]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/9.git/blob - sys/vm/vm_page.c
MFC r235356:
[FreeBSD/stable/9.git] / sys / vm / vm_page.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon.  All Rights Reserved.
5  *
6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
7  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
19  *    without specific prior written permission.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  *
33  *      from: @(#)vm_page.c     7.4 (Berkeley) 5/7/91
34  */
35
36 /*-
37  * Copyright (c) 1987, 1990 Carnegie-Mellon University.
38  * All rights reserved.
39  *
40  * Authors: Avadis Tevanian, Jr., Michael Wayne Young
41  *
42  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
43  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
44  * notice and this permission notice appear in all copies of the
45  * software, derivative works or modified versions, and any portions
46  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
47  *
48  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
49  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
50  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
51  *
52  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
53  *
54  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
55  *  School of Computer Science
56  *  Carnegie Mellon University
57  *  Pittsburgh PA 15213-3890
58  *
59  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
60  * rights to redistribute these changes.
61  */
62
63 /*
64  *                      GENERAL RULES ON VM_PAGE MANIPULATION
65  *
66  *      - a pageq mutex is required when adding or removing a page from a
67  *        page queue (vm_page_queue[]), regardless of other mutexes or the
68  *        busy state of a page.
69  *
70  *      - The object mutex is held when inserting or removing
71  *        pages from an object (vm_page_insert() or vm_page_remove()).
72  *
73  */
74
75 /*
76  *      Resident memory management module.
77  */
78
79 #include <sys/cdefs.h>
80 __FBSDID("$FreeBSD$");
81
82 #include "opt_vm.h"
83
84 #include <sys/param.h>
85 #include <sys/systm.h>
86 #include <sys/lock.h>
87 #include <sys/kernel.h>
88 #include <sys/limits.h>
89 #include <sys/malloc.h>
90 #include <sys/msgbuf.h>
91 #include <sys/mutex.h>
92 #include <sys/proc.h>
93 #include <sys/sysctl.h>
94 #include <sys/vmmeter.h>
95 #include <sys/vnode.h>
96
97 #include <vm/vm.h>
98 #include <vm/pmap.h>
99 #include <vm/vm_param.h>
100 #include <vm/vm_kern.h>
101 #include <vm/vm_object.h>
102 #include <vm/vm_page.h>
103 #include <vm/vm_pageout.h>
104 #include <vm/vm_pager.h>
105 #include <vm/vm_phys.h>
106 #include <vm/vm_reserv.h>
107 #include <vm/vm_extern.h>
108 #include <vm/uma.h>
109 #include <vm/uma_int.h>
110
111 #include <machine/md_var.h>
112
113 /*
114  *      Associated with page of user-allocatable memory is a
115  *      page structure.
116  */
117
118 struct vpgqueues vm_page_queues[PQ_COUNT];
119 struct vpglocks vm_page_queue_lock;
120 struct vpglocks vm_page_queue_free_lock;
121
122 struct vpglocks pa_lock[PA_LOCK_COUNT];
123
124 vm_page_t vm_page_array;
125 long vm_page_array_size;
126 long first_page;
127 int vm_page_zero_count;
128
129 static int boot_pages = UMA_BOOT_PAGES;
130 TUNABLE_INT("vm.boot_pages", &boot_pages);
131 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, boot_pages, CTLFLAG_RD, &boot_pages, 0,
132         "number of pages allocated for bootstrapping the VM system");
133
134 int pa_tryrelock_restart;
135 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, tryrelock_restart, CTLFLAG_RD,
136     &pa_tryrelock_restart, 0, "Number of tryrelock restarts");
137
138 static uma_zone_t fakepg_zone;
139
140 static void vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits);
141 static void vm_page_queue_remove(int queue, vm_page_t m);
142 static void vm_page_enqueue(int queue, vm_page_t m);
143 static void vm_page_init_fakepg(void *dummy);
144
145 SYSINIT(vm_page, SI_SUB_VM, SI_ORDER_SECOND, vm_page_init_fakepg, NULL);
146
147 static void
148 vm_page_init_fakepg(void *dummy)
149 {
150
151         fakepg_zone = uma_zcreate("fakepg", sizeof(struct vm_page), NULL, NULL,
152             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM); 
153 }
154
155 /* Make sure that u_long is at least 64 bits when PAGE_SIZE is 32K. */
156 #if PAGE_SIZE == 32768
157 #ifdef CTASSERT
158 CTASSERT(sizeof(u_long) >= 8);
159 #endif
160 #endif
161
162 /*
163  * Try to acquire a physical address lock while a pmap is locked.  If we
164  * fail to trylock we unlock and lock the pmap directly and cache the
165  * locked pa in *locked.  The caller should then restart their loop in case
166  * the virtual to physical mapping has changed.
