]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/vm_page.c
Import DTS files from Linux 4.18
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / vm_page.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: (BSD-3-Clause AND MIT-CMU)
3  *
4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon.  All Rights Reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
20  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
21  *    without specific prior written permission.
22  *
23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
24  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
25  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
26  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
27  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
28  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
29  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
30  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
31  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
32  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
33  * SUCH DAMAGE.
34  *
35  *      from: @(#)vm_page.c     7.4 (Berkeley) 5/7/91
36  */
37
38 /*-
39  * Copyright (c) 1987, 1990 Carnegie-Mellon University.
40  * All rights reserved.
41  *
42  * Authors: Avadis Tevanian, Jr., Michael Wayne Young
43  *
44  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
45  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
46  * notice and this permission notice appear in all copies of the
47  * software, derivative works or modified versions, and any portions
48  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
49  *
50  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
51  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
52  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
53  *
54  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
55  *
56  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
57  *  School of Computer Science
58  *  Carnegie Mellon University
59  *  Pittsburgh PA 15213-3890
60  *
61  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
62  * rights to redistribute these changes.
63  */
64
65 /*
66  *                      GENERAL RULES ON VM_PAGE MANIPULATION
67  *
68  *      - A page queue lock is required when adding or removing a page from a
69  *        page queue regardless of other locks or the busy state of a page.
70  *
71  *              * In general, no thread besides the page daemon can acquire or
72  *                hold more than one page queue lock at a time.
73  *
74  *              * The page daemon can acquire and hold any pair of page queue
75  *                locks in any order.
76  *
77  *      - The object lock is required when inserting or removing
78  *        pages from an object (vm_page_insert() or vm_page_remove()).
79  *
80  */
81
82 /*
83  *      Resident memory management module.
84  */
85
86 #include <sys/cdefs.h>
87 __FBSDID("$FreeBSD$");
88
89 #include "opt_vm.h"
90
91 #include <sys/param.h>
92 #include <sys/systm.h>
93 #include <sys/lock.h>
94 #include <sys/domainset.h>
95 #include <sys/kernel.h>
96 #include <sys/limits.h>
97 #include <sys/linker.h>
98 #include <sys/malloc.h>
99 #include <sys/mman.h>
100 #include <sys/msgbuf.h>
101 #include <sys/mutex.h>
102 #include <sys/proc.h>
103 #include <sys/rwlock.h>
104 #include <sys/sbuf.h>
105 #include <sys/sched.h>
106 #include <sys/smp.h>
107 #include <sys/sysctl.h>
108 #include <sys/vmmeter.h>
109 #include <sys/vnode.h>
110
111 #include <vm/vm.h>
112 #include <vm/pmap.h>
113 #include <vm/vm_param.h>
114 #include <vm/vm_domainset.h>
115 #include <vm/vm_kern.h>
116 #include <vm/vm_map.h>
117 #include <vm/vm_object.h>
118 #include <vm/vm_page.h>
119 #include <vm/vm_pageout.h>
120 #include <vm/vm_phys.h>
121 #include <vm/vm_pagequeue.h>
122 #include <vm/vm_pager.h>
123 #include <vm/vm_radix.h>
124 #include <vm/vm_reserv.h>
125 #include <vm/vm_extern.h>
126 #include <vm/uma.h>
127 #include <vm/uma_int.h>
128
129 #include <machine/md_var.h>
130
131 extern int      uma_startup_count(int);
132 extern void     uma_startup(void *, int);
133 extern int      vmem_startup_count(void);
134
135 struct vm_domain vm_dom[MAXMEMDOM];
136
137 DPCPU_DEFINE_STATIC(struct vm_batchqueue, pqbatch[MAXMEMDOM][PQ_COUNT]);
138
139 struct mtx_padalign __exclusive_cache_line pa_lock[PA_LOCK_COUNT];
140
141 struct mtx_padalign __exclusive_cache_line vm_domainset_lock;
142 /* The following fields are protected by the domainset lock. */
143 domainset_t __exclusive_cache_line vm_min_domains;
144 domainset_t __exclusive_cache_line vm_severe_domains;
145 static int vm_min_waiters;
146 static int vm_severe_waiters;
147 static int vm_pageproc_waiters;
148
149 /*
150  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers,
151  * or for paging into sparsely invalid regions.
152  */
153 vm_page_t bogus_page;
154
155 vm_page_t vm_page_array;
156 long vm_page_array_size;
157 long first_page;
158
159 static int boot_pages;
160 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, boot_pages, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH,
161     &boot_pages, 0,
162     "number of pages allocated for bootstrapping the VM system");
163
164 static int pa_tryrelock_restart;
165 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, tryrelock_restart, CTLFLAG_RD,
166     &pa_tryrelock_restart, 0, "Number of tryrelock restarts");
167
168 static TAILQ_HEAD(, vm_page) blacklist_head;
169 static int sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
170 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, page_blacklist, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD |
171     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_vm_page_blacklist, "A", "Blacklist pages");
172
173 static uma_zone_t fakepg_zone;
174
175 static void vm_page_alloc_check(vm_page_t m);
176 static void vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits);
177 static void vm_page_dequeue_complete(vm_page_t m);
178 static void vm_page_enqueue(vm_page_t m, uint8_t queue);
179 static void vm_page_init(void *dummy);
180 static int vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object,
181     vm_pindex_t pindex, vm_page_t mpred);
182 static void vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object,
183     vm_page_t mpred);
184 static int vm_page_reclaim_run(int req_class, int domain, u_long npages,
185     vm_page_t m_run, vm_paddr_t high);
186 static int vm_domain_alloc_fail(struct vm_domain *vmd, vm_object_t object,
187     int req);
188 static int vm_page_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain,
189     int flags);
190 static void vm_page_release(void *arg, void **store, int cnt);
191
192 SYSINIT(vm_page, SI_SUB_VM, SI_ORDER_SECOND, vm_page_init, NULL);
193
194 static void
195 vm_page_init(void *dummy)
196 {
197
198         fakepg_zone = uma_zcreate("fakepg", sizeof(struct vm_page), NULL, NULL,
199             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
200         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
201             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
202 }
203
204 /*
205  * The cache page zone is initialized later since we need to be able to allocate
206  * pages before UMA is fully initialized.
207  */
208 static void
209 vm_page_init_cache_zones(void *dummy __unused)
210 {
211         struct vm_domain *vmd;
212         int i;
213
214         for (i = 0; i < vm_ndomains; i++) {
215                 vmd = VM_DOMAIN(i);
216                 /*
217                  * Don't allow the page cache to take up more than .25% of
218                  * memory.
219                  */
220                 if (vmd->vmd_page_count / 400 < 256 * mp_ncpus)
221                         continue;
222                 vmd->vmd_pgcache = uma_zcache_create("vm pgcache",
223                     sizeof(struct vm_page), NULL, NULL, NULL, NULL,
224                     vm_page_import, vm_page_release, vmd,
225                     UMA_ZONE_NOBUCKETCACHE | UMA_ZONE_MAXBUCKET | UMA_ZONE_VM);
226         }
227 }
228 SYSINIT(vm_page2, SI_SUB_VM_CONF, SI_ORDER_ANY, vm_page_init_cache_zones, NULL);
229
230 /* Make sure that u_long is at least 64 bits when PAGE_SIZE is 32K. */
231 #if PAGE_SIZE == 32768
232 #ifdef CTASSERT
233 CTASSERT(sizeof(u_long) >= 8);
234 #endif
235 #endif
236
237 /*
238  * Try to acquire a physical address lock while a pmap is locked.  If we
239  * fail to trylock we unlock and lock the pmap directly and cache the
240  * locked pa in *locked.  The caller should then restart their loop in case
241  * the virtual to physical mapping has changed.
242  */
243 int
244 vm_page_pa_tryrelock(pmap_t pmap, vm_paddr_t pa, vm_paddr_t *locked)
245 {
246         vm_paddr_t lockpa;
247
248         lockpa = *locked;
249         *locked = pa;
250         if (lockpa) {
251                 PA_LOCK_ASSERT(lockpa, MA_OWNED);
252                 if (PA_LOCKPTR(pa) == PA_LOCKPTR(lockpa))
253                         return (0);
254                 PA_UNLOCK(lockpa);
255         }
256         if (PA_TRYLOCK(pa))
257                 return (0);
258         PMAP_UNLOCK(pmap);
259         atomic_add_int(&pa_tryrelock_restart, 1);
260         PA_LOCK(pa);
261         PMAP_LOCK(pmap);
262         return (EAGAIN);
263 }
264
265 /*
266  *      vm_set_page_size:
267  *
268  *      Sets the page size, perhaps based upon the memory
269  *      size.  Must be called before any use of page-size
270  *      dependent functions.
271  */
272 void
273 vm_set_page_size(void)
274 {
275         if (vm_cnt.v_page_size == 0)
276                 vm_cnt.v_page_size = PAGE_SIZE;
277         if (((vm_cnt.v_page_size - 1) & vm_cnt.v_page_size) != 0)
278                 panic("vm_set_page_size: page size not a power of two");
279 }
280
281 /*
282  *      vm_page_blacklist_next:
283  *
284  *      Find the next entry in the provided string of blacklist
285  *      addresses.  Entries are separated by space, comma, or newline.
286  *      If an invalid integer is encountered then the rest of the
287  *      string is skipped.  Updates the list pointer to the next
288  *      character, or NULL if the string is exhausted or invalid.
289  */
290 static vm_paddr_t
291 vm_page_blacklist_next(char **list, char *end)
292 {
293         vm_paddr_t bad;
294         char *cp, *pos;
295
296         if (list == NULL || *list == NULL)
297                 return (0);
298         if (**list =='\0') {
299                 *list = NULL;
300                 return (0);
301         }
302
303         /*
304          * If there's no end pointer then the buffer is coming from
305          * the kenv and we know it's null-terminated.
306          */
307         if (end == NULL)
308                 end = *list + strlen(*list);
309
310         /* Ensure that strtoq() won't walk off the end */
311         if (*end != '\0') {
312                 if (*end == '\n' || *end == ' ' || *end  == ',')
313                         *end = '\0';
314                 else {
315                         printf("Blacklist not terminated, skipping\n");
316                         *list = NULL;
317                         return (0);
318                 }
319         }
320
321         for (pos = *list; *pos != '\0'; pos = cp) {
322                 bad = strtoq(pos, &cp, 0);
323                 if (*cp == '\0' || *cp == ' ' || *cp == ',' || *cp == '\n') {
324                         if (bad == 0) {
325                                 if (++cp < end)
326                                         continue;
327                                 else
328                                         break;
329                         }
330                 } else
331                         break;
332                 if (*cp == '\0' || ++cp >= end)
333                         *list = NULL;
334                 else
335                         *list = cp;
336                 return (trunc_page(bad));
337         }
338         printf("Garbage in RAM blacklist, skipping\n");
339         *list = NULL;
340         return (0);
341 }
342
343 bool
344 vm_page_blacklist_add(vm_paddr_t pa, bool verbose)
345 {
346         struct vm_domain *vmd;
347         vm_page_t m;
348         int ret;
349
350         m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
351         if (m == NULL)
352                 return (true); /* page does not exist, no failure */
353
354         vmd = vm_pagequeue_domain(m);
355         vm_domain_free_lock(vmd);
356         ret = vm_phys_unfree_page(m);
357         vm_domain_free_unlock(vmd);
358         if (ret) {
359                 TAILQ_INSERT_TAIL(&blacklist_head, m, listq);
360                 if (verbose)
361                         printf("Skipping page with pa 0x%jx\n", (uintmax_t)pa);
362         }
363         return (ret);
364 }
365
366 /*
367  *      vm_page_blacklist_check:
368  *
369  *      Iterate through the provided string of blacklist addresses, pulling
370  *      each entry out of the physical allocator free list and putting it
371  *      onto a list for reporting via the vm.page_blacklist sysctl.
372  */
373 static void
374 vm_page_blacklist_check(char *list, char *end)
375 {
376         vm_paddr_t pa;
377         char *next;
378
379         next = list;
380         while (next != NULL) {
381                 if ((pa = vm_page_blacklist_next(&next, end)) == 0)
382                         continue;
383                 vm_page_blacklist_add(pa, bootverbose);
384         }
385 }
386
387 /*
388  *      vm_page_blacklist_load:
389  *
390  *      Search for a special module named "ram_blacklist".  It'll be a
391  *      plain text file provided by the user via the loader directive
392  *      of the same name.
393  */
394 static void
395 vm_page_blacklist_load(char **list, char **end)
396 {
397         void *mod;
398         u_char *ptr;
399         u_int len;
400
401         mod = NULL;
402         ptr = NULL;
403
404         mod = preload_search_by_type("ram_blacklist");
405         if (mod != NULL) {
406                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
407                 len = preload_fetch_size(mod);
408         }
409         *list = ptr;
410         if (ptr != NULL)
411                 *end = ptr + len;
412         else
413                 *end = NULL;
414         return;
415 }
416
417 static int
418 sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
419 {
420         vm_page_t m;
421         struct sbuf sbuf;
422         int error, first;
423
424         first = 1;
425         error = sysctl_wire_old_buffer(req, 0);
426         if (error != 0)
427                 return (error);
428         sbuf_new_for_sysctl(&sbuf, NULL, 128, req);
429         TAILQ_FOREACH(m, &blacklist_head, listq) {
430                 sbuf_printf(&sbuf, "%s%#jx", first ? "" : ",",
431                     (uintmax_t)m->phys_addr);
432                 first = 0;
433         }
434         error = sbuf_finish(&sbuf);
435         sbuf_delete(&sbuf);
436         return (error);
437 }
438
439 /*
440  * Initialize a dummy page for use in scans of the specified paging queue.
441  * In principle, this function only needs to set the flag PG_MARKER.
442  * Nonetheless, it write busies and initializes the hold count to one as
443  * safety precautions.
444  */
445 static void
446 vm_page_init_marker(vm_page_t marker, int queue, uint8_t aflags)
447 {
448
449         bzero(marker, sizeof(*marker));
450         marker->flags = PG_MARKER;
451         marker->aflags = aflags;
452         marker->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
453         marker->queue = queue;
454         marker->hold_count = 1;
455 }
456
457 static void
458 vm_page_domain_init(int domain)
459 {
460         struct vm_domain *vmd;
461         struct vm_pagequeue *pq;
462         int i;
463
464         vmd = VM_DOMAIN(domain);
465         bzero(vmd, sizeof(*vmd));
466         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_name) =
467             "vm inactive pagequeue";
468         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_name) =
469             "vm active pagequeue";
470         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_LAUNDRY].pq_name) =
471             "vm laundry pagequeue";
472         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_UNSWAPPABLE].pq_name) =
473             "vm unswappable pagequeue";
474         vmd->vmd_domain = domain;
475         vmd->vmd_page_count = 0;
476         vmd->vmd_free_count = 0;
477         vmd->vmd_segs = 0;
478         vmd->vmd_oom = FALSE;
479         for (i = 0; i < PQ_COUNT; i++) {
480                 pq = &vmd->vmd_pagequeues[i];
481                 TAILQ_INIT(&pq->pq_pl);
482                 mtx_init(&pq->pq_mutex, pq->pq_name, "vm pagequeue",
483                     MTX_DEF | MTX_DUPOK);
484                 vm_page_init_marker(&vmd->vmd_markers[i], i, 0);
485         }
486         mtx_init(&vmd->vmd_free_mtx, "vm page free queue", NULL, MTX_DEF);
487         mtx_init(&vmd->vmd_pageout_mtx, "vm pageout lock", NULL, MTX_DEF);
488         snprintf(vmd->vmd_name, sizeof(vmd->vmd_name), "%d", domain);
489
490         /*
491          * inacthead is used to provide FIFO ordering for LRU-bypassing
492          * insertions.
493          */
494         vm_page_init_marker(&vmd->vmd_inacthead, PQ_INACTIVE, PGA_ENQUEUED);
495         TAILQ_INSERT_HEAD(&vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_pl,
496             &vmd->vmd_inacthead, plinks.q);
497
498         /*
499          * The clock pages are used to implement active queue scanning without
500          * requeues.  Scans start at clock[0], which is advanced after the scan
501          * ends.  When the two clock hands meet, they are reset and scanning
502          * resumes from the head of the queue.
503          */
504         vm_page_init_marker(&vmd->vmd_clock[0], PQ_ACTIVE, PGA_ENQUEUED);
505         vm_page_init_marker(&vmd->vmd_clock[1], PQ_ACTIVE, PGA_ENQUEUED);
506         TAILQ_INSERT_HEAD(&vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_pl,
507             &vmd->vmd_clock[0], plinks.q);
508         TAILQ_INSERT_TAIL(&vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_pl,
509             &vmd->vmd_clock[1], plinks.q);
510 }
511
512 /*
513  * Initialize a physical page in preparation for adding it to the free
514  * lists.
515  */
516 static void
517 vm_page_init_page(vm_page_t m, vm_paddr_t pa, int segind)
518 {
519
520         m->object = NULL;
521         m->wire_count = 0;
522         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
523         m->hold_count = 0;
524         m->flags = 0;
525         m->phys_addr = pa;
526         m->queue = PQ_NONE;
527         m->psind = 0;
528         m->segind = segind;
529         m->order = VM_NFREEORDER;
530         m->pool = VM_FREEPOOL_DEFAULT;
531         m->valid = m->dirty = 0;
532         pmap_page_init(m);
533 }
534
535 /*
536  *      vm_page_startup:
537  *
538  *      Initializes the resident memory module.  Allocates physical memory for
539  *      bootstrapping UMA and some data structures that are used to manage
540  *      physical pages.  Initializes these structures, and populates the free
541  *      page queues.
542  */
543 vm_offset_t
544 vm_page_startup(vm_offset_t vaddr)
545 {
546         struct vm_phys_seg *seg;
547         vm_page_t m;
548         char *list, *listend;
549         vm_offset_t mapped;
550         vm_paddr_t end, high_avail, low_avail, new_end, page_range, size;
551         vm_paddr_t biggestsize, last_pa, pa;
552         u_long pagecount;
553         int biggestone, i, segind;
554 #if defined(__i386__) && defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
555         long ii;
556 #endif
557
558         biggestsize = 0;
559         biggestone = 0;
560         vaddr = round_page(vaddr);
561
562         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
563                 phys_avail[i] = round_page(phys_avail[i]);
564                 phys_avail[i + 1] = trunc_page(phys_avail[i + 1]);
565         }
566         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
567                 size = phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
568                 if (size > biggestsize) {
569                         biggestone = i;
570                         biggestsize = size;
571                 }
572         }
573
574         end = phys_avail[biggestone+1];
575
576         /*
577          * Initialize the page and queue locks.
