }
1197         return (FALSE);
1198 }
1199
1200 /*
1201  *      vm_page_dirty_KBI:              [ internal use only ]
1202  *
1203  *      Set all bits in the page's dirty field.
1204  *
1205  *      The object containing the specified page must be locked if the
1206  *      call is made from the machine-independent layer.
1207  *
1208  *      See vm_page_clear_dirty_mask().
1209  *
1210  *      This function should only be called by vm_page_dirty().
1211  */
1212 void
1213 vm_page_dirty_KBI(vm_page_t m)
1214 {
1215
1216         /* Refer to this operation by its public name. */
1217         KASSERT(m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
1218             ("vm_page_dirty: page is invalid!"));
1219         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
1220 }
1221
1222 /*
1223  *      vm_page_insert:         [ internal use only ]
1224  *
1225  *      Inserts the given mem entry into the object and object list.
1226  *
1227  *      The object must be locked.
1228  */
1229 int
1230 vm_page_insert(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1231 {
1232         vm_page_t mpred;
1233
1234         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1235         mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1236         return (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred));
1237 }
1238
1239 /*
1240  *      vm_page_insert_after:
1241  *
1242  *      Inserts the page "m" into the specified object at offset "pindex".
1243  *
1244  *      The page "mpred" must immediately precede the offset "pindex" within
1245  *      the specified object.
1246  *
1247  *      The object must be locked.
1248  */
1249 static int
1250 vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
1251     vm_page_t mpred)
1252 {
1253         vm_page_t msucc;
1254
1255         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1256         KASSERT(m->object == NULL,
1257             ("vm_page_insert_after: page already inserted"));
1258         if (mpred != NULL) {
1259                 KASSERT(mpred->object == object,
1260                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1261                 KASSERT(mpred->pindex < pindex,
1262                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1263                 msucc = TAILQ_NEXT(mpred, listq);
1264         } else
1265                 msucc = TAILQ_FIRST(&object->memq);
1266         if (msucc != NULL)
1267                 KASSERT(msucc->pindex > pindex,
1268                     ("vm_page_insert_after: msucc doesn't succeed pindex"));
1269
1270         /*
1271          * Record the object/offset pair in this page
1272          */
1273         m->object = object;
1274         m->pindex = pindex;
1275
1276         /*
1277          * Now link into the object's ordered list of backed pages.
1278          */
1279         if (vm_radix_insert(&object->rtree, m)) {
1280                 m->object = NULL;
1281                 m->pindex = 0;
1282                 return (1);
1283         }
1284         vm_page_insert_radixdone(m, object, mpred);
1285         return (0);
1286 }
1287
1288 /*
1289  *      vm_page_insert_radixdone:
1290  *
1291  *      Complete page "m" insertion into the specified object after the
1292  *      radix trie hooking.
1293  *
1294  *      The page "mpred" must precede the offset "m->pindex" within the
1295  *      specified object.
1296  *
1297  *      The object must be locked.
1298  */
1299 static void
1300 vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_page_t mpred)
1301 {
1302
1303         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1304         KASSERT(object != NULL && m->object == object,
1305             ("vm_page_insert_radixdone: page %p has inconsistent object", m));
1306         if (mpred != NULL) {
1307                 KASSERT(mpred->object == object,
1308                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1309                 KASSERT(mpred->pindex < m->pindex,
1310                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1311         }
1312
1313         if (mpred != NULL)
1314                 TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mpred, m, listq);
1315         else
1316                 TAILQ_INSERT_HEAD(&object->memq, m, listq);
1317
1318         /*
1319          * Show that the object has one more resident page.
1320          */
1321         object->resident_page_count++;
1322
1323         /*
1324          * Hold the vnode until the last page is released.
1325          */
1326         if (object->resident_page_count == 1 && object->type == OBJT_VNODE)
1327                 vhold(object->handle);
1328
1329         /*
1330          * Since we are inserting a new and possibly dirty page,
1331          * update the object's OBJ_MIGHTBEDIRTY flag.
1332          */
1333         if (pmap_page_is_write_mapped(m))
1334                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1335 }
1336
1337 /*
1338  *      vm_page_remove:
1339  *
1340  *      Removes the specified page from its containing object, but does not
1341  *      invalidate any backing storage.
1342  *
1343  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is managed.
1344  */
1345 void
1346 vm_page_remove(vm_page_t m)
1347 {
1348         vm_object_t object;
1349         vm_page_t mrem;
1350
1351         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1352                 vm_page_assert_locked(m);
1353         if ((object = m->object) == NULL)
1354                 return;
1355         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1356         if (vm_page_xbusied(m))
1357                 vm_page_xunbusy_maybelocked(m);
1358         mrem = vm_radix_remove(&object->rtree, m->pindex);
1359         KASSERT(mrem == m, ("removed page %p, expected page %p", mrem, m));
1360
1361         /*
1362          * Now remove from the object's list of backed pages.
1363          */
1364         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
1365
1366         /*
1367          * And show that the object has one fewer resident page.
1368          */
1369         object->resident_page_count--;
1370
1371         /*
1372          * The vnode may now be recycled.
1373          */
1374         if (object->resident_page_count == 0 && object->type == OBJT_VNODE)
1375                 vdrop(object->handle);
1376
1377         m->object = NULL;
1378 }
1379
1380 /*
1381  *      vm_page_lookup:
1382  *
1383  *      Returns the page associated with the object/offset
1384  *      pair specified; if none is found, NULL is returned.
1385  *
1386  *      The object must be locked.
1387  */
1388 vm_page_t
1389 vm_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1390 {
1391
1392         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1393         return (vm_radix_lookup(&object->rtree, pindex));
1394 }
1395
1396 /*
1397  *      vm_page_find_least:
1398  *
1399  *      Returns the page associated with the object with least pindex
1400  *      greater than or equal to the parameter pindex, or NULL.
1401  *
1402  *      The object must be locked.
1403  */
1404 vm_page_t
1405 vm_page_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1406 {
1407         vm_page_t m;
1408
1409         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1410         if ((m = TAILQ_FIRST(&object->memq)) != NULL && m->pindex < pindex)
1411                 m = vm_radix_lookup_ge(&object->rtree, pindex);
1412         return (m);
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Returns the given page's successor (by pindex) within the object if it is
1417  * resident; if none is found, NULL is returned.
1418  *
1419  * The object must be locked.
1420  */
1421 vm_page_t
1422 vm_page_next(vm_page_t m)
1423 {
1424         vm_page_t next;
1425
1426         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1427         if ((next = TAILQ_NEXT(m, listq)) != NULL) {
1428                 MPASS(next->object == m->object);
1429                 if (next->pindex != m->pindex + 1)
1430                         next = NULL;
1431         }
1432         return (next);
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Returns the given page's predecessor (by pindex) within the object if it is
1437  * resident; if none is found, NULL is returned.
1438  *
1439  * The object must be locked.
1440  */
1441 vm_page_t
1442 vm_page_prev(vm_page_t m)
1443 {
1444         vm_page_t prev;
1445
1446         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1447         if ((prev = TAILQ_PREV(m, pglist, listq)) != NULL) {
1448                 MPASS(prev->object == m->object);
1449                 if (prev->pindex != m->pindex - 1)
1450                         prev = NULL;
1451         }
1452         return (prev);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Uses the page mnew as a replacement for an existing page at index
1457  * pindex which must be already present in the object.
1458  *
1459  * The existing page must not be on a paging queue.
1460  */
1461 vm_page_t
1462 vm_page_replace(vm_page_t mnew, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1463 {
1464         vm_page_t mold;
1465
1466         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1467         KASSERT(mnew->object == NULL,
1468             ("vm_page_replace: page already in object"));
1469
1470         /*
1471          * This function mostly follows vm_page_insert() and
1472          * vm_page_remove() without the radix, object count and vnode
1473          * dance.  Double check such functions for more comments.
1474          */
1475
1476         mnew->object = object;
1477         mnew->pindex = pindex;
1478         mold = vm_radix_replace(&object->rtree, mnew);
1479         KASSERT(mold->queue == PQ_NONE,
1480             ("vm_page_replace: mold is on a paging queue"));
1481
1482         /* Keep the resident page list in sorted order. */
1483         TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mold, mnew, listq);
1484         TAILQ_REMOVE(&object->memq, mold, listq);
1485
1486         mold->object = NULL;
1487         vm_page_xunbusy_maybelocked(mold);
1488
1489         /*
1490          * The object's resident_page_count does not change because we have
1491          * swapped one page for another, but OBJ_MIGHTBEDIRTY.
1492          */
1493         if (pmap_page_is_write_mapped(mnew))
1494                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1495         return (mold);
1496 }
1497
1498 /*
1499  *      vm_page_rename:
1500  *
1501  *      Move the given memory entry from its
1502  *      current object to the specified target object/offset.
1503  *
1504  *      Note: swap associated with the page must be invalidated by the move.  We
1505  *            have to do this for several reasons:  (1) we aren't freeing the
1506  *            page, (2) we are dirtying the page, (3) the VM system is probably
1507  *            moving the page from object A to B, and will then later move
1508  *            the backing store from A to B and we can't have a conflict.
1509  *
1510  *      Note: we *always* dirty the page.  It is necessary both for the
1511  *            fact that we moved it, and because we may be invalidating
1512  *            swap.
1513  *
1514  *      The objects must be locked.
1515  */
1516 int
1517 vm_page_rename(vm_page_t m, vm_object_t new_object, vm_pindex_t new_pindex)
1518 {
1519         vm_page_t mpred;
1520         vm_pindex_t opidx;
1521
1522         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(new_object);
1523
1524         mpred = vm_radix_lookup_le(&new_object->rtree, new_pindex);
1525         KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != new_pindex,
1526             ("vm_page_rename: pindex already renamed"));
1527
1528         /*
1529          * Create a custom version of vm_page_insert() which does not depend
1530          * by m_prev and can cheat on the implementation aspects of the
1531          * function.
1532          */
1533         opidx = m->pindex;
1534         m->pindex = new_pindex;
1535         if (vm_radix_insert(&new_object->rtree, m)) {
1536                 m->pindex = opidx;
1537                 return (1);
1538         }
1539
1540         /*
1541          * The operation cannot fail anymore.  The removal must happen before
1542          * the listq iterator is tainted.
1543          */
1544         m->pindex = opidx;
1545         vm_page_lock(m);
1546         vm_page_remove(m);
1547
1548         /* Return back to the new pindex to complete vm_page_insert(). */
1549         m->pindex = new_pindex;
1550         m->object = new_object;
1551         vm_page_unlock(m);
1552         vm_page_insert_radixdone(m, new_object, mpred);
1553         vm_page_dirty(m);
1554         return (0);
1555 }
1556
1557 /*
1558  *      vm_page_alloc:
1559  *
1560  *      Allocate and return a page that is associated with the specified
1561  *      object and offset pair.  By default, this page is exclusive busied.