167  */
168 int
169 vm_page_pa_tryrelock(pmap_t pmap, vm_paddr_t pa, vm_paddr_t *locked)
170 {
171         vm_paddr_t lockpa;
172
173         lockpa = *locked;
174         *locked = pa;
175         if (lockpa) {
176                 PA_LOCK_ASSERT(lockpa, MA_OWNED);
177                 if (PA_LOCKPTR(pa) == PA_LOCKPTR(lockpa))
178                         return (0);
179                 PA_UNLOCK(lockpa);
180         }
181         if (PA_TRYLOCK(pa))
182                 return (0);
183         PMAP_UNLOCK(pmap);
184         atomic_add_int(&pa_tryrelock_restart, 1);
185         PA_LOCK(pa);
186         PMAP_LOCK(pmap);
187         return (EAGAIN);
188 }
189
190 /*
191  *      vm_set_page_size:
192  *
193  *      Sets the page size, perhaps based upon the memory
194  *      size.  Must be called before any use of page-size
195  *      dependent functions.
196  */
197 void
198 vm_set_page_size(void)
199 {
200         if (cnt.v_page_size == 0)
201                 cnt.v_page_size = PAGE_SIZE;
202         if (((cnt.v_page_size - 1) & cnt.v_page_size) != 0)
203                 panic("vm_set_page_size: page size not a power of two");
204 }
205
206 /*
207  *      vm_page_blacklist_lookup:
208  *
209  *      See if a physical address in this page has been listed
210  *      in the blacklist tunable.  Entries in the tunable are
211  *      separated by spaces or commas.  If an invalid integer is
212  *      encountered then the rest of the string is skipped.
213  */
214 static int
215 vm_page_blacklist_lookup(char *list, vm_paddr_t pa)
216 {
217         vm_paddr_t bad;
218         char *cp, *pos;
219
220         for (pos = list; *pos != '\0'; pos = cp) {
221                 bad = strtoq(pos, &cp, 0);
222                 if (*cp != '\0') {
223                         if (*cp == ' ' || *cp == ',') {
224                                 cp++;
225                                 if (cp == pos)
226                                         continue;
227                         } else
228                                 break;
229                 }
230                 if (pa == trunc_page(bad))
231                         return (1);
232         }
233         return (0);
234 }
235
236 /*
237  *      vm_page_startup:
238  *
239  *      Initializes the resident memory module.
240  *
241  *      Allocates memory for the page cells, and
242  *      for the object/offset-to-page hash table headers.
243  *      Each page cell is initialized and placed on the free list.
244  */
245 vm_offset_t
246 vm_page_startup(vm_offset_t vaddr)
247 {
248         vm_offset_t mapped;
249         vm_paddr_t page_range;
250         vm_paddr_t new_end;
251         int i;
252         vm_paddr_t pa;
253         vm_paddr_t last_pa;
254         char *list;
255
256         /* the biggest memory array is the second group of pages */
257         vm_paddr_t end;
258         vm_paddr_t biggestsize;
259         vm_paddr_t low_water, high_water;
260         int biggestone;
261
262         biggestsize = 0;
263         biggestone = 0;
264         vaddr = round_page(vaddr);
265
266         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
267                 phys_avail[i] = round_page(phys_avail[i]);
268                 phys_avail[i + 1] = trunc_page(phys_avail[i + 1]);
269         }
270
271         low_water = phys_avail[0];
272         high_water = phys_avail[1];
273
274         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
275                 vm_paddr_t size = phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
276
277                 if (size > biggestsize) {
278                         biggestone = i;
279                         biggestsize = size;
280                 }
281                 if (phys_avail[i] < low_water)
282                         low_water = phys_avail[i];
283                 if (phys_avail[i + 1] > high_water)
284                         high_water = phys_avail[i + 1];
285         }
286
287 #ifdef XEN
288         low_water = 0;
289 #endif  
290
291         end = phys_avail[biggestone+1];
292
293         /*
294          * Initialize the locks.