578          */
579         mtx_init(&vm_domainset_lock, "vm domainset lock", NULL, MTX_DEF);
580         for (i = 0; i < PA_LOCK_COUNT; i++)
581                 mtx_init(&pa_lock[i], "vm page", NULL, MTX_DEF);
582         for (i = 0; i < vm_ndomains; i++)
583                 vm_page_domain_init(i);
584
585         /*
586          * Allocate memory for use when boot strapping the kernel memory
587          * allocator.  Tell UMA how many zones we are going to create
588          * before going fully functional.  UMA will add its zones.
589          *
590          * VM startup zones: vmem, vmem_btag, VM OBJECT, RADIX NODE, MAP,
591          * KMAP ENTRY, MAP ENTRY, VMSPACE.
592          */
593         boot_pages = uma_startup_count(8);
594
595 #ifndef UMA_MD_SMALL_ALLOC
596         /* vmem_startup() calls uma_prealloc(). */
597         boot_pages += vmem_startup_count();
598         /* vm_map_startup() calls uma_prealloc(). */
599         boot_pages += howmany(MAX_KMAP,
600             UMA_SLAB_SPACE / sizeof(struct vm_map));
601
602         /*
603          * Before going fully functional kmem_init() does allocation
604          * from "KMAP ENTRY" and vmem_create() does allocation from "vmem".
605          */
606         boot_pages += 2;
607 #endif
608         /*
609          * CTFLAG_RDTUN doesn't work during the early boot process, so we must
610          * manually fetch the value.
611          */
612         TUNABLE_INT_FETCH("vm.boot_pages", &boot_pages);
613         new_end = end - (boot_pages * UMA_SLAB_SIZE);
614         new_end = trunc_page(new_end);
615         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
616             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
617         bzero((void *)mapped, end - new_end);
618         uma_startup((void *)mapped, boot_pages);
619
620 #ifdef WITNESS
621         end = new_end;
622         new_end = end - round_page(witness_startup_count());
623         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
624             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
625         bzero((void *)mapped, end - new_end);
626         witness_startup((void *)mapped);
627 #endif
628
629 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__arm__) || \
630     defined(__i386__) || defined(__mips__)
631         /*
632          * Allocate a bitmap to indicate that a random physical page
633          * needs to be included in a minidump.
634          *
635          * The amd64 port needs this to indicate which direct map pages
636          * need to be dumped, via calls to dump_add_page()/dump_drop_page().
637          *
638          * However, i386 still needs this workspace internally within the
639          * minidump code.  In theory, they are not needed on i386, but are
640          * included should the sf_buf code decide to use them.
641          */
642         last_pa = 0;
643         for (i = 0; dump_avail[i + 1] != 0; i += 2)
644                 if (dump_avail[i + 1] > last_pa)
645                         last_pa = dump_avail[i + 1];
646         page_range = last_pa / PAGE_SIZE;
647         vm_page_dump_size = round_page(roundup2(page_range, NBBY) / NBBY);
648         new_end -= vm_page_dump_size;
649         vm_page_dump = (void *)(uintptr_t)pmap_map(&vaddr, new_end,
650             new_end + vm_page_dump_size, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
651         bzero((void *)vm_page_dump, vm_page_dump_size);
652 #else
653         (void)last_pa;
654 #endif
655 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__mips__)
656         /*
657          * Include the UMA bootstrap pages and vm_page_dump in a crash dump.
658          * When pmap_map() uses the direct map, they are not automatically 
659          * included.
660          */
661         for (pa = new_end; pa < end; pa += PAGE_SIZE)
662                 dump_add_page(pa);
663 #endif
664         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
665 #ifdef __amd64__
666         /*
667          * Request that the physical pages underlying the message buffer be
668          * included in a crash dump.  Since the message buffer is accessed
669          * through the direct map, they are not automatically included.
670          */
671         pa = DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)msgbufp->msg_ptr);
672         last_pa = pa + round_page(msgbufsize);
673         while (pa < last_pa) {
674                 dump_add_page(pa);
675                 pa += PAGE_SIZE;
676         }
677 #endif
678         /*
679          * Compute the number of pages of memory that will be available for
680          * use, taking into account the overhead of a page structure per page.
681          * In other words, solve
682          *      "available physical memory" - round_page(page_range *
683          *          sizeof(struct vm_page)) = page_range * PAGE_SIZE 
684          * for page_range.  
685          */
686         low_avail = phys_avail[0];
687         high_avail = phys_avail[1];
688         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++) {
689                 if (vm_phys_segs[i].start < low_avail)
690                         low_avail = vm_phys_segs[i].start;
691                 if (vm_phys_segs[i].end > high_avail)
692                         high_avail = vm_phys_segs[i].end;
693         }
694         /* Skip the first chunk.  It is already accounted for. */
695         for (i = 2; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
696                 if (phys_avail[i] < low_avail)
697                         low_avail = phys_avail[i];
698                 if (phys_avail[i + 1] > high_avail)
699                         high_avail = phys_avail[i + 1];
700         }
701         first_page = low_avail / PAGE_SIZE;
702 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
703         size = 0;
704         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++)
705                 size += vm_phys_segs[i].end - vm_phys_segs[i].start;
706         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
707                 size += phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
708 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
709         size = high_avail - low_avail;
710 #else
711 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
712 #endif
713
714 #ifdef VM_PHYSSEG_DENSE
715         /*
716          * In the VM_PHYSSEG_DENSE case, the number of pages can account for
717          * the overhead of a page structure per page only if vm_page_array is
718          * allocated from the last physical memory chunk.  Otherwise, we must
719          * allocate page structures representing the physical memory
720          * underlying vm_page_array, even though they will not be used.
721          */
722         if (new_end != high_avail)
723                 page_range = size / PAGE_SIZE;
724         else
725 #endif
726         {
727                 page_range = size / (PAGE_SIZE + sizeof(struct vm_page));
728
729                 /*
730                  * If the partial bytes remaining are large enough for
731                  * a page (PAGE_SIZE) without a corresponding
732                  * 'struct vm_page', then new_end will contain an
733                  * extra page after subtracting the length of the VM
734                  * page array.  Compensate by subtracting an extra
735                  * page from new_end.
736                  */
737                 if (size % (PAGE_SIZE + sizeof(struct vm_page)) >= PAGE_SIZE) {
738                         if (new_end == high_avail)
739                                 high_avail -= PAGE_SIZE;
740                         new_end -= PAGE_SIZE;
741                 }
742         }
743         end = new_end;
744
745         /*
746          * Reserve an unmapped guard page to trap access to vm_page_array[-1].
747          * However, because this page is allocated from KVM, out-of-bounds
748          * accesses using the direct map will not be trapped.
749          */
750         vaddr += PAGE_SIZE;
751
752         /*
753          * Allocate physical memory for the page structures, and map it.
754          */
755         new_end = trunc_page(end - page_range * sizeof(struct vm_page));
756         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
757             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
758         vm_page_array = (vm_page_t)mapped;
759         vm_page_array_size = page_range;
760
761 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
762         /*
763          * Allocate physical memory for the reservation management system's
764          * data structures, and map it.
765          */
766         if (high_avail == end)
767                 high_avail = new_end;
768         new_end = vm_reserv_startup(&vaddr, new_end, high_avail);
769 #endif
770 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__mips__)
771         /*
772          * Include vm_page_array and vm_reserv_array in a crash dump.
773          */
774         for (pa = new_end; pa < end; pa += PAGE_SIZE)
775                 dump_add_page(pa);
776 #endif
777         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
778
779         /*
780          * Add physical memory segments corresponding to the available
781          * physical pages.
782          */
783         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
784                 vm_phys_add_seg(phys_avail[i], phys_avail[i + 1]);
785
786         /*
787          * Initialize the physical memory allocator.
788          */
789         vm_phys_init();
790
791         /*
792          * Initialize the page structures and add every available page to the
793          * physical memory allocator's free lists.
794          */
795 #if defined(__i386__) && defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
796         for (ii = 0; ii < vm_page_array_size; ii++) {
797                 m = &vm_page_array[ii];
798                 vm_page_init_page(m, (first_page + ii) << PAGE_SHIFT, 0);
799                 m->flags = PG_FICTITIOUS;
800         }
801 #endif
802         vm_cnt.v_page_count = 0;
803         for (segind = 0; segind < vm_phys_nsegs; segind++) {
804                 seg = &vm_phys_segs[segind];
805                 for (m = seg->first_page, pa = seg->start; pa < seg->end;
806                     m++, pa += PAGE_SIZE)
807                         vm_page_init_page(m, pa, segind);
808
809                 /*
810                  * Add the segment to the free lists only if it is covered by
811                  * one of the ranges in phys_avail.  Because we've added the
812                  * ranges to the vm_phys_segs array, we can assume that each
813                  * segment is either entirely contained in one of the ranges,
814                  * or doesn't overlap any of them.
815                  */
816                 for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
817                         struct vm_domain *vmd;
818
819                         if (seg->start < phys_avail[i] ||
820                             seg->end > phys_avail[i + 1])
821                                 continue;
822
823                         m = seg->first_page;
824                         pagecount = (u_long)atop(seg->end - seg->start);
825
826                         vmd = VM_DOMAIN(seg->domain);
827                         vm_domain_free_lock(vmd);
828                         vm_phys_free_contig(m, pagecount);
829                         vm_domain_free_unlock(vmd);
830                         vm_domain_freecnt_inc(vmd, pagecount);
831                         vm_cnt.v_page_count += (u_int)pagecount;
832
833                         vmd = VM_DOMAIN(seg->domain);
834                         vmd->vmd_page_count += (u_int)pagecount;
835                         vmd->vmd_segs |= 1UL << m->segind;
836                         break;
837                 }
838         }
839
840         /*
841          * Remove blacklisted pages from the physical memory allocator.
842          */
843         TAILQ_INIT(&blacklist_head);
844         vm_page_blacklist_load(&list, &listend);
845         vm_page_blacklist_check(list, listend);
846
847         list = kern_getenv("vm.blacklist");
848         vm_page_blacklist_check(list, NULL);
849
850         freeenv(list);
851 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
852         /*
853          * Initialize the reservation management system.
854          */
855         vm_reserv_init();
856 #endif
857         /*
858          * Set an initial domain policy for thread0 so that allocations
859          * can work.
860          */
861         domainset_zero();
862
863         return (vaddr);
864 }
865
866 void
867 vm_page_reference(vm_page_t m)
868 {
869
870         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
871 }
872
873 /*
874  *      vm_page_busy_downgrade:
875  *
876  *      Downgrade an exclusive busy page into a single shared busy page.
877  */
878 void
879 vm_page_busy_downgrade(vm_page_t m)
880 {
881         u_int x;
882         bool locked;
883
884         vm_page_assert_xbusied(m);
885         locked = mtx_owned(vm_page_lockptr(m));
886
887         for (;;) {
888                 x = m->busy_lock;
889                 x &= VPB_BIT_WAITERS;
890                 if (x != 0 && !locked)
891                         vm_page_lock(m);
892                 if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock,
893                     VPB_SINGLE_EXCLUSIVER | x, VPB_SHARERS_WORD(1)))
894                         break;
895                 if (x != 0 && !locked)
896                         vm_page_unlock(m);
897         }
898         if (x != 0) {
899                 wakeup(m);
900                 if (!locked)
901                         vm_page_unlock(m);
902         }
903 }
904
905 /*
906  *      vm_page_sbusied:
907  *
908  *      Return a positive value if the page is shared busied, 0 otherwise.
909  */
910 int
911 vm_page_sbusied(vm_page_t m)
912 {
913         u_int x;
914
915         x = m->busy_lock;
916         return ((x & VPB_BIT_SHARED) != 0 && x != VPB_UNBUSIED);
917 }
918
919 /*
920  *      vm_page_sunbusy:
921  *
922  *      Shared unbusy a page.
923  */
924 void
925 vm_page_sunbusy(vm_page_t m)
926 {
927         u_int x;
928
929         vm_page_lock_assert(m, MA_NOTOWNED);
930         vm_page_assert_sbusied(m);
931
932         for (;;) {
933                 x = m->busy_lock;
934                 if (VPB_SHARERS(x) > 1) {
935                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
936                             x - VPB_ONE_SHARER))
937                                 break;
938                         continue;
939                 }
940                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0) {
941                         KASSERT(x == VPB_SHARERS_WORD(1),
942                             ("vm_page_sunbusy: invalid lock state"));
943                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock,
944                             VPB_SHARERS_WORD(1), VPB_UNBUSIED))
945                                 break;
946                         continue;
947                 }
948                 KASSERT(x == (VPB_SHARERS_WORD(1) | VPB_BIT_WAITERS),
949                     ("vm_page_sunbusy: invalid lock state for waiters"));
950
951                 vm_page_lock(m);
952                 if (!atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, VPB_UNBUSIED)) {
953                         vm_page_unlock(m);
954                         continue;
955                 }
956                 wakeup(m);
957                 vm_page_unlock(m);
958                 break;
959         }
960 }
961
962 /*
963  *      vm_page_busy_sleep:
964  *
965  *      Sleep and release the page lock, using the page pointer as wchan.
966  *      This is used to implement the hard-path of busying mechanism.
967  *
968  *      The given page must be locked.
969  *
970  *      If nonshared is true, sleep only if the page is xbusy.
971  */
972 void
973 vm_page_busy_sleep(vm_page_t m, const char *wmesg, bool nonshared)
974 {
975         u_int x;
976
977         vm_page_assert_locked(m);
978
979         x = m->busy_lock;
980         if (x == VPB_UNBUSIED || (nonshared && (x & VPB_BIT_SHARED) != 0) ||
981             ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0 &&
982             !atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, x | VPB_BIT_WAITERS))) {
983                 vm_page_unlock(m);
984                 return;
985         }
986         msleep(m, vm_page_lockptr(m), PVM | PDROP, wmesg, 0);
987 }
988
989 /*
990  *      vm_page_trysbusy:
991  *
992  *      Try to shared busy a page.
993  *      If the operation succeeds 1 is returned otherwise 0.
994  *      The operation never sleeps.
995  */
996 int
997 vm_page_trysbusy(vm_page_t m)
998 {
999         u_int x;
1000
1001         for (;;) {
1002                 x = m->busy_lock;
1003                 if ((x & VPB_BIT_SHARED) == 0)
1004                         return (0);
1005                 if (atomic_cmpset_acq_int(&m->busy_lock, x, x + VPB_ONE_SHARER))
1006                         return (1);
1007         }
1008 }
1009
1010 static void
1011 vm_page_xunbusy_locked(vm_page_t m)
1012 {
1013
1014         vm_page_assert_xbusied(m);
1015         vm_page_assert_locked(m);
1016
1017         atomic_store_rel_int(&m->busy_lock, VPB_UNBUSIED);
1018         /* There is a waiter, do wakeup() instead of vm_page_flash(). */
1019         wakeup(m);
1020 }
1021
1022 void
1023 vm_page_xunbusy_maybelocked(vm_page_t m)
1024 {
1025         bool lockacq;
1026
1027         vm_page_assert_xbusied(m);
1028
1029         /*
1030          * Fast path for unbusy.  If it succeeds, we know that there
1031          * are no waiters, so we do not need a wakeup.
1032          */
1033         if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock, VPB_SINGLE_EXCLUSIVER,
1034             VPB_UNBUSIED))
1035                 return;
1036
1037         lockacq = !mtx_owned(vm_page_lockptr(m));
1038         if (lockacq)
1039                 vm_page_lock(m);
1040         vm_page_xunbusy_locked(m);
1041         if (lockacq)
1042                 vm_page_unlock(m);
1043 }
1044
1045 /*
1046  *      vm_page_xunbusy_hard:
1047  *
1048  *      Called after the first try the exclusive unbusy of a page failed.
1049  *      It is assumed that the waiters bit is on.
1050  */
1051 void
1052 vm_page_xunbusy_hard(vm_page_t m)
1053 {
1054
1055         vm_page_assert_xbusied(m);
1056
1057         vm_page_lock(m);
1058         vm_page_xunbusy_locked(m);
1059         vm_page_unlock(m);
1060 }
1061
1062 /*
1063  *      vm_page_flash:
1064  *
1065  *      Wakeup anyone waiting for the page.
1066  *      The ownership bits do not change.
1067  *
1068  *      The given page must be locked.
1069  */
1070 void
1071 vm_page_flash(vm_page_t m)
1072 {
1073         u_int x;
1074
1075         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
1076
1077         for (;;) {
1078                 x = m->busy_lock;
1079                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0)
1080                         return;
1081                 if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
1082                     x & (~VPB_BIT_WAITERS)))
1083                         break;
1084         }
1085         wakeup(m);
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
1090  */
1091 void
1092 vm_page_change_lock(vm_page_t m, struct mtx **mtx)
1093 {
1094         struct mtx *mtx1;
1095
1096         mtx1 = vm_page_lockptr(m);
1097         if (*mtx == mtx1)
1098                 return;
1099         if (*mtx != NULL)
1100                 mtx_unlock(*mtx);
1101         *mtx = mtx1;
1102         mtx_lock(mtx1);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Keep page from being freed by the page daemon
1107  * much of the same effect as wiring, except much lower
1108  * overhead and should be used only for *very* temporary
1109  * holding ("wiring").
1110  */
1111 void
1112 vm_page_hold(vm_page_t mem)
1113 {
1114
1115         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
1116         mem->hold_count++;
1117 }
1118
1119 void
1120 vm_page_unhold(vm_page_t mem)
1121 {
1122
1123         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
1124         KASSERT(mem->hold_count >= 1, ("vm_page_unhold: hold count < 0!!!"));
1125         --mem->hold_count;
1126         if (mem->hold_count == 0 && (mem->flags & PG_UNHOLDFREE) != 0)
1127                 vm_page_free_toq(mem);
1128 }
1129
1130 /*
1131  *      vm_page_unhold_pages:
1132  *
1133  *      Unhold each of the pages that is referenced by the given array.
1134  */
1135 void
1136 vm_page_unhold_pages(vm_page_t *ma, int count)
1137 {
1138         struct mtx *mtx;
1139
1140         mtx = NULL;
1141         for (; count != 0; count--) {
1142                 vm_page_change_lock(*ma, &mtx);
1143                 vm_page_unhold(*ma);
1144                 ma++;
1145         }
1146         if (mtx != NULL)
1147                 mtx_unlock(mtx);
1148 }
1149
1150 vm_page_t
1151 PHYS_TO_VM_PAGE(vm_paddr_t pa)
1152 {
1153         vm_page_t m;
1154
1155 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
1156         m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
1157         if (m == NULL)
1158                 m = vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa);
1159         return (m);
1160 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
1161         long pi;
1162
1163         pi = atop(pa);
1164         if (pi >= first_page && (pi - first_page) < vm_page_array_size) {
1165                 m = &vm_page_array[pi - first_page];
1166                 return (m);
1167         }
1168         return (vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa));
1169 #else
1170 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
1171 #endif
1172 }
1173
1174 /*
1175  *      vm_page_getfake:
1176  *
1177  *      Create a fictitious page with the specified physical address and
1178  *      memory attribute.  The memory attribute is the only the machine-
1179  *      dependent aspect of a fictitious page that must be initialized.