1562  *
1563  *      The caller must always specify an allocation class.
1564  *
1565  *      allocation classes:
1566  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1567  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1568  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1569  *
1570  *      optional allocation flags:
1571  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
1572  *                              intends to allocate
1573  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1574  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1575  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1576  *                              should not be exclusive busy
1577  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1578  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1579  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1580  *
1581  *      This routine may not sleep.
1582  */
1583 vm_page_t
1584 vm_page_alloc(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req)
1585 {
1586         vm_page_t m, mpred;
1587         int flags, req_class;
1588
1589         mpred = NULL;   /* XXX: pacify gcc */
1590         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1591             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1592             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1593             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1594             ("vm_page_alloc: inconsistent object(%p)/req(%x)", object, req));
1595         if (object != NULL)
1596                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1597
1598         if (__predict_false((req & VM_ALLOC_IFCACHED) != 0))
1599                 return (NULL);
1600
1601         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1602
1603         /*
1604          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1605          */
1606         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1607                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1608
1609         if (object != NULL) {
1610                 mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1611                 KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != pindex,
1612                    ("vm_page_alloc: pindex already allocated"));
1613         }
1614
1615         /*
1616          * Allocate a page if the number of free pages exceeds the minimum
1617          * for the request class.
1618          */
1619         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1620         if (vm_cnt.v_free_count > vm_cnt.v_free_reserved ||
1621             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1622             vm_cnt.v_free_count > vm_cnt.v_interrupt_free_min) ||
1623             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1624             vm_cnt.v_free_count > 0)) {
1625                 /*
1626                  * Can we allocate the page from a reservation?
1627                  */
1628 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1629                 if (object == NULL || (object->flags & (OBJ_COLORED |
1630                     OBJ_FICTITIOUS)) != OBJ_COLORED || (m =
1631                     vm_reserv_alloc_page(object, pindex, mpred)) == NULL)
1632 #endif
1633                 {
1634                         /*
1635                          * If not, allocate it from the free page queues.
1636                          */
1637                         m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1638                             VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
1639 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1640                         if (m == NULL && vm_reserv_reclaim_inactive()) {
1641                                 m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1642                                     VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT,
1643                                     0);
1644                         }
1645 #endif
1646                 }
1647         } else {
1648                 /*
1649                  * Not allocatable, give up.
1650                  */
1651                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1652                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
1653                     max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
1654                 pagedaemon_wakeup();
1655                 return (NULL);
1656         }
1657
1658         /*
1659          *  At this point we had better have found a good page.
1660          */
1661         KASSERT(m != NULL, ("vm_page_alloc: missing page"));
1662         vm_phys_freecnt_adj(m, -1);
1663         if ((m->flags & PG_ZERO) != 0)
1664                 vm_page_zero_count--;
1665         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1666         vm_page_alloc_check(m);
1667
1668         /*
1669          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1670          */
1671         flags = 0;
1672         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1673                 flags = PG_ZERO;
1674         flags &= m->flags;
1675         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
1676                 flags |= PG_NODUMP;
1677         m->flags = flags;
1678         m->aflags = 0;
1679         m->oflags = object == NULL || (object->flags & OBJ_UNMANAGED) != 0 ?
1680             VPO_UNMANAGED : 0;
1681         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1682         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1683                 m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1684         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1685                 m->busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1686         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1687                 /*
1688                  * The page lock is not required for wiring a page until that
1689                  * page is inserted into the object.
1690                  */
1691                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1692                 m->wire_count = 1;
1693         }
1694         m->act_count = 0;
1695
1696         if (object != NULL) {
1697                 if (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred)) {
1698                         pagedaemon_wakeup();
1699                         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1700                                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1701                                 m->wire_count = 0;
1702                         }
1703                         KASSERT(m->object == NULL, ("page %p has object", m));
1704                         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1705                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1706                         /* Don't change PG_ZERO. */
1707                         vm_page_free_toq(m);
1708                         return (NULL);
1709                 }
1710
1711                 /* Ignore device objects; the pager sets "memattr" for them. */
1712                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1713                     (object->flags & OBJ_FICTITIOUS) == 0)
1714                         pmap_page_set_memattr(m, object->memattr);
1715         } else
1716                 m->pindex = pindex;
1717
1718         /*
1719          * Don't wakeup too often - wakeup the pageout daemon when
1720          * we would be nearly out of memory.
1721          */
1722         if (vm_paging_needed())
1723                 pagedaemon_wakeup();
1724
1725         return (m);
1726 }
1727
1728 /*
1729  *      vm_page_alloc_contig:
1730  *
1731  *      Allocate a contiguous set of physical pages of the given size "npages"
1732  *      from the free lists.  All of the physical pages must be at or above
1733  *      the given physical address "low" and below the given physical address
1734  *      "high".  The given value "alignment" determines the alignment of the
1735  *      first physical page in the set.  If the given value "boundary" is
1736  *      non-zero, then the set of physical pages cannot cross any physical
1737  *      address boundary that is a multiple of that value.  Both "alignment"
1738  *      and "boundary" must be a power of two.
1739  *
1740  *      If the specified memory attribute, "memattr", is VM_MEMATTR_DEFAULT,
1741  *      then the memory attribute setting for the physical pages is configured
1742  *      to the object's memory attribute setting.  Otherwise, the memory
1743  *      attribute setting for the physical pages is configured to "memattr",
1744  *      overriding the object's memory attribute setting.  However, if the
1745  *      object's memory attribute setting is not VM_MEMATTR_DEFAULT, then the
1746  *      memory attribute setting for the physical pages cannot be configured
1747  *      to VM_MEMATTR_DEFAULT.
1748  *
1749  *      The specified object may not contain fictitious pages.
1750  *
1751  *      The caller must always specify an allocation class.
1752  *
1753  *      allocation classes:
1754  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1755  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1756  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1757  *
1758  *      optional allocation flags:
1759  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1760  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1761  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1762  *                              should not be exclusive busy
1763  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1764  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1765  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1766  *
1767  *      This routine may not sleep.
1768  */
1769 vm_page_t
1770 vm_page_alloc_contig(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req,
1771     u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment,
1772     vm_paddr_t boundary, vm_memattr_t memattr)
1773 {
1774         vm_page_t m, m_ret, mpred;
1775         u_int busy_lock, flags, oflags;
1776         int req_class;
1777
1778         mpred = NULL;   /* XXX: pacify gcc */
1779         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1780             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1781             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1782             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1783             ("vm_page_alloc_contig: inconsistent object(%p)/req(%x)", object,
1784             req));
1785         if (object != NULL) {
1786                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1787                 KASSERT((object->flags & OBJ_FICTITIOUS) == 0,
1788                     ("vm_page_alloc_contig: object %p has fictitious pages",
1789                     object));
1790         }
1791         KASSERT(npages > 0, ("vm_page_alloc_contig: npages is zero"));
1792         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1793
1794         /*
1795          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1796          */
1797         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1798                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1799
1800         if (object != NULL) {
1801                 mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1802                 KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != pindex,
1803                     ("vm_page_alloc_contig: pindex already allocated"));
1804         }
1805
1806         /*
1807          * Can we allocate the pages without the number of free pages falling
1808          * below the lower bound for the allocation class?
1809          */
1810         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1811         if (vm_cnt.v_free_count >= npages + vm_cnt.v_free_reserved ||
1812             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1813             vm_cnt.v_free_count >= npages + vm_cnt.v_interrupt_free_min) ||
1814             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1815             vm_cnt.v_free_count >= npages)) {
1816                 /*
1817                  * Can we allocate the pages from a reservation?
1818                  */
1819 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1820 retry:
1821                 if (object == NULL || (object->flags & OBJ_COLORED) == 0 ||
1822                     (m_ret = vm_reserv_alloc_contig(object, pindex, npages,
1823                     low, high, alignment, boundary, mpred)) == NULL)
1824 #endif
1825                         /*
1826                          * If not, allocate them from the free page queues.
1827                          */
1828                         m_ret = vm_phys_alloc_contig(npages, low, high,
1829                             alignment, boundary);
1830         } else {
1831                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1832                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit, npages);
1833                 pagedaemon_wakeup();
1834                 return (NULL);
1835         }
1836         if (m_ret != NULL) {
1837                 vm_phys_freecnt_adj(m_ret, -npages);
1838                 for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++)
1839                         if ((m->flags & PG_ZERO) != 0)
1840                                 vm_page_zero_count--;
1841         } else {
1842 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1843                 if (vm_reserv_reclaim_contig(npages, low, high, alignment,
1844                     boundary))
1845                         goto retry;
1846 #endif
1847         }
1848         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1849         if (m_ret == NULL)
1850                 return (NULL);
1851         for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++)
1852                 vm_page_alloc_check(m);
1853
1854         /*
1855          * Initialize the pages.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1856          */
1857         flags = 0;
1858         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1859                 flags = PG_ZERO;
1860         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
1861                 flags |= PG_NODUMP;
1862         oflags = object == NULL || (object->flags & OBJ_UNMANAGED) != 0 ?
1863             VPO_UNMANAGED : 0;
1864         busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1865         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1866                 busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1867         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1868                 busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1869         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1870                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, npages);
1871         if (object != NULL) {
1872                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1873                     memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT)
1874                         memattr = object->memattr;
1875         }
1876         for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
1877                 m->aflags = 0;
1878                 m->flags = (m->flags | PG_NODUMP) & flags;
1879                 m->busy_lock = busy_lock;
1880                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1881                         m->wire_count = 1;
1882                 m->act_count = 0;
1883                 m->oflags = oflags;
1884                 if (object != NULL) {
1885                         if (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred)) {
1886                                 pagedaemon_wakeup();
1887                                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1888                                         atomic_subtract_int(
1889                                             &vm_cnt.v_wire_count, npages);
1890                                 KASSERT(m->object == NULL,
1891                                     ("page %p has object", m));
1892                                 mpred = m;
1893                                 for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
1894                                         if (m <= mpred &&
1895                                             (req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1896                                                 m->wire_count = 0;
1897                                         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1898                                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1899                                         /* Don't change PG_ZERO. */
1900                                         vm_page_free_toq(m);
1901                                 }
1902                                 return (NULL);
1903                         }
1904                         mpred = m;
1905                 } else
1906                         m->pindex = pindex;
1907                 if (memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
1908                         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1909                 pindex++;
1910         }
1911         if (vm_paging_needed())
1912                 pagedaemon_wakeup();
1913         return (m_ret);
1914 }
1915
1916 /*
1917  * Check a page that has been freshly dequeued from a freelist.
