]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/vm_page.c
Merge ^/head r323559 through r325504.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / vm_page.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon.  All Rights Reserved.
5  *
6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
7  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
17  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
19  *    without specific prior written permission.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  *
33  *      from: @(#)vm_page.c     7.4 (Berkeley) 5/7/91
34  */
35
36 /*-
37  * Copyright (c) 1987, 1990 Carnegie-Mellon University.
38  * All rights reserved.
39  *
40  * Authors: Avadis Tevanian, Jr., Michael Wayne Young
41  *
42  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
43  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
44  * notice and this permission notice appear in all copies of the
45  * software, derivative works or modified versions, and any portions
46  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
47  *
48  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
49  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
50  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
51  *
52  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
53  *
54  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
55  *  School of Computer Science
56  *  Carnegie Mellon University
57  *  Pittsburgh PA 15213-3890
58  *
59  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
60  * rights to redistribute these changes.
61  */
62
63 /*
64  *                      GENERAL RULES ON VM_PAGE MANIPULATION
65  *
66  *      - A page queue lock is required when adding or removing a page from a
67  *        page queue regardless of other locks or the busy state of a page.
68  *
69  *              * In general, no thread besides the page daemon can acquire or
70  *                hold more than one page queue lock at a time.
71  *
72  *              * The page daemon can acquire and hold any pair of page queue
73  *                locks in any order.
74  *
75  *      - The object lock is required when inserting or removing
76  *        pages from an object (vm_page_insert() or vm_page_remove()).
77  *
78  */
79
80 /*
81  *      Resident memory management module.
82  */
83
84 #include <sys/cdefs.h>
85 __FBSDID("$FreeBSD$");
86
87 #include "opt_vm.h"
88
89 #include <sys/param.h>
90 #include <sys/systm.h>
91 #include <sys/lock.h>
92 #include <sys/kernel.h>
93 #include <sys/limits.h>
94 #include <sys/linker.h>
95 #include <sys/malloc.h>
96 #include <sys/mman.h>
97 #include <sys/msgbuf.h>
98 #include <sys/mutex.h>
99 #include <sys/proc.h>
100 #include <sys/rwlock.h>
101 #include <sys/sbuf.h>
102 #include <sys/smp.h>
103 #include <sys/sysctl.h>
104 #include <sys/vmmeter.h>
105 #include <sys/vnode.h>
106
107 #include <vm/vm.h>
108 #include <vm/pmap.h>
109 #include <vm/vm_param.h>
110 #include <vm/vm_kern.h>
111 #include <vm/vm_object.h>
112 #include <vm/vm_page.h>
113 #include <vm/vm_pageout.h>
114 #include <vm/vm_pager.h>
115 #include <vm/vm_phys.h>
116 #include <vm/vm_radix.h>
117 #include <vm/vm_reserv.h>
118 #include <vm/vm_extern.h>
119 #include <vm/uma.h>
120 #include <vm/uma_int.h>
121
122 #include <machine/md_var.h>
123
124 /*
125  *      Associated with page of user-allocatable memory is a
126  *      page structure.
127  */
128
129 struct vm_domain vm_dom[MAXMEMDOM];
130 struct mtx_padalign __exclusive_cache_line vm_page_queue_free_mtx;
131
132 struct mtx_padalign __exclusive_cache_line pa_lock[PA_LOCK_COUNT];
133
134 /*
135  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers,
136  * or for paging into sparsely invalid regions.
137  */
138 vm_page_t bogus_page;
139
140 vm_page_t vm_page_array;
141 long vm_page_array_size;
142 long first_page;
143
144 static int boot_pages = UMA_BOOT_PAGES;
145 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, boot_pages, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH,
146     &boot_pages, 0,
147     "number of pages allocated for bootstrapping the VM system");
148
149 static int pa_tryrelock_restart;
150 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, tryrelock_restart, CTLFLAG_RD,
151     &pa_tryrelock_restart, 0, "Number of tryrelock restarts");
152
153 static TAILQ_HEAD(, vm_page) blacklist_head;
154 static int sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
155 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, page_blacklist, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD |
156     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_vm_page_blacklist, "A", "Blacklist pages");
157
158 /* Is the page daemon waiting for free pages? */
159 static int vm_pageout_pages_needed;
160
161 static uma_zone_t fakepg_zone;
162
163 static void vm_page_alloc_check(vm_page_t m);
164 static void vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits);
165 static void vm_page_enqueue(uint8_t queue, vm_page_t m);
166 static void vm_page_free_phys(vm_page_t m);
167 static void vm_page_free_wakeup(void);
168 static void vm_page_init(void *dummy);
169 static int vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object,
170     vm_pindex_t pindex, vm_page_t mpred);
171 static void vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object,
172     vm_page_t mpred);
173 static int vm_page_reclaim_run(int req_class, u_long npages, vm_page_t m_run,
174     vm_paddr_t high);
175
176 SYSINIT(vm_page, SI_SUB_VM, SI_ORDER_SECOND, vm_page_init, NULL);
177
178 static void
179 vm_page_init(void *dummy)
180 {
181
182         fakepg_zone = uma_zcreate("fakepg", sizeof(struct vm_page), NULL, NULL,
183             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
184         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
185             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
186 }
187
188 /* Make sure that u_long is at least 64 bits when PAGE_SIZE is 32K. */
189 #if PAGE_SIZE == 32768
190 #ifdef CTASSERT
191 CTASSERT(sizeof(u_long) >= 8);
192 #endif
193 #endif
194
195 /*
196  * Try to acquire a physical address lock while a pmap is locked.  If we
197  * fail to trylock we unlock and lock the pmap directly and cache the
198  * locked pa in *locked.  The caller should then restart their loop in case
199  * the virtual to physical mapping has changed.
200  */
201 int
202 vm_page_pa_tryrelock(pmap_t pmap, vm_paddr_t pa, vm_paddr_t *locked)
203 {
204         vm_paddr_t lockpa;
205
206         lockpa = *locked;
207         *locked = pa;
208         if (lockpa) {
209                 PA_LOCK_ASSERT(lockpa, MA_OWNED);
210                 if (PA_LOCKPTR(pa) == PA_LOCKPTR(lockpa))
211                         return (0);
212                 PA_UNLOCK(lockpa);
213         }
214         if (PA_TRYLOCK(pa))
215                 return (0);
216         PMAP_UNLOCK(pmap);
217         atomic_add_int(&pa_tryrelock_restart, 1);
218         PA_LOCK(pa);
219         PMAP_LOCK(pmap);
220         return (EAGAIN);
221 }
222
223 /*
224  *      vm_set_page_size:
225  *
226  *      Sets the page size, perhaps based upon the memory
227  *      size.  Must be called before any use of page-size
228  *      dependent functions.
229  */
230 void
231 vm_set_page_size(void)
232 {
233         if (vm_cnt.v_page_size == 0)
234                 vm_cnt.v_page_size = PAGE_SIZE;
235         if (((vm_cnt.v_page_size - 1) & vm_cnt.v_page_size) != 0)
236                 panic("vm_set_page_size: page size not a power of two");
237 }
238
239 /*
240  *      vm_page_blacklist_next:
241  *
242  *      Find the next entry in the provided string of blacklist
243  *      addresses.  Entries are separated by space, comma, or newline.
244  *      If an invalid integer is encountered then the rest of the
245  *      string is skipped.  Updates the list pointer to the next
246  *      character, or NULL if the string is exhausted or invalid.
247  */
248 static vm_paddr_t
249 vm_page_blacklist_next(char **list, char *end)
250 {
251         vm_paddr_t bad;
252         char *cp, *pos;
253
254         if (list == NULL || *list == NULL)
255                 return (0);
256         if (**list =='\0') {
257                 *list = NULL;
258                 return (0);
259         }
260
261         /*
262          * If there's no end pointer then the buffer is coming from
263          * the kenv and we know it's null-terminated.
264          */
265         if (end == NULL)
266                 end = *list + strlen(*list);
267
268         /* Ensure that strtoq() won't walk off the end */
269         if (*end != '\0') {
270                 if (*end == '\n' || *end == ' ' || *end  == ',')
271                         *end = '\0';
272                 else {
273                         printf("Blacklist not terminated, skipping\n");
274                         *list = NULL;
275                         return (0);
276                 }
277         }
278
279         for (pos = *list; *pos != '\0'; pos = cp) {
280                 bad = strtoq(pos, &cp, 0);
281                 if (*cp == '\0' || *cp == ' ' || *cp == ',' || *cp == '\n') {
282                         if (bad == 0) {
283                                 if (++cp < end)
284                                         continue;
285                                 else
286                                         break;
287                         }
288                 } else
289                         break;
290                 if (*cp == '\0' || ++cp >= end)
291                         *list = NULL;
292                 else
293                         *list = cp;
294                 return (trunc_page(bad));
295         }
296         printf("Garbage in RAM blacklist, skipping\n");
297         *list = NULL;
298         return (0);
299 }
300
301 /*
302  *      vm_page_blacklist_check:
303  *
304  *      Iterate through the provided string of blacklist addresses, pulling
305  *      each entry out of the physical allocator free list and putting it
306  *      onto a list for reporting via the vm.page_blacklist sysctl.
307  */
308 static void
309 vm_page_blacklist_check(char *list, char *end)
310 {
311         vm_paddr_t pa;
312         vm_page_t m;
313         char *next;
314         int ret;
315
316         next = list;
317         while (next != NULL) {
318                 if ((pa = vm_page_blacklist_next(&next, end)) == 0)
319                         continue;
320                 m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
321                 if (m == NULL)
322                         continue;
323                 mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
324                 ret = vm_phys_unfree_page(m);
325                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
326                 if (ret == TRUE) {
327                         TAILQ_INSERT_TAIL(&blacklist_head, m, listq);
328                         if (bootverbose)
329                                 printf("Skipping page with pa 0x%jx\n",
330                                     (uintmax_t)pa);
331                 }
332         }
333 }
334
335 /*
336  *      vm_page_blacklist_load:
337  *
338  *      Search for a special module named "ram_blacklist".  It'll be a
339  *      plain text file provided by the user via the loader directive
340  *      of the same name.
341  */
342 static void
343 vm_page_blacklist_load(char **list, char **end)
344 {
345         void *mod;
346         u_char *ptr;
347         u_int len;
348
349         mod = NULL;
350         ptr = NULL;
351
352         mod = preload_search_by_type("ram_blacklist");
353         if (mod != NULL) {
354                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
355                 len = preload_fetch_size(mod);
356         }
357         *list = ptr;
358         if (ptr != NULL)
359                 *end = ptr + len;
360         else
361                 *end = NULL;
362         return;
363 }
364
365 static int
366 sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
367 {
368         vm_page_t m;
369         struct sbuf sbuf;
370         int error, first;
371
372         first = 1;
373         error = sysctl_wire_old_buffer(req, 0);
374         if (error != 0)
375                 return (error);
376         sbuf_new_for_sysctl(&sbuf, NULL, 128, req);
377         TAILQ_FOREACH(m, &blacklist_head, listq) {
378                 sbuf_printf(&sbuf, "%s%#jx", first ? "" : ",",
379                     (uintmax_t)m->phys_addr);
380                 first = 0;
381         }
382         error = sbuf_finish(&sbuf);
383         sbuf_delete(&sbuf);
384         return (error);
385 }
386
387 static void
388 vm_page_domain_init(struct vm_domain *vmd)
389 {
390         struct vm_pagequeue *pq;
391         int i;
392
393         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_name) =
394             "vm inactive pagequeue";
395         *__DECONST(u_int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_vcnt) =
396             &vm_cnt.v_inactive_count;
397         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_name) =
398             "vm active pagequeue";
399         *__DECONST(u_int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_vcnt) =
400             &vm_cnt.v_active_count;
401         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_LAUNDRY].pq_name) =
402             "vm laundry pagequeue";
403         *__DECONST(int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_LAUNDRY].pq_vcnt) =
404             &vm_cnt.v_laundry_count;
405         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_UNSWAPPABLE].pq_name) =
406             "vm unswappable pagequeue";
407         /* Unswappable dirty pages are counted as being in the laundry. */
408         *__DECONST(int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_UNSWAPPABLE].pq_vcnt) =
409             &vm_cnt.v_laundry_count;
410         vmd->vmd_page_count = 0;
411         vmd->vmd_free_count = 0;
412         vmd->vmd_segs = 0;
413         vmd->vmd_oom = FALSE;
414         for (i = 0; i < PQ_COUNT; i++) {
415                 pq = &vmd->vmd_pagequeues[i];
416                 TAILQ_INIT(&pq->pq_pl);
417                 mtx_init(&pq->pq_mutex, pq->pq_name, "vm pagequeue",
418                     MTX_DEF | MTX_DUPOK);
419         }
420 }
421
422 /*
423  *      vm_page_startup:
424  *
425  *      Initializes the resident memory module.  Allocates physical memory for
426  *      bootstrapping UMA and some data structures that are used to manage
427  *      physical pages.  Initializes these structures, and populates the free
428  *      page queues.
429  */
430 vm_offset_t
431 vm_page_startup(vm_offset_t vaddr)
432 {
433         struct vm_domain *vmd;
434         struct vm_phys_seg *seg;
435         vm_page_t m;
436         char *list, *listend;
437         vm_offset_t mapped;
438         vm_paddr_t end, high_avail, low_avail, new_end, page_range, size;
439         vm_paddr_t biggestsize, last_pa, pa;
440         u_long pagecount;
441         int biggestone, i, pages_per_zone, segind;
442
443         biggestsize = 0;
444         biggestone = 0;
445         vaddr = round_page(vaddr);
446
447         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
448                 phys_avail[i] = round_page(phys_avail[i]);
449                 phys_avail[i + 1] = trunc_page(phys_avail[i + 1]);
450         }
451         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
452                 size = phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
453                 if (size > biggestsize) {
454                         biggestone = i;
455                         biggestsize = size;
456                 }
457         }
458
459         end = phys_avail[biggestone+1];
460
461         /*
462          * Initialize the page and queue locks.
463          */
464         mtx_init(&vm_page_queue_free_mtx, "vm page free queue", NULL, MTX_DEF);
465         for (i = 0; i < PA_LOCK_COUNT; i++)
466                 mtx_init(&pa_lock[i], "vm page", NULL, MTX_DEF);
467         for (i = 0; i < vm_ndomains; i++)
468                 vm_page_domain_init(&vm_dom[i]);
469
470         /*
471          * Almost all of the pages needed for bootstrapping UMA are used
472          * for zone structures, so if the number of CPUs results in those
473          * structures taking more than one page each, we set aside more pages
474          * in proportion to the zone structure size.
475          */
476         pages_per_zone = howmany(sizeof(struct uma_zone) +
477             sizeof(struct uma_cache) * (mp_maxid + 1) +
478             roundup2(sizeof(struct uma_slab), sizeof(void *)), UMA_SLAB_SIZE);
479         if (pages_per_zone > 1) {
480                 /* Reserve more pages so that we don't run out. */
481                 boot_pages = UMA_BOOT_PAGES_ZONES * pages_per_zone;
482         }
483
484         /*
485          * Allocate memory for use when boot strapping the kernel memory
486          * allocator.
487          *
488          * CTFLAG_RDTUN doesn't work during the early boot process, so we must
489          * manually fetch the value.