1180  */
1181 vm_page_t
1182 vm_page_getfake(vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1183 {
1184         vm_page_t m;
1185
1186         m = uma_zalloc(fakepg_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1187         vm_page_initfake(m, paddr, memattr);
1188         return (m);
1189 }
1190
1191 void
1192 vm_page_initfake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1193 {
1194
1195         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
1196                 /*
1197                  * The page's memattr might have changed since the
1198                  * previous initialization.  Update the pmap to the
1199                  * new memattr.
1200                  */
1201                 goto memattr;
1202         }
1203         m->phys_addr = paddr;
1204         m->queue = PQ_NONE;
1205         /* Fictitious pages don't use "segind". */
1206         m->flags = PG_FICTITIOUS;
1207         /* Fictitious pages don't use "order" or "pool". */
1208         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1209         m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1210         m->wire_count = 1;
1211         pmap_page_init(m);
1212 memattr:
1213         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1214 }
1215
1216 /*
1217  *      vm_page_putfake:
1218  *
1219  *      Release a fictitious page.
1220  */
1221 void
1222 vm_page_putfake(vm_page_t m)
1223 {
1224
1225         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0, ("managed %p", m));
1226         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
1227             ("vm_page_putfake: bad page %p", m));
1228         uma_zfree(fakepg_zone, m);
1229 }
1230
1231 /*
1232  *      vm_page_updatefake:
1233  *
1234  *      Update the given fictitious page to the specified physical address and
1235  *      memory attribute.
1236  */
1237 void
1238 vm_page_updatefake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1239 {
1240
1241         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
1242             ("vm_page_updatefake: bad page %p", m));
1243         m->phys_addr = paddr;
1244         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1245 }
1246
1247 /*
1248  *      vm_page_free:
1249  *
1250  *      Free a page.
1251  */
1252 void
1253 vm_page_free(vm_page_t m)
1254 {
1255
1256         m->flags &= ~PG_ZERO;
1257         vm_page_free_toq(m);
1258 }
1259
1260 /*
1261  *      vm_page_free_zero:
1262  *
1263  *      Free a page to the zerod-pages queue
1264  */
1265 void
1266 vm_page_free_zero(vm_page_t m)
1267 {
1268
1269         m->flags |= PG_ZERO;
1270         vm_page_free_toq(m);
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Unbusy and handle the page queueing for a page from a getpages request that
1275  * was optionally read ahead or behind.
1276  */
1277 void
1278 vm_page_readahead_finish(vm_page_t m)
1279 {
1280
1281         /* We shouldn't put invalid pages on queues. */
1282         KASSERT(m->valid != 0, ("%s: %p is invalid", __func__, m));
1283
1284         /*
1285          * Since the page is not the actually needed one, whether it should
1286          * be activated or deactivated is not obvious.  Empirical results
1287          * have shown that deactivating the page is usually the best choice,
1288          * unless the page is wanted by another thread.
1289          */
1290         vm_page_lock(m);
1291         if ((m->busy_lock & VPB_BIT_WAITERS) != 0)
1292                 vm_page_activate(m);
1293         else
1294                 vm_page_deactivate(m);
1295         vm_page_unlock(m);
1296         vm_page_xunbusy(m);
1297 }
1298
1299 /*
1300  *      vm_page_sleep_if_busy:
1301  *
1302  *      Sleep and release the page queues lock if the page is busied.
1303  *      Returns TRUE if the thread slept.
1304  *
1305  *      The given page must be unlocked and object containing it must
1306  *      be locked.
1307  */
1308 int
1309 vm_page_sleep_if_busy(vm_page_t m, const char *msg)
1310 {
1311         vm_object_t obj;
1312
1313         vm_page_lock_assert(m, MA_NOTOWNED);
1314         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1315
1316         if (vm_page_busied(m)) {
1317                 /*
1318                  * The page-specific object must be cached because page
1319                  * identity can change during the sleep, causing the
1320                  * re-lock of a different object.
1321                  * It is assumed that a reference to the object is already
1322                  * held by the callers.
1323                  */
1324                 obj = m->object;
1325                 vm_page_lock(m);
1326                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1327                 vm_page_busy_sleep(m, msg, false);
1328                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1329                 return (TRUE);
1330         }
1331         return (FALSE);
1332 }
1333
1334 /*
1335  *      vm_page_dirty_KBI:              [ internal use only ]
1336  *
1337  *      Set all bits in the page's dirty field.
1338  *
1339  *      The object containing the specified page must be locked if the
1340  *      call is made from the machine-independent layer.
1341  *
1342  *      See vm_page_clear_dirty_mask().
1343  *
1344  *      This function should only be called by vm_page_dirty().
1345  */
1346 void
1347 vm_page_dirty_KBI(vm_page_t m)
1348 {
1349
1350         /* Refer to this operation by its public name. */
1351         KASSERT(m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
1352             ("vm_page_dirty: page is invalid!"));
1353         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
1354 }
1355
1356 /*
1357  *      vm_page_insert:         [ internal use only ]
1358  *
1359  *      Inserts the given mem entry into the object and object list.
1360  *
1361  *      The object must be locked.
1362  */
1363 int
1364 vm_page_insert(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1365 {
1366         vm_page_t mpred;
1367
1368         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1369         mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1370         return (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred));
1371 }
1372
1373 /*
1374  *      vm_page_insert_after:
1375  *
1376  *      Inserts the page "m" into the specified object at offset "pindex".
1377  *
1378  *      The page "mpred" must immediately precede the offset "pindex" within
1379  *      the specified object.
1380  *
1381  *      The object must be locked.
1382  */
1383 static int
1384 vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
1385     vm_page_t mpred)
1386 {
1387         vm_page_t msucc;
1388
1389         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1390         KASSERT(m->object == NULL,
1391             ("vm_page_insert_after: page already inserted"));
1392         if (mpred != NULL) {
1393                 KASSERT(mpred->object == object,
1394                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1395                 KASSERT(mpred->pindex < pindex,
1396                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1397                 msucc = TAILQ_NEXT(mpred, listq);
1398         } else
1399                 msucc = TAILQ_FIRST(&object->memq);
1400         if (msucc != NULL)
1401                 KASSERT(msucc->pindex > pindex,
1402                     ("vm_page_insert_after: msucc doesn't succeed pindex"));
1403
1404         /*
1405          * Record the object/offset pair in this page
1406          */
1407         m->object = object;
1408         m->pindex = pindex;
1409
1410         /*
1411          * Now link into the object's ordered list of backed pages.
1412          */
1413         if (vm_radix_insert(&object->rtree, m)) {
1414                 m->object = NULL;
1415                 m->pindex = 0;
1416                 return (1);
1417         }
1418         vm_page_insert_radixdone(m, object, mpred);
1419         return (0);
1420 }
1421
1422 /*
1423  *      vm_page_insert_radixdone:
1424  *
1425  *      Complete page "m" insertion into the specified object after the
1426  *      radix trie hooking.
1427  *
1428  *      The page "mpred" must precede the offset "m->pindex" within the
1429  *      specified object.
1430  *
1431  *      The object must be locked.
1432  */
1433 static void
1434 vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_page_t mpred)
1435 {
1436
1437         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1438         KASSERT(object != NULL && m->object == object,
1439             ("vm_page_insert_radixdone: page %p has inconsistent object", m));
1440         if (mpred != NULL) {
1441                 KASSERT(mpred->object == object,
1442                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1443                 KASSERT(mpred->pindex < m->pindex,
1444                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1445         }
1446
1447         if (mpred != NULL)
1448                 TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mpred, m, listq);
1449         else
1450                 TAILQ_INSERT_HEAD(&object->memq, m, listq);
1451
1452         /*
1453          * Show that the object has one more resident page.
1454          */
1455         object->resident_page_count++;
1456
1457         /*
1458          * Hold the vnode until the last page is released.
1459          */
1460         if (object->resident_page_count == 1 && object->type == OBJT_VNODE)
1461                 vhold(object->handle);
1462
1463         /*
1464          * Since we are inserting a new and possibly dirty page,
1465          * update the object's OBJ_MIGHTBEDIRTY flag.
1466          */
1467         if (pmap_page_is_write_mapped(m))
1468                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1469 }
1470
1471 /*
1472  *      vm_page_remove:
1473  *
1474  *      Removes the specified page from its containing object, but does not
1475  *      invalidate any backing storage.
1476  *
1477  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is managed.
1478  */
1479 void
1480 vm_page_remove(vm_page_t m)
1481 {
1482         vm_object_t object;
1483         vm_page_t mrem;
1484
1485         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1486                 vm_page_assert_locked(m);
1487         if ((object = m->object) == NULL)
1488                 return;
1489         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1490         if (vm_page_xbusied(m))
1491                 vm_page_xunbusy_maybelocked(m);
1492         mrem = vm_radix_remove(&object->rtree, m->pindex);
1493         KASSERT(mrem == m, ("removed page %p, expected page %p", mrem, m));
1494
1495         /*
1496          * Now remove from the object's list of backed pages.
1497          */
1498         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
1499
1500         /*
1501          * And show that the object has one fewer resident page.
1502          */
1503         object->resident_page_count--;
1504
1505         /*
1506          * The vnode may now be recycled.
1507          */
1508         if (object->resident_page_count == 0 && object->type == OBJT_VNODE)
1509                 vdrop(object->handle);
1510
1511         m->object = NULL;
1512 }
1513
1514 /*
1515  *      vm_page_lookup:
1516  *
1517  *      Returns the page associated with the object/offset
1518  *      pair specified; if none is found, NULL is returned.
1519  *
1520  *      The object must be locked.
1521  */
1522 vm_page_t
1523 vm_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1524 {
1525
1526         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1527         return (vm_radix_lookup(&object->rtree, pindex));
1528 }
1529
1530 /*
1531  *      vm_page_find_least:
1532  *
1533  *      Returns the page associated with the object with least pindex
1534  *      greater than or equal to the parameter pindex, or NULL.
1535  *
1536  *      The object must be locked.
1537  */
1538 vm_page_t
1539 vm_page_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1540 {
1541         vm_page_t m;
1542
1543         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1544         if ((m = TAILQ_FIRST(&object->memq)) != NULL && m->pindex < pindex)
1545                 m = vm_radix_lookup_ge(&object->rtree, pindex);
1546         return (m);
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Returns the given page's successor (by pindex) within the object if it is
1551  * resident; if none is found, NULL is returned.
1552  *
1553  * The object must be locked.
1554  */
1555 vm_page_t
1556 vm_page_next(vm_page_t m)
1557 {
1558         vm_page_t next;
1559
1560         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1561         if ((next = TAILQ_NEXT(m, listq)) != NULL) {
1562                 MPASS(next->object == m->object);
1563                 if (next->pindex != m->pindex + 1)
1564                         next = NULL;
1565         }
1566         return (next);
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Returns the given page's predecessor (by pindex) within the object if it is
1571  * resident; if none is found, NULL is returned.
1572  *
1573  * The object must be locked.
1574  */
1575 vm_page_t
1576 vm_page_prev(vm_page_t m)
1577 {
1578         vm_page_t prev;
1579
1580         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1581         if ((prev = TAILQ_PREV(m, pglist, listq)) != NULL) {
1582                 MPASS(prev->object == m->object);
1583                 if (prev->pindex != m->pindex - 1)
1584                         prev = NULL;
1585         }
1586         return (prev);
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Uses the page mnew as a replacement for an existing page at index
1591  * pindex which must be already present in the object.
1592  *
1593  * The existing page must not be on a paging queue.
1594  */
1595 vm_page_t
1596 vm_page_replace(vm_page_t mnew, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1597 {
1598         vm_page_t mold;
1599
1600         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1601         KASSERT(mnew->object == NULL,
1602             ("vm_page_replace: page %p already in object", mnew));
1603         KASSERT(mnew->queue == PQ_NONE,
1604             ("vm_page_replace: new page %p is on a paging queue", mnew));
1605
1606         /*
1607          * This function mostly follows vm_page_insert() and
1608          * vm_page_remove() without the radix, object count and vnode
1609          * dance.  Double check such functions for more comments.
1610          */
1611
1612         mnew->object = object;
1613         mnew->pindex = pindex;
1614         mold = vm_radix_replace(&object->rtree, mnew);
1615         KASSERT(mold->queue == PQ_NONE,
1616             ("vm_page_replace: old page %p is on a paging queue", mold));
1617
1618         /* Keep the resident page list in sorted order. */
1619         TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mold, mnew, listq);
1620         TAILQ_REMOVE(&object->memq, mold, listq);
1621
1622         mold->object = NULL;
1623         vm_page_xunbusy_maybelocked(mold);
1624
1625         /*
1626          * The object's resident_page_count does not change because we have
1627          * swapped one page for another, but OBJ_MIGHTBEDIRTY.
1628          */
1629         if (pmap_page_is_write_mapped(mnew))
1630                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1631         return (mold);
1632 }
1633
1634 /*
1635  *      vm_page_rename:
1636  *
1637  *      Move the given memory entry from its
1638  *      current object to the specified target object/offset.
1639  *
1640  *      Note: swap associated with the page must be invalidated by the move.  We
1641  *            have to do this for several reasons:  (1) we aren't freeing the
1642  *            page, (2) we are dirtying the page, (3) the VM system is probably
1643  *            moving the page from object A to B, and will then later move
1644  *            the backing store from A to B and we can't have a conflict.
1645  *
1646  *      Note: we *always* dirty the page.  It is necessary both for the
1647  *            fact that we moved it, and because we may be invalidating
1648  *            swap.
1649  *
1650  *      The objects must be locked.
1651  */
1652 int
1653 vm_page_rename(vm_page_t m, vm_object_t new_object, vm_pindex_t new_pindex)
1654 {
1655         vm_page_t mpred;
1656         vm_pindex_t opidx;
1657
1658         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(new_object);
1659
1660         mpred = vm_radix_lookup_le(&new_object->rtree, new_pindex);
1661         KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != new_pindex,
1662             ("vm_page_rename: pindex already renamed"));
1663
1664         /*
1665          * Create a custom version of vm_page_insert() which does not depend
1666          * by m_prev and can cheat on the implementation aspects of the
1667          * function.
1668          */
1669         opidx = m->pindex;
1670         m->pindex = new_pindex;
1671         if (vm_radix_insert(&new_object->rtree, m)) {
1672                 m->pindex = opidx;
1673                 return (1);
1674         }
1675
1676         /*
1677          * The operation cannot fail anymore.  The removal must happen before
1678          * the listq iterator is tainted.
1679          */
1680         m->pindex = opidx;
1681         vm_page_lock(m);
1682         vm_page_remove(m);
1683
1684         /* Return back to the new pindex to complete vm_page_insert(). */
1685         m->pindex = new_pindex;
1686         m->object = new_object;
1687         vm_page_unlock(m);
1688         vm_page_insert_radixdone(m, new_object, mpred);
1689         vm_page_dirty(m);
1690         return (0);
1691 }
1692
1693 /*
1694  *      vm_page_alloc:
1695  *
1696  *      Allocate and return a page that is associated with the specified
1697  *      object and offset pair.  By default, this page is exclusive busied.
1698  *
1699  *      The caller must always specify an allocation class.
1700  *
1701  *      allocation classes:
1702  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1703  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1704  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1705  *
1706  *      optional allocation flags:
1707  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
1708  *                              intends to allocate
1709  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1710  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1711  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1712  *                              should not be exclusive busy
1713  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1714  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1715  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1716  */
1717 vm_page_t
1718 vm_page_alloc(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req)
1719 {
1720
1721         return (vm_page_alloc_after(object, pindex, req, object != NULL ?
1722             vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex) : NULL));
1723 }
1724
1725 vm_page_t
1726 vm_page_alloc_domain(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int domain,
1727     int req)
1728 {
1729
1730         return (vm_page_alloc_domain_after(object, pindex, domain, req,
1731             object != NULL ? vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex) :
1732             NULL));
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Allocate a page in the specified object with the given page index.  To
1737  * optimize insertion of the page into the object, the caller must also specifiy
1738  * the resident page in the object with largest index smaller than the given
1739  * page index, or NULL if no such page exists.
1740  */
1741 vm_page_t
1742 vm_page_alloc_after(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
1743     int req, vm_page_t mpred)
1744 {
1745         struct vm_domainset_iter di;
1746         vm_page_t m;
1747         int domain;
1748
1749         vm_domainset_iter_page_init(&di, object, pindex, &domain, &req);
1750         do {
1751                 m = vm_page_alloc_domain_after(object, pindex, domain, req,
1752                     mpred);
1753                 if (m != NULL)
1754                         break;
1755         } while (vm_domainset_iter_page(&di, &domain, &req) == 0);
1756
1757         return (m);
1758 }
1759
1760 /*
1761  * Returns true if the number of free pages exceeds the minimum
1762  * for the request class and false otherwise.
1763  */
1764 int
1765 vm_domain_allocate(struct vm_domain *vmd, int req, int npages)
1766 {
1767         u_int limit, old, new;
1768
1769         req = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1770
1771         /*
1772          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1773          */
1774         if (curproc == pageproc && req != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1775                 req = VM_ALLOC_SYSTEM;
1776         if (req == VM_ALLOC_INTERRUPT)
1777                 limit = 0;
1778         else if (req == VM_ALLOC_SYSTEM)
1779                 limit = vmd->vmd_interrupt_free_min;
1780         else
1781                 limit = vmd->vmd_free_reserved;
1782
1783         /*
1784          * Attempt to reserve the pages.  Fail if we're below the limit.