295          */
296         mtx_init(&vm_page_queue_mtx, "vm page queue mutex", NULL, MTX_DEF |
297             MTX_RECURSE);
298         mtx_init(&vm_page_queue_free_mtx, "vm page queue free mutex", NULL,
299             MTX_DEF);
300
301         /* Setup page locks. */
302         for (i = 0; i < PA_LOCK_COUNT; i++)
303                 mtx_init(&pa_lock[i].data, "page lock", NULL, MTX_DEF);
304
305         /*
306          * Initialize the queue headers for the hold queue, the active queue,
307          * and the inactive queue.
308          */
309         for (i = 0; i < PQ_COUNT; i++)
310                 TAILQ_INIT(&vm_page_queues[i].pl);
311         vm_page_queues[PQ_INACTIVE].cnt = &cnt.v_inactive_count;
312         vm_page_queues[PQ_ACTIVE].cnt = &cnt.v_active_count;
313         vm_page_queues[PQ_HOLD].cnt = &cnt.v_active_count;
314
315         /*
316          * Allocate memory for use when boot strapping the kernel memory
317          * allocator.
318          */
319         new_end = end - (boot_pages * UMA_SLAB_SIZE);
320         new_end = trunc_page(new_end);
321         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
322             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
323         bzero((void *)mapped, end - new_end);
324         uma_startup((void *)mapped, boot_pages);
325
326 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__) || defined(__arm__) || \
327     defined(__mips__)
328         /*
329          * Allocate a bitmap to indicate that a random physical page
330          * needs to be included in a minidump.
331          *
332          * The amd64 port needs this to indicate which direct map pages
333          * need to be dumped, via calls to dump_add_page()/dump_drop_page().
334          *
335          * However, i386 still needs this workspace internally within the
336          * minidump code.  In theory, they are not needed on i386, but are
337          * included should the sf_buf code decide to use them.
338          */
339         last_pa = 0;
340         for (i = 0; dump_avail[i + 1] != 0; i += 2)
341                 if (dump_avail[i + 1] > last_pa)
342                         last_pa = dump_avail[i + 1];
343         page_range = last_pa / PAGE_SIZE;
344         vm_page_dump_size = round_page(roundup2(page_range, NBBY) / NBBY);
345         new_end -= vm_page_dump_size;
346         vm_page_dump = (void *)(uintptr_t)pmap_map(&vaddr, new_end,
347             new_end + vm_page_dump_size, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
348         bzero((void *)vm_page_dump, vm_page_dump_size);
349 #endif
350 #ifdef __amd64__
351         /*
352          * Request that the physical pages underlying the message buffer be
353          * included in a crash dump.  Since the message buffer is accessed
354          * through the direct map, they are not automatically included.
355          */
356         pa = DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)msgbufp->msg_ptr);
357         last_pa = pa + round_page(msgbufsize);
358         while (pa < last_pa) {
359                 dump_add_page(pa);
360                 pa += PAGE_SIZE;
361         }
362 #endif
363         /*
364          * Compute the number of pages of memory that will be available for
365          * use (taking into account the overhead of a page structure per
366          * page).
367          */
368         first_page = low_water / PAGE_SIZE;
369 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
370         page_range = 0;
371         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
372                 page_range += atop(phys_avail[i + 1] - phys_avail[i]);
373 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
374         page_range = high_water / PAGE_SIZE - first_page;
375 #else
376 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
377 #endif
378         end = new_end;
379
380         /*
381          * Reserve an unmapped guard page to trap access to vm_page_array[-1].
382          */
383         vaddr += PAGE_SIZE;
384
385         /*
386          * Initialize the mem entry structures now, and put them in the free
387          * queue.
388          */
389         new_end = trunc_page(end - page_range * sizeof(struct vm_page));
390         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
391             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
392         vm_page_array = (vm_page_t) mapped;
393 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
394         /*
395          * Allocate memory for the reservation management system's data
396          * structures.
397          */
398         new_end = vm_reserv_startup(&vaddr, new_end, high_water);
399 #endif
400 #if defined(__amd64__) || defined(__mips__)
401         /*
402          * pmap_map on amd64 and mips can come out of the direct-map, not kvm
403          * like i386, so the pages must be tracked for a crashdump to include
404          * this data.  This includes the vm_page_array and the early UMA
405          * bootstrap pages.
406          */
407         for (pa = new_end; pa < phys_avail[biggestone + 1]; pa += PAGE_SIZE)
408                 dump_add_page(pa);
409 #endif  
410         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
411
412         /*
413          * Clear all of the page structures
414          */
415         bzero((caddr_t) vm_page_array, page_range * sizeof(struct vm_page));
416         for (i = 0; i < page_range; i++)
417                 vm_page_array[i].order = VM_NFREEORDER;
418         vm_page_array_size = page_range;
419
420         /*
421          * Initialize the physical memory allocator.