1918  */
1919 static void
1920 vm_page_alloc_check(vm_page_t m)
1921 {
1922
1923         KASSERT(m->object == NULL, ("page %p has object", m));
1924         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1925             ("page %p has unexpected queue %d", m, m->queue));
1926         KASSERT(m->wire_count == 0, ("page %p is wired", m));
1927         KASSERT(m->hold_count == 0, ("page %p is held", m));
1928         KASSERT(!vm_page_busied(m), ("page %p is busy", m));
1929         KASSERT(m->dirty == 0, ("page %p is dirty", m));
1930         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
1931             ("page %p has unexpected memattr %d",
1932             m, pmap_page_get_memattr(m)));
1933         KASSERT(m->valid == 0, ("free page %p is valid", m));
1934 }
1935
1936 /*
1937  *      vm_page_alloc_freelist:
1938  *
1939  *      Allocate a physical page from the specified free page list.
1940  *
1941  *      The caller must always specify an allocation class.
1942  *
1943  *      allocation classes:
1944  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1945  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1946  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1947  *
1948  *      optional allocation flags:
1949  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
1950  *                              intends to allocate
1951  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1952  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1953  *
1954  *      This routine may not sleep.
1955  */
1956 vm_page_t
1957 vm_page_alloc_freelist(int flind, int req)
1958 {
1959         vm_page_t m;
1960         u_int flags;
1961         int req_class;
1962
1963         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1964
1965         /*
1966          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1967          */
1968         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1969                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1970
1971         /*
1972          * Do not allocate reserved pages unless the req has asked for it.
1973          */
1974         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1975         if (vm_cnt.v_free_count > vm_cnt.v_free_reserved ||
1976             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1977             vm_cnt.v_free_count > vm_cnt.v_interrupt_free_min) ||
1978             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1979             vm_cnt.v_free_count > 0))
1980                 m = vm_phys_alloc_freelist_pages(flind, VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
1981         else {
1982                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1983                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
1984                     max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
1985                 pagedaemon_wakeup();
1986                 return (NULL);
1987         }
1988         if (m == NULL) {
1989                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1990                 return (NULL);
1991         }
1992         vm_phys_freecnt_adj(m, -1);
1993         if ((m->flags & PG_ZERO) != 0)
1994                 vm_page_zero_count--;
1995         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1996         vm_page_alloc_check(m);
1997
1998         /*
1999          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
2000          */
2001         m->aflags = 0;
2002         flags = 0;
2003         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
2004                 flags = PG_ZERO;
2005         m->flags &= flags;
2006         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
2007                 /*
2008                  * The page lock is not required for wiring a page that does
2009                  * not belong to an object.
2010                  */
2011                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2012                 m->wire_count = 1;
2013         }
2014         /* Unmanaged pages don't use "act_count". */
2015         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
2016         if (vm_paging_needed())
2017                 pagedaemon_wakeup();
2018         return (m);
2019 }
2020
2021 #define VPSC_ANY        0       /* No restrictions. */
2022 #define VPSC_NORESERV   1       /* Skip reservations; implies VPSC_NOSUPER. */
2023 #define VPSC_NOSUPER    2       /* Skip superpages. */
2024
2025 /*
2026  *      vm_page_scan_contig:
2027  *
2028  *      Scan vm_page_array[] between the specified entries "m_start" and
2029  *      "m_end" for a run of contiguous physical pages that satisfy the
2030  *      specified conditions, and return the lowest page in the run.  The
2031  *      specified "alignment" determines the alignment of the lowest physical
2032  *      page in the run.  If the specified "boundary" is non-zero, then the
2033  *      run of physical pages cannot span a physical address that is a
2034  *      multiple of "boundary".
2035  *
2036  *      "m_end" is never dereferenced, so it need not point to a vm_page
2037  *      structure within vm_page_array[].
2038  *
2039  *      "npages" must be greater than zero.  "m_start" and "m_end" must not
2040  *      span a hole (or discontiguity) in the physical address space.  Both
2041  *      "alignment" and "boundary" must be a power of two.
2042  */
2043 vm_page_t
2044 vm_page_scan_contig(u_long npages, vm_page_t m_start, vm_page_t m_end,
2045     u_long alignment, vm_paddr_t boundary, int options)
2046 {
2047         struct mtx *m_mtx;
2048         vm_object_t object;
2049         vm_paddr_t pa;
2050         vm_page_t m, m_run;
2051 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2052         int level;
2053 #endif
2054         int m_inc, order, run_ext, run_len;
2055
2056         KASSERT(npages > 0, ("npages is 0"));
2057         KASSERT(powerof2(alignment), ("alignment is not a power of 2"));
2058         KASSERT(powerof2(boundary), ("boundary is not a power of 2"));
2059         m_run = NULL;
2060         run_len = 0;
2061         m_mtx = NULL;
2062         for (m = m_start; m < m_end && run_len < npages; m += m_inc) {
2063                 KASSERT((m->flags & PG_MARKER) == 0,
2064                     ("page %p is PG_MARKER", m));
2065                 KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 || m->wire_count == 1,
2066                     ("fictitious page %p has invalid wire count", m));
2067
2068                 /*
2069                  * If the current page would be the start of a run, check its
2070                  * physical address against the end, alignment, and boundary
2071                  * conditions.  If it doesn't satisfy these conditions, either
2072                  * terminate the scan or advance to the next page that
2073                  * satisfies the failed condition.
2074                  */
2075                 if (run_len == 0) {
2076                         KASSERT(m_run == NULL, ("m_run != NULL"));
2077                         if (m + npages > m_end)
2078                                 break;
2079                         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2080                         if ((pa & (alignment - 1)) != 0) {
2081                                 m_inc = atop(roundup2(pa, alignment) - pa);
2082                                 continue;
2083                         }
2084                         if (rounddown2(pa ^ (pa + ptoa(npages) - 1),
2085                             boundary) != 0) {
2086                                 m_inc = atop(roundup2(pa, boundary) - pa);
2087                                 continue;
2088                         }
2089                 } else
2090                         KASSERT(m_run != NULL, ("m_run == NULL"));
2091
2092                 vm_page_change_lock(m, &m_mtx);
2093                 m_inc = 1;
2094 retry:
2095                 if (m->wire_count != 0 || m->hold_count != 0)
2096                         run_ext = 0;
2097 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2098                 else if ((level = vm_reserv_level(m)) >= 0 &&
2099                     (options & VPSC_NORESERV) != 0) {
2100                         run_ext = 0;
2101                         /* Advance to the end of the reservation. */
2102                         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2103                         m_inc = atop(roundup2(pa + 1, vm_reserv_size(level)) -
2104                             pa);
2105                 }
2106 #endif
2107                 else if ((object = m->object) != NULL) {
2108                         /*
2109                          * The page is considered eligible for relocation if
2110                          * and only if it could be laundered or reclaimed by
2111                          * the page daemon.
2112                          */
2113                         if (!VM_OBJECT_TRYRLOCK(object)) {
2114                                 mtx_unlock(m_mtx);
2115                                 VM_OBJECT_RLOCK(object);
2116                                 mtx_lock(m_mtx);
2117                                 if (m->object != object) {
2118                                         /*
2119                                          * The page may have been freed.
2120                                          */
2121                                         VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2122                                         goto retry;
2123                                 } else if (m->wire_count != 0 ||
2124                                     m->hold_count != 0) {
2125                                         run_ext = 0;
2126                                         goto unlock;
2127                                 }
2128                         }
2129                         KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2130                             ("page %p is PG_UNHOLDFREE", m));
2131                         /* Don't care: PG_NODUMP, PG_ZERO. */
2132                         if (object->type != OBJT_DEFAULT &&
2133                             object->type != OBJT_SWAP &&
2134                             object->type != OBJT_VNODE) {
2135                                 run_ext = 0;
2136 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2137                         } else if ((options & VPSC_NOSUPER) != 0 &&
2138                             (level = vm_reserv_level_iffullpop(m)) >= 0) {
2139                                 run_ext = 0;
2140                                 /* Advance to the end of the superpage. */
2141                                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2142                                 m_inc = atop(roundup2(pa + 1,
2143                                     vm_reserv_size(level)) - pa);
2144 #endif
2145                         } else if (object->memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT &&
2146                             m->queue != PQ_NONE && !vm_page_busied(m)) {
2147                                 /*
2148                                  * The page is allocated but eligible for
2149                                  * relocation.  Extend the current run by one
2150                                  * page.
2151                                  */
2152                                 KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) ==
2153                                     VM_MEMATTR_DEFAULT,
2154                                     ("page %p has an unexpected memattr", m));
2155                                 KASSERT((m->oflags & (VPO_SWAPINPROG |
2156                                     VPO_SWAPSLEEP | VPO_UNMANAGED)) == 0,
2157                                     ("page %p has unexpected oflags", m));
2158                                 /* Don't care: VPO_NOSYNC. */
2159                                 run_ext = 1;
2160                         } else
2161                                 run_ext = 0;
2162 unlock:
2163                         VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2164 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2165                 } else if (level >= 0) {
2166                         /*
2167                          * The page is reserved but not yet allocated.  In
2168                          * other words, it is still free.  Extend the current
2169                          * run by one page.
2170                          */
2171                         run_ext = 1;
2172 #endif
2173                 } else if ((order = m->order) < VM_NFREEORDER) {
2174                         /*
2175                          * The page is enqueued in the physical memory
2176                          * allocator's free page queues.  Moreover, it is the
2177                          * first page in a power-of-two-sized run of
2178                          * contiguous free pages.  Add these pages to the end
2179                          * of the current run, and jump ahead.
2180                          */
2181                         run_ext = 1 << order;
2182                         m_inc = 1 << order;
2183                 } else {
2184                         /*
2185                          * Skip the page for one of the following reasons: (1)
2186                          * It is enqueued in the physical memory allocator's
2187                          * free page queues.  However, it is not the first
2188                          * page in a run of contiguous free pages.  (This case
2189                          * rarely occurs because the scan is performed in
2190                          * ascending order.) (2) It is not reserved, and it is
2191                          * transitioning from free to allocated.  (Conversely,
2192                          * the transition from allocated to free for managed
2193                          * pages is blocked by the page lock.) (3) It is
2194                          * allocated but not contained by an object and not
2195                          * wired, e.g., allocated by Xen's balloon driver.
2196                          */
2197                         run_ext = 0;
2198                 }
2199
2200                 /*
2201                  * Extend or reset the current run of pages.
2202                  */
2203                 if (run_ext > 0) {
2204                         if (run_len == 0)
2205                                 m_run = m;
2206                         run_len += run_ext;
2207                 } else {
2208                         if (run_len > 0) {
2209                                 m_run = NULL;
2210                                 run_len = 0;
2211                         }
2212                 }
2213         }
2214         if (m_mtx != NULL)
2215                 mtx_unlock(m_mtx);
2216         if (run_len >= npages)
2217                 return (m_run);
2218         return (NULL);
2219 }
2220
2221 /*
2222  *      vm_page_reclaim_run:
2223  *
2224  *      Try to relocate each of the allocated virtual pages within the
2225  *      specified run of physical pages to a new physical address.  Free the
2226  *      physical pages underlying the relocated virtual pages.  A virtual page
2227  *      is relocatable if and only if it could be laundered or reclaimed by
2228  *      the page daemon.  Whenever possible, a virtual page is relocated to a
2229  *      physical address above "high".