1785          */
1786         limit += npages;
1787         old = vmd->vmd_free_count;
1788         do {
1789                 if (old < limit)
1790                         return (0);
1791                 new = old - npages;
1792         } while (atomic_fcmpset_int(&vmd->vmd_free_count, &old, new) == 0);
1793
1794         /* Wake the page daemon if we've crossed the threshold. */
1795         if (vm_paging_needed(vmd, new) && !vm_paging_needed(vmd, old))
1796                 pagedaemon_wakeup(vmd->vmd_domain);
1797
1798         /* Only update bitsets on transitions. */
1799         if ((old >= vmd->vmd_free_min && new < vmd->vmd_free_min) ||
1800             (old >= vmd->vmd_free_severe && new < vmd->vmd_free_severe))
1801                 vm_domain_set(vmd);
1802
1803         return (1);
1804 }
1805
1806 vm_page_t
1807 vm_page_alloc_domain_after(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int domain,
1808     int req, vm_page_t mpred)
1809 {
1810         struct vm_domain *vmd;
1811         vm_page_t m;
1812         int flags;
1813
1814         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1815             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1816             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1817             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1818             ("inconsistent object(%p)/req(%x)", object, req));
1819         KASSERT(object == NULL || (req & VM_ALLOC_WAITOK) == 0,
1820             ("Can't sleep and retry object insertion."));
1821         KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex < pindex,
1822             ("mpred %p doesn't precede pindex 0x%jx", mpred,
1823             (uintmax_t)pindex));
1824         if (object != NULL)
1825                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1826
1827 again:
1828         m = NULL;
1829 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1830         /*
1831          * Can we allocate the page from a reservation?
1832          */
1833         if (vm_object_reserv(object) &&
1834             ((m = vm_reserv_extend(req, object, pindex, domain, mpred)) != NULL ||
1835             (m = vm_reserv_alloc_page(req, object, pindex, domain, mpred)) != NULL)) {
1836                 domain = vm_phys_domain(m);
1837                 vmd = VM_DOMAIN(domain);
1838                 goto found;
1839         }
1840 #endif
1841         vmd = VM_DOMAIN(domain);
1842         if (object != NULL && vmd->vmd_pgcache != NULL) {
1843                 m = uma_zalloc(vmd->vmd_pgcache, M_NOWAIT);
1844                 if (m != NULL)
1845                         goto found;
1846         }
1847         if (vm_domain_allocate(vmd, req, 1)) {
1848                 /*
1849                  * If not, allocate it from the free page queues.
1850                  */
1851                 vm_domain_free_lock(vmd);
1852                 m = vm_phys_alloc_pages(domain, object != NULL ?
1853                     VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
1854                 vm_domain_free_unlock(vmd);
1855                 if (m == NULL) {
1856                         vm_domain_freecnt_inc(vmd, 1);
1857 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1858                         if (vm_reserv_reclaim_inactive(domain))
1859                                 goto again;
1860 #endif
1861                 }
1862         }
1863         if (m == NULL) {
1864                 /*
1865                  * Not allocatable, give up.
1866                  */
1867                 if (vm_domain_alloc_fail(vmd, object, req))
1868                         goto again;
1869                 return (NULL);
1870         }
1871
1872         /*
1873          *  At this point we had better have found a good page.
1874          */
1875         KASSERT(m != NULL, ("missing page"));
1876
1877 found:
1878         vm_page_dequeue(m);
1879         vm_page_alloc_check(m);
1880
1881         /*
1882          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1883          */
1884         flags = 0;
1885         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1886                 flags = PG_ZERO;
1887         flags &= m->flags;
1888         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
1889                 flags |= PG_NODUMP;
1890         m->flags = flags;
1891         m->aflags = 0;
1892         m->oflags = object == NULL || (object->flags & OBJ_UNMANAGED) != 0 ?
1893             VPO_UNMANAGED : 0;
1894         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1895         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1896                 m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1897         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1898                 m->busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1899         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1900                 /*
1901                  * The page lock is not required for wiring a page until that
1902                  * page is inserted into the object.
1903                  */
1904                 vm_wire_add(1);
1905                 m->wire_count = 1;
1906         }
1907         m->act_count = 0;
1908
1909         if (object != NULL) {
1910                 if (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred)) {
1911                         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1912                                 vm_wire_sub(1);
1913                                 m->wire_count = 0;
1914                         }
1915                         KASSERT(m->object == NULL, ("page %p has object", m));
1916                         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1917                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1918                         /* Don't change PG_ZERO. */
1919                         vm_page_free_toq(m);
1920                         if (req & VM_ALLOC_WAITFAIL) {
1921                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1922                                 vm_radix_wait();
1923                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1924                         }
1925                         return (NULL);
1926                 }
1927
1928                 /* Ignore device objects; the pager sets "memattr" for them. */
1929                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1930                     (object->flags & OBJ_FICTITIOUS) == 0)
1931                         pmap_page_set_memattr(m, object->memattr);
1932         } else
1933                 m->pindex = pindex;
1934
1935         return (m);
1936 }
1937
1938 /*
1939  *      vm_page_alloc_contig:
1940  *
1941  *      Allocate a contiguous set of physical pages of the given size "npages"
1942  *      from the free lists.  All of the physical pages must be at or above
1943  *      the given physical address "low" and below the given physical address
1944  *      "high".  The given value "alignment" determines the alignment of the
1945  *      first physical page in the set.  If the given value "boundary" is
1946  *      non-zero, then the set of physical pages cannot cross any physical
1947  *      address boundary that is a multiple of that value.  Both "alignment"
1948  *      and "boundary" must be a power of two.
1949  *
1950  *      If the specified memory attribute, "memattr", is VM_MEMATTR_DEFAULT,
1951  *      then the memory attribute setting for the physical pages is configured
1952  *      to the object's memory attribute setting.  Otherwise, the memory
1953  *      attribute setting for the physical pages is configured to "memattr",
1954  *      overriding the object's memory attribute setting.  However, if the
1955  *      object's memory attribute setting is not VM_MEMATTR_DEFAULT, then the
1956  *      memory attribute setting for the physical pages cannot be configured
1957  *      to VM_MEMATTR_DEFAULT.
1958  *
1959  *      The specified object may not contain fictitious pages.
1960  *
1961  *      The caller must always specify an allocation class.
1962  *
1963  *      allocation classes:
1964  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1965  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1966  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1967  *
1968  *      optional allocation flags:
1969  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1970  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1971  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1972  *                              should not be exclusive busy
1973  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1974  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1975  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1976  */
1977 vm_page_t
1978 vm_page_alloc_contig(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req,
1979     u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment,
1980     vm_paddr_t boundary, vm_memattr_t memattr)
1981 {
1982         struct vm_domainset_iter di;
1983         vm_page_t m;
1984         int domain;
1985
1986         vm_domainset_iter_page_init(&di, object, pindex, &domain, &req);
1987         do {
1988                 m = vm_page_alloc_contig_domain(object, pindex, domain, req,
1989                     npages, low, high, alignment, boundary, memattr);
1990                 if (m != NULL)
1991                         break;
1992         } while (vm_domainset_iter_page(&di, &domain, &req) == 0);
1993
1994         return (m);
1995 }
1996
1997 vm_page_t
1998 vm_page_alloc_contig_domain(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int domain,
1999     int req, u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment,
2000     vm_paddr_t boundary, vm_memattr_t memattr)
2001 {
2002         struct vm_domain *vmd;
2003         vm_page_t m, m_ret, mpred;
2004         u_int busy_lock, flags, oflags;
2005
2006         mpred = NULL;   /* XXX: pacify gcc */
2007         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
2008             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
2009             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
2010             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
2011             ("vm_page_alloc_contig: inconsistent object(%p)/req(%x)", object,
2012             req));
2013         KASSERT(object == NULL || (req & VM_ALLOC_WAITOK) == 0,
2014             ("Can't sleep and retry object insertion."));
2015         if (object != NULL) {
2016                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2017                 KASSERT((object->flags & OBJ_FICTITIOUS) == 0,
2018                     ("vm_page_alloc_contig: object %p has fictitious pages",
2019                     object));
2020         }
2021         KASSERT(npages > 0, ("vm_page_alloc_contig: npages is zero"));
2022
2023         if (object != NULL) {
2024                 mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
2025                 KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != pindex,
2026                     ("vm_page_alloc_contig: pindex already allocated"));
2027         }
2028
2029         /*
2030          * Can we allocate the pages without the number of free pages falling
2031          * below the lower bound for the allocation class?
2032          */
2033 again:
2034 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2035         /*
2036          * Can we allocate the pages from a reservation?
2037          */
2038         if (vm_object_reserv(object) &&
2039             ((m_ret = vm_reserv_extend_contig(req, object, pindex, domain,
2040             npages, low, high, alignment, boundary, mpred)) != NULL ||
2041             (m_ret = vm_reserv_alloc_contig(req, object, pindex, domain,
2042             npages, low, high, alignment, boundary, mpred)) != NULL)) {
2043                 domain = vm_phys_domain(m_ret);
2044                 vmd = VM_DOMAIN(domain);
2045                 goto found;
2046         }
2047 #endif
2048         m_ret = NULL;
2049         vmd = VM_DOMAIN(domain);
2050         if (vm_domain_allocate(vmd, req, npages)) {
2051                 /*
2052                  * allocate them from the free page queues.
2053                  */
2054                 vm_domain_free_lock(vmd);
2055                 m_ret = vm_phys_alloc_contig(domain, npages, low, high,
2056                     alignment, boundary);
2057                 vm_domain_free_unlock(vmd);
2058                 if (m_ret == NULL) {
2059                         vm_domain_freecnt_inc(vmd, npages);
2060 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2061                         if (vm_reserv_reclaim_contig(domain, npages, low,
2062                             high, alignment, boundary))
2063                                 goto again;
2064 #endif
2065                 }
2066         }
2067         if (m_ret == NULL) {
2068                 if (vm_domain_alloc_fail(vmd, object, req))
2069                         goto again;
2070                 return (NULL);
2071         }
2072 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2073 found:
2074 #endif
2075         for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
2076                 vm_page_dequeue(m);
2077                 vm_page_alloc_check(m);
2078         }
2079
2080         /*
2081          * Initialize the pages.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
2082          */
2083         flags = 0;
2084         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
2085                 flags = PG_ZERO;
2086         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
2087                 flags |= PG_NODUMP;
2088         oflags = object == NULL || (object->flags & OBJ_UNMANAGED) != 0 ?
2089             VPO_UNMANAGED : 0;
2090         busy_lock = VPB_UNBUSIED;
2091         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
2092                 busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
2093         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
2094                 busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
2095         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
2096                 vm_wire_add(npages);
2097         if (object != NULL) {
2098                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
2099                     memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT)
2100                         memattr = object->memattr;
2101         }
2102         for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
2103                 m->aflags = 0;
2104                 m->flags = (m->flags | PG_NODUMP) & flags;
2105                 m->busy_lock = busy_lock;
2106                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
2107                         m->wire_count = 1;
2108                 m->act_count = 0;
2109                 m->oflags = oflags;
2110                 if (object != NULL) {
2111                         if (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred)) {
2112                                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
2113                                         vm_wire_sub(npages);
2114                                 KASSERT(m->object == NULL,
2115                                     ("page %p has object", m));
2116                                 mpred = m;
2117                                 for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
2118                                         if (m <= mpred &&
2119                                             (req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
2120                                                 m->wire_count = 0;
2121                                         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
2122                                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
2123                                         /* Don't change PG_ZERO. */
2124                                         vm_page_free_toq(m);
2125                                 }
2126                                 if (req & VM_ALLOC_WAITFAIL) {
2127                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2128                                         vm_radix_wait();
2129                                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2130                                 }
2131                                 return (NULL);
2132                         }
2133                         mpred = m;
2134                 } else
2135                         m->pindex = pindex;
2136                 if (memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2137                         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
2138                 pindex++;
2139         }
2140         return (m_ret);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * Check a page that has been freshly dequeued from a freelist.
2145  */
2146 static void
2147 vm_page_alloc_check(vm_page_t m)
2148 {
2149
2150         KASSERT(m->object == NULL, ("page %p has object", m));
2151         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
2152             ("page %p has unexpected queue %d", m, m->queue));
2153         KASSERT(!vm_page_held(m), ("page %p is held", m));
2154         KASSERT(!vm_page_busied(m), ("page %p is busy", m));
2155         KASSERT(m->dirty == 0, ("page %p is dirty", m));
2156         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
2157             ("page %p has unexpected memattr %d",
2158             m, pmap_page_get_memattr(m)));
2159         KASSERT(m->valid == 0, ("free page %p is valid", m));
2160 }
2161
2162 /*
2163  *      vm_page_alloc_freelist:
2164  *
2165  *      Allocate a physical page from the specified free page list.
2166  *
2167  *      The caller must always specify an allocation class.
2168  *
2169  *      allocation classes:
2170  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
2171  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
2172  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
2173  *
2174  *      optional allocation flags:
2175  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
2176  *                              intends to allocate
2177  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
2178  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
2179  */
2180 vm_page_t
2181 vm_page_alloc_freelist(int freelist, int req)
2182 {
2183         struct vm_domainset_iter di;
2184         vm_page_t m;
2185         int domain;
2186
2187         vm_domainset_iter_page_init(&di, NULL, 0, &domain, &req);
2188         do {
2189                 m = vm_page_alloc_freelist_domain(domain, freelist, req);
2190                 if (m != NULL)
2191                         break;
2192         } while (vm_domainset_iter_page(&di, &domain, &req) == 0);
2193
2194         return (m);
2195 }
2196
2197 vm_page_t
2198 vm_page_alloc_freelist_domain(int domain, int freelist, int req)
2199 {
2200         struct vm_domain *vmd;
2201         vm_page_t m;
2202         u_int flags;
2203
2204         m = NULL;
2205         vmd = VM_DOMAIN(domain);
2206 again:
2207         if (vm_domain_allocate(vmd, req, 1)) {
2208                 vm_domain_free_lock(vmd);
2209                 m = vm_phys_alloc_freelist_pages(domain, freelist,
2210                     VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
2211                 vm_domain_free_unlock(vmd);
2212                 if (m == NULL)
2213                         vm_domain_freecnt_inc(vmd, 1);
2214         }
2215         if (m == NULL) {
2216                 if (vm_domain_alloc_fail(vmd, NULL, req))
2217                         goto again;
2218                 return (NULL);
2219         }
2220         vm_page_dequeue(m);
2221         vm_page_alloc_check(m);
2222
2223         /*
2224          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
2225          */
2226         m->aflags = 0;
2227         flags = 0;
2228         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
2229                 flags = PG_ZERO;
2230         m->flags &= flags;
2231         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
2232                 /*
2233                  * The page lock is not required for wiring a page that does
2234                  * not belong to an object.
2235                  */
2236                 vm_wire_add(1);
2237                 m->wire_count = 1;
2238         }
2239         /* Unmanaged pages don't use "act_count". */
2240         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
2241         return (m);
2242 }
2243
2244 static int
2245 vm_page_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
2246 {
2247         struct vm_domain *vmd;
2248         int i;
2249
2250         vmd = arg;
2251         /* Only import if we can bring in a full bucket. */
2252         if (cnt == 1 || !vm_domain_allocate(vmd, VM_ALLOC_NORMAL, cnt))
2253                 return (0);
2254         domain = vmd->vmd_domain;
2255         vm_domain_free_lock(vmd);
2256         i = vm_phys_alloc_npages(domain, VM_FREEPOOL_DEFAULT, cnt,
2257             (vm_page_t *)store);
2258         vm_domain_free_unlock(vmd);
2259         if (cnt != i)
2260                 vm_domain_freecnt_inc(vmd, cnt - i);
2261
2262         return (i);
2263 }
2264
2265 static void
2266 vm_page_release(void *arg, void **store, int cnt)
2267 {
2268         struct vm_domain *vmd;
2269         vm_page_t m;
2270         int i;
2271
2272         vmd = arg;
2273         vm_domain_free_lock(vmd);
2274         for (i = 0; i < cnt; i++) {
2275                 m = (vm_page_t)store[i];
2276                 vm_phys_free_pages(m, 0);
2277         }
2278         vm_domain_free_unlock(vmd);
2279         vm_domain_freecnt_inc(vmd, cnt);
2280 }
2281
2282 #define VPSC_ANY        0       /* No restrictions. */
2283 #define VPSC_NORESERV   1       /* Skip reservations; implies VPSC_NOSUPER. */
2284 #define VPSC_NOSUPER    2       /* Skip superpages. */
2285
2286 /*
2287  *      vm_page_scan_contig:
2288  *
2289  *      Scan vm_page_array[] between the specified entries "m_start" and
2290  *      "m_end" for a run of contiguous physical pages that satisfy the
2291  *      specified conditions, and return the lowest page in the run.  The
2292  *      specified "alignment" determines the alignment of the lowest physical
2293  *      page in the run.  If the specified "boundary" is non-zero, then the
2294  *      run of physical pages cannot span a physical address that is a
2295  *      multiple of "boundary".
2296  *
2297  *      "m_end" is never dereferenced, so it need not point to a vm_page
2298  *      structure within vm_page_array[].
2299  *
2300  *      "npages" must be greater than zero.  "m_start" and "m_end" must not
2301  *      span a hole (or discontiguity) in the physical address space.  Both
2302  *      "alignment" and "boundary" must be a power of two.
2303  */
2304 vm_page_t
2305 vm_page_scan_contig(u_long npages, vm_page_t m_start, vm_page_t m_end,
2306     u_long alignment, vm_paddr_t boundary, int options)
2307 {
2308         struct mtx *m_mtx;
2309         vm_object_t object;
2310         vm_paddr_t pa;
2311         vm_page_t m, m_run;
2312 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2313         int level;
2314 #endif
2315         int m_inc, order, run_ext, run_len;
2316
2317         KASSERT(npages > 0, ("npages is 0"));
2318         KASSERT(powerof2(alignment), ("alignment is not a power of 2"));
2319         KASSERT(powerof2(boundary), ("boundary is not a power of 2"));
2320         m_run = NULL;
2321         run_len = 0;
2322         m_mtx = NULL;
2323         for (m = m_start; m < m_end && run_len < npages; m += m_inc) {
2324                 KASSERT((m->flags & PG_MARKER) == 0,
2325                     ("page %p is PG_MARKER", m));
2326                 KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 || m->wire_count == 1,
2327                     ("fictitious page %p has invalid wire count", m));
2328
2329                 /*
2330                  * If the current page would be the start of a run, check its
2331                  * physical address against the end, alignment, and boundary
2332                  * conditions.  If it doesn't satisfy these conditions, either
2333                  * terminate the scan or advance to the next page that
2334                  * satisfies the failed condition.
