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