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