2335                  */
2336                 if (run_len == 0) {
2337                         KASSERT(m_run == NULL, ("m_run != NULL"));
2338                         if (m + npages > m_end)
2339                                 break;
2340                         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2341                         if ((pa & (alignment - 1)) != 0) {
2342                                 m_inc = atop(roundup2(pa, alignment) - pa);
2343                                 continue;
2344                         }
2345                         if (rounddown2(pa ^ (pa + ptoa(npages) - 1),
2346                             boundary) != 0) {
2347                                 m_inc = atop(roundup2(pa, boundary) - pa);
2348                                 continue;
2349                         }
2350                 } else
2351                         KASSERT(m_run != NULL, ("m_run == NULL"));
2352
2353                 vm_page_change_lock(m, &m_mtx);
2354                 m_inc = 1;
2355 retry:
2356                 if (vm_page_held(m))
2357                         run_ext = 0;
2358 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2359                 else if ((level = vm_reserv_level(m)) >= 0 &&
2360                     (options & VPSC_NORESERV) != 0) {
2361                         run_ext = 0;
2362                         /* Advance to the end of the reservation. */
2363                         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2364                         m_inc = atop(roundup2(pa + 1, vm_reserv_size(level)) -
2365                             pa);
2366                 }
2367 #endif
2368                 else if ((object = m->object) != NULL) {
2369                         /*
2370                          * The page is considered eligible for relocation if
2371                          * and only if it could be laundered or reclaimed by
2372                          * the page daemon.
2373                          */
2374                         if (!VM_OBJECT_TRYRLOCK(object)) {
2375                                 mtx_unlock(m_mtx);
2376                                 VM_OBJECT_RLOCK(object);
2377                                 mtx_lock(m_mtx);
2378                                 if (m->object != object) {
2379                                         /*
2380                                          * The page may have been freed.
2381                                          */
2382                                         VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2383                                         goto retry;
2384                                 } else if (vm_page_held(m)) {
2385                                         run_ext = 0;
2386                                         goto unlock;
2387                                 }
2388                         }
2389                         KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2390                             ("page %p is PG_UNHOLDFREE", m));
2391                         /* Don't care: PG_NODUMP, PG_ZERO. */
2392                         if (object->type != OBJT_DEFAULT &&
2393                             object->type != OBJT_SWAP &&
2394                             object->type != OBJT_VNODE) {
2395                                 run_ext = 0;
2396 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2397                         } else if ((options & VPSC_NOSUPER) != 0 &&
2398                             (level = vm_reserv_level_iffullpop(m)) >= 0) {
2399                                 run_ext = 0;
2400                                 /* Advance to the end of the superpage. */
2401                                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2402                                 m_inc = atop(roundup2(pa + 1,
2403                                     vm_reserv_size(level)) - pa);
2404 #endif
2405                         } else if (object->memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT &&
2406                             vm_page_queue(m) != PQ_NONE && !vm_page_busied(m)) {
2407                                 /*
2408                                  * The page is allocated but eligible for
2409                                  * relocation.  Extend the current run by one
2410                                  * page.
2411                                  */
2412                                 KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) ==
2413                                     VM_MEMATTR_DEFAULT,
2414                                     ("page %p has an unexpected memattr", m));
2415                                 KASSERT((m->oflags & (VPO_SWAPINPROG |
2416                                     VPO_SWAPSLEEP | VPO_UNMANAGED)) == 0,
2417                                     ("page %p has unexpected oflags", m));
2418                                 /* Don't care: VPO_NOSYNC. */
2419                                 run_ext = 1;
2420                         } else
2421                                 run_ext = 0;
2422 unlock:
2423                         VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2424 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2425                 } else if (level >= 0) {
2426                         /*
2427                          * The page is reserved but not yet allocated.  In
2428                          * other words, it is still free.  Extend the current
2429                          * run by one page.
2430                          */
2431                         run_ext = 1;
2432 #endif
2433                 } else if ((order = m->order) < VM_NFREEORDER) {
2434                         /*
2435                          * The page is enqueued in the physical memory
2436                          * allocator's free page queues.  Moreover, it is the
2437                          * first page in a power-of-two-sized run of
2438                          * contiguous free pages.  Add these pages to the end
2439                          * of the current run, and jump ahead.
2440                          */
2441                         run_ext = 1 << order;
2442                         m_inc = 1 << order;
2443                 } else {
2444                         /*
2445                          * Skip the page for one of the following reasons: (1)
2446                          * It is enqueued in the physical memory allocator's
2447                          * free page queues.  However, it is not the first
2448                          * page in a run of contiguous free pages.  (This case
2449                          * rarely occurs because the scan is performed in
2450                          * ascending order.) (2) It is not reserved, and it is
2451                          * transitioning from free to allocated.  (Conversely,
2452                          * the transition from allocated to free for managed
2453                          * pages is blocked by the page lock.) (3) It is
2454                          * allocated but not contained by an object and not
2455                          * wired, e.g., allocated by Xen's balloon driver.
2456                          */
2457                         run_ext = 0;
2458                 }
2459
2460                 /*
2461                  * Extend or reset the current run of pages.
2462                  */
2463                 if (run_ext > 0) {
2464                         if (run_len == 0)
2465                                 m_run = m;
2466                         run_len += run_ext;
2467                 } else {
2468                         if (run_len > 0) {
2469                                 m_run = NULL;
2470                                 run_len = 0;
2471                         }
2472                 }
2473         }
2474         if (m_mtx != NULL)
2475                 mtx_unlock(m_mtx);
2476         if (run_len >= npages)
2477                 return (m_run);
2478         return (NULL);
2479 }
2480
2481 /*
2482  *      vm_page_reclaim_run:
2483  *
2484  *      Try to relocate each of the allocated virtual pages within the
2485  *      specified run of physical pages to a new physical address.  Free the
2486  *      physical pages underlying the relocated virtual pages.  A virtual page
2487  *      is relocatable if and only if it could be laundered or reclaimed by
2488  *      the page daemon.  Whenever possible, a virtual page is relocated to a
2489  *      physical address above "high".
2490  *
2491  *      Returns 0 if every physical page within the run was already free or
2492  *      just freed by a successful relocation.  Otherwise, returns a non-zero
2493  *      value indicating why the last attempt to relocate a virtual page was
2494  *      unsuccessful.
2495  *
2496  *      "req_class" must be an allocation class.
2497  */
2498 static int
2499 vm_page_reclaim_run(int req_class, int domain, u_long npages, vm_page_t m_run,
2500     vm_paddr_t high)
2501 {
2502         struct vm_domain *vmd;
2503         struct mtx *m_mtx;
2504         struct spglist free;
2505         vm_object_t object;
2506         vm_paddr_t pa;
2507         vm_page_t m, m_end, m_new;
2508         int error, order, req;
2509
2510         KASSERT((req_class & VM_ALLOC_CLASS_MASK) == req_class,
2511             ("req_class is not an allocation class"));
2512         SLIST_INIT(&free);
2513         error = 0;
2514         m = m_run;
2515         m_end = m_run + npages;
2516         m_mtx = NULL;
2517         for (; error == 0 && m < m_end; m++) {
2518                 KASSERT((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_MARKER)) == 0,
2519                     ("page %p is PG_FICTITIOUS or PG_MARKER", m));
2520
2521                 /*
2522                  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
2523                  */
2524                 vm_page_change_lock(m, &m_mtx);
2525 retry:
2526                 if (vm_page_held(m))
2527                         error = EBUSY;
2528                 else if ((object = m->object) != NULL) {
2529                         /*
2530                          * The page is relocated if and only if it could be
2531                          * laundered or reclaimed by the page daemon.
2532                          */
2533                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
2534                                 mtx_unlock(m_mtx);
2535                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
2536                                 mtx_lock(m_mtx);
2537                                 if (m->object != object) {
2538                                         /*
2539                                          * The page may have been freed.
2540                                          */
2541                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2542                                         goto retry;
2543                                 } else if (vm_page_held(m)) {
2544                                         error = EBUSY;
2545                                         goto unlock;
2546                                 }
2547                         }
2548                         KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2549                             ("page %p is PG_UNHOLDFREE", m));
2550                         /* Don't care: PG_NODUMP, PG_ZERO. */
2551                         if (object->type != OBJT_DEFAULT &&
2552                             object->type != OBJT_SWAP &&
2553                             object->type != OBJT_VNODE)
2554                                 error = EINVAL;
2555                         else if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2556                                 error = EINVAL;
2557                         else if (vm_page_queue(m) != PQ_NONE &&
2558                             !vm_page_busied(m)) {
2559                                 KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) ==
2560                                     VM_MEMATTR_DEFAULT,
2561                                     ("page %p has an unexpected memattr", m));
2562                                 KASSERT((m->oflags & (VPO_SWAPINPROG |
2563                                     VPO_SWAPSLEEP | VPO_UNMANAGED)) == 0,
2564                                     ("page %p has unexpected oflags", m));
2565                                 /* Don't care: VPO_NOSYNC. */
2566                                 if (m->valid != 0) {
2567                                         /*
2568                                          * First, try to allocate a new page
2569                                          * that is above "high".  Failing
2570                                          * that, try to allocate a new page
2571                                          * that is below "m_run".  Allocate
2572                                          * the new page between the end of
2573                                          * "m_run" and "high" only as a last
2574                                          * resort.
2575                                          */
2576                                         req = req_class | VM_ALLOC_NOOBJ;
2577                                         if ((m->flags & PG_NODUMP) != 0)
2578                                                 req |= VM_ALLOC_NODUMP;
2579                                         if (trunc_page(high) !=
2580                                             ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK) {
2581                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2582                                                     NULL, 0, req, 1,
2583                                                     round_page(high),
2584                                                     ~(vm_paddr_t)0,
2585                                                     PAGE_SIZE, 0,
2586                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2587                                         } else
2588                                                 m_new = NULL;
2589                                         if (m_new == NULL) {
2590                                                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m_run);
2591                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2592                                                     NULL, 0, req, 1,
2593                                                     0, pa - 1, PAGE_SIZE, 0,
2594                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2595                                         }
2596                                         if (m_new == NULL) {
2597                                                 pa += ptoa(npages);
2598                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2599                                                     NULL, 0, req, 1,
2600                                                     pa, high, PAGE_SIZE, 0,
2601                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2602                                         }
2603                                         if (m_new == NULL) {
2604                                                 error = ENOMEM;
2605                                                 goto unlock;
2606                                         }
2607                                         KASSERT(m_new->wire_count == 0,
2608                                             ("page %p is wired", m_new));
2609
2610                                         /*
2611                                          * Replace "m" with the new page.  For
2612                                          * vm_page_replace(), "m" must be busy
2613                                          * and dequeued.  Finally, change "m"
2614                                          * as if vm_page_free() was called.
2615                                          */
2616                                         if (object->ref_count != 0)
2617                                                 pmap_remove_all(m);
2618                                         m_new->aflags = m->aflags &
2619                                             ~PGA_QUEUE_STATE_MASK;
2620                                         KASSERT(m_new->oflags == VPO_UNMANAGED,
2621                                             ("page %p is managed", m_new));
2622                                         m_new->oflags = m->oflags & VPO_NOSYNC;
2623                                         pmap_copy_page(m, m_new);
2624                                         m_new->valid = m->valid;
2625                                         m_new->dirty = m->dirty;
2626                                         m->flags &= ~PG_ZERO;
2627                                         vm_page_xbusy(m);
2628                                         vm_page_remque(m);
2629                                         vm_page_replace_checked(m_new, object,
2630                                             m->pindex, m);
2631                                         if (vm_page_free_prep(m))
2632                                                 SLIST_INSERT_HEAD(&free, m,
2633                                                     plinks.s.ss);
2634
2635                                         /*
2636                                          * The new page must be deactivated
2637                                          * before the object is unlocked.
2638                                          */
2639                                         vm_page_change_lock(m_new, &m_mtx);
2640                                         vm_page_deactivate(m_new);
2641                                 } else {
2642                                         m->flags &= ~PG_ZERO;
2643                                         vm_page_remque(m);
2644                                         vm_page_remove(m);
2645                                         if (vm_page_free_prep(m))
2646                                                 SLIST_INSERT_HEAD(&free, m,
2647                                                     plinks.s.ss);
2648                                         KASSERT(m->dirty == 0,
2649                                             ("page %p is dirty", m));
2650                                 }
2651                         } else
2652                                 error = EBUSY;
2653 unlock:
2654                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2655                 } else {
2656                         MPASS(vm_phys_domain(m) == domain);
2657                         vmd = VM_DOMAIN(domain);
2658                         vm_domain_free_lock(vmd);
2659                         order = m->order;
2660                         if (order < VM_NFREEORDER) {
2661                                 /*
2662                                  * The page is enqueued in the physical memory
2663                                  * allocator's free page queues.  Moreover, it
2664                                  * is the first page in a power-of-two-sized
2665                                  * run of contiguous free pages.  Jump ahead
2666                                  * to the last page within that run, and
2667                                  * continue from there.
2668                                  */
2669                                 m += (1 << order) - 1;
2670                         }
2671 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2672                         else if (vm_reserv_is_page_free(m))
2673                                 order = 0;
2674 #endif
2675                         vm_domain_free_unlock(vmd);
2676                         if (order == VM_NFREEORDER)
2677                                 error = EINVAL;
2678                 }
2679         }
2680         if (m_mtx != NULL)
2681                 mtx_unlock(m_mtx);
2682         if ((m = SLIST_FIRST(&free)) != NULL) {
2683                 int cnt;
2684
2685                 vmd = VM_DOMAIN(domain);
2686                 cnt = 0;
2687                 vm_domain_free_lock(vmd);
2688                 do {
2689                         MPASS(vm_phys_domain(m) == domain);
2690                         SLIST_REMOVE_HEAD(&free, plinks.s.ss);
2691                         vm_phys_free_pages(m, 0);
2692                         cnt++;
2693                 } while ((m = SLIST_FIRST(&free)) != NULL);
2694                 vm_domain_free_unlock(vmd);
2695                 vm_domain_freecnt_inc(vmd, cnt);
2696         }
2697         return (error);
2698 }
2699
2700 #define NRUNS   16
2701
2702 CTASSERT(powerof2(NRUNS));
2703
2704 #define RUN_INDEX(count)        ((count) & (NRUNS - 1))
2705
2706 #define MIN_RECLAIM     8
2707
2708 /*
2709  *      vm_page_reclaim_contig:
2710  *
2711  *      Reclaim allocated, contiguous physical memory satisfying the specified
2712  *      conditions by relocating the virtual pages using that physical memory.
2713  *      Returns true if reclamation is successful and false otherwise.  Since
2714  *      relocation requires the allocation of physical pages, reclamation may
2715  *      fail due to a shortage of free pages.  When reclamation fails, callers
2716  *      are expected to perform vm_wait() before retrying a failed allocation
2717  *      operation, e.g., vm_page_alloc_contig().
2718  *
2719  *      The caller must always specify an allocation class through "req".
2720  *
2721  *      allocation classes:
2722  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
2723  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
2724  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
2725  *
2726  *      The optional allocation flags are ignored.
2727  *
2728  *      "npages" must be greater than zero.  Both "alignment" and "boundary"
2729  *      must be a power of two.
2730  */
2731 bool
2732 vm_page_reclaim_contig_domain(int domain, int req, u_long npages,
2733     vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment, vm_paddr_t boundary)
2734 {
2735         struct vm_domain *vmd;
2736         vm_paddr_t curr_low;
2737         vm_page_t m_run, m_runs[NRUNS];
2738         u_long count, reclaimed;
2739         int error, i, options, req_class;
2740
2741         KASSERT(npages > 0, ("npages is 0"));
2742         KASSERT(powerof2(alignment), ("alignment is not a power of 2"));
2743         KASSERT(powerof2(boundary), ("boundary is not a power of 2"));
2744         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
2745
2746         /*
2747          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
2748          */
2749         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
2750                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
2751
2752         /*
2753          * Return if the number of free pages cannot satisfy the requested
2754          * allocation.
2755          */
2756         vmd = VM_DOMAIN(domain);
2757         count = vmd->vmd_free_count;
2758         if (count < npages + vmd->vmd_free_reserved || (count < npages +
2759             vmd->vmd_interrupt_free_min && req_class == VM_ALLOC_SYSTEM) ||
2760             (count < npages && req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT))
2761                 return (false);
2762
2763         /*
2764          * Scan up to three times, relaxing the restrictions ("options") on
2765          * the reclamation of reservations and superpages each time.
2766          */
2767         for (options = VPSC_NORESERV;;) {
2768                 /*
2769                  * Find the highest runs that satisfy the given constraints
2770                  * and restrictions, and record them in "m_runs".
2771                  */
2772                 curr_low = low;
2773                 count = 0;
2774                 for (;;) {
2775                         m_run = vm_phys_scan_contig(domain, npages, curr_low,
2776                             high, alignment, boundary, options);
2777                         if (m_run == NULL)
2778                                 break;
2779                         curr_low = VM_PAGE_TO_PHYS(m_run) + ptoa(npages);
2780                         m_runs[RUN_INDEX(count)] = m_run;
2781                         count++;
2782                 }
2783
2784                 /*
2785                  * Reclaim the highest runs in LIFO (descending) order until
2786                  * the number of reclaimed pages, "reclaimed", is at least
2787                  * MIN_RECLAIM.  Reset "reclaimed" each time because each
2788                  * reclamation is idempotent, and runs will (likely) recur
2789                  * from one scan to the next as restrictions are relaxed.
2790                  */
2791                 reclaimed = 0;
2792                 for (i = 0; count > 0 && i < NRUNS; i++) {
2793                         count--;
2794                         m_run = m_runs[RUN_INDEX(count)];
2795                         error = vm_page_reclaim_run(req_class, domain, npages,
2796                             m_run, high);
2797                         if (error == 0) {
2798                                 reclaimed += npages;
2799                                 if (reclaimed >= MIN_RECLAIM)
2800                                         return (true);
2801                         }
2802                 }
2803
2804                 /*
2805                  * Either relax the restrictions on the next scan or return if
2806                  * the last scan had no restrictions.
2807                  */
2808                 if (options == VPSC_NORESERV)
2809                         options = VPSC_NOSUPER;
2810                 else if (options == VPSC_NOSUPER)
2811                         options = VPSC_ANY;
2812                 else if (options == VPSC_ANY)
2813                         return (reclaimed != 0);
2814         }
2815 }
2816
2817 bool
2818 vm_page_reclaim_contig(int req, u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high,
2819     u_long alignment, vm_paddr_t boundary)
2820 {
2821         struct vm_domainset_iter di;
2822         int domain;
2823         bool ret;
2824
2825         vm_domainset_iter_page_init(&di, NULL, 0, &domain, &req);
2826         do {
2827                 ret = vm_page_reclaim_contig_domain(domain, req, npages, low,
2828                     high, alignment, boundary);
2829                 if (ret)
2830                         break;
2831         } while (vm_domainset_iter_page(&di, &domain, &req) == 0);
2832
2833         return (ret);
2834 }
2835
2836 /*
2837  * Set the domain in the appropriate page level domainset.