490          */
491         TUNABLE_INT_FETCH("vm.boot_pages", &boot_pages);
492         new_end = end - (boot_pages * UMA_SLAB_SIZE);
493         new_end = trunc_page(new_end);
494         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
495             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
496         bzero((void *)mapped, end - new_end);
497         uma_startup((void *)mapped, boot_pages);
498
499 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__arm__) || \
500     defined(__i386__) || defined(__mips__)
501         /*
502          * Allocate a bitmap to indicate that a random physical page
503          * needs to be included in a minidump.
504          *
505          * The amd64 port needs this to indicate which direct map pages
506          * need to be dumped, via calls to dump_add_page()/dump_drop_page().
507          *
508          * However, i386 still needs this workspace internally within the
509          * minidump code.  In theory, they are not needed on i386, but are
510          * included should the sf_buf code decide to use them.
511          */
512         last_pa = 0;
513         for (i = 0; dump_avail[i + 1] != 0; i += 2)
514                 if (dump_avail[i + 1] > last_pa)
515                         last_pa = dump_avail[i + 1];
516         page_range = last_pa / PAGE_SIZE;
517         vm_page_dump_size = round_page(roundup2(page_range, NBBY) / NBBY);
518         new_end -= vm_page_dump_size;
519         vm_page_dump = (void *)(uintptr_t)pmap_map(&vaddr, new_end,
520             new_end + vm_page_dump_size, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
521         bzero((void *)vm_page_dump, vm_page_dump_size);
522 #else
523         (void)last_pa;
524 #endif
525 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__mips__)
526         /*
527          * Include the UMA bootstrap pages and vm_page_dump in a crash dump.
528          * When pmap_map() uses the direct map, they are not automatically 
529          * included.
530          */
531         for (pa = new_end; pa < end; pa += PAGE_SIZE)
532                 dump_add_page(pa);
533 #endif
534         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
535 #ifdef __amd64__
536         /*
537          * Request that the physical pages underlying the message buffer be
538          * included in a crash dump.  Since the message buffer is accessed
539          * through the direct map, they are not automatically included.
540          */
541         pa = DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)msgbufp->msg_ptr);
542         last_pa = pa + round_page(msgbufsize);
543         while (pa < last_pa) {
544                 dump_add_page(pa);
545                 pa += PAGE_SIZE;
546         }
547 #endif
548         /*
549          * Compute the number of pages of memory that will be available for
550          * use, taking into account the overhead of a page structure per page.
551          * In other words, solve
552          *      "available physical memory" - round_page(page_range *
553          *          sizeof(struct vm_page)) = page_range * PAGE_SIZE 
554          * for page_range.  
555          */
556         low_avail = phys_avail[0];
557         high_avail = phys_avail[1];
558         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++) {
559                 if (vm_phys_segs[i].start < low_avail)
560                         low_avail = vm_phys_segs[i].start;
561                 if (vm_phys_segs[i].end > high_avail)
562                         high_avail = vm_phys_segs[i].end;
563         }
564         /* Skip the first chunk.  It is already accounted for. */
565         for (i = 2; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
566                 if (phys_avail[i] < low_avail)
567                         low_avail = phys_avail[i];
568                 if (phys_avail[i + 1] > high_avail)
569                         high_avail = phys_avail[i + 1];
570         }
571         first_page = low_avail / PAGE_SIZE;
572 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
573         size = 0;
574         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++)
575                 size += vm_phys_segs[i].end - vm_phys_segs[i].start;
576         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
577                 size += phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
578 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
579         size = high_avail - low_avail;
580 #else
581 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
582 #endif
583
584 #ifdef VM_PHYSSEG_DENSE
585         /*
586          * In the VM_PHYSSEG_DENSE case, the number of pages can account for
587          * the overhead of a page structure per page only if vm_page_array is
588          * allocated from the last physical memory chunk.  Otherwise, we must
589          * allocate page structures representing the physical memory
590          * underlying vm_page_array, even though they will not be used.
591          */
592         if (new_end != high_avail)
593                 page_range = size / PAGE_SIZE;
594         else
595 #endif
596         {
597                 page_range = size / (PAGE_SIZE + sizeof(struct vm_page));
598
599                 /*
600                  * If the partial bytes remaining are large enough for
601                  * a page (PAGE_SIZE) without a corresponding
602                  * 'struct vm_page', then new_end will contain an
603                  * extra page after subtracting the length of the VM
604                  * page array.  Compensate by subtracting an extra
605                  * page from new_end.
606                  */
607                 if (size % (PAGE_SIZE + sizeof(struct vm_page)) >= PAGE_SIZE) {
608                         if (new_end == high_avail)
609                                 high_avail -= PAGE_SIZE;
610                         new_end -= PAGE_SIZE;
611                 }
612         }
613         end = new_end;
614
615         /*
616          * Reserve an unmapped guard page to trap access to vm_page_array[-1].
617          * However, because this page is allocated from KVM, out-of-bounds
618          * accesses using the direct map will not be trapped.
619          */
620         vaddr += PAGE_SIZE;
621
622         /*
623          * Allocate physical memory for the page structures, and map it.
624          */
625         new_end = trunc_page(end - page_range * sizeof(struct vm_page));
626         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
627             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
628         vm_page_array = (vm_page_t)mapped;
629         vm_page_array_size = page_range;
630
631 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
632         /*
633          * Allocate physical memory for the reservation management system's
634          * data structures, and map it.
635          */
636         if (high_avail == end)
637                 high_avail = new_end;
638         new_end = vm_reserv_startup(&vaddr, new_end, high_avail);
639 #endif
640 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__mips__)
641         /*
642          * Include vm_page_array and vm_reserv_array in a crash dump.
643          */
644         for (pa = new_end; pa < end; pa += PAGE_SIZE)
645                 dump_add_page(pa);
646 #endif
647         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
648
649         /*
650          * Add physical memory segments corresponding to the available
651          * physical pages.
652          */
653         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
654                 vm_phys_add_seg(phys_avail[i], phys_avail[i + 1]);
655
656         /*
657          * Initialize the physical memory allocator.
658          */
659         vm_phys_init();
660
661         /*
662          * Initialize the page structures and add every available page to the
663          * physical memory allocator's free lists.
664          */
665         vm_cnt.v_page_count = 0;
666         vm_cnt.v_free_count = 0;
667         for (segind = 0; segind < vm_phys_nsegs; segind++) {
668                 seg = &vm_phys_segs[segind];
669                 for (pa = seg->start; pa < seg->end; pa += PAGE_SIZE)
670                         vm_phys_init_page(pa);
671
672                 /*
673                  * Add the segment to the free lists only if it is covered by
674                  * one of the ranges in phys_avail.  Because we've added the
675                  * ranges to the vm_phys_segs array, we can assume that each
676                  * segment is either entirely contained in one of the ranges,
677                  * or doesn't overlap any of them.
678                  */
679                 for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
680                         if (seg->start < phys_avail[i] ||
681                             seg->end > phys_avail[i + 1])
682                                 continue;
683
684                         m = seg->first_page;
685                         pagecount = (u_long)atop(seg->end - seg->start);
686
687                         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
688                         vm_phys_free_contig(m, pagecount);
689                         vm_phys_freecnt_adj(m, (int)pagecount);
690                         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
691                         vm_cnt.v_page_count += (u_int)pagecount;
692
693                         vmd = &vm_dom[seg->domain];
694                         vmd->vmd_page_count += (u_int)pagecount;
695                         vmd->vmd_segs |= 1UL << m->segind;
696                         break;
697                 }
698         }
699
700         /*
701          * Remove blacklisted pages from the physical memory allocator.
702          */
703         TAILQ_INIT(&blacklist_head);
704         vm_page_blacklist_load(&list, &listend);
705         vm_page_blacklist_check(list, listend);
706
707         list = kern_getenv("vm.blacklist");
708         vm_page_blacklist_check(list, NULL);
709
710         freeenv(list);
711 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
712         /*
713          * Initialize the reservation management system.
714          */
715         vm_reserv_init();
716 #endif
717         return (vaddr);
718 }
719
720 void
721 vm_page_reference(vm_page_t m)
722 {
723
724         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
725 }
726
727 /*
728  *      vm_page_busy_downgrade:
729  *
730  *      Downgrade an exclusive busy page into a single shared busy page.
731  */
732 void
733 vm_page_busy_downgrade(vm_page_t m)
734 {
735         u_int x;
736         bool locked;
737
738         vm_page_assert_xbusied(m);
739         locked = mtx_owned(vm_page_lockptr(m));
740
741         for (;;) {
742                 x = m->busy_lock;
743                 x &= VPB_BIT_WAITERS;
744                 if (x != 0 && !locked)
745                         vm_page_lock(m);
746                 if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock,
747                     VPB_SINGLE_EXCLUSIVER | x, VPB_SHARERS_WORD(1)))
748                         break;
749                 if (x != 0 && !locked)
750                         vm_page_unlock(m);
751         }
752         if (x != 0) {
753                 wakeup(m);
754                 if (!locked)
755                         vm_page_unlock(m);
756         }
757 }
758
759 /*
760  *      vm_page_sbusied:
761  *
762  *      Return a positive value if the page is shared busied, 0 otherwise.
763  */
764 int
765 vm_page_sbusied(vm_page_t m)
766 {
767         u_int x;
768
769         x = m->busy_lock;
770         return ((x & VPB_BIT_SHARED) != 0 && x != VPB_UNBUSIED);
771 }
772
773 /*
774  *      vm_page_sunbusy:
775  *
776  *      Shared unbusy a page.
777  */
778 void
779 vm_page_sunbusy(vm_page_t m)
780 {
781         u_int x;
782
783         vm_page_lock_assert(m, MA_NOTOWNED);
784         vm_page_assert_sbusied(m);
785
786         for (;;) {
787                 x = m->busy_lock;
788                 if (VPB_SHARERS(x) > 1) {
789                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
790                             x - VPB_ONE_SHARER))
791                                 break;
792                         continue;
793                 }
794                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0) {
795                         KASSERT(x == VPB_SHARERS_WORD(1),
796                             ("vm_page_sunbusy: invalid lock state"));
797                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock,
798                             VPB_SHARERS_WORD(1), VPB_UNBUSIED))
799                                 break;
800                         continue;
801                 }
802                 KASSERT(x == (VPB_SHARERS_WORD(1) | VPB_BIT_WAITERS),
803                     ("vm_page_sunbusy: invalid lock state for waiters"));
804
805                 vm_page_lock(m);
806                 if (!atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, VPB_UNBUSIED)) {
807                         vm_page_unlock(m);
808                         continue;
809                 }
810                 wakeup(m);
811                 vm_page_unlock(m);
812                 break;
813         }
814 }
815
816 /*
817  *      vm_page_busy_sleep:
818  *
819  *      Sleep and release the page lock, using the page pointer as wchan.
820  *      This is used to implement the hard-path of busying mechanism.
821  *
822  *      The given page must be locked.
823  *
824  *      If nonshared is true, sleep only if the page is xbusy.
825  */
826 void
827 vm_page_busy_sleep(vm_page_t m, const char *wmesg, bool nonshared)
828 {
829         u_int x;
830
831         vm_page_assert_locked(m);
832
833         x = m->busy_lock;
834         if (x == VPB_UNBUSIED || (nonshared && (x & VPB_BIT_SHARED) != 0) ||
835             ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0 &&
836             !atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, x | VPB_BIT_WAITERS))) {
837                 vm_page_unlock(m);
838                 return;
839         }
840         msleep(m, vm_page_lockptr(m), PVM | PDROP, wmesg, 0);
841 }
842
843 /*
844  *      vm_page_trysbusy:
845  *
846  *      Try to shared busy a page.
847  *      If the operation succeeds 1 is returned otherwise 0.
848  *      The operation never sleeps.
849  */
850 int
851 vm_page_trysbusy(vm_page_t m)
852 {
853         u_int x;
854
855         for (;;) {
856                 x = m->busy_lock;
857                 if ((x & VPB_BIT_SHARED) == 0)
858                         return (0);
859                 if (atomic_cmpset_acq_int(&m->busy_lock, x, x + VPB_ONE_SHARER))
860                         return (1);
861         }
862 }
863
864 static void
865 vm_page_xunbusy_locked(vm_page_t m)
866 {
867
868         vm_page_assert_xbusied(m);
869         vm_page_assert_locked(m);
870
871         atomic_store_rel_int(&m->busy_lock, VPB_UNBUSIED);
872         /* There is a waiter, do wakeup() instead of vm_page_flash(). */
873         wakeup(m);
874 }
875
876 void
877 vm_page_xunbusy_maybelocked(vm_page_t m)
878 {
879         bool lockacq;
880
881         vm_page_assert_xbusied(m);
882
883         /*
884          * Fast path for unbusy.  If it succeeds, we know that there
885          * are no waiters, so we do not need a wakeup.
886          */
887         if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock, VPB_SINGLE_EXCLUSIVER,
888             VPB_UNBUSIED))
889                 return;
890
891         lockacq = !mtx_owned(vm_page_lockptr(m));
892         if (lockacq)
893                 vm_page_lock(m);
894         vm_page_xunbusy_locked(m);
895         if (lockacq)
896                 vm_page_unlock(m);
897 }
898
899 /*
900  *      vm_page_xunbusy_hard:
901  *
902  *      Called after the first try the exclusive unbusy of a page failed.
903  *      It is assumed that the waiters bit is on.
904  */
905 void
906 vm_page_xunbusy_hard(vm_page_t m)
907 {
908
909         vm_page_assert_xbusied(m);
910
911         vm_page_lock(m);
912         vm_page_xunbusy_locked(m);
913         vm_page_unlock(m);
914 }
915
916 /*
917  *      vm_page_flash:
918  *
919  *      Wakeup anyone waiting for the page.
920  *      The ownership bits do not change.
921  *
922  *      The given page must be locked.
923  */
924 void
925 vm_page_flash(vm_page_t m)
926 {
927         u_int x;
928
929         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
930
931         for (;;) {
932                 x = m->busy_lock;
933                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0)
934                         return;
935                 if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
936                     x & (~VPB_BIT_WAITERS)))
937                         break;
938         }
939         wakeup(m);
940 }
941
942 /*
943  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
944  */
945 void
946 vm_page_change_lock(vm_page_t m, struct mtx **mtx)
947 {
948         struct mtx *mtx1;
949
950         mtx1 = vm_page_lockptr(m);
951         if (*mtx == mtx1)
952                 return;
953         if (*mtx != NULL)
954                 mtx_unlock(*mtx);
955         *mtx = mtx1;
956         mtx_lock(mtx1);
957 }
958
959 /*
960  * Keep page from being freed by the page daemon
961  * much of the same effect as wiring, except much lower
962  * overhead and should be used only for *very* temporary
963  * holding ("wiring").
964  */
965 void
966 vm_page_hold(vm_page_t mem)
967 {
968
969         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
970         mem->hold_count++;
971 }
972
973 void
974 vm_page_unhold(vm_page_t mem)
975 {
976
977         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
978         KASSERT(mem->hold_count >= 1, ("vm_page_unhold: hold count < 0!!!"));
979         --mem->hold_count;
980         if (mem->hold_count == 0 && (mem->flags & PG_UNHOLDFREE) != 0)
981                 vm_page_free_toq(mem);
982 }
983
984 /*
985  *      vm_page_unhold_pages:
986  *
987  *      Unhold each of the pages that is referenced by the given array.