2230  *
2231  *      Returns 0 if every physical page within the run was already free or
2232  *      just freed by a successful relocation.  Otherwise, returns a non-zero
2233  *      value indicating why the last attempt to relocate a virtual page was
2234  *      unsuccessful.
2235  *
2236  *      "req_class" must be an allocation class.
2237  */
2238 static int
2239 vm_page_reclaim_run(int req_class, u_long npages, vm_page_t m_run,
2240     vm_paddr_t high)
2241 {
2242         struct mtx *m_mtx;
2243         struct spglist free;
2244         vm_object_t object;
2245         vm_paddr_t pa;
2246         vm_page_t m, m_end, m_new;
2247         int error, order, req;
2248
2249         KASSERT((req_class & VM_ALLOC_CLASS_MASK) == req_class,
2250             ("req_class is not an allocation class"));
2251         SLIST_INIT(&free);
2252         error = 0;
2253         m = m_run;
2254         m_end = m_run + npages;
2255         m_mtx = NULL;
2256         for (; error == 0 && m < m_end; m++) {
2257                 KASSERT((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_MARKER)) == 0,
2258                     ("page %p is PG_FICTITIOUS or PG_MARKER", m));
2259
2260                 /*
2261                  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
2262                  */
2263                 vm_page_change_lock(m, &m_mtx);
2264 retry:
2265                 if (m->wire_count != 0 || m->hold_count != 0)
2266                         error = EBUSY;
2267                 else if ((object = m->object) != NULL) {
2268                         /*
2269                          * The page is relocated if and only if it could be
2270                          * laundered or reclaimed by the page daemon.
2271                          */
2272                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
2273                                 mtx_unlock(m_mtx);
2274                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
2275                                 mtx_lock(m_mtx);
2276                                 if (m->object != object) {
2277                                         /*
2278                                          * The page may have been freed.
2279                                          */
2280                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2281                                         goto retry;
2282                                 } else if (m->wire_count != 0 ||
2283                                     m->hold_count != 0) {
2284                                         error = EBUSY;
2285                                         goto unlock;
2286                                 }
2287                         }
2288                         KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2289                             ("page %p is PG_UNHOLDFREE", m));
2290                         /* Don't care: PG_NODUMP, PG_ZERO. */
2291                         if (object->type != OBJT_DEFAULT &&
2292                             object->type != OBJT_SWAP &&
2293                             object->type != OBJT_VNODE)
2294                                 error = EINVAL;
2295                         else if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2296                                 error = EINVAL;
2297                         else if (m->queue != PQ_NONE && !vm_page_busied(m)) {
2298                                 KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) ==
2299                                     VM_MEMATTR_DEFAULT,
2300                                     ("page %p has an unexpected memattr", m));
2301                                 KASSERT((m->oflags & (VPO_SWAPINPROG |
2302                                     VPO_SWAPSLEEP | VPO_UNMANAGED)) == 0,
2303                                     ("page %p has unexpected oflags", m));
2304                                 /* Don't care: VPO_NOSYNC. */
2305                                 if (m->valid != 0) {
2306                                         /*
2307                                          * First, try to allocate a new page
2308                                          * that is above "high".  Failing
2309                                          * that, try to allocate a new page
2310                                          * that is below "m_run".  Allocate
2311                                          * the new page between the end of
2312                                          * "m_run" and "high" only as a last
2313                                          * resort.
2314                                          */
2315                                         req = req_class | VM_ALLOC_NOOBJ;
2316                                         if ((m->flags & PG_NODUMP) != 0)
2317                                                 req |= VM_ALLOC_NODUMP;
2318                                         if (trunc_page(high) !=
2319                                             ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK) {
2320                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2321                                                     NULL, 0, req, 1,
2322                                                     round_page(high),
2323                                                     ~(vm_paddr_t)0,
2324                                                     PAGE_SIZE, 0,
2325                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2326                                         } else
2327                                                 m_new = NULL;
2328                                         if (m_new == NULL) {
2329                                                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m_run);
2330                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2331                                                     NULL, 0, req, 1,
2332                                                     0, pa - 1, PAGE_SIZE, 0,
2333                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2334                                         }
2335                                         if (m_new == NULL) {
2336                                                 pa += ptoa(npages);
2337                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2338                                                     NULL, 0, req, 1,
2339                                                     pa, high, PAGE_SIZE, 0,
2340                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2341                                         }
2342                                         if (m_new == NULL) {
2343                                                 error = ENOMEM;
2344                                                 goto unlock;
2345                                         }
2346                                         KASSERT(m_new->wire_count == 0,
2347                                             ("page %p is wired", m));
2348
2349                                         /*
2350                                          * Replace "m" with the new page.  For
2351                                          * vm_page_replace(), "m" must be busy
2352                                          * and dequeued.  Finally, change "m"
2353                                          * as if vm_page_free() was called.
2354                                          */
2355                                         if (object->ref_count != 0)
2356                                                 pmap_remove_all(m);
2357                                         m_new->aflags = m->aflags;
2358                                         KASSERT(m_new->oflags == VPO_UNMANAGED,
2359                                             ("page %p is managed", m));
2360                                         m_new->oflags = m->oflags & VPO_NOSYNC;
2361                                         pmap_copy_page(m, m_new);
2362                                         m_new->valid = m->valid;
2363                                         m_new->dirty = m->dirty;
2364                                         m->flags &= ~PG_ZERO;
2365                                         vm_page_xbusy(m);
2366                                         vm_page_remque(m);
2367                                         vm_page_replace_checked(m_new, object,
2368                                             m->pindex, m);
2369                                         m->valid = 0;
2370                                         vm_page_undirty(m);
2371
2372                                         /*
2373                                          * The new page must be deactivated
2374                                          * before the object is unlocked.
2375                                          */
2376                                         vm_page_change_lock(m_new, &m_mtx);
2377                                         vm_page_deactivate(m_new);
2378                                 } else {
2379                                         m->flags &= ~PG_ZERO;
2380                                         vm_page_remque(m);
2381                                         vm_page_remove(m);
2382                                         KASSERT(m->dirty == 0,
2383                                             ("page %p is dirty", m));
2384                                 }
2385                                 SLIST_INSERT_HEAD(&free, m, plinks.s.ss);
2386                         } else
2387                                 error = EBUSY;
2388 unlock:
2389                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2390                 } else {
2391                         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2392                         order = m->order;
2393                         if (order < VM_NFREEORDER) {
2394                                 /*
2395                                  * The page is enqueued in the physical memory
2396                                  * allocator's free page queues.  Moreover, it
2397                                  * is the first page in a power-of-two-sized
2398                                  * run of contiguous free pages.  Jump ahead
2399                                  * to the last page within that run, and
2400                                  * continue from there.
2401                                  */
2402                                 m += (1 << order) - 1;
2403                         }
2404 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2405                         else if (vm_reserv_is_page_free(m))
2406                                 order = 0;
2407 #endif
2408                         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2409                         if (order == VM_NFREEORDER)
2410                                 error = EINVAL;
2411                 }
2412         }
2413         if (m_mtx != NULL)
2414                 mtx_unlock(m_mtx);
2415         if ((m = SLIST_FIRST(&free)) != NULL) {
2416                 mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2417                 do {
2418                         SLIST_REMOVE_HEAD(&free, plinks.s.ss);
2419                         vm_page_free_phys(m);
2420                 } while ((m = SLIST_FIRST(&free)) != NULL);
2421                 vm_page_zero_idle_wakeup();
2422                 vm_page_free_wakeup();
2423                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2424         }
2425         return (error);
2426 }
2427
2428 #define NRUNS   16
2429
2430 CTASSERT(powerof2(NRUNS));
2431
2432 #define RUN_INDEX(count)        ((count) & (NRUNS - 1))
2433
2434 #define MIN_RECLAIM     8
2435
2436 /*
2437  *      vm_page_reclaim_contig:
2438  *
2439  *      Reclaim allocated, contiguous physical memory satisfying the specified
2440  *      conditions by relocating the virtual pages using that physical memory.
2441  *      Returns true if reclamation is successful and false otherwise.  Since
2442  *      relocation requires the allocation of physical pages, reclamation may
2443  *      fail due to a shortage of free pages.  When reclamation fails, callers
2444  *      are expected to perform VM_WAIT before retrying a failed allocation
2445  *      operation, e.g., vm_page_alloc_contig().
2446  *
2447  *      The caller must always specify an allocation class through "req".
2448  *
2449  *      allocation classes:
2450  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
2451  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
2452  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
2453  *
2454  *      The optional allocation flags are ignored.
2455  *
2456  *      "npages" must be greater than zero.  Both "alignment" and "boundary"
2457  *      must be a power of two.
2458  */
2459 bool
2460 vm_page_reclaim_contig(int req, u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high,
2461     u_long alignment, vm_paddr_t boundary)
2462 {
2463         vm_paddr_t curr_low;
2464         vm_page_t m_run, m_runs[NRUNS];
2465         u_long count, reclaimed;
2466         int error, i, options, req_class;
2467
2468         KASSERT(npages > 0, ("npages is 0"));
2469         KASSERT(powerof2(alignment), ("alignment is not a power of 2"));
2470         KASSERT(powerof2(boundary), ("boundary is not a power of 2"));
2471         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
2472
2473         /*
2474          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
2475          */
2476         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
2477                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
2478
2479         /*
2480          * Return if the number of free pages cannot satisfy the requested
2481          * allocation.
2482          */
2483         count = vm_cnt.v_free_count;
2484         if (count < npages + vm_cnt.v_free_reserved || (count < npages +
2485             vm_cnt.v_interrupt_free_min && req_class == VM_ALLOC_SYSTEM) ||
2486             (count < npages && req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT))
2487                 return (false);
2488
2489         /*
2490          * Scan up to three times, relaxing the restrictions ("options") on
2491          * the reclamation of reservations and superpages each time.
2492          */
2493         for (options = VPSC_NORESERV;;) {
2494                 /*
2495                  * Find the highest runs that satisfy the given constraints
2496                  * and restrictions, and record them in "m_runs".
2497                  */
2498                 curr_low = low;
2499                 count = 0;
2500                 for (;;) {
2501                         m_run = vm_phys_scan_contig(npages, curr_low, high,
2502                             alignment, boundary, options);
2503                         if (m_run == NULL)
2504                                 break;
2505                         curr_low = VM_PAGE_TO_PHYS(m_run) + ptoa(npages);
2506                         m_runs[RUN_INDEX(count)] = m_run;
2507                         count++;
2508                 }
2509
2510                 /*
2511                  * Reclaim the highest runs in LIFO (descending) order until
2512                  * the number of reclaimed pages, "reclaimed", is at least
2513                  * MIN_RECLAIM.  Reset "reclaimed" each time because each
2514                  * reclamation is idempotent, and runs will (likely) recur
2515                  * from one scan to the next as restrictions are relaxed.