2838  */
2839 void
2840 vm_domain_set(struct vm_domain *vmd)
2841 {
2842
2843         mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2844         if (!vmd->vmd_minset && vm_paging_min(vmd)) {
2845                 vmd->vmd_minset = 1;
2846                 DOMAINSET_SET(vmd->vmd_domain, &vm_min_domains);
2847         }
2848         if (!vmd->vmd_severeset && vm_paging_severe(vmd)) {
2849                 vmd->vmd_severeset = 1;
2850                 DOMAINSET_SET(vmd->vmd_domain, &vm_severe_domains);
2851         }
2852         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2853 }
2854
2855 /*
2856  * Clear the domain from the appropriate page level domainset.
2857  */
2858 void
2859 vm_domain_clear(struct vm_domain *vmd)
2860 {
2861
2862         mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2863         if (vmd->vmd_minset && !vm_paging_min(vmd)) {
2864                 vmd->vmd_minset = 0;
2865                 DOMAINSET_CLR(vmd->vmd_domain, &vm_min_domains);
2866                 if (vm_min_waiters != 0) {
2867                         vm_min_waiters = 0;
2868                         wakeup(&vm_min_domains);
2869                 }
2870         }
2871         if (vmd->vmd_severeset && !vm_paging_severe(vmd)) {
2872                 vmd->vmd_severeset = 0;
2873                 DOMAINSET_CLR(vmd->vmd_domain, &vm_severe_domains);
2874                 if (vm_severe_waiters != 0) {
2875                         vm_severe_waiters = 0;
2876                         wakeup(&vm_severe_domains);
2877                 }
2878         }
2879
2880         /*
2881          * If pageout daemon needs pages, then tell it that there are
2882          * some free.
2883          */
2884         if (vmd->vmd_pageout_pages_needed &&
2885             vmd->vmd_free_count >= vmd->vmd_pageout_free_min) {
2886                 wakeup(&vmd->vmd_pageout_pages_needed);
2887                 vmd->vmd_pageout_pages_needed = 0;
2888         }
2889
2890         /* See comments in vm_wait_doms(). */
2891         if (vm_pageproc_waiters) {
2892                 vm_pageproc_waiters = 0;
2893                 wakeup(&vm_pageproc_waiters);
2894         }
2895         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2896 }
2897
2898 /*
2899  * Wait for free pages to exceed the min threshold globally.
2900  */
2901 void
2902 vm_wait_min(void)
2903 {
2904
2905         mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2906         while (vm_page_count_min()) {
2907                 vm_min_waiters++;
2908                 msleep(&vm_min_domains, &vm_domainset_lock, PVM, "vmwait", 0);
2909         }
2910         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2911 }
2912
2913 /*
2914  * Wait for free pages to exceed the severe threshold globally.
2915  */
2916 void
2917 vm_wait_severe(void)
2918 {
2919
2920         mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2921         while (vm_page_count_severe()) {
2922                 vm_severe_waiters++;
2923                 msleep(&vm_severe_domains, &vm_domainset_lock, PVM,
2924                     "vmwait", 0);
2925         }
2926         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2927 }
2928
2929 u_int
2930 vm_wait_count(void)
2931 {
2932
2933         return (vm_severe_waiters + vm_min_waiters + vm_pageproc_waiters);
2934 }
2935
2936 static void
2937 vm_wait_doms(const domainset_t *wdoms)
2938 {
2939
2940         /*
2941          * We use racey wakeup synchronization to avoid expensive global
2942          * locking for the pageproc when sleeping with a non-specific vm_wait.
2943          * To handle this, we only sleep for one tick in this instance.  It
2944          * is expected that most allocations for the pageproc will come from
2945          * kmem or vm_page_grab* which will use the more specific and
2946          * race-free vm_wait_domain().
2947          */
2948         if (curproc == pageproc) {
2949                 mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2950                 vm_pageproc_waiters++;
2951                 msleep(&vm_pageproc_waiters, &vm_domainset_lock, PVM | PDROP,
2952                     "pageprocwait", 1);
2953         } else {
2954                 /*
2955                  * XXX Ideally we would wait only until the allocation could
2956                  * be satisfied.  This condition can cause new allocators to
2957                  * consume all freed pages while old allocators wait.
2958                  */
2959                 mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2960                 if (DOMAINSET_SUBSET(&vm_min_domains, wdoms)) {
2961                         vm_min_waiters++;
2962                         msleep(&vm_min_domains, &vm_domainset_lock, PVM,
2963                             "vmwait", 0);
2964                 }
2965                 mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2966         }
2967 }
2968
2969 /*
2970  *      vm_wait_domain:
2971  *
2972  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2973  *      - Called in various places after failed memory allocations.
2974  */
2975 void
2976 vm_wait_domain(int domain)
2977 {
2978         struct vm_domain *vmd;
2979         domainset_t wdom;
2980
2981         vmd = VM_DOMAIN(domain);
2982         vm_domain_free_assert_unlocked(vmd);
2983
2984         if (curproc == pageproc) {
2985                 mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2986                 if (vmd->vmd_free_count < vmd->vmd_pageout_free_min) {
2987                         vmd->vmd_pageout_pages_needed = 1;
2988                         msleep(&vmd->vmd_pageout_pages_needed,
2989                             &vm_domainset_lock, PDROP | PSWP, "VMWait", 0);
2990                 } else
2991                         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2992         } else {
2993                 if (pageproc == NULL)
2994                         panic("vm_wait in early boot");
2995                 DOMAINSET_ZERO(&wdom);
2996                 DOMAINSET_SET(vmd->vmd_domain, &wdom);
2997                 vm_wait_doms(&wdom);
2998         }
2999 }
3000
3001 /*
3002  *      vm_wait:
3003  *
3004  *      Sleep until free pages are available for allocation in the
3005  *      affinity domains of the obj.  If obj is NULL, the domain set
3006  *      for the calling thread is used.
3007  *      Called in various places after failed memory allocations.
3008  */
3009 void
3010 vm_wait(vm_object_t obj)
3011 {
3012         struct domainset *d;
3013
3014         d = NULL;
3015
3016         /*
3017          * Carefully fetch pointers only once: the struct domainset
3018          * itself is ummutable but the pointer might change.
3019          */
3020         if (obj != NULL)
3021                 d = obj->domain.dr_policy;
3022         if (d == NULL)
3023                 d = curthread->td_domain.dr_policy;
3024
3025         vm_wait_doms(&d->ds_mask);
3026 }
3027
3028 /*
3029  *      vm_domain_alloc_fail:
3030  *
3031  *      Called when a page allocation function fails.  Informs the
3032  *      pagedaemon and performs the requested wait.  Requires the
3033  *      domain_free and object lock on entry.  Returns with the
3034  *      object lock held and free lock released.  Returns an error when
3035  *      retry is necessary.
3036  *
3037  */
3038 static int
3039 vm_domain_alloc_fail(struct vm_domain *vmd, vm_object_t object, int req)
3040 {
3041
3042         vm_domain_free_assert_unlocked(vmd);
3043
3044         atomic_add_int(&vmd->vmd_pageout_deficit,
3045             max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
3046         if (req & (VM_ALLOC_WAITOK | VM_ALLOC_WAITFAIL)) {
3047                 if (object != NULL) 
3048                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3049                 vm_wait_domain(vmd->vmd_domain);
3050                 if (object != NULL) 
3051                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
3052                 if (req & VM_ALLOC_WAITOK)
3053                         return (EAGAIN);
3054         }
3055
3056         return (0);
3057 }
3058
3059 /*
3060  *      vm_waitpfault:
3061  *
3062  *      Sleep until free pages are available for allocation.
3063  *      - Called only in vm_fault so that processes page faulting
3064  *        can be easily tracked.
3065  *      - Sleeps at a lower priority than vm_wait() so that vm_wait()ing
3066  *        processes will be able to grab memory first.  Do not change
3067  *        this balance without careful testing first.
3068  */
3069 void
3070 vm_waitpfault(void)
3071 {
3072
3073         mtx_lock(&vm_domainset_lock);
3074         if (vm_page_count_min()) {
3075                 vm_min_waiters++;
3076                 msleep(&vm_min_domains, &vm_domainset_lock, PUSER, "pfault", 0);
3077         }
3078         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
3079 }
3080
3081 struct vm_pagequeue *
3082 vm_page_pagequeue(vm_page_t m)
3083 {
3084
3085         return (&vm_pagequeue_domain(m)->vmd_pagequeues[m->queue]);
3086 }
3087
3088 static struct mtx *
3089 vm_page_pagequeue_lockptr(vm_page_t m)
3090 {
3091         uint8_t queue;
3092
3093         if ((queue = m->queue) == PQ_NONE)
3094                 return (NULL);
3095         return (&vm_pagequeue_domain(m)->vmd_pagequeues[queue].pq_mutex);
3096 }
3097
3098 static inline void
3099 vm_pqbatch_process_page(struct vm_pagequeue *pq, vm_page_t m)
3100 {
3101         struct vm_domain *vmd;
3102         uint8_t aflags;
3103
3104         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
3105         KASSERT(pq == vm_page_pagequeue(m),
3106             ("page %p doesn't belong to %p", m, pq));
3107
3108         aflags = m->aflags;
3109         if ((aflags & PGA_DEQUEUE) != 0) {
3110                 if (__predict_true((aflags & PGA_ENQUEUED) != 0)) {
3111                         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
3112                         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
3113                 }
3114                 vm_page_dequeue_complete(m);
3115         } else if ((aflags & (PGA_REQUEUE | PGA_REQUEUE_HEAD)) != 0) {
3116                 if ((aflags & PGA_ENQUEUED) != 0)
3117                         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
3118                 else {
3119                         vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
3120                         vm_page_aflag_set(m, PGA_ENQUEUED);
3121                 }
3122                 if ((aflags & PGA_REQUEUE_HEAD) != 0) {
3123                         KASSERT(m->queue == PQ_INACTIVE,
3124                             ("head enqueue not supported for page %p", m));
3125                         vmd = vm_pagequeue_domain(m);
3126                         TAILQ_INSERT_BEFORE(&vmd->vmd_inacthead, m, plinks.q);
3127                 } else
3128                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
3129
3130                 /*
3131                  * PGA_REQUEUE and PGA_REQUEUE_HEAD must be cleared after
3132                  * setting PGA_ENQUEUED in order to synchronize with the
3133                  * page daemon.
3134                  */
3135                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_REQUEUE | PGA_REQUEUE_HEAD);
3136         }
3137 }
3138
3139 static void
3140 vm_pqbatch_process(struct vm_pagequeue *pq, struct vm_batchqueue *bq,
3141     uint8_t queue)
3142 {
3143         vm_page_t m;
3144         int i;
3145
3146         for (i = 0; i < bq->bq_cnt; i++) {
3147                 m = bq->bq_pa[i];
3148                 if (__predict_false(m->queue != queue))
3149                         continue;
3150                 vm_pqbatch_process_page(pq, m);
3151         }
3152         vm_batchqueue_init(bq);
3153 }
3154
3155 static void
3156 vm_pqbatch_submit_page(vm_page_t m, uint8_t queue)
3157 {
3158         struct vm_batchqueue *bq;
3159         struct vm_pagequeue *pq;
3160         int domain;
3161
3162         vm_page_assert_locked(m);
3163         KASSERT(queue < PQ_COUNT, ("invalid queue %d", queue));
3164
3165         domain = vm_phys_domain(m);
3166         pq = &vm_pagequeue_domain(m)->vmd_pagequeues[queue];
3167
3168         critical_enter();
3169         bq = DPCPU_PTR(pqbatch[domain][queue]);
3170         if (vm_batchqueue_insert(bq, m)) {
3171                 critical_exit();
3172                 return;
3173         }
3174         if (!vm_pagequeue_trylock(pq)) {
3175                 critical_exit();
3176                 vm_pagequeue_lock(pq);
3177                 critical_enter();
3178                 bq = DPCPU_PTR(pqbatch[domain][queue]);
3179         }
3180         vm_pqbatch_process(pq, bq, queue);
3181
3182         /*
3183          * The page may have been logically dequeued before we acquired the
3184          * page queue lock.  In this case, the page lock prevents the page
3185          * from being logically enqueued elsewhere.
3186          */
3187         if (__predict_true(m->queue == queue))
3188                 vm_pqbatch_process_page(pq, m);
3189         else {
3190                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
3191                     ("invalid queue transition for page %p", m));
3192                 KASSERT((m->aflags & PGA_ENQUEUED) == 0,
3193                     ("page %p is enqueued with invalid queue index", m));
3194                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_QUEUE_STATE_MASK);
3195         }
3196         vm_pagequeue_unlock(pq);
3197         critical_exit();
3198 }
3199
3200 /*
3201  *      vm_page_drain_pqbatch:          [ internal use only ]
3202  *
3203  *      Force all per-CPU page queue batch queues to be drained.  This is
3204  *      intended for use in severe memory shortages, to ensure that pages
3205  *      do not remain stuck in the batch queues.
3206  */
3207 void
3208 vm_page_drain_pqbatch(void)
3209 {
3210         struct thread *td;
3211         struct vm_domain *vmd;
3212         struct vm_pagequeue *pq;
3213         int cpu, domain, queue;
3214
3215         td = curthread;
3216         CPU_FOREACH(cpu) {
3217                 thread_lock(td);
3218                 sched_bind(td, cpu);
3219                 thread_unlock(td);
3220
3221                 for (domain = 0; domain < vm_ndomains; domain++) {
3222                         vmd = VM_DOMAIN(domain);
3223                         for (queue = 0; queue < PQ_COUNT; queue++) {
3224                                 pq = &vmd->vmd_pagequeues[queue];
3225                                 vm_pagequeue_lock(pq);
3226                                 critical_enter();
3227                                 vm_pqbatch_process(pq,
3228                                     DPCPU_PTR(pqbatch[domain][queue]), queue);
3229                                 critical_exit();
3230                                 vm_pagequeue_unlock(pq);
3231                         }
3232                 }
3233         }
3234         thread_lock(td);
3235         sched_unbind(td);
3236         thread_unlock(td);
3237 }
3238
3239 /*
3240  * Complete the logical removal of a page from a page queue.  We must be
3241  * careful to synchronize with the page daemon, which may be concurrently
3242  * examining the page with only the page lock held.  The page must not be
3243  * in a state where it appears to be logically enqueued.
3244  */
3245 static void
3246 vm_page_dequeue_complete(vm_page_t m)
3247 {
3248
3249         m->queue = PQ_NONE;
3250         atomic_thread_fence_rel();
3251         vm_page_aflag_clear(m, PGA_QUEUE_STATE_MASK);
3252 }
3253
3254 /*
3255  *      vm_page_dequeue_deferred:       [ internal use only ]
3256  *
3257  *      Request removal of the given page from its current page
3258  *      queue.  Physical removal from the queue may be deferred
3259  *      indefinitely.
3260  *
3261  *      The page must be locked.
3262  */
3263 void
3264 vm_page_dequeue_deferred(vm_page_t m)
3265 {
3266         int queue;
3267
3268         vm_page_assert_locked(m);
3269
3270         queue = m->queue;
3271         if (queue == PQ_NONE) {
3272                 KASSERT((m->aflags & PGA_QUEUE_STATE_MASK) == 0,
3273                     ("page %p has queue state", m));
3274                 return;
3275         }
3276         if ((m->aflags & PGA_DEQUEUE) == 0)
3277                 vm_page_aflag_set(m, PGA_DEQUEUE);
3278         vm_pqbatch_submit_page(m, queue);
3279 }
3280
3281 /*
3282  *      vm_page_dequeue_locked:
3283  *
3284  *      Remove the page from its page queue, which must be locked.
3285  *      If the page lock is not held, there is no guarantee that the
3286  *      page will not be enqueued by another thread before this function
3287  *      returns.  In this case, it is up to the caller to ensure that
3288  *      no other threads hold a reference to the page.
3289  *
3290  *      The page queue lock must be held.  If the page is not already
3291  *      logically dequeued, the page lock must be held as well.
3292  */
3293 void
3294 vm_page_dequeue_locked(vm_page_t m)
3295 {
3296         struct vm_pagequeue *pq;
3297
3298         pq = vm_page_pagequeue(m);
3299
3300         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
3301             ("%s: page %p queue field is PQ_NONE", __func__, m));
3302         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
3303         KASSERT((m->aflags & PGA_DEQUEUE) != 0 ||
3304             mtx_owned(vm_page_lockptr(m)),
3305             ("%s: queued unlocked page %p", __func__, m));
3306
3307         if ((m->aflags & PGA_ENQUEUED) != 0) {
3308                 TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
3309                 vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
3310         }
3311         vm_page_dequeue_complete(m);
3312 }
3313
3314 /*
3315  *      vm_page_dequeue:
3316  *
3317  *      Remove the page from whichever page queue it's in, if any.
3318  *      If the page lock is not held, there is no guarantee that the
3319  *      page will not be enqueued by another thread before this function
3320  *      returns.  In this case, it is up to the caller to ensure that
3321  *      no other threads hold a reference to the page.
3322  */
3323 void
3324 vm_page_dequeue(vm_page_t m)
3325 {
3326         struct mtx *lock, *lock1;
3327
3328         lock = vm_page_pagequeue_lockptr(m);
3329         for (;;) {
3330                 if (lock == NULL)
3331                         return;
3332                 mtx_lock(lock);
3333                 if ((lock1 = vm_page_pagequeue_lockptr(m)) == lock)
3334                         break;
3335                 mtx_unlock(lock);
3336                 lock = lock1;
3337         }
3338         KASSERT(lock == vm_page_pagequeue_lockptr(m),
3339             ("%s: page %p migrated directly between queues", __func__, m));
3340         vm_page_dequeue_locked(m);
3341         mtx_unlock(lock);
3342 }
3343
3344 /*
3345  * Schedule the given page for insertion into the specified page queue.
3346  * Physical insertion of the page may be deferred indefinitely.
3347  */
3348 static void
3349 vm_page_enqueue(vm_page_t m, uint8_t queue)
3350 {
3351
3352         vm_page_assert_locked(m);
3353         KASSERT(m->queue == PQ_NONE && (m->aflags & PGA_QUEUE_STATE_MASK) == 0,
3354             ("%s: page %p is already enqueued", __func__, m));
3355
3356         m->queue = queue;
3357         if ((m->aflags & PGA_REQUEUE) == 0)
3358                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REQUEUE);
3359         vm_pqbatch_submit_page(m, queue);
3360 }
3361
3362 /*
3363  *      vm_page_requeue:                [ internal use only ]
3364  *
3365  *      Schedule a requeue of the given page.
3366  *
3367  *      The page must be locked.