988  */
989 void
990 vm_page_unhold_pages(vm_page_t *ma, int count)
991 {
992         struct mtx *mtx;
993
994         mtx = NULL;
995         for (; count != 0; count--) {
996                 vm_page_change_lock(*ma, &mtx);
997                 vm_page_unhold(*ma);
998                 ma++;
999         }
1000         if (mtx != NULL)
1001                 mtx_unlock(mtx);
1002 }
1003
1004 vm_page_t
1005 PHYS_TO_VM_PAGE(vm_paddr_t pa)
1006 {
1007         vm_page_t m;
1008
1009 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
1010         m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
1011         if (m == NULL)
1012                 m = vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa);
1013         return (m);
1014 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
1015         long pi;
1016
1017         pi = atop(pa);
1018         if (pi >= first_page && (pi - first_page) < vm_page_array_size) {
1019                 m = &vm_page_array[pi - first_page];
1020                 return (m);
1021         }
1022         return (vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa));
1023 #else
1024 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
1025 #endif
1026 }
1027
1028 /*
1029  *      vm_page_getfake:
1030  *
1031  *      Create a fictitious page with the specified physical address and
1032  *      memory attribute.  The memory attribute is the only the machine-
1033  *      dependent aspect of a fictitious page that must be initialized.
1034  */
1035 vm_page_t
1036 vm_page_getfake(vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1037 {
1038         vm_page_t m;
1039
1040         m = uma_zalloc(fakepg_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1041         vm_page_initfake(m, paddr, memattr);
1042         return (m);
1043 }
1044
1045 void
1046 vm_page_initfake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1047 {
1048
1049         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
1050                 /*
1051                  * The page's memattr might have changed since the
1052                  * previous initialization.  Update the pmap to the
1053                  * new memattr.
1054                  */
1055                 goto memattr;
1056         }
1057         m->phys_addr = paddr;
1058         m->queue = PQ_NONE;
1059         /* Fictitious pages don't use "segind". */
1060         m->flags = PG_FICTITIOUS;
1061         /* Fictitious pages don't use "order" or "pool". */
1062         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1063         m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1064         m->wire_count = 1;
1065         pmap_page_init(m);
1066 memattr:
1067         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1068 }
1069
1070 /*
1071  *      vm_page_putfake:
1072  *
1073  *      Release a fictitious page.
1074  */
1075 void
1076 vm_page_putfake(vm_page_t m)
1077 {
1078
1079         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0, ("managed %p", m));
1080         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
1081             ("vm_page_putfake: bad page %p", m));
1082         uma_zfree(fakepg_zone, m);
1083 }
1084
1085 /*
1086  *      vm_page_updatefake:
1087  *
1088  *      Update the given fictitious page to the specified physical address and
1089  *      memory attribute.
1090  */
1091 void
1092 vm_page_updatefake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1093 {
1094
1095         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
1096             ("vm_page_updatefake: bad page %p", m));
1097         m->phys_addr = paddr;
1098         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1099 }
1100
1101 /*
1102  *      vm_page_free:
1103  *
1104  *      Free a page.
1105  */
1106 void
1107 vm_page_free(vm_page_t m)
1108 {
1109
1110         m->flags &= ~PG_ZERO;
1111         vm_page_free_toq(m);
1112 }
1113
1114 /*
1115  *      vm_page_free_zero:
1116  *
1117  *      Free a page to the zerod-pages queue
1118  */
1119 void
1120 vm_page_free_zero(vm_page_t m)
1121 {
1122
1123         m->flags |= PG_ZERO;
1124         vm_page_free_toq(m);
1125 }
1126
1127 /*
1128  * Unbusy and handle the page queueing for a page from a getpages request that
1129  * was optionally read ahead or behind.
1130  */
1131 void
1132 vm_page_readahead_finish(vm_page_t m)
1133 {
1134
1135         /* We shouldn't put invalid pages on queues. */
1136         KASSERT(m->valid != 0, ("%s: %p is invalid", __func__, m));
1137
1138         /*
1139          * Since the page is not the actually needed one, whether it should
1140          * be activated or deactivated is not obvious.  Empirical results
1141          * have shown that deactivating the page is usually the best choice,
1142          * unless the page is wanted by another thread.
1143          */
1144         vm_page_lock(m);
1145         if ((m->busy_lock & VPB_BIT_WAITERS) != 0)
1146                 vm_page_activate(m);
1147         else
1148                 vm_page_deactivate(m);
1149         vm_page_unlock(m);
1150         vm_page_xunbusy(m);
1151 }
1152
1153 /*
1154  *      vm_page_sleep_if_busy:
1155  *
1156  *      Sleep and release the page queues lock if the page is busied.
1157  *      Returns TRUE if the thread slept.
1158  *
1159  *      The given page must be unlocked and object containing it must
1160  *      be locked.
1161  */
1162 int
1163 vm_page_sleep_if_busy(vm_page_t m, const char *msg)
1164 {
1165         vm_object_t obj;
1166
1167         vm_page_lock_assert(m, MA_NOTOWNED);
1168         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1169
1170         if (vm_page_busied(m)) {
1171                 /*
1172                  * The page-specific object must be cached because page
1173                  * identity can change during the sleep, causing the
1174                  * re-lock of a different object.
1175                  * It is assumed that a reference to the object is already
1176                  * held by the callers.
1177                  */
1178                 obj = m->object;
1179                 vm_page_lock(m);
1180                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1181                 vm_page_busy_sleep(m, msg, false);
1182                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1183                 return (TRUE);
1184         }
1185         return (FALSE);
1186 }
1187
1188 /*
1189  *      vm_page_dirty_KBI:              [ internal use only ]
1190  *
1191  *      Set all bits in the page's dirty field.
1192  *
1193  *      The object containing the specified page must be locked if the
1194  *      call is made from the machine-independent layer.
1195  *
1196  *      See vm_page_clear_dirty_mask().
1197  *
1198  *      This function should only be called by vm_page_dirty().
1199  */
1200 void
1201 vm_page_dirty_KBI(vm_page_t m)
1202 {
1203
1204         /* Refer to this operation by its public name. */
1205         KASSERT(m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
1206             ("vm_page_dirty: page is invalid!"));
1207         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
1208 }
1209
1210 /*
1211  *      vm_page_insert:         [ internal use only ]
1212  *
1213  *      Inserts the given mem entry into the object and object list.
1214  *
1215  *      The object must be locked.
1216  */
1217 int
1218 vm_page_insert(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1219 {
1220         vm_page_t mpred;
1221
1222         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1223         mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1224         return (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred));
1225 }
1226
1227 /*
1228  *      vm_page_insert_after:
1229  *
1230  *      Inserts the page "m" into the specified object at offset "pindex".
1231  *
1232  *      The page "mpred" must immediately precede the offset "pindex" within
1233  *      the specified object.
1234  *
1235  *      The object must be locked.
1236  */
1237 static int
1238 vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
1239     vm_page_t mpred)
1240 {
1241         vm_page_t msucc;
1242
1243         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1244         KASSERT(m->object == NULL,
1245             ("vm_page_insert_after: page already inserted"));
1246         if (mpred != NULL) {
1247                 KASSERT(mpred->object == object,
1248                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1249                 KASSERT(mpred->pindex < pindex,
1250                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1251                 msucc = TAILQ_NEXT(mpred, listq);
1252         } else
1253                 msucc = TAILQ_FIRST(&object->memq);
1254         if (msucc != NULL)
1255                 KASSERT(msucc->pindex > pindex,
1256                     ("vm_page_insert_after: msucc doesn't succeed pindex"));
1257
1258         /*
1259          * Record the object/offset pair in this page
1260          */
1261         m->object = object;
1262         m->pindex = pindex;
1263
1264         /*
1265          * Now link into the object's ordered list of backed pages.
1266          */
1267         if (vm_radix_insert(&object->rtree, m)) {
1268                 m->object = NULL;
1269                 m->pindex = 0;
1270                 return (1);
1271         }
1272         vm_page_insert_radixdone(m, object, mpred);
1273         return (0);
1274 }
1275
1276 /*
1277  *      vm_page_insert_radixdone:
1278  *
1279  *      Complete page "m" insertion into the specified object after the
1280  *      radix trie hooking.
1281  *
1282  *      The page "mpred" must precede the offset "m->pindex" within the
1283  *      specified object.
1284  *
1285  *      The object must be locked.
1286  */
1287 static void
1288 vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_page_t mpred)
1289 {
1290
1291         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1292         KASSERT(object != NULL && m->object == object,
1293             ("vm_page_insert_radixdone: page %p has inconsistent object", m));
1294         if (mpred != NULL) {
1295                 KASSERT(mpred->object == object,
1296                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1297                 KASSERT(mpred->pindex < m->pindex,
1298                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1299         }
1300
1301         if (mpred != NULL)
1302                 TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mpred, m, listq);
1303         else
1304                 TAILQ_INSERT_HEAD(&object->memq, m, listq);
1305
1306         /*
1307          * Show that the object has one more resident page.
1308          */
1309         object->resident_page_count++;
1310
1311         /*
1312          * Hold the vnode until the last page is released.
1313          */
1314         if (object->resident_page_count == 1 && object->type == OBJT_VNODE)
1315                 vhold(object->handle);
1316
1317         /*
1318          * Since we are inserting a new and possibly dirty page,
1319          * update the object's OBJ_MIGHTBEDIRTY flag.
1320          */
1321         if (pmap_page_is_write_mapped(m))
1322                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1323 }
1324
1325 /*
1326  *      vm_page_remove:
1327  *
1328  *      Removes the specified page from its containing object, but does not
1329  *      invalidate any backing storage.
1330  *
1331  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is managed.
1332  */
1333 void
1334 vm_page_remove(vm_page_t m)
1335 {
1336         vm_object_t object;
1337         vm_page_t mrem;
1338
1339         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1340                 vm_page_assert_locked(m);
1341         if ((object = m->object) == NULL)
1342                 return;
1343         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1344         if (vm_page_xbusied(m))
1345                 vm_page_xunbusy_maybelocked(m);
1346         mrem = vm_radix_remove(&object->rtree, m->pindex);
1347         KASSERT(mrem == m, ("removed page %p, expected page %p", mrem, m));
1348
1349         /*
1350          * Now remove from the object's list of backed pages.
1351          */
1352         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
1353
1354         /*
1355          * And show that the object has one fewer resident page.
1356          */
1357         object->resident_page_count--;
1358
1359         /*
1360          * The vnode may now be recycled.
1361          */
1362         if (object->resident_page_count == 0 && object->type == OBJT_VNODE)
1363                 vdrop(object->handle);
1364
1365         m->object = NULL;
1366 }
1367
1368 /*
1369  *      vm_page_lookup:
1370  *
1371  *      Returns the page associated with the object/offset
1372  *      pair specified; if none is found, NULL is returned.
1373  *
1374  *      The object must be locked.
1375  */
1376 vm_page_t
1377 vm_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1378 {
1379
1380         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1381         return (vm_radix_lookup(&object->rtree, pindex));
1382 }
1383
1384 /*
1385  *      vm_page_find_least:
1386  *
1387  *      Returns the page associated with the object with least pindex
1388  *      greater than or equal to the parameter pindex, or NULL.
1389  *
1390  *      The object must be locked.
1391  */
1392 vm_page_t
1393 vm_page_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1394 {
1395         vm_page_t m;
1396
1397         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1398         if ((m = TAILQ_FIRST(&object->memq)) != NULL && m->pindex < pindex)
1399                 m = vm_radix_lookup_ge(&object->rtree, pindex);
1400         return (m);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Returns the given page's successor (by pindex) within the object if it is
1405  * resident; if none is found, NULL is returned.
1406  *
1407  * The object must be locked.
1408  */
1409 vm_page_t
1410 vm_page_next(vm_page_t m)
1411 {
1412         vm_page_t next;
1413
1414         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1415         if ((next = TAILQ_NEXT(m, listq)) != NULL) {
1416                 MPASS(next->object == m->object);
1417                 if (next->pindex != m->pindex + 1)
1418                         next = NULL;
1419         }
1420         return (next);
1421 }
1422
1423 /*
1424  * Returns the given page's predecessor (by pindex) within the object if it is
1425  * resident; if none is found, NULL is returned.
1426  *
1427  * The object must be locked.
1428  */
1429 vm_page_t
1430 vm_page_prev(vm_page_t m)
1431 {
1432         vm_page_t prev;
1433
1434         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1435         if ((prev = TAILQ_PREV(m, pglist, listq)) != NULL) {
1436                 MPASS(prev->object == m->object);
1437                 if (prev->pindex != m->pindex - 1)
1438                         prev = NULL;
1439         }
1440         return (prev);
1441 }
1442
1443 /*
1444  * Uses the page mnew as a replacement for an existing page at index
1445  * pindex which must be already present in the object.
1446  *
1447  * The existing page must not be on a paging queue.
1448  */
1449 vm_page_t
1450 vm_page_replace(vm_page_t mnew, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1451 {
1452         vm_page_t mold;
1453
1454         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1455         KASSERT(mnew->object == NULL,
1456             ("vm_page_replace: page already in object"));
1457
1458         /*
1459          * This function mostly follows vm_page_insert() and
1460          * vm_page_remove() without the radix, object count and vnode
1461          * dance.  Double check such functions for more comments.
1462          */
1463
1464         mnew->object = object;
1465         mnew->pindex = pindex;
1466         mold = vm_radix_replace(&object->rtree, mnew);
1467         KASSERT(mold->queue == PQ_NONE,
1468             ("vm_page_replace: mold is on a paging queue"));
1469
1470         /* Keep the resident page list in sorted order. */
1471         TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mold, mnew, listq);
1472         TAILQ_REMOVE(&object->memq, mold, listq);
1473
1474         mold->object = NULL;
1475         vm_page_xunbusy_maybelocked(mold);
1476
1477         /*
1478          * The object's resident_page_count does not change because we have
1479          * swapped one page for another, but OBJ_MIGHTBEDIRTY.
1480          */
1481         if (pmap_page_is_write_mapped(mnew))
1482                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1483         return (mold);
1484 }
1485
1486 /*
1487  *      vm_page_rename:
1488  *
1489  *      Move the given memory entry from its
1490  *      current object to the specified target object/offset.
1491  *
1492  *      Note: swap associated with the page must be invalidated by the move.  We
1493  *            have to do this for several reasons:  (1) we aren't freeing the
1494  *            page, (2) we are dirtying the page, (3) the VM system is probably
1495  *            moving the page from object A to B, and will then later move
1496  *            the backing store from A to B and we can't have a conflict.
1497  *
1498  *      Note: we *always* dirty the page.  It is necessary both for the
1499  *            fact that we moved it, and because we may be invalidating
1500  *            swap.
1501  *
1502  *      The objects must be locked.
1503  */
1504 int
1505 vm_page_rename(vm_page_t m, vm_object_t new_object, vm_pindex_t new_pindex)
1506 {
1507         vm_page_t mpred;
1508         vm_pindex_t opidx;
1509
1510         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(new_object);
1511
1512         mpred = vm_radix_lookup_le(&new_object->rtree, new_pindex);
1513         KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != new_pindex,
1514             ("vm_page_rename: pindex already renamed"));
1515
1516         /*
1517          * Create a custom version of vm_page_insert() which does not depend
1518          * by m_prev and can cheat on the implementation aspects of the
1519          * function.