422          */
423         vm_phys_init();
424
425         /*
426          * Add every available physical page that is not blacklisted to
427          * the free lists.
428          */
429         cnt.v_page_count = 0;
430         cnt.v_free_count = 0;
431         list = getenv("vm.blacklist");
432         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
433                 pa = phys_avail[i];
434                 last_pa = phys_avail[i + 1];
435                 while (pa < last_pa) {
436                         if (list != NULL &&
437                             vm_page_blacklist_lookup(list, pa))
438                                 printf("Skipping page with pa 0x%jx\n",
439                                     (uintmax_t)pa);
440                         else
441                                 vm_phys_add_page(pa);
442                         pa += PAGE_SIZE;
443                 }
444         }
445         freeenv(list);
446 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
447         /*
448          * Initialize the reservation management system.
449          */
450         vm_reserv_init();
451 #endif
452         return (vaddr);
453 }
454
455
456 CTASSERT(offsetof(struct vm_page, aflags) % sizeof(uint32_t) == 0);
457
458 void
459 vm_page_aflag_set(vm_page_t m, uint8_t bits)
460 {
461         uint32_t *addr, val;
462
463         /*
464          * The PGA_WRITEABLE flag can only be set if the page is managed and
465          * VPO_BUSY.  Currently, this flag is only set by pmap_enter().
466          */
467         KASSERT((bits & PGA_WRITEABLE) == 0 ||
468             (m->oflags & (VPO_UNMANAGED | VPO_BUSY)) == VPO_BUSY,
469             ("PGA_WRITEABLE and !VPO_BUSY"));
470
471         /*
472          * We want to use atomic updates for m->aflags, which is a
473          * byte wide.  Not all architectures provide atomic operations
474          * on the single-byte destination.  Punt and access the whole
475          * 4-byte word with an atomic update.  Parallel non-atomic
476          * updates to the fields included in the update by proximity
477          * are handled properly by atomics.
478          */
479         addr = (void *)&m->aflags;
480         MPASS(((uintptr_t)addr & (sizeof(uint32_t) - 1)) == 0);
481         val = bits;
482 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
483         val <<= 24;
484 #endif
485         atomic_set_32(addr, val);
486
487
488 void
489 vm_page_aflag_clear(vm_page_t m, uint8_t bits)
490 {
491         uint32_t *addr, val;
492
493         /*
494          * The PGA_REFERENCED flag can only be cleared if the object
495          * containing the page is locked.
496          */
497         KASSERT((bits & PGA_REFERENCED) == 0 || VM_OBJECT_LOCKED(m->object),
498             ("PGA_REFERENCED and !VM_OBJECT_LOCKED"));
499
500         /*
501          * See the comment in vm_page_aflag_set().
502          */
503         addr = (void *)&m->aflags;
504         MPASS(((uintptr_t)addr & (sizeof(uint32_t) - 1)) == 0);
505         val = bits;
506 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
507         val <<= 24;
508 #endif
509         atomic_clear_32(addr, val);
510 }
511
512 void
513 vm_page_reference(vm_page_t m)
514 {
515
516         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
517 }
518
519 void
520 vm_page_busy(vm_page_t m)
521 {
522
523         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
524         KASSERT((m->oflags & VPO_BUSY) == 0,
525             ("vm_page_busy: page already busy!!!"));
526         m->oflags |= VPO_BUSY;
527 }
528
529 /*
530  *      vm_page_flash:
531  *
532  *      wakeup anyone waiting for the page.
533  */
534 void
535 vm_page_flash(vm_page_t m)
536 {
537
538         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
539         if (m->oflags & VPO_WANTED) {
540                 m->oflags &= ~VPO_WANTED;
541                 wakeup(m);
542         }
543 }
544
545 /*
546  *      vm_page_wakeup:
547  *
548  *      clear the VPO_BUSY flag and wakeup anyone waiting for the
549  *      page.