3368  */
3369 void
3370 vm_page_requeue(vm_page_t m)
3371 {
3372
3373         vm_page_assert_locked(m);
3374         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
3375             ("%s: page %p is not logically enqueued", __func__, m));
3376
3377         if ((m->aflags & PGA_REQUEUE) == 0)
3378                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REQUEUE);
3379         vm_pqbatch_submit_page(m, m->queue);
3380 }
3381
3382 /*
3383  *      vm_page_activate:
3384  *
3385  *      Put the specified page on the active list (if appropriate).
3386  *      Ensure that act_count is at least ACT_INIT but do not otherwise
3387  *      mess with it.
3388  *
3389  *      The page must be locked.
3390  */
3391 void
3392 vm_page_activate(vm_page_t m)
3393 {
3394         int queue;
3395
3396         vm_page_assert_locked(m);
3397
3398         if ((queue = vm_page_queue(m)) == PQ_ACTIVE || m->wire_count > 0 ||
3399             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0) {
3400                 if (queue == PQ_ACTIVE && m->act_count < ACT_INIT)
3401                         m->act_count = ACT_INIT;
3402                 return;
3403         }
3404
3405         vm_page_remque(m);
3406         if (m->act_count < ACT_INIT)
3407                 m->act_count = ACT_INIT;
3408         vm_page_enqueue(m, PQ_ACTIVE);
3409 }
3410
3411 /*
3412  *      vm_page_free_prep:
3413  *
3414  *      Prepares the given page to be put on the free list,
3415  *      disassociating it from any VM object. The caller may return
3416  *      the page to the free list only if this function returns true.
3417  *
3418  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is
3419  *      managed.
3420  */
3421 bool
3422 vm_page_free_prep(vm_page_t m)
3423 {
3424
3425 #if defined(DIAGNOSTIC) && defined(PHYS_TO_DMAP)
3426         if (PMAP_HAS_DMAP && (m->flags & PG_ZERO) != 0) {
3427                 uint64_t *p;
3428                 int i;
3429                 p = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
3430                 for (i = 0; i < PAGE_SIZE / sizeof(uint64_t); i++, p++)
3431                         KASSERT(*p == 0, ("vm_page_free_prep %p PG_ZERO %d %jx",
3432                             m, i, (uintmax_t)*p));
3433         }
3434 #endif
3435         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3436                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
3437                 KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
3438                     ("vm_page_free_prep: freeing mapped page %p", m));
3439         } else
3440                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
3441                     ("vm_page_free_prep: unmanaged page %p is queued", m));
3442         VM_CNT_INC(v_tfree);
3443
3444         if (vm_page_sbusied(m))
3445                 panic("vm_page_free_prep: freeing busy page %p", m);
3446
3447         vm_page_remove(m);
3448
3449         /*
3450          * If fictitious remove object association and
3451          * return.
3452          */
3453         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
3454                 KASSERT(m->wire_count == 1,
3455                     ("fictitious page %p is not wired", m));
3456                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
3457                     ("fictitious page %p is queued", m));
3458                 return (false);
3459         }
3460
3461         /*
3462          * Pages need not be dequeued before they are returned to the physical
3463          * memory allocator, but they must at least be marked for a deferred
3464          * dequeue.
3465          */
3466         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
3467                 vm_page_dequeue_deferred(m);
3468
3469         m->valid = 0;
3470         vm_page_undirty(m);
3471
3472         if (m->wire_count != 0)
3473                 panic("vm_page_free_prep: freeing wired page %p", m);
3474         if (m->hold_count != 0) {
3475                 m->flags &= ~PG_ZERO;
3476                 KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
3477                     ("vm_page_free_prep: freeing PG_UNHOLDFREE page %p", m));
3478                 m->flags |= PG_UNHOLDFREE;
3479                 return (false);
3480         }
3481
3482         /*
3483          * Restore the default memory attribute to the page.
3484          */
3485         if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
3486                 pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
3487
3488 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
3489         if (vm_reserv_free_page(m))
3490                 return (false);
3491 #endif
3492
3493         return (true);
3494 }
3495
3496 /*
3497  *      vm_page_free_toq:
3498  *
3499  *      Returns the given page to the free list, disassociating it
3500  *      from any VM object.
3501  *
3502  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is
3503  *      managed.
3504  */
3505 void
3506 vm_page_free_toq(vm_page_t m)
3507 {
3508         struct vm_domain *vmd;
3509
3510         if (!vm_page_free_prep(m))
3511                 return;
3512
3513         vmd = vm_pagequeue_domain(m);
3514         if (m->pool == VM_FREEPOOL_DEFAULT && vmd->vmd_pgcache != NULL) {
3515                 uma_zfree(vmd->vmd_pgcache, m);
3516                 return;
3517         }
3518         vm_domain_free_lock(vmd);
3519         vm_phys_free_pages(m, 0);
3520         vm_domain_free_unlock(vmd);
3521         vm_domain_freecnt_inc(vmd, 1);
3522 }
3523
3524 /*
3525  *      vm_page_free_pages_toq:
3526  *
3527  *      Returns a list of pages to the free list, disassociating it
3528  *      from any VM object.  In other words, this is equivalent to
3529  *      calling vm_page_free_toq() for each page of a list of VM objects.
3530  *
3531  *      The objects must be locked.  The pages must be locked if it is
3532  *      managed.
3533  */
3534 void
3535 vm_page_free_pages_toq(struct spglist *free, bool update_wire_count)
3536 {
3537         vm_page_t m;
3538         int count;
3539
3540         if (SLIST_EMPTY(free))
3541                 return;
3542
3543         count = 0;
3544         while ((m = SLIST_FIRST(free)) != NULL) {
3545                 count++;
3546                 SLIST_REMOVE_HEAD(free, plinks.s.ss);
3547                 vm_page_free_toq(m);
3548         }
3549
3550         if (update_wire_count)
3551                 vm_wire_sub(count);
3552 }
3553
3554 /*
3555  *      vm_page_wire:
3556  *
3557  * Mark this page as wired down.  If the page is fictitious, then
3558  * its wire count must remain one.
3559  *
3560  * The page must be locked.
3561  */
3562 void
3563 vm_page_wire(vm_page_t m)
3564 {
3565
3566         vm_page_assert_locked(m);
3567         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
3568                 KASSERT(m->wire_count == 1,
3569                     ("vm_page_wire: fictitious page %p's wire count isn't one",
3570                     m));
3571                 return;
3572         }
3573         if (m->wire_count == 0) {
3574                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 ||
3575                     m->queue == PQ_NONE,
3576                     ("vm_page_wire: unmanaged page %p is queued", m));
3577                 vm_wire_add(1);
3578         }
3579         m->wire_count++;
3580         KASSERT(m->wire_count != 0, ("vm_page_wire: wire_count overflow m=%p", m));
3581 }
3582
3583 /*
3584  * vm_page_unwire:
3585  *
3586  * Release one wiring of the specified page, potentially allowing it to be
3587  * paged out.  Returns TRUE if the number of wirings transitions to zero and
3588  * FALSE otherwise.
3589  *
3590  * Only managed pages belonging to an object can be paged out.  If the number
3591  * of wirings transitions to zero and the page is eligible for page out, then
3592  * the page is added to the specified paging queue (unless PQ_NONE is
3593  * specified, in which case the page is dequeued if it belongs to a paging
3594  * queue).
3595  *
3596  * If a page is fictitious, then its wire count must always be one.
3597  *
3598  * A managed page must be locked.
3599  */
3600 bool
3601 vm_page_unwire(vm_page_t m, uint8_t queue)
3602 {
3603         bool unwired;
3604
3605         KASSERT(queue < PQ_COUNT || queue == PQ_NONE,
3606             ("vm_page_unwire: invalid queue %u request for page %p",
3607             queue, m));
3608         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
3609                 vm_page_assert_locked(m);
3610
3611         unwired = vm_page_unwire_noq(m);
3612         if (!unwired || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || m->object == NULL)
3613                 return (unwired);
3614
3615         if (vm_page_queue(m) == queue) {
3616                 if (queue == PQ_ACTIVE)
3617                         vm_page_reference(m);
3618                 else if (queue != PQ_NONE)
3619                         vm_page_requeue(m);
3620         } else {
3621                 vm_page_dequeue(m);
3622                 if (queue != PQ_NONE) {
3623                         vm_page_enqueue(m, queue);
3624                         if (queue == PQ_ACTIVE)
3625                                 /* Initialize act_count. */
3626                                 vm_page_activate(m);
3627                 }
3628         }
3629         return (unwired);
3630 }
3631
3632 /*
3633  *
3634  * vm_page_unwire_noq:
3635  *
3636  * Unwire a page without (re-)inserting it into a page queue.  It is up
3637  * to the caller to enqueue, requeue, or free the page as appropriate.
3638  * In most cases, vm_page_unwire() should be used instead.
3639  */
3640 bool
3641 vm_page_unwire_noq(vm_page_t m)
3642 {
3643
3644         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
3645                 vm_page_assert_locked(m);
3646         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
3647                 KASSERT(m->wire_count == 1,
3648             ("vm_page_unwire: fictitious page %p's wire count isn't one", m));
3649                 return (false);
3650         }
3651         if (m->wire_count == 0)
3652                 panic("vm_page_unwire: page %p's wire count is zero", m);
3653         m->wire_count--;
3654         if (m->wire_count == 0) {
3655                 vm_wire_sub(1);
3656                 return (true);
3657         } else
3658                 return (false);
3659 }
3660
3661 /*
3662  * Move the specified page to the tail of the inactive queue, or requeue
3663  * the page if it is already in the inactive queue.
3664  *
3665  * The page must be locked.
3666  */
3667 void
3668 vm_page_deactivate(vm_page_t m)
3669 {
3670
3671         vm_page_assert_locked(m);
3672
3673         if (m->wire_count > 0 || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3674                 return;
3675
3676         if (!vm_page_inactive(m)) {
3677                 vm_page_remque(m);
3678                 vm_page_enqueue(m, PQ_INACTIVE);
3679         } else
3680                 vm_page_requeue(m);
3681 }
3682
3683 /*
3684  * Move the specified page close to the head of the inactive queue,
3685  * bypassing LRU.  A marker page is used to maintain FIFO ordering.
3686  * As with regular enqueues, we use a per-CPU batch queue to reduce
3687  * contention on the page queue lock.
3688  *
3689  * The page must be locked.
3690  */
3691 void
3692 vm_page_deactivate_noreuse(vm_page_t m)
3693 {
3694
3695         vm_page_assert_locked(m);
3696
3697         if (m->wire_count > 0 || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3698                 return;
3699
3700         if (!vm_page_inactive(m))
3701                 vm_page_remque(m);
3702         m->queue = PQ_INACTIVE;
3703         if ((m->aflags & PGA_REQUEUE_HEAD) == 0)
3704                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REQUEUE_HEAD);
3705         vm_pqbatch_submit_page(m, PQ_INACTIVE);
3706 }
3707
3708 /*
3709  * vm_page_launder
3710  *
3711  *      Put a page in the laundry, or requeue it if it is already there.
3712  */
3713 void
3714 vm_page_launder(vm_page_t m)
3715 {
3716
3717         vm_page_assert_locked(m);
3718         if (m->wire_count > 0 || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3719                 return;
3720
3721         if (vm_page_in_laundry(m))
3722                 vm_page_requeue(m);
3723         else {
3724                 vm_page_remque(m);
3725                 vm_page_enqueue(m, PQ_LAUNDRY);
3726         }
3727 }
3728
3729 /*
3730  * vm_page_unswappable
3731  *
3732  *      Put a page in the PQ_UNSWAPPABLE holding queue.
3733  */
3734 void
3735 vm_page_unswappable(vm_page_t m)
3736 {
3737
3738         vm_page_assert_locked(m);
3739         KASSERT(m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3740             ("page %p already unswappable", m));
3741
3742         vm_page_remque(m);
3743         vm_page_enqueue(m, PQ_UNSWAPPABLE);
3744 }
3745
3746 /*
3747  * Attempt to free the page.  If it cannot be freed, do nothing.  Returns true
3748  * if the page is freed and false otherwise.
3749  *
3750  * The page must be managed.  The page and its containing object must be
3751  * locked.
3752  */
3753 bool
3754 vm_page_try_to_free(vm_page_t m)
3755 {
3756
3757         vm_page_assert_locked(m);
3758         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3759         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0, ("page %p is unmanaged", m));
3760         if (m->dirty != 0 || vm_page_held(m) || vm_page_busied(m))
3761                 return (false);
3762         if (m->object->ref_count != 0) {
3763                 pmap_remove_all(m);
3764                 if (m->dirty != 0)
3765                         return (false);
3766         }
3767         vm_page_free(m);
3768         return (true);
3769 }
3770
3771 /*
3772  * vm_page_advise
3773  *
3774  *      Apply the specified advice to the given page.
3775  *
3776  *      The object and page must be locked.
3777  */
3778 void
3779 vm_page_advise(vm_page_t m, int advice)
3780 {
3781
3782         vm_page_assert_locked(m);
3783         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3784         if (advice == MADV_FREE)
3785                 /*
3786                  * Mark the page clean.  This will allow the page to be freed
3787                  * without first paging it out.  MADV_FREE pages are often
3788                  * quickly reused by malloc(3), so we do not do anything that
3789                  * would result in a page fault on a later access.
3790                  */
3791                 vm_page_undirty(m);
3792         else if (advice != MADV_DONTNEED) {
3793                 if (advice == MADV_WILLNEED)
3794                         vm_page_activate(m);
3795                 return;
3796         }
3797
3798         /*
3799          * Clear any references to the page.  Otherwise, the page daemon will
3800          * immediately reactivate the page.
3801          */
3802         vm_page_aflag_clear(m, PGA_REFERENCED);
3803
3804         if (advice != MADV_FREE && m->dirty == 0 && pmap_is_modified(m))
3805                 vm_page_dirty(m);
3806
3807         /*
3808          * Place clean pages near the head of the inactive queue rather than
3809          * the tail, thus defeating the queue's LRU operation and ensuring that
3810          * the page will be reused quickly.  Dirty pages not already in the
3811          * laundry are moved there.
3812          */
3813         if (m->dirty == 0)
3814                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
3815         else if (!vm_page_in_laundry(m))
3816                 vm_page_launder(m);
3817 }
3818
3819 /*
3820  * Grab a page, waiting until we are waken up due to the page
3821  * changing state.  We keep on waiting, if the page continues
3822  * to be in the object.  If the page doesn't exist, first allocate it
3823  * and then conditionally zero it.
3824  *
3825  * This routine may sleep.
3826  *
3827  * The object must be locked on entry.  The lock will, however, be released
3828  * and reacquired if the routine sleeps.
3829  */
3830 vm_page_t
3831 vm_page_grab(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags)
3832 {
3833         vm_page_t m;
3834         int sleep;
3835         int pflags;
3836
3837         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3838         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) == 0 ||
3839             (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0,
3840             ("vm_page_grab: VM_ALLOC_SBUSY/VM_ALLOC_IGN_SBUSY mismatch"));
3841         pflags = allocflags &
3842             ~(VM_ALLOC_NOWAIT | VM_ALLOC_WAITOK | VM_ALLOC_WAITFAIL);
3843         if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) == 0)
3844                 pflags |= VM_ALLOC_WAITFAIL;
3845 retrylookup:
3846         if ((m = vm_page_lookup(object, pindex)) != NULL) {
3847                 sleep = (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0 ?
3848                     vm_page_xbusied(m) : vm_page_busied(m);
3849                 if (sleep) {
3850                         if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3851                                 return (NULL);
3852                         /*
3853                          * Reference the page before unlocking and
3854                          * sleeping so that the page daemon is less
3855                          * likely to reclaim it.
3856                          */
3857                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3858                         vm_page_lock(m);
3859                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3860                         vm_page_busy_sleep(m, "pgrbwt", (allocflags &
3861                             VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0);
3862                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
3863                         goto retrylookup;
3864                 } else {
3865                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
3866                                 vm_page_lock(m);
3867                                 vm_page_wire(m);
3868                                 vm_page_unlock(m);
3869                         }
3870                         if ((allocflags &
3871                             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
3872                                 vm_page_xbusy(m);
3873                         if ((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
3874                                 vm_page_sbusy(m);
3875                         return (m);
3876                 }
3877         }
3878         m = vm_page_alloc(object, pindex, pflags);
3879         if (m == NULL) {
3880                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3881                         return (NULL);
3882                 goto retrylookup;
3883         }
3884         if (allocflags & VM_ALLOC_ZERO && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
3885                 pmap_zero_page(m);
3886         return (m);
3887 }
3888
3889 /*
3890  * Return the specified range of pages from the given object.  For each
3891  * page offset within the range, if a page already exists within the object
3892  * at that offset and it is busy, then wait for it to change state.  If,
3893  * instead, the page doesn't exist, then allocate it.
3894  *
3895  * The caller must always specify an allocation class.
3896  *
3897  * allocation classes:
3898  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
3899  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs the pages
3900  *
3901  * The caller must always specify that the pages are to be busied and/or
3902  * wired.
3903  *
3904  * optional allocation flags:
3905  *      VM_ALLOC_IGN_SBUSY      do not sleep on soft busy pages
3906  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
3907  *      VM_ALLOC_NOWAIT         do not sleep
3908  *      VM_ALLOC_SBUSY          set page to sbusy state
3909  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the pages
3910  *      VM_ALLOC_ZERO           zero and validate any invalid pages
3911  *
3912  * If VM_ALLOC_NOWAIT is not specified, this routine may sleep.  Otherwise, it
3913  * may return a partial prefix of the requested range.
3914  */
3915 int
3916 vm_page_grab_pages(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags,
3917     vm_page_t *ma, int count)
3918 {
3919         vm_page_t m, mpred;
3920         int pflags;
3921         int i;
3922         bool sleep;
3923
3924         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3925         KASSERT(((u_int)allocflags >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT) == 0,
3926             ("vm_page_grap_pages: VM_ALLOC_COUNT() is not allowed"));
3927         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_NOBUSY) == 0 ||
3928             (allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0,
3929             ("vm_page_grab_pages: the pages must be busied or wired"));
3930         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) == 0 ||
3931             (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0,
3932             ("vm_page_grab_pages: VM_ALLOC_SBUSY/IGN_SBUSY mismatch"));
3933         if (count == 0)
3934                 return (0);
3935         pflags = allocflags & ~(VM_ALLOC_NOWAIT | VM_ALLOC_WAITOK |
3936             VM_ALLOC_WAITFAIL | VM_ALLOC_IGN_SBUSY);
3937         if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) == 0)
3938                 pflags |= VM_ALLOC_WAITFAIL;
3939         i = 0;
3940 retrylookup:
3941         m = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex + i);
3942         if (m == NULL || m->pindex != pindex + i) {
3943                 mpred = m;
3944                 m = NULL;
3945         } else
3946                 mpred = TAILQ_PREV(m, pglist, listq);
3947         for (; i < count; i++) {
3948                 if (m != NULL) {
3949                         sleep = (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0 ?