1520          */
1521         opidx = m->pindex;
1522         m->pindex = new_pindex;
1523         if (vm_radix_insert(&new_object->rtree, m)) {
1524                 m->pindex = opidx;
1525                 return (1);
1526         }
1527
1528         /*
1529          * The operation cannot fail anymore.  The removal must happen before
1530          * the listq iterator is tainted.
1531          */
1532         m->pindex = opidx;
1533         vm_page_lock(m);
1534         vm_page_remove(m);
1535
1536         /* Return back to the new pindex to complete vm_page_insert(). */
1537         m->pindex = new_pindex;
1538         m->object = new_object;
1539         vm_page_unlock(m);
1540         vm_page_insert_radixdone(m, new_object, mpred);
1541         vm_page_dirty(m);
1542         return (0);
1543 }
1544
1545 /*
1546  *      vm_page_alloc:
1547  *
1548  *      Allocate and return a page that is associated with the specified
1549  *      object and offset pair.  By default, this page is exclusive busied.
1550  *
1551  *      The caller must always specify an allocation class.
1552  *
1553  *      allocation classes:
1554  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1555  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1556  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1557  *
1558  *      optional allocation flags:
1559  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
1560  *                              intends to allocate
1561  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1562  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1563  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1564  *                              should not be exclusive busy
1565  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1566  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1567  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1568  *
1569  *      This routine may not sleep.
1570  */
1571 vm_page_t
1572 vm_page_alloc(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req)
1573 {
1574
1575         return (vm_page_alloc_after(object, pindex, req, object != NULL ?
1576             vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex) : NULL));
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Allocate a page in the specified object with the given page index.  To
1581  * optimize insertion of the page into the object, the caller must also specifiy
1582  * the resident page in the object with largest index smaller than the given
1583  * page index, or NULL if no such page exists.
1584  */
1585 vm_page_t
1586 vm_page_alloc_after(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req,
1587     vm_page_t mpred)
1588 {
1589         vm_page_t m;
1590         int flags, req_class;
1591         u_int free_count;
1592
1593         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1594             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1595             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1596             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1597             ("inconsistent object(%p)/req(%x)", object, req));
1598         KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex < pindex,
1599             ("mpred %p doesn't precede pindex 0x%jx", mpred,
1600             (uintmax_t)pindex));
1601         if (object != NULL)
1602                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1603
1604         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1605
1606         /*
1607          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1608          */
1609         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1610                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1611
1612         /*
1613          * Allocate a page if the number of free pages exceeds the minimum
1614          * for the request class.
1615          */
1616         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1617         if (vm_cnt.v_free_count > vm_cnt.v_free_reserved ||
1618             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1619             vm_cnt.v_free_count > vm_cnt.v_interrupt_free_min) ||
1620             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1621             vm_cnt.v_free_count > 0)) {
1622                 /*
1623                  * Can we allocate the page from a reservation?
1624                  */
1625 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1626                 if (object == NULL || (object->flags & (OBJ_COLORED |
1627                     OBJ_FICTITIOUS)) != OBJ_COLORED || (m =
1628                     vm_reserv_alloc_page(object, pindex, mpred)) == NULL)
1629 #endif
1630                 {
1631                         /*
1632                          * If not, allocate it from the free page queues.
1633                          */
1634                         m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1635                             VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
1636 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1637                         if (m == NULL && vm_reserv_reclaim_inactive()) {
1638                                 m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1639                                     VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT,
1640                                     0);
1641                         }
1642 #endif
1643                 }
1644         } else {
1645                 /*
1646                  * Not allocatable, give up.
1647                  */
1648                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1649                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
1650                     max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
1651                 pagedaemon_wakeup();
1652                 return (NULL);
1653         }
1654
1655         /*
1656          *  At this point we had better have found a good page.
1657          */
1658         KASSERT(m != NULL, ("missing page"));
1659         free_count = vm_phys_freecnt_adj(m, -1);
1660         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1661         vm_page_alloc_check(m);
1662
1663         /*
1664          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1665          */
1666         flags = 0;
1667         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1668                 flags = PG_ZERO;
1669         flags &= m->flags;
1670         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
1671                 flags |= PG_NODUMP;
1672         m->flags = flags;
1673         m->aflags = 0;
1674         m->oflags = object == NULL || (object->flags & OBJ_UNMANAGED) != 0 ?
1675             VPO_UNMANAGED : 0;
1676         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1677         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1678                 m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1679         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1680                 m->busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1681         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1682                 /*
1683                  * The page lock is not required for wiring a page until that
1684                  * page is inserted into the object.
1685                  */
1686                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1687                 m->wire_count = 1;
1688         }
1689         m->act_count = 0;
1690
1691         if (object != NULL) {
1692                 if (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred)) {
1693                         pagedaemon_wakeup();
1694                         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1695                                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1696                                 m->wire_count = 0;
1697                         }
1698                         KASSERT(m->object == NULL, ("page %p has object", m));
1699                         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1700                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1701                         /* Don't change PG_ZERO. */
1702                         vm_page_free_toq(m);
1703                         return (NULL);
1704                 }
1705
1706                 /* Ignore device objects; the pager sets "memattr" for them. */
1707                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1708                     (object->flags & OBJ_FICTITIOUS) == 0)
1709                         pmap_page_set_memattr(m, object->memattr);
1710         } else
1711                 m->pindex = pindex;
1712
1713         /*
1714          * Don't wakeup too often - wakeup the pageout daemon when
1715          * we would be nearly out of memory.
1716          */
1717         if (vm_paging_needed(free_count))
1718                 pagedaemon_wakeup();
1719
1720         return (m);
1721 }
1722
1723 /*
1724  *      vm_page_alloc_contig:
1725  *
1726  *      Allocate a contiguous set of physical pages of the given size "npages"
1727  *      from the free lists.  All of the physical pages must be at or above
1728  *      the given physical address "low" and below the given physical address
1729  *      "high".  The given value "alignment" determines the alignment of the
1730  *      first physical page in the set.  If the given value "boundary" is
1731  *      non-zero, then the set of physical pages cannot cross any physical
1732  *      address boundary that is a multiple of that value.  Both "alignment"
1733  *      and "boundary" must be a power of two.
1734  *
1735  *      If the specified memory attribute, "memattr", is VM_MEMATTR_DEFAULT,
1736  *      then the memory attribute setting for the physical pages is configured
1737  *      to the object's memory attribute setting.  Otherwise, the memory
1738  *      attribute setting for the physical pages is configured to "memattr",
1739  *      overriding the object's memory attribute setting.  However, if the
1740  *      object's memory attribute setting is not VM_MEMATTR_DEFAULT, then the
1741  *      memory attribute setting for the physical pages cannot be configured
1742  *      to VM_MEMATTR_DEFAULT.
1743  *
1744  *      The specified object may not contain fictitious pages.
1745  *
1746  *      The caller must always specify an allocation class.
1747  *
1748  *      allocation classes:
1749  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1750  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1751  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1752  *
1753  *      optional allocation flags:
1754  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1755  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1756  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1757  *                              should not be exclusive busy
1758  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1759  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1760  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1761  *
1762  *      This routine may not sleep.
1763  */
1764 vm_page_t
1765 vm_page_alloc_contig(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req,
1766     u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment,
1767     vm_paddr_t boundary, vm_memattr_t memattr)
1768 {
1769         vm_page_t m, m_ret, mpred;
1770         u_int busy_lock, flags, oflags;
1771         int req_class;
1772
1773         mpred = NULL;   /* XXX: pacify gcc */
1774         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1775             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1776             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1777             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1778             ("vm_page_alloc_contig: inconsistent object(%p)/req(%x)", object,
1779             req));
1780         if (object != NULL) {
1781                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1782                 KASSERT((object->flags & OBJ_FICTITIOUS) == 0,
1783                     ("vm_page_alloc_contig: object %p has fictitious pages",
1784                     object));
1785         }
1786         KASSERT(npages > 0, ("vm_page_alloc_contig: npages is zero"));
1787         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1788
1789         /*
1790          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1791          */
1792         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1793                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1794
1795         if (object != NULL) {
1796                 mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1797                 KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != pindex,
1798                     ("vm_page_alloc_contig: pindex already allocated"));
1799         }
1800
1801         /*
1802          * Can we allocate the pages without the number of free pages falling
1803          * below the lower bound for the allocation class?
1804          */
1805         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1806         if (vm_cnt.v_free_count >= npages + vm_cnt.v_free_reserved ||
1807             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1808             vm_cnt.v_free_count >= npages + vm_cnt.v_interrupt_free_min) ||
1809             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1810             vm_cnt.v_free_count >= npages)) {
1811                 /*
1812                  * Can we allocate the pages from a reservation?
1813                  */
1814 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1815 retry:
1816                 if (object == NULL || (object->flags & OBJ_COLORED) == 0 ||
1817                     (m_ret = vm_reserv_alloc_contig(object, pindex, npages,
1818                     low, high, alignment, boundary, mpred)) == NULL)
1819 #endif
1820                         /*
1821                          * If not, allocate them from the free page queues.
1822                          */
1823                         m_ret = vm_phys_alloc_contig(npages, low, high,
1824                             alignment, boundary);
1825         } else {
1826                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1827                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit, npages);
1828                 pagedaemon_wakeup();
1829                 return (NULL);
1830         }
1831         if (m_ret != NULL)
1832                 vm_phys_freecnt_adj(m_ret, -npages);
1833         else {
1834 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1835                 if (vm_reserv_reclaim_contig(npages, low, high, alignment,
1836                     boundary))
1837                         goto retry;
1838 #endif
1839         }
1840         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1841         if (m_ret == NULL)
1842                 return (NULL);
1843         for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++)
1844                 vm_page_alloc_check(m);
1845
1846         /*
1847          * Initialize the pages.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1848          */
1849         flags = 0;
1850         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1851                 flags = PG_ZERO;
1852         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
1853                 flags |= PG_NODUMP;
1854         oflags = object == NULL || (object->flags & OBJ_UNMANAGED) != 0 ?
1855             VPO_UNMANAGED : 0;
1856         busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1857         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1858                 busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1859         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1860                 busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1861         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1862                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, npages);
1863         if (object != NULL) {
1864                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1865                     memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT)
1866                         memattr = object->memattr;
1867         }
1868         for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
1869                 m->aflags = 0;
1870                 m->flags = (m->flags | PG_NODUMP) & flags;
1871                 m->busy_lock = busy_lock;
1872                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1873                         m->wire_count = 1;
1874                 m->act_count = 0;
1875                 m->oflags = oflags;
1876                 if (object != NULL) {
1877                         if (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred)) {
1878                                 pagedaemon_wakeup();
1879                                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1880                                         atomic_subtract_int(
1881                                             &vm_cnt.v_wire_count, npages);
1882                                 KASSERT(m->object == NULL,
1883                                     ("page %p has object", m));
1884                                 mpred = m;
1885                                 for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
1886                                         if (m <= mpred &&
1887                                             (req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1888                                                 m->wire_count = 0;
1889                                         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1890                                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1891                                         /* Don't change PG_ZERO. */
1892                                         vm_page_free_toq(m);
1893                                 }
1894                                 return (NULL);
1895                         }
1896                         mpred = m;
1897                 } else
1898                         m->pindex = pindex;
1899                 if (memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
1900                         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1901                 pindex++;
1902         }
1903         if (vm_paging_needed(vm_cnt.v_free_count))
1904                 pagedaemon_wakeup();
1905         return (m_ret);
1906 }
1907
1908 /*
1909  * Check a page that has been freshly dequeued from a freelist.
1910  */
1911 static void
1912 vm_page_alloc_check(vm_page_t m)
1913 {
1914
1915         KASSERT(m->object == NULL, ("page %p has object", m));
1916         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1917             ("page %p has unexpected queue %d", m, m->queue));
1918         KASSERT(m->wire_count == 0, ("page %p is wired", m));
1919         KASSERT(m->hold_count == 0, ("page %p is held", m));
1920         KASSERT(!vm_page_busied(m), ("page %p is busy", m));
1921         KASSERT(m->dirty == 0, ("page %p is dirty", m));
1922         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
1923             ("page %p has unexpected memattr %d",
1924             m, pmap_page_get_memattr(m)));
1925         KASSERT(m->valid == 0, ("free page %p is valid", m));
1926 }
1927
1928 /*
1929  *      vm_page_alloc_freelist:
1930  *
1931  *      Allocate a physical page from the specified free page list.
1932  *
1933  *      The caller must always specify an allocation class.
1934  *
1935  *      allocation classes:
1936  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1937  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1938  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1939  *
1940  *      optional allocation flags:
1941  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
1942  *                              intends to allocate
1943  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1944  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1945  *
1946  *      This routine may not sleep.
1947  */
1948 vm_page_t
1949 vm_page_alloc_freelist(int flind, int req)
1950 {
1951         vm_page_t m;
1952         u_int flags, free_count;
1953         int req_class;
1954
1955         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1956
1957         /*
1958          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1959          */
1960         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1961                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1962
1963         /*
1964          * Do not allocate reserved pages unless the req has asked for it.
1965          */
1966         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1967         if (vm_cnt.v_free_count > vm_cnt.v_free_reserved ||
1968             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1969             vm_cnt.v_free_count > vm_cnt.v_interrupt_free_min) ||
1970             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1971             vm_cnt.v_free_count > 0))
1972                 m = vm_phys_alloc_freelist_pages(flind, VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
1973         else {
1974                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1975                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
1976                     max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
1977                 pagedaemon_wakeup();
1978                 return (NULL);
1979         }
1980         if (m == NULL) {
1981                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1982                 return (NULL);
1983         }
1984         free_count = vm_phys_freecnt_adj(m, -1);
1985         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1986         vm_page_alloc_check(m);
1987
1988         /*
1989          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1990          */
1991         m->aflags = 0;
1992         flags = 0;
1993         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1994                 flags = PG_ZERO;
1995         m->flags &= flags;
1996         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
1997                 /*
1998                  * The page lock is not required for wiring a page that does
1999                  * not belong to an object.
2000                  */
2001                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2002                 m->wire_count = 1;
2003         }
2004         /* Unmanaged pages don't use "act_count". */
2005         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
2006         if (vm_paging_needed(free_count))
2007                 pagedaemon_wakeup();
2008         return (m);
2009 }
2010
2011 #define VPSC_ANY        0       /* No restrictions. */
2012 #define VPSC_NORESERV   1       /* Skip reservations; implies VPSC_NOSUPER. */
2013 #define VPSC_NOSUPER    2       /* Skip superpages. */
2014
2015 /*
2016  *      vm_page_scan_contig:
2017  *
2018  *      Scan vm_page_array[] between the specified entries "m_start" and
2019  *      "m_end" for a run of contiguous physical pages that satisfy the
2020  *      specified conditions, and return the lowest page in the run.  The
2021  *      specified "alignment" determines the alignment of the lowest physical
2022  *      page in the run.  If the specified "boundary" is non-zero, then the
2023  *      run of physical pages cannot span a physical address that is a
2024  *      multiple of "boundary".
2025  *
2026  *      "m_end" is never dereferenced, so it need not point to a vm_page
2027  *      structure within vm_page_array[].
2028  *
2029  *      "npages" must be greater than zero.  "m_start" and "m_end" must not
2030  *      span a hole (or discontiguity) in the physical address space.  Both
2031  *      "alignment" and "boundary" must be a power of two.