2516                  */
2517                 reclaimed = 0;
2518                 for (i = 0; count > 0 && i < NRUNS; i++) {
2519                         count--;
2520                         m_run = m_runs[RUN_INDEX(count)];
2521                         error = vm_page_reclaim_run(req_class, npages, m_run,
2522                             high);
2523                         if (error == 0) {
2524                                 reclaimed += npages;
2525                                 if (reclaimed >= MIN_RECLAIM)
2526                                         return (true);
2527                         }
2528                 }
2529
2530                 /*
2531                  * Either relax the restrictions on the next scan or return if
2532                  * the last scan had no restrictions.
2533                  */
2534                 if (options == VPSC_NORESERV)
2535                         options = VPSC_NOSUPER;
2536                 else if (options == VPSC_NOSUPER)
2537                         options = VPSC_ANY;
2538                 else if (options == VPSC_ANY)
2539                         return (reclaimed != 0);
2540         }
2541 }
2542
2543 /*
2544  *      vm_wait:        (also see VM_WAIT macro)
2545  *
2546  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2547  *      - Called in various places before memory allocations.
2548  */
2549 void
2550 vm_wait(void)
2551 {
2552
2553         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2554         if (curproc == pageproc) {
2555                 vm_pageout_pages_needed = 1;
2556                 msleep(&vm_pageout_pages_needed, &vm_page_queue_free_mtx,
2557                     PDROP | PSWP, "VMWait", 0);
2558         } else {
2559                 if (__predict_false(pageproc == NULL))
2560                         panic("vm_wait in early boot");
2561                 if (!vm_pageout_wanted) {
2562                         vm_pageout_wanted = true;
2563                         wakeup(&vm_pageout_wanted);
2564                 }
2565                 vm_pages_needed = true;
2566                 msleep(&vm_cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PVM,
2567                     "vmwait", 0);
2568         }
2569 }
2570
2571 /*
2572  *      vm_waitpfault:  (also see VM_WAITPFAULT macro)
2573  *
2574  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2575  *      - Called only in vm_fault so that processes page faulting
2576  *        can be easily tracked.
2577  *      - Sleeps at a lower priority than vm_wait() so that vm_wait()ing
2578  *        processes will be able to grab memory first.  Do not change
2579  *        this balance without careful testing first.
2580  */
2581 void
2582 vm_waitpfault(void)
2583 {
2584
2585         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2586         if (!vm_pageout_wanted) {
2587                 vm_pageout_wanted = true;
2588                 wakeup(&vm_pageout_wanted);
2589         }
2590         vm_pages_needed = true;
2591         msleep(&vm_cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PUSER,
2592             "pfault", 0);
2593 }
2594
2595 struct vm_pagequeue *
2596 vm_page_pagequeue(vm_page_t m)
2597 {
2598
2599         if (vm_page_in_laundry(m))
2600                 return (&vm_dom[0].vmd_pagequeues[m->queue]);
2601         else
2602                 return (&vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[m->queue]);
2603 }
2604
2605 /*
2606  *      vm_page_dequeue:
2607  *
2608  *      Remove the given page from its current page queue.
2609  *
2610  *      The page must be locked.
2611  */
2612 void
2613 vm_page_dequeue(vm_page_t m)
2614 {
2615         struct vm_pagequeue *pq;
2616
2617         vm_page_assert_locked(m);
2618         KASSERT(m->queue < PQ_COUNT, ("vm_page_dequeue: page %p is not queued",
2619             m));
2620         pq = vm_page_pagequeue(m);
2621         vm_pagequeue_lock(pq);
2622         m->queue = PQ_NONE;
2623         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2624         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
2625         vm_pagequeue_unlock(pq);
2626 }
2627
2628 /*
2629  *      vm_page_dequeue_locked:
2630  *
2631  *      Remove the given page from its current page queue.
2632  *
2633  *      The page and page queue must be locked.
2634  */
2635 void
2636 vm_page_dequeue_locked(vm_page_t m)
2637 {
2638         struct vm_pagequeue *pq;
2639
2640         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2641         pq = vm_page_pagequeue(m);
2642         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
2643         m->queue = PQ_NONE;
2644         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2645         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
2646 }
2647
2648 /*
2649  *      vm_page_enqueue:
2650  *
2651  *      Add the given page to the specified page queue.
2652  *
2653  *      The page must be locked.
2654  */
2655 static void
2656 vm_page_enqueue(uint8_t queue, vm_page_t m)
2657 {
2658         struct vm_pagequeue *pq;
2659
2660         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2661         KASSERT(queue < PQ_COUNT,
2662             ("vm_page_enqueue: invalid queue %u request for page %p",
2663             queue, m));
2664         if (queue == PQ_LAUNDRY)
2665                 pq = &vm_dom[0].vmd_pagequeues[queue];
2666         else
2667                 pq = &vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[queue];
2668         vm_pagequeue_lock(pq);
2669         m->queue = queue;
2670         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2671         vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
2672         vm_pagequeue_unlock(pq);
2673 }
2674
2675 /*
2676  *      vm_page_requeue:
2677  *
2678  *      Move the given page to the tail of its current page queue.
2679  *
2680  *      The page must be locked.
2681  */
2682 void
2683 vm_page_requeue(vm_page_t m)
2684 {
2685         struct vm_pagequeue *pq;
2686
2687         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2688         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
2689             ("vm_page_requeue: page %p is not queued", m));
2690         pq = vm_page_pagequeue(m);
2691         vm_pagequeue_lock(pq);
2692         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2693         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2694         vm_pagequeue_unlock(pq);
2695 }
2696
2697 /*
2698  *      vm_page_requeue_locked:
2699  *
2700  *      Move the given page to the tail of its current page queue.
2701  *
2702  *      The page queue must be locked.
2703  */
2704 void
2705 vm_page_requeue_locked(vm_page_t m)
2706 {
2707         struct vm_pagequeue *pq;
2708
2709         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
2710             ("vm_page_requeue_locked: page %p is not queued", m));
2711         pq = vm_page_pagequeue(m);
2712         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
2713         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2714         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2715 }
2716
2717 /*
2718  *      vm_page_activate:
2719  *
2720  *      Put the specified page on the active list (if appropriate).
2721  *      Ensure that act_count is at least ACT_INIT but do not otherwise
2722  *      mess with it.
2723  *
2724  *      The page must be locked.
2725  */
2726 void
2727 vm_page_activate(vm_page_t m)
2728 {
2729         int queue;
2730
2731         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2732         if ((queue = m->queue) != PQ_ACTIVE) {
2733                 if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2734                         if (m->act_count < ACT_INIT)
2735                                 m->act_count = ACT_INIT;
2736                         if (queue != PQ_NONE)
2737                                 vm_page_dequeue(m);
2738                         vm_page_enqueue(PQ_ACTIVE, m);
2739                 } else
2740                         KASSERT(queue == PQ_NONE,
2741                             ("vm_page_activate: wired page %p is queued", m));
2742         } else {
2743                 if (m->act_count < ACT_INIT)
2744                         m->act_count = ACT_INIT;
2745         }
2746 }
2747
2748 /*
2749  *      vm_page_free_wakeup:
2750  *
2751  *      Helper routine for vm_page_free_toq().  This routine is called
2752  *      when a page is added to the free queues.
2753  *
2754  *      The page queues must be locked.
2755  */
2756 static void
2757 vm_page_free_wakeup(void)
2758 {
2759
2760         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2761         /*
2762          * if pageout daemon needs pages, then tell it that there are
2763          * some free.
2764          */
2765         if (vm_pageout_pages_needed &&
2766             vm_cnt.v_free_count >= vm_cnt.v_pageout_free_min) {
2767                 wakeup(&vm_pageout_pages_needed);
2768                 vm_pageout_pages_needed = 0;
2769         }
2770         /*
2771          * wakeup processes that are waiting on memory if we hit a
2772          * high water mark. And wakeup scheduler process if we have
2773          * lots of memory. this process will swapin processes.
2774          */
2775         if (vm_pages_needed && !vm_page_count_min()) {
2776                 vm_pages_needed = false;
2777                 wakeup(&vm_cnt.v_free_count);
2778         }
2779 }
2780
2781 /*
2782  *      vm_page_free_prep:
2783  *
2784  *      Prepares the given page to be put on the free list,
2785  *      disassociating it from any VM object. The caller may return
2786  *      the page to the free list only if this function returns true.
2787  *
2788  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is
2789  *      managed.  For a queued managed page, the pagequeue_locked
2790  *      argument specifies whether the page queue is already locked.
2791  */
2792 bool
2793 vm_page_free_prep(vm_page_t m, bool pagequeue_locked)
2794 {
2795
2796 #if defined(DIAGNOSTIC) && defined(PHYS_TO_DMAP)
2797         if ((m->flags & PG_ZERO) != 0) {
2798                 uint64_t *p;
2799                 int i;
2800                 p = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2801                 for (i = 0; i < PAGE_SIZE / sizeof(uint64_t); i++, p++)
2802                         KASSERT(*p == 0, ("vm_page_free_prep %p PG_ZERO %d %jx",
2803                             m, i, (uintmax_t)*p));
2804         }
2805 #endif
2806         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2807                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2808                 KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
2809                     ("vm_page_free_toq: freeing mapped page %p", m));
2810         } else
2811                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
2812                     ("vm_page_free_toq: unmanaged page %p is queued", m));
2813         PCPU_INC(cnt.v_tfree);
2814
2815         if (vm_page_sbusied(m))
2816                 panic("vm_page_free: freeing busy page %p", m);
2817
2818         /*
2819          * Unqueue, then remove page.  Note that we cannot destroy
2820          * the page here because we do not want to call the pager's
2821          * callback routine until after we've put the page on the
2822          * appropriate free queue.
2823          */
2824         if (m->queue != PQ_NONE) {
2825                 if (pagequeue_locked)
2826                         vm_page_dequeue_locked(m);
2827                 else
2828                         vm_page_dequeue(m);
2829         }
2830         vm_page_remove(m);
2831
2832         /*
2833          * If fictitious remove object association and
2834          * return, otherwise delay object association removal.
2835          */
2836         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
2837                 return (false);
2838
2839         m->valid = 0;
2840         vm_page_undirty(m);
2841
2842         if (m->wire_count != 0)
2843                 panic("vm_page_free: freeing wired page %p", m);
2844         if (m->hold_count != 0) {
2845                 m->flags &= ~PG_ZERO;
2846                 KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2847                     ("vm_page_free: freeing PG_UNHOLDFREE page %p", m));
2848                 m->flags |= PG_UNHOLDFREE;
2849                 return (false);
2850         }
2851
2852         /*
2853          * Restore the default memory attribute to the page.