3950                             vm_page_xbusied(m) : vm_page_busied(m);
3951                         if (sleep) {
3952                                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3953                                         break;
3954                                 /*
3955                                  * Reference the page before unlocking and
3956                                  * sleeping so that the page daemon is less
3957                                  * likely to reclaim it.
3958                                  */
3959                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3960                                 vm_page_lock(m);
3961                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3962                                 vm_page_busy_sleep(m, "grbmaw", (allocflags &
3963                                     VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0);
3964                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
3965                                 goto retrylookup;
3966                         }
3967                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
3968                                 vm_page_lock(m);
3969                                 vm_page_wire(m);
3970                                 vm_page_unlock(m);
3971                         }
3972                         if ((allocflags & (VM_ALLOC_NOBUSY |
3973                             VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
3974                                 vm_page_xbusy(m);
3975                         if ((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
3976                                 vm_page_sbusy(m);
3977                 } else {
3978                         m = vm_page_alloc_after(object, pindex + i,
3979                             pflags | VM_ALLOC_COUNT(count - i), mpred);
3980                         if (m == NULL) {
3981                                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3982                                         break;
3983                                 goto retrylookup;
3984                         }
3985                 }
3986                 if (m->valid == 0 && (allocflags & VM_ALLOC_ZERO) != 0) {
3987                         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
3988                                 pmap_zero_page(m);
3989                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3990                 }
3991                 ma[i] = mpred = m;
3992                 m = vm_page_next(m);
3993         }
3994         return (i);
3995 }
3996
3997 /*
3998  * Mapping function for valid or dirty bits in a page.
3999  *
4000  * Inputs are required to range within a page.
4001  */
4002 vm_page_bits_t
4003 vm_page_bits(int base, int size)
4004 {
4005         int first_bit;
4006         int last_bit;
4007
4008         KASSERT(
4009             base + size <= PAGE_SIZE,
4010             ("vm_page_bits: illegal base/size %d/%d", base, size)
4011         );
4012
4013         if (size == 0)          /* handle degenerate case */
4014                 return (0);
4015
4016         first_bit = base >> DEV_BSHIFT;
4017         last_bit = (base + size - 1) >> DEV_BSHIFT;
4018
4019         return (((vm_page_bits_t)2 << last_bit) -
4020             ((vm_page_bits_t)1 << first_bit));
4021 }
4022
4023 /*
4024  *      vm_page_set_valid_range:
4025  *
4026  *      Sets portions of a page valid.  The arguments are expected
4027  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
4028  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
4029  *      such chunks will be zeroed.
4030  *
4031  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
4032  */
4033 void
4034 vm_page_set_valid_range(vm_page_t m, int base, int size)
4035 {
4036         int endoff, frag;
4037
4038         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4039         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
4040                 return;
4041
4042         /*
4043          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
4044          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
4045          * first block.
4046          */
4047         if ((frag = rounddown2(base, DEV_BSIZE)) != base &&
4048             (m->valid & (1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
4049                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
4050
4051         /*
4052          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
4053          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
4054          * the last block.
4055          */
4056         endoff = base + size;
4057         if ((frag = rounddown2(endoff, DEV_BSIZE)) != endoff &&
4058             (m->valid & (1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
4059                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
4060                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
4061
4062         /*
4063          * Assert that no previously invalid block that is now being validated
4064          * is already dirty.
4065          */
4066         KASSERT((~m->valid & vm_page_bits(base, size) & m->dirty) == 0,
4067             ("vm_page_set_valid_range: page %p is dirty", m));
4068
4069         /*
4070          * Set valid bits inclusive of any overlap.
4071          */
4072         m->valid |= vm_page_bits(base, size);
4073 }
4074
4075 /*
4076  * Clear the given bits from the specified page's dirty field.
4077  */
4078 static __inline void
4079 vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits)
4080 {
4081         uintptr_t addr;
4082 #if PAGE_SIZE < 16384
4083         int shift;
4084 #endif
4085
4086         /*
4087          * If the object is locked and the page is neither exclusive busy nor
4088          * write mapped, then the page's dirty field cannot possibly be
4089          * set by a concurrent pmap operation.
4090          */
4091         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4092         if (!vm_page_xbusied(m) && !pmap_page_is_write_mapped(m))
4093                 m->dirty &= ~pagebits;
4094         else {
4095                 /*
4096                  * The pmap layer can call vm_page_dirty() without
4097                  * holding a distinguished lock.  The combination of
4098                  * the object's lock and an atomic operation suffice
4099                  * to guarantee consistency of the page dirty field.
4100                  *
4101                  * For PAGE_SIZE == 32768 case, compiler already
4102                  * properly aligns the dirty field, so no forcible
4103                  * alignment is needed. Only require existence of
4104                  * atomic_clear_64 when page size is 32768.
4105                  */
4106                 addr = (uintptr_t)&m->dirty;
4107 #if PAGE_SIZE == 32768
4108                 atomic_clear_64((uint64_t *)addr, pagebits);
4109 #elif PAGE_SIZE == 16384
4110                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits);
4111 #else           /* PAGE_SIZE <= 8192 */
4112                 /*
4113                  * Use a trick to perform a 32-bit atomic on the
4114                  * containing aligned word, to not depend on the existence
4115                  * of atomic_clear_{8, 16}.
4116                  */
4117                 shift = addr & (sizeof(uint32_t) - 1);
4118 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
4119                 shift = (sizeof(uint32_t) - sizeof(m->dirty) - shift) * NBBY;
4120 #else
4121                 shift *= NBBY;
4122 #endif
4123                 addr &= ~(sizeof(uint32_t) - 1);
4124                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits << shift);
4125 #endif          /* PAGE_SIZE */
4126         }
4127 }
4128
4129 /*
4130  *      vm_page_set_validclean:
4131  *
4132  *      Sets portions of a page valid and clean.  The arguments are expected
4133  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
4134  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
4135  *      such chunks will be zero'd.
4136  *
4137  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
4138  */
4139 void
4140 vm_page_set_validclean(vm_page_t m, int base, int size)
4141 {
4142         vm_page_bits_t oldvalid, pagebits;
4143         int endoff, frag;
4144
4145         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4146         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
4147                 return;
4148
4149         /*
4150          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
4151          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
4152          * first block.
4153          */
4154         if ((frag = rounddown2(base, DEV_BSIZE)) != base &&
4155             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
4156                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
4157
4158         /*
4159          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
4160          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
4161          * the last block.
4162          */
4163         endoff = base + size;
4164         if ((frag = rounddown2(endoff, DEV_BSIZE)) != endoff &&
4165             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
4166                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
4167                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
4168
4169         /*
4170          * Set valid, clear dirty bits.  If validating the entire
4171          * page we can safely clear the pmap modify bit.  We also
4172          * use this opportunity to clear the VPO_NOSYNC flag.  If a process
4173          * takes a write fault on a MAP_NOSYNC memory area the flag will
4174          * be set again.
4175          *
4176          * We set valid bits inclusive of any overlap, but we can only
4177          * clear dirty bits for DEV_BSIZE chunks that are fully within
4178          * the range.
4179          */
4180         oldvalid = m->valid;
4181         pagebits = vm_page_bits(base, size);
4182         m->valid |= pagebits;
4183 #if 0   /* NOT YET */
4184         if ((frag = base & (DEV_BSIZE - 1)) != 0) {
4185                 frag = DEV_BSIZE - frag;
4186                 base += frag;
4187                 size -= frag;
4188                 if (size < 0)
4189                         size = 0;
4190         }
4191         pagebits = vm_page_bits(base, size & (DEV_BSIZE - 1));
4192 #endif
4193         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
4194                 /*
4195                  * The page can only be modified within the pmap if it is
4196                  * mapped, and it can only be mapped if it was previously
4197                  * fully valid.
4198                  */
4199                 if (oldvalid == VM_PAGE_BITS_ALL)
4200                         /*
4201                          * Perform the pmap_clear_modify() first.  Otherwise,
4202                          * a concurrent pmap operation, such as
4203                          * pmap_protect(), could clear a modification in the
4204                          * pmap and set the dirty field on the page before
4205                          * pmap_clear_modify() had begun and after the dirty
4206                          * field was cleared here.
4207                          */
4208                         pmap_clear_modify(m);
4209                 m->dirty = 0;
4210                 m->oflags &= ~VPO_NOSYNC;
4211         } else if (oldvalid != VM_PAGE_BITS_ALL)
4212                 m->dirty &= ~pagebits;
4213         else
4214                 vm_page_clear_dirty_mask(m, pagebits);
4215 }
4216
4217 void
4218 vm_page_clear_dirty(vm_page_t m, int base, int size)
4219 {
4220
4221         vm_page_clear_dirty_mask(m, vm_page_bits(base, size));
4222 }
4223
4224 /*
4225  *      vm_page_set_invalid:
4226  *
4227  *      Invalidates DEV_BSIZE'd chunks within a page.  Both the
4228  *      valid and dirty bits for the effected areas are cleared.
4229  */
4230 void
4231 vm_page_set_invalid(vm_page_t m, int base, int size)
4232 {
4233         vm_page_bits_t bits;
4234         vm_object_t object;
4235
4236         object = m->object;
4237         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
4238         if (object->type == OBJT_VNODE && base == 0 && IDX_TO_OFF(m->pindex) +
4239             size >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
4240                 bits = VM_PAGE_BITS_ALL;
4241         else
4242                 bits = vm_page_bits(base, size);
4243         if (object->ref_count != 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4244             bits != 0)
4245                 pmap_remove_all(m);
4246         KASSERT((bits == 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) ||
4247             !pmap_page_is_mapped(m),
4248             ("vm_page_set_invalid: page %p is mapped", m));
4249         m->valid &= ~bits;
4250         m->dirty &= ~bits;
4251 }
4252
4253 /*
4254  * vm_page_zero_invalid()
4255  *
4256  *      The kernel assumes that the invalid portions of a page contain
4257  *      garbage, but such pages can be mapped into memory by user code.
4258  *      When this occurs, we must zero out the non-valid portions of the
4259  *      page so user code sees what it expects.
4260  *
4261  *      Pages are most often semi-valid when the end of a file is mapped
4262  *      into memory and the file's size is not page aligned.
4263  */
4264 void
4265 vm_page_zero_invalid(vm_page_t m, boolean_t setvalid)
4266 {
4267         int b;
4268         int i;
4269
4270         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4271         /*
4272          * Scan the valid bits looking for invalid sections that
4273          * must be zeroed.  Invalid sub-DEV_BSIZE'd areas ( where the
4274          * valid bit may be set ) have already been zeroed by
4275          * vm_page_set_validclean().
4276          */
4277         for (b = i = 0; i <= PAGE_SIZE / DEV_BSIZE; ++i) {
4278                 if (i == (PAGE_SIZE / DEV_BSIZE) ||
4279                     (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << i))) {
4280                         if (i > b) {
4281                                 pmap_zero_page_area(m,
4282                                     b << DEV_BSHIFT, (i - b) << DEV_BSHIFT);
4283                         }
4284                         b = i + 1;
4285                 }
4286         }
4287
4288         /*
4289          * setvalid is TRUE when we can safely set the zero'd areas
4290          * as being valid.  We can do this if there are no cache consistancy
4291          * issues.  e.g. it is ok to do with UFS, but not ok to do with NFS.
4292          */
4293         if (setvalid)
4294                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
4295 }
4296
4297 /*
4298  *      vm_page_is_valid:
4299  *
4300  *      Is (partial) page valid?  Note that the case where size == 0
4301  *      will return FALSE in the degenerate case where the page is
4302  *      entirely invalid, and TRUE otherwise.
4303  */
4304 int
4305 vm_page_is_valid(vm_page_t m, int base, int size)
4306 {
4307         vm_page_bits_t bits;
4308
4309         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
4310         bits = vm_page_bits(base, size);
4311         return (m->valid != 0 && (m->valid & bits) == bits);
4312 }
4313
4314 /*
4315  * Returns true if all of the specified predicates are true for the entire
4316  * (super)page and false otherwise.
4317  */
4318 bool
4319 vm_page_ps_test(vm_page_t m, int flags, vm_page_t skip_m)
4320 {
4321         vm_object_t object;
4322         int i, npages;
4323
4324         object = m->object;
4325         if (skip_m != NULL && skip_m->object != object)
4326                 return (false);
4327         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
4328         npages = atop(pagesizes[m->psind]);
4329
4330         /*
4331          * The physically contiguous pages that make up a superpage, i.e., a
4332          * page with a page size index ("psind") greater than zero, will
4333          * occupy adjacent entries in vm_page_array[].
4334          */
4335         for (i = 0; i < npages; i++) {
4336                 /* Always test object consistency, including "skip_m". */
4337                 if (m[i].object != object)
4338                         return (false);
4339                 if (&m[i] == skip_m)
4340                         continue;
4341                 if ((flags & PS_NONE_BUSY) != 0 && vm_page_busied(&m[i]))
4342                         return (false);
4343                 if ((flags & PS_ALL_DIRTY) != 0) {
4344                         /*
4345                          * Calling vm_page_test_dirty() or pmap_is_modified()
4346                          * might stop this case from spuriously returning
4347                          * "false".  However, that would require a write lock
4348                          * on the object containing "m[i]".
4349                          */
4350                         if (m[i].dirty != VM_PAGE_BITS_ALL)
4351                                 return (false);
4352                 }
4353                 if ((flags & PS_ALL_VALID) != 0 &&
4354                     m[i].valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
4355                         return (false);
4356         }
4357         return (true);
4358 }
4359
4360 /*
4361  * Set the page's dirty bits if the page is modified.
4362  */
4363 void
4364 vm_page_test_dirty(vm_page_t m)
4365 {
4366
4367         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4368         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL && pmap_is_modified(m))
4369                 vm_page_dirty(m);
4370 }
4371
4372 void
4373 vm_page_lock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
4374 {
4375
4376         mtx_lock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
4377 }
4378
4379 void
4380 vm_page_unlock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
4381 {
4382
4383         mtx_unlock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
4384 }
4385
4386 int
4387 vm_page_trylock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
4388 {
4389
4390         return (mtx_trylock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line));
4391 }
4392
4393 #if defined(INVARIANTS) || defined(INVARIANT_SUPPORT)
4394 void
4395 vm_page_assert_locked_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
4396 {
4397
4398         vm_page_lock_assert_KBI(m, MA_OWNED, file, line);
4399 }
4400
4401 void
4402 vm_page_lock_assert_KBI(vm_page_t m, int a, const char *file, int line)
4403 {
4404
4405         mtx_assert_(vm_page_lockptr(m), a, file, line);
4406 }
4407 #endif
4408
4409 #ifdef INVARIANTS
4410 void
4411 vm_page_object_lock_assert(vm_page_t m)
4412 {
4413
4414         /*
4415          * Certain of the page's fields may only be modified by the
4416          * holder of the containing object's lock or the exclusive busy.
4417          * holder.  Unfortunately, the holder of the write busy is
4418          * not recorded, and thus cannot be checked here.
4419          */
4420         if (m->object != NULL && !vm_page_xbusied(m))
4421                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4422 }
4423
4424 void
4425 vm_page_assert_pga_writeable(vm_page_t m, uint8_t bits)
4426 {
4427
4428         if ((bits & PGA_WRITEABLE) == 0)
4429                 return;
4430
4431         /*
4432          * The PGA_WRITEABLE flag can only be set if the page is
4433          * managed, is exclusively busied or the object is locked.
4434          * Currently, this flag is only set by pmap_enter().
4435          */
4436         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4437             ("PGA_WRITEABLE on unmanaged page"));
4438         if (!vm_page_xbusied(m))
4439                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
4440 }
4441 #endif
4442
4443 #include "opt_ddb.h"
4444 #ifdef DDB
4445 #include <sys/kernel.h>
4446
4447 #include <ddb/ddb.h>
4448
4449 DB_SHOW_COMMAND(page, vm_page_print_page_info)
4450 {
4451
4452         db_printf("vm_cnt.v_free_count: %d\n", vm_free_count());
4453         db_printf("vm_cnt.v_inactive_count: %d\n", vm_inactive_count());
4454         db_printf("vm_cnt.v_active_count: %d\n", vm_active_count());
4455         db_printf("vm_cnt.v_laundry_count: %d\n", vm_laundry_count());
4456         db_printf("vm_cnt.v_wire_count: %d\n", vm_wire_count());
4457         db_printf("vm_cnt.v_free_reserved: %d\n", vm_cnt.v_free_reserved);
4458         db_printf("vm_cnt.v_free_min: %d\n", vm_cnt.v_free_min);
4459         db_printf("vm_cnt.v_free_target: %d\n", vm_cnt.v_free_target);
4460         db_printf("vm_cnt.v_inactive_target: %d\n", vm_cnt.v_inactive_target);
4461 }
4462
4463 DB_SHOW_COMMAND(pageq, vm_page_print_pageq_info)
4464 {
4465         int dom;
4466
4467         db_printf("pq_free %d\n", vm_free_count());
4468         for (dom = 0; dom < vm_ndomains; dom++) {
4469                 db_printf(
4470     "dom %d page_cnt %d free %d pq_act %d pq_inact %d pq_laund %d pq_unsw %d\n",
4471                     dom,
4472                     vm_dom[dom].vmd_page_count,
4473                     vm_dom[dom].vmd_free_count,
4474                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_cnt,
4475                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_cnt,
4476                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_LAUNDRY].pq_cnt,
4477                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_UNSWAPPABLE].pq_cnt);
4478         }
4479 }
4480
4481 DB_SHOW_COMMAND(pginfo, vm_page_print_pginfo)
4482 {
4483         vm_page_t m;
4484         boolean_t phys;
4485
4486         if (!have_addr) {
4487                 db_printf("show pginfo addr\n");
4488                 return;
4489         }
4490
4491         phys = strchr(modif, 'p') != NULL;
4492         if (phys)
4493                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(addr);
4494         else
4495                 m = (vm_page_t)addr;
4496         db_printf(
4497     "page %p obj %p pidx 0x%jx phys 0x%jx q %d hold %d wire %d\n"
4498     "  af 0x%x of 0x%x f 0x%x act %d busy %x valid 0x%x dirty 0x%x\n",
4499             m, m->object, (uintmax_t)m->pindex, (uintmax_t)m->phys_addr,
4500             m->queue, m->hold_count, m->wire_count, m->aflags, m->oflags,
4501             m->flags, m->act_count, m->busy_lock, m->valid, m->dirty);
4502 }
4503 #endif /* DDB */