2032  */
2033 vm_page_t
2034 vm_page_scan_contig(u_long npages, vm_page_t m_start, vm_page_t m_end,
2035     u_long alignment, vm_paddr_t boundary, int options)
2036 {
2037         struct mtx *m_mtx;
2038         vm_object_t object;
2039         vm_paddr_t pa;
2040         vm_page_t m, m_run;
2041 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2042         int level;
2043 #endif
2044         int m_inc, order, run_ext, run_len;
2045
2046         KASSERT(npages > 0, ("npages is 0"));
2047         KASSERT(powerof2(alignment), ("alignment is not a power of 2"));
2048         KASSERT(powerof2(boundary), ("boundary is not a power of 2"));
2049         m_run = NULL;
2050         run_len = 0;
2051         m_mtx = NULL;
2052         for (m = m_start; m < m_end && run_len < npages; m += m_inc) {
2053                 KASSERT((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_MARKER)) == 0,
2054                     ("page %p is PG_FICTITIOUS or PG_MARKER", m));
2055
2056                 /*
2057                  * If the current page would be the start of a run, check its
2058                  * physical address against the end, alignment, and boundary
2059                  * conditions.  If it doesn't satisfy these conditions, either
2060                  * terminate the scan or advance to the next page that
2061                  * satisfies the failed condition.
2062                  */
2063                 if (run_len == 0) {
2064                         KASSERT(m_run == NULL, ("m_run != NULL"));
2065                         if (m + npages > m_end)
2066                                 break;
2067                         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2068                         if ((pa & (alignment - 1)) != 0) {
2069                                 m_inc = atop(roundup2(pa, alignment) - pa);
2070                                 continue;
2071                         }
2072                         if (rounddown2(pa ^ (pa + ptoa(npages) - 1),
2073                             boundary) != 0) {
2074                                 m_inc = atop(roundup2(pa, boundary) - pa);
2075                                 continue;
2076                         }
2077                 } else
2078                         KASSERT(m_run != NULL, ("m_run == NULL"));
2079
2080                 vm_page_change_lock(m, &m_mtx);
2081                 m_inc = 1;
2082 retry:
2083                 if (m->wire_count != 0 || m->hold_count != 0)
2084                         run_ext = 0;
2085 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2086                 else if ((level = vm_reserv_level(m)) >= 0 &&
2087                     (options & VPSC_NORESERV) != 0) {
2088                         run_ext = 0;
2089                         /* Advance to the end of the reservation. */
2090                         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2091                         m_inc = atop(roundup2(pa + 1, vm_reserv_size(level)) -
2092                             pa);
2093                 }
2094 #endif
2095                 else if ((object = m->object) != NULL) {
2096                         /*
2097                          * The page is considered eligible for relocation if
2098                          * and only if it could be laundered or reclaimed by
2099                          * the page daemon.
2100                          */
2101                         if (!VM_OBJECT_TRYRLOCK(object)) {
2102                                 mtx_unlock(m_mtx);
2103                                 VM_OBJECT_RLOCK(object);
2104                                 mtx_lock(m_mtx);
2105                                 if (m->object != object) {
2106                                         /*
2107                                          * The page may have been freed.
2108                                          */
2109                                         VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2110                                         goto retry;
2111                                 } else if (m->wire_count != 0 ||
2112                                     m->hold_count != 0) {
2113                                         run_ext = 0;
2114                                         goto unlock;
2115                                 }
2116                         }
2117                         KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2118                             ("page %p is PG_UNHOLDFREE", m));
2119                         /* Don't care: PG_NODUMP, PG_ZERO. */
2120                         if (object->type != OBJT_DEFAULT &&
2121                             object->type != OBJT_SWAP &&
2122                             object->type != OBJT_VNODE) {
2123                                 run_ext = 0;
2124 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2125                         } else if ((options & VPSC_NOSUPER) != 0 &&
2126                             (level = vm_reserv_level_iffullpop(m)) >= 0) {
2127                                 run_ext = 0;
2128                                 /* Advance to the end of the superpage. */
2129                                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2130                                 m_inc = atop(roundup2(pa + 1,
2131                                     vm_reserv_size(level)) - pa);
2132 #endif
2133                         } else if (object->memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT &&
2134                             m->queue != PQ_NONE && !vm_page_busied(m)) {
2135                                 /*
2136                                  * The page is allocated but eligible for
2137                                  * relocation.  Extend the current run by one
2138                                  * page.
2139                                  */
2140                                 KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) ==
2141                                     VM_MEMATTR_DEFAULT,
2142                                     ("page %p has an unexpected memattr", m));
2143                                 KASSERT((m->oflags & (VPO_SWAPINPROG |
2144                                     VPO_SWAPSLEEP | VPO_UNMANAGED)) == 0,
2145                                     ("page %p has unexpected oflags", m));
2146                                 /* Don't care: VPO_NOSYNC. */
2147                                 run_ext = 1;
2148                         } else
2149                                 run_ext = 0;
2150 unlock:
2151                         VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2152 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2153                 } else if (level >= 0) {
2154                         /*
2155                          * The page is reserved but not yet allocated.  In
2156                          * other words, it is still free.  Extend the current
2157                          * run by one page.
2158                          */
2159                         run_ext = 1;
2160 #endif
2161                 } else if ((order = m->order) < VM_NFREEORDER) {
2162                         /*
2163                          * The page is enqueued in the physical memory
2164                          * allocator's free page queues.  Moreover, it is the
2165                          * first page in a power-of-two-sized run of
2166                          * contiguous free pages.  Add these pages to the end
2167                          * of the current run, and jump ahead.
2168                          */
2169                         run_ext = 1 << order;
2170                         m_inc = 1 << order;
2171                 } else {
2172                         /*
2173                          * Skip the page for one of the following reasons: (1)
2174                          * It is enqueued in the physical memory allocator's
2175                          * free page queues.  However, it is not the first
2176                          * page in a run of contiguous free pages.  (This case
2177                          * rarely occurs because the scan is performed in
2178                          * ascending order.) (2) It is not reserved, and it is
2179                          * transitioning from free to allocated.  (Conversely,
2180                          * the transition from allocated to free for managed
2181                          * pages is blocked by the page lock.) (3) It is
2182                          * allocated but not contained by an object and not
2183                          * wired, e.g., allocated by Xen's balloon driver.
2184                          */
2185                         run_ext = 0;
2186                 }
2187
2188                 /*
2189                  * Extend or reset the current run of pages.
2190                  */
2191                 if (run_ext > 0) {
2192                         if (run_len == 0)
2193                                 m_run = m;
2194                         run_len += run_ext;
2195                 } else {
2196                         if (run_len > 0) {
2197                                 m_run = NULL;
2198                                 run_len = 0;
2199                         }
2200                 }
2201         }
2202         if (m_mtx != NULL)
2203                 mtx_unlock(m_mtx);
2204         if (run_len >= npages)
2205                 return (m_run);
2206         return (NULL);
2207 }
2208
2209 /*
2210  *      vm_page_reclaim_run:
2211  *
2212  *      Try to relocate each of the allocated virtual pages within the
2213  *      specified run of physical pages to a new physical address.  Free the
2214  *      physical pages underlying the relocated virtual pages.  A virtual page
2215  *      is relocatable if and only if it could be laundered or reclaimed by
2216  *      the page daemon.  Whenever possible, a virtual page is relocated to a
2217  *      physical address above "high".
2218  *
2219  *      Returns 0 if every physical page within the run was already free or
2220  *      just freed by a successful relocation.  Otherwise, returns a non-zero
2221  *      value indicating why the last attempt to relocate a virtual page was
2222  *      unsuccessful.
2223  *
2224  *      "req_class" must be an allocation class.
2225  */
2226 static int
2227 vm_page_reclaim_run(int req_class, u_long npages, vm_page_t m_run,
2228     vm_paddr_t high)
2229 {
2230         struct mtx *m_mtx;
2231         struct spglist free;
2232         vm_object_t object;
2233         vm_paddr_t pa;
2234         vm_page_t m, m_end, m_new;
2235         int error, order, req;
2236
2237         KASSERT((req_class & VM_ALLOC_CLASS_MASK) == req_class,
2238             ("req_class is not an allocation class"));
2239         SLIST_INIT(&free);
2240         error = 0;
2241         m = m_run;
2242         m_end = m_run + npages;
2243         m_mtx = NULL;
2244         for (; error == 0 && m < m_end; m++) {
2245                 KASSERT((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_MARKER)) == 0,
2246                     ("page %p is PG_FICTITIOUS or PG_MARKER", m));
2247
2248                 /*
2249                  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
2250                  */
2251                 vm_page_change_lock(m, &m_mtx);
2252 retry:
2253                 if (m->wire_count != 0 || m->hold_count != 0)
2254                         error = EBUSY;
2255                 else if ((object = m->object) != NULL) {
2256                         /*
2257                          * The page is relocated if and only if it could be
2258                          * laundered or reclaimed by the page daemon.
2259                          */
2260                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
2261                                 mtx_unlock(m_mtx);
2262                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
2263                                 mtx_lock(m_mtx);
2264                                 if (m->object != object) {
2265                                         /*
2266                                          * The page may have been freed.
2267                                          */
2268                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2269                                         goto retry;
2270                                 } else if (m->wire_count != 0 ||
2271                                     m->hold_count != 0) {
2272                                         error = EBUSY;
2273                                         goto unlock;
2274                                 }
2275                         }
2276                         KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2277                             ("page %p is PG_UNHOLDFREE", m));
2278                         /* Don't care: PG_NODUMP, PG_ZERO. */
2279                         if (object->type != OBJT_DEFAULT &&
2280                             object->type != OBJT_SWAP &&
2281                             object->type != OBJT_VNODE)
2282                                 error = EINVAL;
2283                         else if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2284                                 error = EINVAL;
2285                         else if (m->queue != PQ_NONE && !vm_page_busied(m)) {
2286                                 KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) ==
2287                                     VM_MEMATTR_DEFAULT,
2288                                     ("page %p has an unexpected memattr", m));
2289                                 KASSERT((m->oflags & (VPO_SWAPINPROG |
2290                                     VPO_SWAPSLEEP | VPO_UNMANAGED)) == 0,
2291                                     ("page %p has unexpected oflags", m));
2292                                 /* Don't care: VPO_NOSYNC. */
2293                                 if (m->valid != 0) {
2294                                         /*
2295                                          * First, try to allocate a new page
2296                                          * that is above "high".  Failing
2297                                          * that, try to allocate a new page
2298                                          * that is below "m_run".  Allocate
2299                                          * the new page between the end of
2300                                          * "m_run" and "high" only as a last
2301                                          * resort.
2302                                          */
2303                                         req = req_class | VM_ALLOC_NOOBJ;
2304                                         if ((m->flags & PG_NODUMP) != 0)
2305                                                 req |= VM_ALLOC_NODUMP;
2306                                         if (trunc_page(high) !=
2307                                             ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK) {
2308                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2309                                                     NULL, 0, req, 1,
2310                                                     round_page(high),
2311                                                     ~(vm_paddr_t)0,
2312                                                     PAGE_SIZE, 0,
2313                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2314                                         } else
2315                                                 m_new = NULL;
2316                                         if (m_new == NULL) {
2317                                                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m_run);
2318                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2319                                                     NULL, 0, req, 1,
2320                                                     0, pa - 1, PAGE_SIZE, 0,
2321                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2322                                         }
2323                                         if (m_new == NULL) {
2324                                                 pa += ptoa(npages);
2325                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2326                                                     NULL, 0, req, 1,
2327                                                     pa, high, PAGE_SIZE, 0,
2328                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2329                                         }
2330                                         if (m_new == NULL) {
2331                                                 error = ENOMEM;
2332                                                 goto unlock;
2333                                         }
2334                                         KASSERT(m_new->wire_count == 0,
2335                                             ("page %p is wired", m));
2336
2337                                         /*
2338                                          * Replace "m" with the new page.  For
2339                                          * vm_page_replace(), "m" must be busy
2340                                          * and dequeued.  Finally, change "m"
2341                                          * as if vm_page_free() was called.
2342                                          */
2343                                         if (object->ref_count != 0)
2344                                                 pmap_remove_all(m);
2345                                         m_new->aflags = m->aflags;
2346                                         KASSERT(m_new->oflags == VPO_UNMANAGED,
2347                                             ("page %p is managed", m));
2348                                         m_new->oflags = m->oflags & VPO_NOSYNC;
2349                                         pmap_copy_page(m, m_new);
2350                                         m_new->valid = m->valid;
2351                                         m_new->dirty = m->dirty;
2352                                         m->flags &= ~PG_ZERO;
2353                                         vm_page_xbusy(m);
2354                                         vm_page_remque(m);
2355                                         vm_page_replace_checked(m_new, object,
2356                                             m->pindex, m);
2357                                         m->valid = 0;
2358                                         vm_page_undirty(m);
2359
2360                                         /*
2361                                          * The new page must be deactivated
2362                                          * before the object is unlocked.
2363                                          */
2364                                         vm_page_change_lock(m_new, &m_mtx);
2365                                         vm_page_deactivate(m_new);
2366                                 } else {
2367                                         m->flags &= ~PG_ZERO;
2368                                         vm_page_remque(m);
2369                                         vm_page_remove(m);
2370                                         KASSERT(m->dirty == 0,
2371                                             ("page %p is dirty", m));
2372                                 }
2373                                 SLIST_INSERT_HEAD(&free, m, plinks.s.ss);
2374                         } else
2375                                 error = EBUSY;
2376 unlock:
2377                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2378                 } else {
2379                         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2380                         order = m->order;
2381                         if (order < VM_NFREEORDER) {
2382                                 /*
2383                                  * The page is enqueued in the physical memory
2384                                  * allocator's free page queues.  Moreover, it
2385                                  * is the first page in a power-of-two-sized
2386                                  * run of contiguous free pages.  Jump ahead
2387                                  * to the last page within that run, and
2388                                  * continue from there.
2389                                  */
2390                                 m += (1 << order) - 1;
2391                         }
2392 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2393                         else if (vm_reserv_is_page_free(m))
2394                                 order = 0;
2395 #endif
2396                         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2397                         if (order == VM_NFREEORDER)
2398                                 error = EINVAL;
2399                 }
2400         }
2401         if (m_mtx != NULL)
2402                 mtx_unlock(m_mtx);
2403         if ((m = SLIST_FIRST(&free)) != NULL) {
2404                 mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2405                 do {
2406                         SLIST_REMOVE_HEAD(&free, plinks.s.ss);
2407                         vm_page_free_phys(m);
2408                 } while ((m = SLIST_FIRST(&free)) != NULL);
2409                 vm_page_free_wakeup();
2410                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2411         }
2412         return (error);
2413 }
2414
2415 #define NRUNS   16
2416
2417 CTASSERT(powerof2(NRUNS));
2418
2419 #define RUN_INDEX(count)        ((count) & (NRUNS - 1))
2420
2421 #define MIN_RECLAIM     8
2422
2423 /*
2424  *      vm_page_reclaim_contig:
2425  *
2426  *      Reclaim allocated, contiguous physical memory satisfying the specified
2427  *      conditions by relocating the virtual pages using that physical memory.
2428  *      Returns true if reclamation is successful and false otherwise.  Since
2429  *      relocation requires the allocation of physical pages, reclamation may
2430  *      fail due to a shortage of free pages.  When reclamation fails, callers
2431  *      are expected to perform VM_WAIT before retrying a failed allocation
2432  *      operation, e.g., vm_page_alloc_contig().