2854          */
2855         if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2856                 pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
2857
2858         return (true);
2859 }
2860
2861 /*
2862  * Insert the page into the physical memory allocator's free page
2863  * queues.  This is the last step to free a page.
2864  */
2865 static void
2866 vm_page_free_phys(vm_page_t m)
2867 {
2868
2869         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2870
2871         vm_phys_freecnt_adj(m, 1);
2872 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2873         if (!vm_reserv_free_page(m))
2874 #endif
2875                         vm_phys_free_pages(m, 0);
2876         if ((m->flags & PG_ZERO) != 0)
2877                 ++vm_page_zero_count;
2878         else
2879                 vm_page_zero_idle_wakeup();
2880 }
2881
2882 void
2883 vm_page_free_phys_pglist(struct pglist *tq)
2884 {
2885         vm_page_t m;
2886
2887         if (TAILQ_EMPTY(tq))
2888                 return;
2889         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2890         TAILQ_FOREACH(m, tq, listq)
2891                 vm_page_free_phys(m);
2892         vm_page_free_wakeup();
2893         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2894 }
2895
2896 /*
2897  *      vm_page_free_toq:
2898  *
2899  *      Returns the given page to the free list, disassociating it
2900  *      from any VM object.
2901  *
2902  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is
2903  *      managed.
2904  */
2905 void
2906 vm_page_free_toq(vm_page_t m)
2907 {
2908
2909         if (!vm_page_free_prep(m, false))
2910                 return;
2911         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2912         vm_page_free_phys(m);
2913         vm_page_free_wakeup();
2914         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2915 }
2916
2917 /*
2918  *      vm_page_wire:
2919  *
2920  *      Mark this page as wired down by yet
2921  *      another map, removing it from paging queues
2922  *      as necessary.
2923  *
2924  *      If the page is fictitious, then its wire count must remain one.
2925  *
2926  *      The page must be locked.
2927  */
2928 void
2929 vm_page_wire(vm_page_t m)
2930 {
2931
2932         /*
2933          * Only bump the wire statistics if the page is not already wired,
2934          * and only unqueue the page if it is on some queue (if it is unmanaged
2935          * it is already off the queues).
2936          */
2937         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2938         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2939                 KASSERT(m->wire_count == 1,
2940                     ("vm_page_wire: fictitious page %p's wire count isn't one",
2941                     m));
2942                 return;
2943         }
2944         if (m->wire_count == 0) {
2945                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 ||
2946                     m->queue == PQ_NONE,
2947                     ("vm_page_wire: unmanaged page %p is queued", m));
2948                 vm_page_remque(m);
2949                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2950         }
2951         m->wire_count++;
2952         KASSERT(m->wire_count != 0, ("vm_page_wire: wire_count overflow m=%p", m));
2953 }
2954
2955 /*
2956  * vm_page_unwire:
2957  *
2958  * Release one wiring of the specified page, potentially allowing it to be
2959  * paged out.  Returns TRUE if the number of wirings transitions to zero and
2960  * FALSE otherwise.
2961  *
2962  * Only managed pages belonging to an object can be paged out.  If the number
2963  * of wirings transitions to zero and the page is eligible for page out, then
2964  * the page is added to the specified paging queue (unless PQ_NONE is
2965  * specified).
2966  *
2967  * If a page is fictitious, then its wire count must always be one.
2968  *
2969  * A managed page must be locked.
2970  */
2971 boolean_t
2972 vm_page_unwire(vm_page_t m, uint8_t queue)
2973 {
2974
2975         KASSERT(queue < PQ_COUNT || queue == PQ_NONE,
2976             ("vm_page_unwire: invalid queue %u request for page %p",
2977             queue, m));
2978         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2979                 vm_page_assert_locked(m);
2980         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2981                 KASSERT(m->wire_count == 1,
2982             ("vm_page_unwire: fictitious page %p's wire count isn't one", m));
2983                 return (FALSE);
2984         }
2985         if (m->wire_count > 0) {
2986                 m->wire_count--;
2987                 if (m->wire_count == 0) {
2988                         atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2989                         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
2990                             m->object != NULL && queue != PQ_NONE)
2991                                 vm_page_enqueue(queue, m);
2992                         return (TRUE);
2993                 } else
2994                         return (FALSE);
2995         } else
2996                 panic("vm_page_unwire: page %p's wire count is zero", m);
2997 }
2998
2999 /*
3000  * Move the specified page to the inactive queue.
3001  *
3002  * Normally, "noreuse" is FALSE, resulting in LRU ordering of the inactive
3003  * queue.  However, setting "noreuse" to TRUE will accelerate the specified
3004  * page's reclamation, but it will not unmap the page from any address space.
3005  * This is implemented by inserting the page near the head of the inactive
3006  * queue, using a marker page to guide FIFO insertion ordering.
3007  *
3008  * The page must be locked.
3009  */
3010 static inline void
3011 _vm_page_deactivate(vm_page_t m, boolean_t noreuse)
3012 {
3013         struct vm_pagequeue *pq;
3014         int queue;
3015
3016         vm_page_assert_locked(m);
3017
3018         /*
3019          * Ignore if the page is already inactive, unless it is unlikely to be
3020          * reactivated.
3021          */
3022         if ((queue = m->queue) == PQ_INACTIVE && !noreuse)
3023                 return;
3024         if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3025                 pq = &vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE];
3026                 /* Avoid multiple acquisitions of the inactive queue lock. */
3027                 if (queue == PQ_INACTIVE) {
3028                         vm_pagequeue_lock(pq);
3029                         vm_page_dequeue_locked(m);
3030                 } else {
3031                         if (queue != PQ_NONE)
3032                                 vm_page_dequeue(m);
3033                         vm_pagequeue_lock(pq);
3034                 }
3035                 m->queue = PQ_INACTIVE;
3036                 if (noreuse)
3037                         TAILQ_INSERT_BEFORE(&vm_phys_domain(m)->vmd_inacthead,
3038                             m, plinks.q);
3039                 else
3040                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
3041                 vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
3042                 vm_pagequeue_unlock(pq);
3043         }
3044 }
3045
3046 /*
3047  * Move the specified page to the inactive queue.
3048  *
3049  * The page must be locked.
3050  */
3051 void
3052 vm_page_deactivate(vm_page_t m)
3053 {
3054
3055         _vm_page_deactivate(m, FALSE);
3056 }
3057
3058 /*
3059  * Move the specified page to the inactive queue with the expectation
3060  * that it is unlikely to be reused.
3061  *
3062  * The page must be locked.
3063  */
3064 void
3065 vm_page_deactivate_noreuse(vm_page_t m)
3066 {
3067
3068         _vm_page_deactivate(m, TRUE);
3069 }
3070
3071 /*
3072  * vm_page_launder
3073  *
3074  *      Put a page in the laundry.
3075  */
3076 void
3077 vm_page_launder(vm_page_t m)
3078 {
3079         int queue;
3080
3081         vm_page_assert_locked(m);
3082         if ((queue = m->queue) != PQ_LAUNDRY) {
3083                 if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3084                         if (queue != PQ_NONE)
3085                                 vm_page_dequeue(m);
3086                         vm_page_enqueue(PQ_LAUNDRY, m);
3087                 } else
3088                         KASSERT(queue == PQ_NONE,
3089                             ("wired page %p is queued", m));
3090         }
3091 }
3092
3093 /*
3094  * vm_page_try_to_free()
3095  *
3096  *      Attempt to free the page.  If we cannot free it, we do nothing.
3097  *      true is returned on success, false on failure.
3098  */
3099 bool
3100 vm_page_try_to_free(vm_page_t m)
3101 {
3102
3103         vm_page_assert_locked(m);
3104         if (m->object != NULL)
3105                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3106         if (m->dirty != 0 || m->hold_count != 0 || m->wire_count != 0 ||
3107             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || vm_page_busied(m))
3108                 return (false);
3109         if (m->object != NULL && m->object->ref_count != 0) {
3110                 pmap_remove_all(m);
3111                 if (m->dirty != 0)
3112                         return (false);
3113         }
3114         vm_page_free(m);
3115         return (true);
3116 }
3117
3118 /*
3119  * vm_page_advise
3120  *
3121  *      Apply the specified advice to the given page.
3122  *
3123  *      The object and page must be locked.
3124  */
3125 void
3126 vm_page_advise(vm_page_t m, int advice)
3127 {
3128
3129         vm_page_assert_locked(m);
3130         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3131         if (advice == MADV_FREE)
3132                 /*
3133                  * Mark the page clean.  This will allow the page to be freed
3134                  * without first paging it out.  MADV_FREE pages are often
3135                  * quickly reused by malloc(3), so we do not do anything that
3136                  * would result in a page fault on a later access.
3137                  */
3138                 vm_page_undirty(m);
3139         else if (advice != MADV_DONTNEED) {
3140                 if (advice == MADV_WILLNEED)
3141                         vm_page_activate(m);
3142                 return;
3143         }
3144
3145         /*
3146          * Clear any references to the page.  Otherwise, the page daemon will
3147          * immediately reactivate the page.
3148          */
3149         vm_page_aflag_clear(m, PGA_REFERENCED);
3150
3151         if (advice != MADV_FREE && m->dirty == 0 && pmap_is_modified(m))
3152                 vm_page_dirty(m);
3153
3154         /*
3155          * Place clean pages near the head of the inactive queue rather than
3156          * the tail, thus defeating the queue's LRU operation and ensuring that
3157          * the page will be reused quickly.  Dirty pages not already in the
3158          * laundry are moved there.
3159          */
3160         if (m->dirty == 0)
3161                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
3162         else
3163                 vm_page_launder(m);
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Grab a page, waiting until we are waken up due to the page
3168  * changing state.  We keep on waiting, if the page continues
3169  * to be in the object.  If the page doesn't exist, first allocate it
3170  * and then conditionally zero it.
3171  *
3172  * This routine may sleep.
3173  *
3174  * The object must be locked on entry.  The lock will, however, be released
3175  * and reacquired if the routine sleeps.
3176  */
3177 vm_page_t
3178 vm_page_grab(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags)
3179 {
3180         vm_page_t m;
3181         int sleep;
3182
3183         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3184         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) == 0 ||
3185             (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0,
3186             ("vm_page_grab: VM_ALLOC_SBUSY/VM_ALLOC_IGN_SBUSY mismatch"));
3187 retrylookup:
3188         if ((m = vm_page_lookup(object, pindex)) != NULL) {
3189                 sleep = (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0 ?
3190                     vm_page_xbusied(m) : vm_page_busied(m);
3191                 if (sleep) {
3192                         if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3193                                 return (NULL);
3194                         /*
3195                          * Reference the page before unlocking and
3196                          * sleeping so that the page daemon is less
3197                          * likely to reclaim it.