2433  *
2434  *      The caller must always specify an allocation class through "req".
2435  *
2436  *      allocation classes:
2437  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
2438  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
2439  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
2440  *
2441  *      The optional allocation flags are ignored.
2442  *
2443  *      "npages" must be greater than zero.  Both "alignment" and "boundary"
2444  *      must be a power of two.
2445  */
2446 bool
2447 vm_page_reclaim_contig(int req, u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high,
2448     u_long alignment, vm_paddr_t boundary)
2449 {
2450         vm_paddr_t curr_low;
2451         vm_page_t m_run, m_runs[NRUNS];
2452         u_long count, reclaimed;
2453         int error, i, options, req_class;
2454
2455         KASSERT(npages > 0, ("npages is 0"));
2456         KASSERT(powerof2(alignment), ("alignment is not a power of 2"));
2457         KASSERT(powerof2(boundary), ("boundary is not a power of 2"));
2458         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
2459
2460         /*
2461          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
2462          */
2463         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
2464                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
2465
2466         /*
2467          * Return if the number of free pages cannot satisfy the requested
2468          * allocation.
2469          */
2470         count = vm_cnt.v_free_count;
2471         if (count < npages + vm_cnt.v_free_reserved || (count < npages +
2472             vm_cnt.v_interrupt_free_min && req_class == VM_ALLOC_SYSTEM) ||
2473             (count < npages && req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT))
2474                 return (false);
2475
2476         /*
2477          * Scan up to three times, relaxing the restrictions ("options") on
2478          * the reclamation of reservations and superpages each time.
2479          */
2480         for (options = VPSC_NORESERV;;) {
2481                 /*
2482                  * Find the highest runs that satisfy the given constraints
2483                  * and restrictions, and record them in "m_runs".
2484                  */
2485                 curr_low = low;
2486                 count = 0;
2487                 for (;;) {
2488                         m_run = vm_phys_scan_contig(npages, curr_low, high,
2489                             alignment, boundary, options);
2490                         if (m_run == NULL)
2491                                 break;
2492                         curr_low = VM_PAGE_TO_PHYS(m_run) + ptoa(npages);
2493                         m_runs[RUN_INDEX(count)] = m_run;
2494                         count++;
2495                 }
2496
2497                 /*
2498                  * Reclaim the highest runs in LIFO (descending) order until
2499                  * the number of reclaimed pages, "reclaimed", is at least
2500                  * MIN_RECLAIM.  Reset "reclaimed" each time because each
2501                  * reclamation is idempotent, and runs will (likely) recur
2502                  * from one scan to the next as restrictions are relaxed.
2503                  */
2504                 reclaimed = 0;
2505                 for (i = 0; count > 0 && i < NRUNS; i++) {
2506                         count--;
2507                         m_run = m_runs[RUN_INDEX(count)];
2508                         error = vm_page_reclaim_run(req_class, npages, m_run,
2509                             high);
2510                         if (error == 0) {
2511                                 reclaimed += npages;
2512                                 if (reclaimed >= MIN_RECLAIM)
2513                                         return (true);
2514                         }
2515                 }
2516
2517                 /*
2518                  * Either relax the restrictions on the next scan or return if
2519                  * the last scan had no restrictions.
2520                  */
2521                 if (options == VPSC_NORESERV)
2522                         options = VPSC_NOSUPER;
2523                 else if (options == VPSC_NOSUPER)
2524                         options = VPSC_ANY;
2525                 else if (options == VPSC_ANY)
2526                         return (reclaimed != 0);
2527         }
2528 }
2529
2530 /*
2531  *      vm_wait:        (also see VM_WAIT macro)
2532  *
2533  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2534  *      - Called in various places before memory allocations.
2535  */
2536 void
2537 vm_wait(void)
2538 {
2539
2540         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2541         if (curproc == pageproc) {
2542                 vm_pageout_pages_needed = 1;
2543                 msleep(&vm_pageout_pages_needed, &vm_page_queue_free_mtx,
2544                     PDROP | PSWP, "VMWait", 0);
2545         } else {
2546                 if (__predict_false(pageproc == NULL))
2547                         panic("vm_wait in early boot");
2548                 if (!vm_pageout_wanted) {
2549                         vm_pageout_wanted = true;
2550                         wakeup(&vm_pageout_wanted);
2551                 }
2552                 vm_pages_needed = true;
2553                 msleep(&vm_cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PVM,
2554                     "vmwait", 0);
2555         }
2556 }
2557
2558 /*
2559  *      vm_waitpfault:  (also see VM_WAITPFAULT macro)
2560  *
2561  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2562  *      - Called only in vm_fault so that processes page faulting
2563  *        can be easily tracked.
2564  *      - Sleeps at a lower priority than vm_wait() so that vm_wait()ing
2565  *        processes will be able to grab memory first.  Do not change
2566  *        this balance without careful testing first.
2567  */
2568 void
2569 vm_waitpfault(void)
2570 {
2571
2572         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2573         if (!vm_pageout_wanted) {
2574                 vm_pageout_wanted = true;
2575                 wakeup(&vm_pageout_wanted);
2576         }
2577         vm_pages_needed = true;
2578         msleep(&vm_cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PUSER,
2579             "pfault", 0);
2580 }
2581
2582 struct vm_pagequeue *
2583 vm_page_pagequeue(vm_page_t m)
2584 {
2585
2586         if (vm_page_in_laundry(m))
2587                 return (&vm_dom[0].vmd_pagequeues[m->queue]);
2588         else
2589                 return (&vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[m->queue]);
2590 }
2591
2592 /*
2593  *      vm_page_dequeue:
2594  *
2595  *      Remove the given page from its current page queue.
2596  *
2597  *      The page must be locked.
2598  */
2599 void
2600 vm_page_dequeue(vm_page_t m)
2601 {
2602         struct vm_pagequeue *pq;
2603
2604         vm_page_assert_locked(m);
2605         KASSERT(m->queue < PQ_COUNT, ("vm_page_dequeue: page %p is not queued",
2606             m));
2607         pq = vm_page_pagequeue(m);
2608         vm_pagequeue_lock(pq);
2609         m->queue = PQ_NONE;
2610         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2611         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
2612         vm_pagequeue_unlock(pq);
2613 }
2614
2615 /*
2616  *      vm_page_dequeue_locked:
2617  *
2618  *      Remove the given page from its current page queue.
2619  *
2620  *      The page and page queue must be locked.
2621  */
2622 void
2623 vm_page_dequeue_locked(vm_page_t m)
2624 {
2625         struct vm_pagequeue *pq;
2626
2627         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2628         pq = vm_page_pagequeue(m);
2629         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
2630         m->queue = PQ_NONE;
2631         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2632         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
2633 }
2634
2635 /*
2636  *      vm_page_enqueue:
2637  *
2638  *      Add the given page to the specified page queue.
2639  *
2640  *      The page must be locked.
2641  */
2642 static void
2643 vm_page_enqueue(uint8_t queue, vm_page_t m)
2644 {
2645         struct vm_pagequeue *pq;
2646
2647         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2648         KASSERT(queue < PQ_COUNT,
2649             ("vm_page_enqueue: invalid queue %u request for page %p",
2650             queue, m));
2651         if (queue == PQ_LAUNDRY || queue == PQ_UNSWAPPABLE)
2652                 pq = &vm_dom[0].vmd_pagequeues[queue];
2653         else
2654                 pq = &vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[queue];
2655         vm_pagequeue_lock(pq);
2656         m->queue = queue;
2657         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2658         vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
2659         vm_pagequeue_unlock(pq);
2660 }
2661
2662 /*
2663  *      vm_page_requeue:
2664  *
2665  *      Move the given page to the tail of its current page queue.
2666  *
2667  *      The page must be locked.
2668  */
2669 void
2670 vm_page_requeue(vm_page_t m)
2671 {
2672         struct vm_pagequeue *pq;
2673
2674         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2675         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
2676             ("vm_page_requeue: page %p is not queued", m));
2677         pq = vm_page_pagequeue(m);
2678         vm_pagequeue_lock(pq);
2679         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2680         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2681         vm_pagequeue_unlock(pq);
2682 }
2683
2684 /*
2685  *      vm_page_requeue_locked:
2686  *
2687  *      Move the given page to the tail of its current page queue.
2688  *
2689  *      The page queue must be locked.
2690  */
2691 void
2692 vm_page_requeue_locked(vm_page_t m)
2693 {
2694         struct vm_pagequeue *pq;
2695
2696         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
2697             ("vm_page_requeue_locked: page %p is not queued", m));
2698         pq = vm_page_pagequeue(m);
2699         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
2700         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2701         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2702 }
2703
2704 /*
2705  *      vm_page_activate:
2706  *
2707  *      Put the specified page on the active list (if appropriate).
2708  *      Ensure that act_count is at least ACT_INIT but do not otherwise
2709  *      mess with it.
2710  *
2711  *      The page must be locked.
2712  */
2713 void
2714 vm_page_activate(vm_page_t m)
2715 {
2716         int queue;
2717
2718         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2719         if ((queue = m->queue) != PQ_ACTIVE) {
2720                 if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2721                         if (m->act_count < ACT_INIT)
2722                                 m->act_count = ACT_INIT;
2723                         if (queue != PQ_NONE)
2724                                 vm_page_dequeue(m);
2725                         vm_page_enqueue(PQ_ACTIVE, m);
2726                 } else
2727                         KASSERT(queue == PQ_NONE,
2728                             ("vm_page_activate: wired page %p is queued", m));
2729         } else {
2730                 if (m->act_count < ACT_INIT)
2731                         m->act_count = ACT_INIT;
2732         }
2733 }
2734
2735 /*
2736  *      vm_page_free_wakeup:
2737  *
2738  *      Helper routine for vm_page_free_toq().  This routine is called
2739  *      when a page is added to the free queues.
2740  *
2741  *      The page queues must be locked.
2742  */
2743 static void
2744 vm_page_free_wakeup(void)
2745 {
2746
2747         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2748         /*
2749          * if pageout daemon needs pages, then tell it that there are
2750          * some free.
2751          */
2752         if (vm_pageout_pages_needed &&
2753             vm_cnt.v_free_count >= vm_cnt.v_pageout_free_min) {
2754                 wakeup(&vm_pageout_pages_needed);
2755                 vm_pageout_pages_needed = 0;
2756         }
2757         /*
2758          * wakeup processes that are waiting on memory if we hit a
2759          * high water mark. And wakeup scheduler process if we have
2760          * lots of memory. this process will swapin processes.
2761          */
2762         if (vm_pages_needed && !vm_page_count_min()) {
2763                 vm_pages_needed = false;
2764                 wakeup(&vm_cnt.v_free_count);
2765         }
2766 }
2767
2768 /*
2769  *      vm_page_free_prep:
2770  *
2771  *      Prepares the given page to be put on the free list,
2772  *      disassociating it from any VM object. The caller may return
2773  *      the page to the free list only if this function returns true.
2774  *
2775  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is
2776  *      managed.  For a queued managed page, the pagequeue_locked
2777  *      argument specifies whether the page queue is already locked.
2778  */
2779 bool
2780 vm_page_free_prep(vm_page_t m, bool pagequeue_locked)
2781 {
2782
2783 #if defined(DIAGNOSTIC) && defined(PHYS_TO_DMAP)
2784         if ((m->flags & PG_ZERO) != 0) {
2785                 uint64_t *p;
2786                 int i;
2787                 p = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2788                 for (i = 0; i < PAGE_SIZE / sizeof(uint64_t); i++, p++)
2789                         KASSERT(*p == 0, ("vm_page_free_prep %p PG_ZERO %d %jx",
2790                             m, i, (uintmax_t)*p));
2791         }
2792 #endif
2793         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2794                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2795                 KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
2796                     ("vm_page_free_toq: freeing mapped page %p", m));
2797         } else
2798                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
2799                     ("vm_page_free_toq: unmanaged page %p is queued", m));
2800         VM_CNT_INC(v_tfree);
2801
2802         if (vm_page_sbusied(m))
2803                 panic("vm_page_free: freeing busy page %p", m);
2804
2805         vm_page_remove(m);
2806
2807         /*
2808          * If fictitious remove object association and
2809          * return.
2810          */
2811         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2812                 KASSERT(m->wire_count == 1,
2813                     ("fictitious page %p is not wired", m));
2814                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
2815                     ("fictitious page %p is queued", m));
2816                 return (false);
2817         }
2818
2819         if (m->queue != PQ_NONE) {
2820                 if (pagequeue_locked)
2821                         vm_page_dequeue_locked(m);
2822                 else
2823                         vm_page_dequeue(m);
2824         }
2825         m->valid = 0;
2826         vm_page_undirty(m);
2827
2828         if (m->wire_count != 0)
2829                 panic("vm_page_free: freeing wired page %p", m);
2830         if (m->hold_count != 0) {
2831                 m->flags &= ~PG_ZERO;
2832                 KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2833                     ("vm_page_free: freeing PG_UNHOLDFREE page %p", m));
2834                 m->flags |= PG_UNHOLDFREE;
2835                 return (false);
2836         }
2837
2838         /*
2839          * Restore the default memory attribute to the page.
2840          */
2841         if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2842                 pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
2843
2844         return (true);
2845 }
2846
2847 /*
2848  * Insert the page into the physical memory allocator's free page
2849  * queues.  This is the last step to free a page.
2850  */
2851 static void
2852 vm_page_free_phys(vm_page_t m)
2853 {
2854
2855         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2856
2857         vm_phys_freecnt_adj(m, 1);
2858 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2859         if (!vm_reserv_free_page(m))
2860 #endif
2861                 vm_phys_free_pages(m, 0);
2862 }
2863
2864 void
2865 vm_page_free_phys_pglist(struct pglist *tq)
2866 {
2867         vm_page_t m;
2868
2869         if (TAILQ_EMPTY(tq))
2870                 return;
2871         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2872         TAILQ_FOREACH(m, tq, listq)
2873                 vm_page_free_phys(m);
2874         vm_page_free_wakeup();
2875         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2876 }
2877
2878 /*
2879  *      vm_page_free_toq:
2880  *
2881  *      Returns the given page to the free list, disassociating it
2882  *      from any VM object.
2883  *
2884  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is
2885  *      managed.
2886  */
2887 void
2888 vm_page_free_toq(vm_page_t m)
2889 {
2890
2891         if (!vm_page_free_prep(m, false))
2892                 return;
2893         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2894         vm_page_free_phys(m);
2895         vm_page_free_wakeup();
2896         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2897 }
2898
2899 /*
2900  *      vm_page_wire:
2901  *
2902  *      Mark this page as wired down by yet
2903  *      another map, removing it from paging queues
2904  *      as necessary.
2905  *
2906  *      If the page is fictitious, then its wire count must remain one.
2907  *
2908  *      The page must be locked.
2909  */
2910 void
2911 vm_page_wire(vm_page_t m)
2912 {
2913
2914         /*
2915          * Only bump the wire statistics if the page is not already wired,
2916          * and only unqueue the page if it is on some queue (if it is unmanaged
2917          * it is already off the queues).
2918          */
2919         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2920         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2921                 KASSERT(m->wire_count == 1,
2922                     ("vm_page_wire: fictitious page %p's wire count isn't one",
2923                     m));
2924                 return;
2925         }
2926         if (m->wire_count == 0) {
2927                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 ||
2928                     m->queue == PQ_NONE,
2929                     ("vm_page_wire: unmanaged page %p is queued", m));
2930                 vm_page_remque(m);
2931                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2932         }
2933         m->wire_count++;
2934         KASSERT(m->wire_count != 0, ("vm_page_wire: wire_count overflow m=%p", m));
2935 }
2936
2937 /*
2938  * vm_page_unwire:
2939  *
2940  * Release one wiring of the specified page, potentially allowing it to be
2941  * paged out.  Returns TRUE if the number of wirings transitions to zero and
2942  * FALSE otherwise.
2943  *
2944  * Only managed pages belonging to an object can be paged out.  If the number
2945  * of wirings transitions to zero and the page is eligible for page out, then
2946  * the page is added to the specified paging queue (unless PQ_NONE is
2947  * specified).
2948  *
2949  * If a page is fictitious, then its wire count must always be one.
2950  *
2951  * A managed page must be locked.
2952  */
2953 boolean_t
2954 vm_page_unwire(vm_page_t m, uint8_t queue)
2955 {
2956
2957         KASSERT(queue < PQ_COUNT || queue == PQ_NONE,
2958             ("vm_page_unwire: invalid queue %u request for page %p",
2959             queue, m));
2960         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2961                 vm_page_assert_locked(m);
2962         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2963                 KASSERT(m->wire_count == 1,
2964             ("vm_page_unwire: fictitious page %p's wire count isn't one", m));
2965                 return (FALSE);
2966         }
2967         if (m->wire_count > 0) {
2968                 m->wire_count--;
2969                 if (m->wire_count == 0) {
2970                         atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2971                         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
2972                             m->object != NULL && queue != PQ_NONE)
2973                                 vm_page_enqueue(queue, m);
2974                         return (TRUE);
2975                 } else
2976                         return (FALSE);
2977         } else
2978                 panic("vm_page_unwire: page %p's wire count is zero", m);
2979 }
2980
2981 /*
2982  * Move the specified page to the inactive queue.
2983  *
2984  * Normally, "noreuse" is FALSE, resulting in LRU ordering of the inactive
2985  * queue.  However, setting "noreuse" to TRUE will accelerate the specified
2986  * page's reclamation, but it will not unmap the page from any address space.
2987  * This is implemented by inserting the page near the head of the inactive
2988  * queue, using a marker page to guide FIFO insertion ordering.
2989  *
2990  * The page must be locked.
2991  */
2992 static inline void
2993 _vm_page_deactivate(vm_page_t m, boolean_t noreuse)
2994 {
2995         struct vm_pagequeue *pq;
2996         int queue;
2997
2998         vm_page_assert_locked(m);
2999
3000         /*
3001          * Ignore if the page is already inactive, unless it is unlikely to be
3002          * reactivated.
3003          */
3004         if ((queue = m->queue) == PQ_INACTIVE && !noreuse)
3005                 return;
3006         if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3007                 pq = &vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE];
3008                 /* Avoid multiple acquisitions of the inactive queue lock. */
3009                 if (queue == PQ_INACTIVE) {
3010                         vm_pagequeue_lock(pq);
3011                         vm_page_dequeue_locked(m);
3012                 } else {
3013                         if (queue != PQ_NONE)
3014                                 vm_page_dequeue(m);
3015                         vm_pagequeue_lock(pq);
3016                 }
3017                 m->queue = PQ_INACTIVE;
3018                 if (noreuse)
3019                         TAILQ_INSERT_BEFORE(&vm_phys_domain(m)->vmd_inacthead,
3020                             m, plinks.q);
3021                 else
3022                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
3023                 vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
3024                 vm_pagequeue_unlock(pq);
3025         }
3026 }
3027
3028 /*
3029  * Move the specified page to the inactive queue.
3030  *
3031  * The page must be locked.
3032  */
3033 void
3034 vm_page_deactivate(vm_page_t m)
3035 {
3036
3037         _vm_page_deactivate(m, FALSE);
3038 }
3039
3040 /*
3041  * Move the specified page to the inactive queue with the expectation
3042  * that it is unlikely to be reused.
3043  *
3044  * The page must be locked.
3045  */
3046 void
3047 vm_page_deactivate_noreuse(vm_page_t m)
3048 {
3049
3050         _vm_page_deactivate(m, TRUE);
3051 }
3052
3053 /*
3054  * vm_page_launder
3055  *
3056  *      Put a page in the laundry.
3057  */
3058 void
3059 vm_page_launder(vm_page_t m)
3060 {
3061         int queue;
3062
3063         vm_page_assert_locked(m);
3064         if ((queue = m->queue) != PQ_LAUNDRY) {
3065                 if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3066                         if (queue != PQ_NONE)
3067                                 vm_page_dequeue(m);
3068                         vm_page_enqueue(PQ_LAUNDRY, m);
3069                 } else
3070                         KASSERT(queue == PQ_NONE,
3071                             ("wired page %p is queued", m));
3072         }
3073 }
3074
3075 /*
3076  * vm_page_unswappable
3077  *
3078  *      Put a page in the PQ_UNSWAPPABLE holding queue.
3079  */
3080 void
3081 vm_page_unswappable(vm_page_t m)
3082 {
3083
3084         vm_page_assert_locked(m);
3085         KASSERT(m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3086             ("page %p already unswappable", m));
3087         if (m->queue != PQ_NONE)
3088                 vm_page_dequeue(m);
3089         vm_page_enqueue(PQ_UNSWAPPABLE, m);
3090 }
3091
3092 /*
3093  * Attempt to free the page.  If it cannot be freed, do nothing.  Returns true
3094  * if the page is freed and false otherwise.
3095  *
3096  * The page must be managed.  The page and its containing object must be
3097  * locked.
3098  */
3099 bool
3100 vm_page_try_to_free(vm_page_t m)
3101 {
3102
3103         vm_page_assert_locked(m);
3104         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3105         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0, ("page %p is unmanaged", m));
3106         if (m->dirty != 0 || m->hold_count != 0 || m->wire_count != 0 ||
3107             vm_page_busied(m))
3108                 return (false);
3109         if (m->object->ref_count != 0) {
3110                 pmap_remove_all(m);
3111                 if (m->dirty != 0)
3112                         return (false);
3113         }
3114         vm_page_free(m);
3115         return (true);
3116 }
3117
3118 /*
3119  * vm_page_advise
3120  *
3121  *      Apply the specified advice to the given page.
3122  *
3123  *      The object and page must be locked.
3124  */
3125 void
3126 vm_page_advise(vm_page_t m, int advice)
3127 {
3128
3129         vm_page_assert_locked(m);
3130         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3131         if (advice == MADV_FREE)
3132                 /*
3133                  * Mark the page clean.  This will allow the page to be freed
3134                  * without first paging it out.  MADV_FREE pages are often
3135                  * quickly reused by malloc(3), so we do not do anything that
3136                  * would result in a page fault on a later access.
3137                  */
3138                 vm_page_undirty(m);
3139         else if (advice != MADV_DONTNEED) {
3140                 if (advice == MADV_WILLNEED)
3141                         vm_page_activate(m);
3142                 return;
3143         }
3144
3145         /*
3146          * Clear any references to the page.  Otherwise, the page daemon will
3147          * immediately reactivate the page.
3148          */
3149         vm_page_aflag_clear(m, PGA_REFERENCED);
3150
3151         if (advice != MADV_FREE && m->dirty == 0 && pmap_is_modified(m))
3152                 vm_page_dirty(m);
3153
3154         /*
3155          * Place clean pages near the head of the inactive queue rather than
3156          * the tail, thus defeating the queue's LRU operation and ensuring that
3157          * the page will be reused quickly.  Dirty pages not already in the
3158          * laundry are moved there.
3159          */
3160         if (m->dirty == 0)
3161                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
3162         else
3163                 vm_page_launder(m);
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Grab a page, waiting until we are waken up due to the page
3168  * changing state.  We keep on waiting, if the page continues
3169  * to be in the object.  If the page doesn't exist, first allocate it
3170  * and then conditionally zero it.
3171  *
3172  * This routine may sleep.
3173  *
3174  * The object must be locked on entry.  The lock will, however, be released
3175  * and reacquired if the routine sleeps.
3176  */
3177 vm_page_t
3178 vm_page_grab(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags)
3179 {
3180         vm_page_t m;
3181         int sleep;
3182
3183         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3184         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) == 0 ||
3185             (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0,
3186             ("vm_page_grab: VM_ALLOC_SBUSY/VM_ALLOC_IGN_SBUSY mismatch"));
3187 retrylookup:
3188         if ((m = vm_page_lookup(object, pindex)) != NULL) {
3189                 sleep = (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0 ?
3190                     vm_page_xbusied(m) : vm_page_busied(m);
3191                 if (sleep) {
3192                         if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3193                                 return (NULL);
3194                         /*
3195                          * Reference the page before unlocking and
3196                          * sleeping so that the page daemon is less
3197                          * likely to reclaim it.
3198                          */
3199                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3200                         vm_page_lock(m);
3201                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3202                         vm_page_busy_sleep(m, "pgrbwt", (allocflags &
3203                             VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0);
3204                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
3205                         goto retrylookup;
3206                 } else {
3207                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
3208                                 vm_page_lock(m);
3209                                 vm_page_wire(m);
3210                                 vm_page_unlock(m);
3211                         }
3212                         if ((allocflags &
3213                             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
3214                                 vm_page_xbusy(m);
3215                         if ((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
3216                                 vm_page_sbusy(m);
3217                         return (m);
3218                 }
3219         }
3220         m = vm_page_alloc(object, pindex, allocflags);
3221         if (m == NULL) {
3222                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3223                         return (NULL);
3224                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3225                 VM_WAIT;
3226                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
3227                 goto retrylookup;
3228         }
3229         if (allocflags & VM_ALLOC_ZERO && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
3230                 pmap_zero_page(m);
3231         return (m);
3232 }
3233
3234 /*
3235  * Return the specified range of pages from the given object.  For each
3236  * page offset within the range, if a page already exists within the object
3237  * at that offset and it is busy, then wait for it to change state.  If,
3238  * instead, the page doesn't exist, then allocate it.
3239  *
3240  * The caller must always specify an allocation class.
3241  *
3242  * allocation classes:
3243  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
3244  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs the pages
3245  *
3246  * The caller must always specify that the pages are to be busied and/or
3247  * wired.
3248  *
3249  * optional allocation flags:
3250  *      VM_ALLOC_IGN_SBUSY      do not sleep on soft busy pages
3251  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
3252  *      VM_ALLOC_NOWAIT         do not sleep
3253  *      VM_ALLOC_SBUSY          set page to sbusy state
3254  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the pages
3255  *      VM_ALLOC_ZERO           zero and validate any invalid pages
3256  *
3257  * If VM_ALLOC_NOWAIT is not specified, this routine may sleep.  Otherwise, it
3258  * may return a partial prefix of the requested range.
3259  */
3260 int
3261 vm_page_grab_pages(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags,
3262     vm_page_t *ma, int count)
3263 {
3264         vm_page_t m, mpred;
3265         int i;
3266         bool sleep;
3267
3268         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3269         KASSERT(((u_int)allocflags >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT) == 0,
3270             ("vm_page_grap_pages: VM_ALLOC_COUNT() is not allowed"));
3271         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_NOBUSY) == 0 ||
3272             (allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0,
3273             ("vm_page_grab_pages: the pages must be busied or wired"));
3274         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) == 0 ||
3275             (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0,
3276             ("vm_page_grab_pages: VM_ALLOC_SBUSY/IGN_SBUSY mismatch"));
3277         if (count == 0)
3278                 return (0);
3279         i = 0;
3280 retrylookup:
3281         m = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex + i);
3282         if (m == NULL || m->pindex != pindex + i) {
3283                 mpred = m;
3284                 m = NULL;
3285         } else
3286                 mpred = TAILQ_PREV(m, pglist, listq);
3287         for (; i < count; i++) {
3288                 if (m != NULL) {
3289                         sleep = (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0 ?
3290                             vm_page_xbusied(m) : vm_page_busied(m);
3291                         if (sleep) {
3292                                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3293                                         break;
3294                                 /*
3295                                  * Reference the page before unlocking and
3296                                  * sleeping so that the page daemon is less
3297                                  * likely to reclaim it.
3298                                  */
3299                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3300                                 vm_page_lock(m);
3301                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3302                                 vm_page_busy_sleep(m, "grbmaw", (allocflags &
3303                                     VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0);
3304                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
3305                                 goto retrylookup;
3306                         }
3307                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
3308                                 vm_page_lock(m);
3309                                 vm_page_wire(m);
3310                                 vm_page_unlock(m);
3311                         }
3312                         if ((allocflags & (VM_ALLOC_NOBUSY |
3313                             VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
3314                                 vm_page_xbusy(m);
3315                         if ((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
3316                                 vm_page_sbusy(m);
3317                 } else {
3318                         m = vm_page_alloc_after(object, pindex + i,
3319                             (allocflags & ~VM_ALLOC_IGN_SBUSY) |
3320                             VM_ALLOC_COUNT(count - i), mpred);
3321                         if (m == NULL) {
3322                                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3323                                         break;
3324                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3325                                 VM_WAIT;
3326                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
3327                                 goto retrylookup;
3328                         }
3329                 }
3330                 if (m->valid == 0 && (allocflags & VM_ALLOC_ZERO) != 0) {
3331                         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
3332                                 pmap_zero_page(m);
3333                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3334                 }
3335                 ma[i] = mpred = m;
3336                 m = vm_page_next(m);
3337         }
3338         return (i);
3339 }
3340
3341 /*
3342  * Mapping function for valid or dirty bits in a page.
3343  *
3344  * Inputs are required to range within a page.
3345  */
3346 vm_page_bits_t
3347 vm_page_bits(int base, int size)
3348 {
3349         int first_bit;
3350         int last_bit;
3351
3352         KASSERT(
3353             base + size <= PAGE_SIZE,
3354             ("vm_page_bits: illegal base/size %d/%d", base, size)
3355         );
3356
3357         if (size == 0)          /* handle degenerate case */
3358                 return (0);
3359
3360         first_bit = base >> DEV_BSHIFT;
3361         last_bit = (base + size - 1) >> DEV_BSHIFT;
3362
3363         return (((vm_page_bits_t)2 << last_bit) -
3364             ((vm_page_bits_t)1 << first_bit));
3365 }
3366
3367 /*
3368  *      vm_page_set_valid_range:
3369  *
3370  *      Sets portions of a page valid.  The arguments are expected
3371  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
3372  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
3373  *      such chunks will be zeroed.
3374  *
3375  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
3376  */
3377 void
3378 vm_page_set_valid_range(vm_page_t m, int base, int size)
3379 {
3380         int endoff, frag;
3381
3382         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3383         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
3384                 return;
3385
3386         /*
3387          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
3388          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
3389          * first block.
3390          */
3391         if ((frag = rounddown2(base, DEV_BSIZE)) != base &&
3392             (m->valid & (1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3393                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
3394
3395         /*
3396          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
3397          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
3398          * the last block.
3399          */
3400         endoff = base + size;
3401         if ((frag = rounddown2(endoff, DEV_BSIZE)) != endoff &&
3402             (m->valid & (1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3403                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
3404                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
3405
3406         /*
3407          * Assert that no previously invalid block that is now being validated
3408          * is already dirty.