3198                          */
3199                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3200                         vm_page_lock(m);
3201                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3202                         vm_page_busy_sleep(m, "pgrbwt", (allocflags &
3203                             VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0);
3204                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
3205                         goto retrylookup;
3206                 } else {
3207                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
3208                                 vm_page_lock(m);
3209                                 vm_page_wire(m);
3210                                 vm_page_unlock(m);
3211                         }
3212                         if ((allocflags &
3213                             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
3214                                 vm_page_xbusy(m);
3215                         if ((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
3216                                 vm_page_sbusy(m);
3217                         return (m);
3218                 }
3219         }
3220         m = vm_page_alloc(object, pindex, allocflags);
3221         if (m == NULL) {
3222                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3223                         return (NULL);
3224                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3225                 VM_WAIT;
3226                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
3227                 goto retrylookup;
3228         }
3229         if (allocflags & VM_ALLOC_ZERO && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
3230                 pmap_zero_page(m);
3231         return (m);
3232 }
3233
3234 /*
3235  * Return the specified range of pages from the given object.  For each
3236  * page offset within the range, if a page already exists within the object
3237  * at that offset and it is busy, then wait for it to change state.  If,
3238  * instead, the page doesn't exist, then allocate it.
3239  *
3240  * The caller must always specify an allocation class.
3241  *
3242  * allocation classes:
3243  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
3244  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs the pages
3245  *
3246  * The caller must always specify that the pages are to be busied and/or
3247  * wired.
3248  *
3249  * optional allocation flags:
3250  *      VM_ALLOC_IGN_SBUSY      do not sleep on soft busy pages
3251  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
3252  *      VM_ALLOC_NOWAIT         do not sleep
3253  *      VM_ALLOC_SBUSY          set page to sbusy state
3254  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the pages
3255  *      VM_ALLOC_ZERO           zero and validate any invalid pages
3256  *
3257  * If VM_ALLOC_NOWAIT is not specified, this routine may sleep.  Otherwise, it
3258  * may return a partial prefix of the requested range.
3259  */
3260 int
3261 vm_page_grab_pages(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags,
3262     vm_page_t *ma, int count)
3263 {
3264         vm_page_t m;
3265         int i;
3266         bool sleep;
3267
3268         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3269         KASSERT(((u_int)allocflags >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT) == 0,
3270             ("vm_page_grap_pages: VM_ALLOC_COUNT() is not allowed"));
3271         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_NOBUSY) == 0 ||
3272             (allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0,
3273             ("vm_page_grab_pages: the pages must be busied or wired"));
3274         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) == 0 ||
3275             (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0,
3276             ("vm_page_grab_pages: VM_ALLOC_SBUSY/IGN_SBUSY mismatch"));
3277         if (count == 0)
3278                 return (0);
3279         i = 0;
3280 retrylookup:
3281         m = vm_page_lookup(object, pindex + i);
3282         for (; i < count; i++) {
3283                 if (m != NULL) {
3284                         sleep = (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0 ?
3285                             vm_page_xbusied(m) : vm_page_busied(m);
3286                         if (sleep) {
3287                                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3288                                         break;
3289                                 /*
3290                                  * Reference the page before unlocking and
3291                                  * sleeping so that the page daemon is less
3292                                  * likely to reclaim it.
3293                                  */
3294                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3295                                 vm_page_lock(m);
3296                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3297                                 vm_page_busy_sleep(m, "grbmaw", (allocflags &
3298                                     VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0);
3299                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
3300                                 goto retrylookup;
3301                         }
3302                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
3303                                 vm_page_lock(m);
3304                                 vm_page_wire(m);
3305                                 vm_page_unlock(m);
3306                         }
3307                         if ((allocflags & (VM_ALLOC_NOBUSY |
3308                             VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
3309                                 vm_page_xbusy(m);
3310                         if ((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
3311                                 vm_page_sbusy(m);
3312                 } else {
3313                         m = vm_page_alloc(object, pindex + i, (allocflags &
3314                             ~VM_ALLOC_IGN_SBUSY) | VM_ALLOC_COUNT(count - i));
3315                         if (m == NULL) {
3316                                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3317                                         break;
3318                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3319                                 VM_WAIT;
3320                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
3321                                 goto retrylookup;
3322                         }
3323                 }
3324                 if (m->valid == 0 && (allocflags & VM_ALLOC_ZERO) != 0) {
3325                         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
3326                                 pmap_zero_page(m);
3327                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3328                 }
3329                 ma[i] = m;
3330                 m = vm_page_next(m);
3331         }
3332         return (i);
3333 }
3334
3335 /*
3336  * Mapping function for valid or dirty bits in a page.
3337  *
3338  * Inputs are required to range within a page.
3339  */
3340 vm_page_bits_t
3341 vm_page_bits(int base, int size)
3342 {
3343         int first_bit;
3344         int last_bit;
3345
3346         KASSERT(
3347             base + size <= PAGE_SIZE,
3348             ("vm_page_bits: illegal base/size %d/%d", base, size)
3349         );
3350
3351         if (size == 0)          /* handle degenerate case */
3352                 return (0);
3353
3354         first_bit = base >> DEV_BSHIFT;
3355         last_bit = (base + size - 1) >> DEV_BSHIFT;
3356
3357         return (((vm_page_bits_t)2 << last_bit) -
3358             ((vm_page_bits_t)1 << first_bit));
3359 }
3360
3361 /*
3362  *      vm_page_set_valid_range:
3363  *
3364  *      Sets portions of a page valid.  The arguments are expected
3365  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
3366  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
3367  *      such chunks will be zeroed.
3368  *
3369  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
3370  */
3371 void
3372 vm_page_set_valid_range(vm_page_t m, int base, int size)
3373 {
3374         int endoff, frag;
3375
3376         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3377         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
3378                 return;
3379
3380         /*
3381          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
3382          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
3383          * first block.
3384          */
3385         if ((frag = rounddown2(base, DEV_BSIZE)) != base &&
3386             (m->valid & (1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3387                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
3388
3389         /*
3390          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
3391          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
3392          * the last block.
3393          */
3394         endoff = base + size;
3395         if ((frag = rounddown2(endoff, DEV_BSIZE)) != endoff &&
3396             (m->valid & (1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3397                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
3398                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
3399
3400         /*
3401          * Assert that no previously invalid block that is now being validated
3402          * is already dirty.
3403          */
3404         KASSERT((~m->valid & vm_page_bits(base, size) & m->dirty) == 0,
3405             ("vm_page_set_valid_range: page %p is dirty", m));
3406
3407         /*
3408          * Set valid bits inclusive of any overlap.
3409          */
3410         m->valid |= vm_page_bits(base, size);
3411 }
3412
3413 /*
3414  * Clear the given bits from the specified page's dirty field.
3415  */
3416 static __inline void
3417 vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits)
3418 {
3419         uintptr_t addr;
3420 #if PAGE_SIZE < 16384
3421         int shift;
3422 #endif
3423
3424         /*
3425          * If the object is locked and the page is neither exclusive busy nor
3426          * write mapped, then the page's dirty field cannot possibly be
3427          * set by a concurrent pmap operation.
3428          */
3429         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3430         if (!vm_page_xbusied(m) && !pmap_page_is_write_mapped(m))
3431                 m->dirty &= ~pagebits;
3432         else {
3433                 /*
3434                  * The pmap layer can call vm_page_dirty() without
3435                  * holding a distinguished lock.  The combination of
3436                  * the object's lock and an atomic operation suffice
3437                  * to guarantee consistency of the page dirty field.
3438                  *
3439                  * For PAGE_SIZE == 32768 case, compiler already
3440                  * properly aligns the dirty field, so no forcible
3441                  * alignment is needed. Only require existence of
3442                  * atomic_clear_64 when page size is 32768.
3443                  */
3444                 addr = (uintptr_t)&m->dirty;
3445 #if PAGE_SIZE == 32768
3446                 atomic_clear_64((uint64_t *)addr, pagebits);
3447 #elif PAGE_SIZE == 16384
3448                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits);
3449 #else           /* PAGE_SIZE <= 8192 */
3450                 /*
3451                  * Use a trick to perform a 32-bit atomic on the
3452                  * containing aligned word, to not depend on the existence
3453                  * of atomic_clear_{8, 16}.
3454                  */
3455                 shift = addr & (sizeof(uint32_t) - 1);
3456 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
3457                 shift = (sizeof(uint32_t) - sizeof(m->dirty) - shift) * NBBY;
3458 #else
3459                 shift *= NBBY;
3460 #endif
3461                 addr &= ~(sizeof(uint32_t) - 1);
3462                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits << shift);
3463 #endif          /* PAGE_SIZE */
3464         }
3465 }
3466
3467 /*
3468  *      vm_page_set_validclean:
3469  *
3470  *      Sets portions of a page valid and clean.  The arguments are expected
3471  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
3472  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
3473  *      such chunks will be zero'd.
3474  *
3475  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
3476  */
3477 void
3478 vm_page_set_validclean(vm_page_t m, int base, int size)
3479 {
3480         vm_page_bits_t oldvalid, pagebits;
3481         int endoff, frag;
3482
3483         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3484         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
3485                 return;
3486
3487         /*
3488          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
3489          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
3490          * first block.
3491          */
3492         if ((frag = rounddown2(base, DEV_BSIZE)) != base &&
3493             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3494                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
3495
3496         /*
3497          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
3498          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
3499          * the last block.
3500          */
3501         endoff = base + size;
3502         if ((frag = rounddown2(endoff, DEV_BSIZE)) != endoff &&
3503             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3504                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
3505                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
3506
3507         /*
3508          * Set valid, clear dirty bits.  If validating the entire
3509          * page we can safely clear the pmap modify bit.  We also
3510          * use this opportunity to clear the VPO_NOSYNC flag.  If a process
3511          * takes a write fault on a MAP_NOSYNC memory area the flag will
3512          * be set again.
3513          *
3514          * We set valid bits inclusive of any overlap, but we can only
3515          * clear dirty bits for DEV_BSIZE chunks that are fully within
3516          * the range.
3517          */
3518         oldvalid = m->valid;
3519         pagebits = vm_page_bits(base, size);
3520         m->valid |= pagebits;
3521 #if 0   /* NOT YET */
3522         if ((frag = base & (DEV_BSIZE - 1)) != 0) {
3523                 frag = DEV_BSIZE - frag;
3524                 base += frag;
3525                 size -= frag;
3526                 if (size < 0)
3527                         size = 0;
3528         }
3529         pagebits = vm_page_bits(base, size & (DEV_BSIZE - 1));
3530 #endif
3531         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
3532                 /*
3533                  * The page can only be modified within the pmap if it is
3534                  * mapped, and it can only be mapped if it was previously
3535                  * fully valid.