3409          */
3410         KASSERT((~m->valid & vm_page_bits(base, size) & m->dirty) == 0,
3411             ("vm_page_set_valid_range: page %p is dirty", m));
3412
3413         /*
3414          * Set valid bits inclusive of any overlap.
3415          */
3416         m->valid |= vm_page_bits(base, size);
3417 }
3418
3419 /*
3420  * Clear the given bits from the specified page's dirty field.
3421  */
3422 static __inline void
3423 vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits)
3424 {
3425         uintptr_t addr;
3426 #if PAGE_SIZE < 16384
3427         int shift;
3428 #endif
3429
3430         /*
3431          * If the object is locked and the page is neither exclusive busy nor
3432          * write mapped, then the page's dirty field cannot possibly be
3433          * set by a concurrent pmap operation.
3434          */
3435         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3436         if (!vm_page_xbusied(m) && !pmap_page_is_write_mapped(m))
3437                 m->dirty &= ~pagebits;
3438         else {
3439                 /*
3440                  * The pmap layer can call vm_page_dirty() without
3441                  * holding a distinguished lock.  The combination of
3442                  * the object's lock and an atomic operation suffice
3443                  * to guarantee consistency of the page dirty field.
3444                  *
3445                  * For PAGE_SIZE == 32768 case, compiler already
3446                  * properly aligns the dirty field, so no forcible
3447                  * alignment is needed. Only require existence of
3448                  * atomic_clear_64 when page size is 32768.
3449                  */
3450                 addr = (uintptr_t)&m->dirty;
3451 #if PAGE_SIZE == 32768
3452                 atomic_clear_64((uint64_t *)addr, pagebits);
3453 #elif PAGE_SIZE == 16384
3454                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits);
3455 #else           /* PAGE_SIZE <= 8192 */
3456                 /*
3457                  * Use a trick to perform a 32-bit atomic on the
3458                  * containing aligned word, to not depend on the existence
3459                  * of atomic_clear_{8, 16}.
3460                  */
3461                 shift = addr & (sizeof(uint32_t) - 1);
3462 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
3463                 shift = (sizeof(uint32_t) - sizeof(m->dirty) - shift) * NBBY;
3464 #else
3465                 shift *= NBBY;
3466 #endif
3467                 addr &= ~(sizeof(uint32_t) - 1);
3468                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits << shift);
3469 #endif          /* PAGE_SIZE */
3470         }
3471 }
3472
3473 /*
3474  *      vm_page_set_validclean:
3475  *
3476  *      Sets portions of a page valid and clean.  The arguments are expected
3477  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
3478  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
3479  *      such chunks will be zero'd.
3480  *
3481  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
3482  */
3483 void
3484 vm_page_set_validclean(vm_page_t m, int base, int size)
3485 {
3486         vm_page_bits_t oldvalid, pagebits;
3487         int endoff, frag;
3488
3489         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3490         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
3491                 return;
3492
3493         /*
3494          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
3495          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
3496          * first block.
3497          */
3498         if ((frag = rounddown2(base, DEV_BSIZE)) != base &&
3499             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3500                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
3501
3502         /*
3503          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
3504          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
3505          * the last block.
3506          */
3507         endoff = base + size;
3508         if ((frag = rounddown2(endoff, DEV_BSIZE)) != endoff &&
3509             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3510                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
3511                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
3512
3513         /*
3514          * Set valid, clear dirty bits.  If validating the entire
3515          * page we can safely clear the pmap modify bit.  We also
3516          * use this opportunity to clear the VPO_NOSYNC flag.  If a process
3517          * takes a write fault on a MAP_NOSYNC memory area the flag will
3518          * be set again.
3519          *
3520          * We set valid bits inclusive of any overlap, but we can only
3521          * clear dirty bits for DEV_BSIZE chunks that are fully within
3522          * the range.
3523          */
3524         oldvalid = m->valid;
3525         pagebits = vm_page_bits(base, size);
3526         m->valid |= pagebits;
3527 #if 0   /* NOT YET */
3528         if ((frag = base & (DEV_BSIZE - 1)) != 0) {
3529                 frag = DEV_BSIZE - frag;
3530                 base += frag;
3531                 size -= frag;
3532                 if (size < 0)
3533                         size = 0;
3534         }
3535         pagebits = vm_page_bits(base, size & (DEV_BSIZE - 1));
3536 #endif
3537         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
3538                 /*
3539                  * The page can only be modified within the pmap if it is
3540                  * mapped, and it can only be mapped if it was previously
3541                  * fully valid.
3542                  */
3543                 if (oldvalid == VM_PAGE_BITS_ALL)
3544                         /*
3545                          * Perform the pmap_clear_modify() first.  Otherwise,
3546                          * a concurrent pmap operation, such as
3547                          * pmap_protect(), could clear a modification in the
3548                          * pmap and set the dirty field on the page before
3549                          * pmap_clear_modify() had begun and after the dirty
3550                          * field was cleared here.
3551                          */
3552                         pmap_clear_modify(m);
3553                 m->dirty = 0;
3554                 m->oflags &= ~VPO_NOSYNC;
3555         } else if (oldvalid != VM_PAGE_BITS_ALL)
3556                 m->dirty &= ~pagebits;
3557         else
3558                 vm_page_clear_dirty_mask(m, pagebits);
3559 }
3560
3561 void
3562 vm_page_clear_dirty(vm_page_t m, int base, int size)
3563 {
3564
3565         vm_page_clear_dirty_mask(m, vm_page_bits(base, size));
3566 }
3567
3568 /*
3569  *      vm_page_set_invalid:
3570  *
3571  *      Invalidates DEV_BSIZE'd chunks within a page.  Both the
3572  *      valid and dirty bits for the effected areas are cleared.
3573  */
3574 void
3575 vm_page_set_invalid(vm_page_t m, int base, int size)
3576 {
3577         vm_page_bits_t bits;
3578         vm_object_t object;
3579
3580         object = m->object;
3581         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3582         if (object->type == OBJT_VNODE && base == 0 && IDX_TO_OFF(m->pindex) +
3583             size >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
3584                 bits = VM_PAGE_BITS_ALL;
3585         else
3586                 bits = vm_page_bits(base, size);
3587         if (object->ref_count != 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3588             bits != 0)
3589                 pmap_remove_all(m);
3590         KASSERT((bits == 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) ||
3591             !pmap_page_is_mapped(m),
3592             ("vm_page_set_invalid: page %p is mapped", m));
3593         m->valid &= ~bits;
3594         m->dirty &= ~bits;
3595 }
3596
3597 /*
3598  * vm_page_zero_invalid()
3599  *
3600  *      The kernel assumes that the invalid portions of a page contain
3601  *      garbage, but such pages can be mapped into memory by user code.
3602  *      When this occurs, we must zero out the non-valid portions of the
3603  *      page so user code sees what it expects.
3604  *
3605  *      Pages are most often semi-valid when the end of a file is mapped
3606  *      into memory and the file's size is not page aligned.
3607  */
3608 void
3609 vm_page_zero_invalid(vm_page_t m, boolean_t setvalid)
3610 {
3611         int b;
3612         int i;
3613
3614         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3615         /*
3616          * Scan the valid bits looking for invalid sections that
3617          * must be zeroed.  Invalid sub-DEV_BSIZE'd areas ( where the
3618          * valid bit may be set ) have already been zeroed by
3619          * vm_page_set_validclean().
3620          */
3621         for (b = i = 0; i <= PAGE_SIZE / DEV_BSIZE; ++i) {
3622                 if (i == (PAGE_SIZE / DEV_BSIZE) ||
3623                     (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << i))) {
3624                         if (i > b) {
3625                                 pmap_zero_page_area(m,
3626                                     b << DEV_BSHIFT, (i - b) << DEV_BSHIFT);
3627                         }
3628                         b = i + 1;
3629                 }
3630         }
3631
3632         /*
3633          * setvalid is TRUE when we can safely set the zero'd areas
3634          * as being valid.  We can do this if there are no cache consistancy
3635          * issues.  e.g. it is ok to do with UFS, but not ok to do with NFS.
3636          */
3637         if (setvalid)
3638                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3639 }
3640
3641 /*
3642  *      vm_page_is_valid:
3643  *
3644  *      Is (partial) page valid?  Note that the case where size == 0
3645  *      will return FALSE in the degenerate case where the page is
3646  *      entirely invalid, and TRUE otherwise.
3647  */
3648 int
3649 vm_page_is_valid(vm_page_t m, int base, int size)
3650 {
3651         vm_page_bits_t bits;
3652
3653         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3654         bits = vm_page_bits(base, size);
3655         return (m->valid != 0 && (m->valid & bits) == bits);
3656 }
3657
3658 /*
3659  * Returns true if all of the specified predicates are true for the entire
3660  * (super)page and false otherwise.
3661  */
3662 bool
3663 vm_page_ps_test(vm_page_t m, int flags, vm_page_t skip_m)
3664 {
3665         vm_object_t object;
3666         int i, npages;
3667
3668         object = m->object;
3669         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
3670         npages = atop(pagesizes[m->psind]);
3671
3672         /*
3673          * The physically contiguous pages that make up a superpage, i.e., a
3674          * page with a page size index ("psind") greater than zero, will
3675          * occupy adjacent entries in vm_page_array[].
3676          */
3677         for (i = 0; i < npages; i++) {
3678                 /* Always test object consistency, including "skip_m". */
3679                 if (m[i].object != object)
3680                         return (false);
3681                 if (&m[i] == skip_m)
3682                         continue;
3683                 if ((flags & PS_NONE_BUSY) != 0 && vm_page_busied(&m[i]))
3684                         return (false);
3685                 if ((flags & PS_ALL_DIRTY) != 0) {
3686                         /*
3687                          * Calling vm_page_test_dirty() or pmap_is_modified()
3688                          * might stop this case from spuriously returning
3689                          * "false".  However, that would require a write lock
3690                          * on the object containing "m[i]".
3691                          */
3692                         if (m[i].dirty != VM_PAGE_BITS_ALL)
3693                                 return (false);
3694                 }
3695                 if ((flags & PS_ALL_VALID) != 0 &&
3696                     m[i].valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
3697                         return (false);
3698         }
3699         return (true);
3700 }
3701
3702 /*
3703  * Set the page's dirty bits if the page is modified.
3704  */
3705 void
3706 vm_page_test_dirty(vm_page_t m)
3707 {
3708
3709         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3710         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL && pmap_is_modified(m))
3711                 vm_page_dirty(m);
3712 }
3713
3714 void
3715 vm_page_lock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3716 {
3717
3718         mtx_lock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
3719 }
3720
3721 void
3722 vm_page_unlock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3723 {
3724
3725         mtx_unlock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
3726 }
3727
3728 int
3729 vm_page_trylock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3730 {
3731
3732         return (mtx_trylock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line));
3733 }
3734
3735 #if defined(INVARIANTS) || defined(INVARIANT_SUPPORT)
3736 void
3737 vm_page_assert_locked_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3738 {
3739
3740         vm_page_lock_assert_KBI(m, MA_OWNED, file, line);
3741 }
3742
3743 void
3744 vm_page_lock_assert_KBI(vm_page_t m, int a, const char *file, int line)
3745 {
3746
3747         mtx_assert_(vm_page_lockptr(m), a, file, line);
3748 }
3749 #endif
3750
3751 #ifdef INVARIANTS
3752 void
3753 vm_page_object_lock_assert(vm_page_t m)
3754 {
3755
3756         /*
3757          * Certain of the page's fields may only be modified by the
3758          * holder of the containing object's lock or the exclusive busy.
3759          * holder.  Unfortunately, the holder of the write busy is
3760          * not recorded, and thus cannot be checked here.
3761          */
3762         if (m->object != NULL && !vm_page_xbusied(m))
3763                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3764 }
3765
3766 void
3767 vm_page_assert_pga_writeable(vm_page_t m, uint8_t bits)
3768 {
3769
3770         if ((bits & PGA_WRITEABLE) == 0)
3771                 return;
3772
3773         /*
3774          * The PGA_WRITEABLE flag can only be set if the page is
3775          * managed, is exclusively busied or the object is locked.
3776          * Currently, this flag is only set by pmap_enter().
3777          */
3778         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3779             ("PGA_WRITEABLE on unmanaged page"));
3780         if (!vm_page_xbusied(m))
3781                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3782 }
3783 #endif
3784
3785 #include "opt_ddb.h"
3786 #ifdef DDB
3787 #include <sys/kernel.h>
3788
3789 #include <ddb/ddb.h>
3790
3791 DB_SHOW_COMMAND(page, vm_page_print_page_info)
3792 {
3793
3794         db_printf("vm_cnt.v_free_count: %d\n", vm_cnt.v_free_count);
3795         db_printf("vm_cnt.v_inactive_count: %d\n", vm_cnt.v_inactive_count);
3796         db_printf("vm_cnt.v_active_count: %d\n", vm_cnt.v_active_count);
3797         db_printf("vm_cnt.v_laundry_count: %d\n", vm_cnt.v_laundry_count);
3798         db_printf("vm_cnt.v_wire_count: %d\n", vm_cnt.v_wire_count);
3799         db_printf("vm_cnt.v_free_reserved: %d\n", vm_cnt.v_free_reserved);
3800         db_printf("vm_cnt.v_free_min: %d\n", vm_cnt.v_free_min);
3801         db_printf("vm_cnt.v_free_target: %d\n", vm_cnt.v_free_target);
3802         db_printf("vm_cnt.v_inactive_target: %d\n", vm_cnt.v_inactive_target);
3803 }
3804
3805 DB_SHOW_COMMAND(pageq, vm_page_print_pageq_info)
3806 {
3807         int dom;
3808
3809         db_printf("pq_free %d\n", vm_cnt.v_free_count);
3810         for (dom = 0; dom < vm_ndomains; dom++) {
3811                 db_printf(
3812     "dom %d page_cnt %d free %d pq_act %d pq_inact %d pq_laund %d pq_unsw %d\n",
3813                     dom,
3814                     vm_dom[dom].vmd_page_count,
3815                     vm_dom[dom].vmd_free_count,
3816                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_cnt,
3817                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_cnt,
3818                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_LAUNDRY].pq_cnt,
3819                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_UNSWAPPABLE].pq_cnt);
3820         }
3821 }
3822
3823 DB_SHOW_COMMAND(pginfo, vm_page_print_pginfo)
3824 {
3825         vm_page_t m;
3826         boolean_t phys;
3827
3828         if (!have_addr) {
3829                 db_printf("show pginfo addr\n");
3830                 return;
3831         }
3832
3833         phys = strchr(modif, 'p') != NULL;
3834         if (phys)
3835                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(addr);
3836         else
3837                 m = (vm_page_t)addr;
3838         db_printf(
3839     "page %p obj %p pidx 0x%jx phys 0x%jx q %d hold %d wire %d\n"
3840     "  af 0x%x of 0x%x f 0x%x act %d busy %x valid 0x%x dirty 0x%x\n",
3841             m, m->object, (uintmax_t)m->pindex, (uintmax_t)m->phys_addr,
3842             m->queue, m->hold_count, m->wire_count, m->aflags, m->oflags,
3843             m->flags, m->act_count, m->busy_lock, m->valid, m->dirty);
3844 }
3845 #endif /* DDB */