3536                  */
3537                 if (oldvalid == VM_PAGE_BITS_ALL)
3538                         /*
3539                          * Perform the pmap_clear_modify() first.  Otherwise,
3540                          * a concurrent pmap operation, such as
3541                          * pmap_protect(), could clear a modification in the
3542                          * pmap and set the dirty field on the page before
3543                          * pmap_clear_modify() had begun and after the dirty
3544                          * field was cleared here.
3545                          */
3546                         pmap_clear_modify(m);
3547                 m->dirty = 0;
3548                 m->oflags &= ~VPO_NOSYNC;
3549         } else if (oldvalid != VM_PAGE_BITS_ALL)
3550                 m->dirty &= ~pagebits;
3551         else
3552                 vm_page_clear_dirty_mask(m, pagebits);
3553 }
3554
3555 void
3556 vm_page_clear_dirty(vm_page_t m, int base, int size)
3557 {
3558
3559         vm_page_clear_dirty_mask(m, vm_page_bits(base, size));
3560 }
3561
3562 /*
3563  *      vm_page_set_invalid:
3564  *
3565  *      Invalidates DEV_BSIZE'd chunks within a page.  Both the
3566  *      valid and dirty bits for the effected areas are cleared.
3567  */
3568 void
3569 vm_page_set_invalid(vm_page_t m, int base, int size)
3570 {
3571         vm_page_bits_t bits;
3572         vm_object_t object;
3573
3574         object = m->object;
3575         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3576         if (object->type == OBJT_VNODE && base == 0 && IDX_TO_OFF(m->pindex) +
3577             size >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
3578                 bits = VM_PAGE_BITS_ALL;
3579         else
3580                 bits = vm_page_bits(base, size);
3581         if (object->ref_count != 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3582             bits != 0)
3583                 pmap_remove_all(m);
3584         KASSERT((bits == 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) ||
3585             !pmap_page_is_mapped(m),
3586             ("vm_page_set_invalid: page %p is mapped", m));
3587         m->valid &= ~bits;
3588         m->dirty &= ~bits;
3589 }
3590
3591 /*
3592  * vm_page_zero_invalid()
3593  *
3594  *      The kernel assumes that the invalid portions of a page contain
3595  *      garbage, but such pages can be mapped into memory by user code.
3596  *      When this occurs, we must zero out the non-valid portions of the
3597  *      page so user code sees what it expects.
3598  *
3599  *      Pages are most often semi-valid when the end of a file is mapped
3600  *      into memory and the file's size is not page aligned.
3601  */
3602 void
3603 vm_page_zero_invalid(vm_page_t m, boolean_t setvalid)
3604 {
3605         int b;
3606         int i;
3607
3608         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3609         /*
3610          * Scan the valid bits looking for invalid sections that
3611          * must be zeroed.  Invalid sub-DEV_BSIZE'd areas ( where the
3612          * valid bit may be set ) have already been zeroed by
3613          * vm_page_set_validclean().
3614          */
3615         for (b = i = 0; i <= PAGE_SIZE / DEV_BSIZE; ++i) {
3616                 if (i == (PAGE_SIZE / DEV_BSIZE) ||
3617                     (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << i))) {
3618                         if (i > b) {
3619                                 pmap_zero_page_area(m,
3620                                     b << DEV_BSHIFT, (i - b) << DEV_BSHIFT);
3621                         }
3622                         b = i + 1;
3623                 }
3624         }
3625
3626         /*
3627          * setvalid is TRUE when we can safely set the zero'd areas
3628          * as being valid.  We can do this if there are no cache consistancy
3629          * issues.  e.g. it is ok to do with UFS, but not ok to do with NFS.
3630          */
3631         if (setvalid)
3632                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3633 }
3634
3635 /*
3636  *      vm_page_is_valid:
3637  *
3638  *      Is (partial) page valid?  Note that the case where size == 0
3639  *      will return FALSE in the degenerate case where the page is
3640  *      entirely invalid, and TRUE otherwise.
3641  */
3642 int
3643 vm_page_is_valid(vm_page_t m, int base, int size)
3644 {
3645         vm_page_bits_t bits;
3646
3647         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3648         bits = vm_page_bits(base, size);
3649         return (m->valid != 0 && (m->valid & bits) == bits);
3650 }
3651
3652 /*
3653  * Returns true if all of the specified predicates are true for the entire
3654  * (super)page and false otherwise.
3655  */
3656 bool
3657 vm_page_ps_test(vm_page_t m, int flags, vm_page_t skip_m)
3658 {
3659         vm_object_t object;
3660         int i, npages;
3661
3662         object = m->object;
3663         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
3664         npages = atop(pagesizes[m->psind]);
3665
3666         /*
3667          * The physically contiguous pages that make up a superpage, i.e., a
3668          * page with a page size index ("psind") greater than zero, will
3669          * occupy adjacent entries in vm_page_array[].
3670          */
3671         for (i = 0; i < npages; i++) {
3672                 /* Always test object consistency, including "skip_m". */
3673                 if (m[i].object != object)
3674                         return (false);
3675                 if (&m[i] == skip_m)
3676                         continue;
3677                 if ((flags & PS_NONE_BUSY) != 0 && vm_page_busied(&m[i]))
3678                         return (false);
3679                 if ((flags & PS_ALL_DIRTY) != 0) {
3680                         /*
3681                          * Calling vm_page_test_dirty() or pmap_is_modified()
3682                          * might stop this case from spuriously returning
3683                          * "false".  However, that would require a write lock
3684                          * on the object containing "m[i]".
3685                          */
3686                         if (m[i].dirty != VM_PAGE_BITS_ALL)
3687                                 return (false);
3688                 }
3689                 if ((flags & PS_ALL_VALID) != 0 &&
3690                     m[i].valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
3691                         return (false);
3692         }
3693         return (true);
3694 }
3695
3696 /*
3697  * Set the page's dirty bits if the page is modified.
3698  */
3699 void
3700 vm_page_test_dirty(vm_page_t m)
3701 {
3702
3703         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3704         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL && pmap_is_modified(m))
3705                 vm_page_dirty(m);
3706 }
3707
3708 void
3709 vm_page_lock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3710 {
3711
3712         mtx_lock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
3713 }
3714
3715 void
3716 vm_page_unlock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3717 {
3718
3719         mtx_unlock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
3720 }
3721
3722 int
3723 vm_page_trylock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3724 {
3725
3726         return (mtx_trylock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line));
3727 }
3728
3729 #if defined(INVARIANTS) || defined(INVARIANT_SUPPORT)
3730 void
3731 vm_page_assert_locked_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3732 {
3733
3734         vm_page_lock_assert_KBI(m, MA_OWNED, file, line);
3735 }
3736
3737 void
3738 vm_page_lock_assert_KBI(vm_page_t m, int a, const char *file, int line)
3739 {
3740
3741         mtx_assert_(vm_page_lockptr(m), a, file, line);
3742 }
3743 #endif
3744
3745 #ifdef INVARIANTS
3746 void
3747 vm_page_object_lock_assert(vm_page_t m)
3748 {
3749
3750         /*
3751          * Certain of the page's fields may only be modified by the
3752          * holder of the containing object's lock or the exclusive busy.
3753          * holder.  Unfortunately, the holder of the write busy is
3754          * not recorded, and thus cannot be checked here.
3755          */
3756         if (m->object != NULL && !vm_page_xbusied(m))
3757                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3758 }
3759
3760 void
3761 vm_page_assert_pga_writeable(vm_page_t m, uint8_t bits)
3762 {
3763
3764         if ((bits & PGA_WRITEABLE) == 0)
3765                 return;
3766
3767         /*
3768          * The PGA_WRITEABLE flag can only be set if the page is
3769          * managed, is exclusively busied or the object is locked.
3770          * Currently, this flag is only set by pmap_enter().
3771          */
3772         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3773             ("PGA_WRITEABLE on unmanaged page"));
3774         if (!vm_page_xbusied(m))
3775                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3776 }
3777 #endif
3778
3779 #include "opt_ddb.h"
3780 #ifdef DDB
3781 #include <sys/kernel.h>
3782
3783 #include <ddb/ddb.h>
3784
3785 DB_SHOW_COMMAND(page, vm_page_print_page_info)
3786 {
3787
3788         db_printf("vm_cnt.v_free_count: %d\n", vm_cnt.v_free_count);
3789         db_printf("vm_cnt.v_inactive_count: %d\n", vm_cnt.v_inactive_count);
3790         db_printf("vm_cnt.v_active_count: %d\n", vm_cnt.v_active_count);
3791         db_printf("vm_cnt.v_laundry_count: %d\n", vm_cnt.v_laundry_count);
3792         db_printf("vm_cnt.v_wire_count: %d\n", vm_cnt.v_wire_count);
3793         db_printf("vm_cnt.v_free_reserved: %d\n", vm_cnt.v_free_reserved);
3794         db_printf("vm_cnt.v_free_min: %d\n", vm_cnt.v_free_min);
3795         db_printf("vm_cnt.v_free_target: %d\n", vm_cnt.v_free_target);
3796         db_printf("vm_cnt.v_inactive_target: %d\n", vm_cnt.v_inactive_target);
3797 }
3798
3799 DB_SHOW_COMMAND(pageq, vm_page_print_pageq_info)
3800 {
3801         int dom;
3802
3803         db_printf("pq_free %d\n", vm_cnt.v_free_count);
3804         for (dom = 0; dom < vm_ndomains; dom++) {
3805                 db_printf(
3806             "dom %d page_cnt %d free %d pq_act %d pq_inact %d pq_laund %d\n",
3807                     dom,
3808                     vm_dom[dom].vmd_page_count,
3809                     vm_dom[dom].vmd_free_count,
3810                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_cnt,
3811                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_cnt,
3812                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_LAUNDRY].pq_cnt);
3813         }
3814 }
3815
3816 DB_SHOW_COMMAND(pginfo, vm_page_print_pginfo)
3817 {
3818         vm_page_t m;
3819         boolean_t phys;
3820
3821         if (!have_addr) {
3822                 db_printf("show pginfo addr\n");
3823                 return;
3824         }
3825
3826         phys = strchr(modif, 'p') != NULL;
3827         if (phys)
3828                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(addr);
3829         else
3830                 m = (vm_page_t)addr;
3831         db_printf(
3832     "page %p obj %p pidx 0x%jx phys 0x%jx q %d hold %d wire %d\n"
3833     "  af 0x%x of 0x%x f 0x%x act %d busy %x valid 0x%x dirty 0x%x\n",
3834             m, m->object, (uintmax_t)m->pindex, (uintmax_t)m->phys_addr,
3835             m->queue, m->hold_count, m->wire_count, m->aflags, m->oflags,
3836             m->flags, m->act_count, m->busy_lock, m->valid, m->dirty);
3837 }
3838 #endif /* DDB */