550  *
551  */
552 void
553 vm_page_wakeup(vm_page_t m)
554 {
555
556         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
557         KASSERT(m->oflags & VPO_BUSY, ("vm_page_wakeup: page not busy!!!"));
558         m->oflags &= ~VPO_BUSY;
559         vm_page_flash(m);
560 }
561
562 void
563 vm_page_io_start(vm_page_t m)
564 {
565
566         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
567         m->busy++;
568 }
569
570 void
571 vm_page_io_finish(vm_page_t m)
572 {
573
574         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
575         KASSERT(m->busy > 0, ("vm_page_io_finish: page %p is not busy", m));
576         m->busy--;
577         if (m->busy == 0)
578                 vm_page_flash(m);
579 }
580
581 /*
582  * Keep page from being freed by the page daemon
583  * much of the same effect as wiring, except much lower
584  * overhead and should be used only for *very* temporary
585  * holding ("wiring").
586  */
587 void
588 vm_page_hold(vm_page_t mem)
589 {
590
591         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
592         mem->hold_count++;
593 }
594
595 void
596 vm_page_unhold(vm_page_t mem)
597 {
598
599         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
600         --mem->hold_count;
601         KASSERT(mem->hold_count >= 0, ("vm_page_unhold: hold count < 0!!!"));
602         if (mem->hold_count == 0 && mem->queue == PQ_HOLD)
603                 vm_page_free_toq(mem);
604 }
605
606 /*
607  *      vm_page_unhold_pages:
608  *
609  *      Unhold each of the pages that is referenced by the given array.
610  */ 
611 void
612 vm_page_unhold_pages(vm_page_t *ma, int count)
613 {
614         struct mtx *mtx, *new_mtx;
615
616         mtx = NULL;
617         for (; count != 0; count--) {
618                 /*
619                  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
620                  */
621                 new_mtx = vm_page_lockptr(*ma);
622                 if (mtx != new_mtx) {
623                         if (mtx != NULL)
624                                 mtx_unlock(mtx);
625                         mtx = new_mtx;
626                         mtx_lock(mtx);
627                 }
628                 vm_page_unhold(*ma);
629                 ma++;
630         }
631         if (mtx != NULL)
632                 mtx_unlock(mtx);
633 }
634
635 /*
636  *      vm_page_getfake:
637  *
638  *      Create a fictitious page with the specified physical address and
639  *      memory attribute.  The memory attribute is the only the machine-
640  *      dependent aspect of a fictitious page that must be initialized.
641  */
642 vm_page_t
643 vm_page_getfake(vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
644 {
645         vm_page_t m;
646
647         m = uma_zalloc(fakepg_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
648         m->phys_addr = paddr;
649         m->queue = PQ_NONE;
650         /* Fictitious pages don't use "segind". */
651         m->flags = PG_FICTITIOUS;
652         /* Fictitious pages don't use "order" or "pool". */
653         m->oflags = VPO_BUSY | VPO_UNMANAGED;
654         m->wire_count = 1;
655         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
656         return (m);
657 }
658
659 /*
660  *      vm_page_putfake:
661  *
662  *      Release a fictitious page.
663  */
664 void
665 vm_page_putfake(vm_page_t m)
666 {
667
668         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
669             ("vm_page_putfake: bad page %p", m));
670         uma_zfree(fakepg_zone, m);
671 }
672
673 /*
674  *      vm_page_updatefake:
675  *
676  *      Update the given fictitious page to the specified physical address and
677  *      memory attribute.
678  */
679 void
680 vm_page_updatefake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
681 {
682
683         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
684             ("vm_page_updatefake: bad page %p", m));
685         m->phys_addr = paddr;
686         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
687 }
688
689 /*
690  *      vm_page_free:
691  *
692  *      Free a page.
693  */
694 void
695 vm_page_free(vm_page_t m)
696 {
697
698         m->flags &= ~PG_ZERO;
699         vm_page_free_toq(m);
700 }
701
702 /*
703  *      vm_page_free_zero:
704  *
705  *      Free a page to the zerod-pages queue
706  */
707 void
708 vm_page_free_zero(vm_page_t m)
709 {
710
711         m->flags |= PG_ZERO;
712         vm_page_free_toq(m);
713 }
714
715 /*
716  *      vm_page_sleep:
717  *
718  *      Sleep and release the page and page queues locks.
719  *
720  *      The object containing the given page must be locked.
721  */
722 void
723 vm_page_sleep(vm_page_t m, const char *msg)
724 {
725
726         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
727         if (mtx_owned(&vm_page_queue_mtx))
728                 vm_page_unlock_queues();
729         if (mtx_owned(vm_page_lockptr(m)))
730                 vm_page_unlock(m);
731
732         /*
733          * It's possible that while we sleep, the page will get
734          * unbusied and freed.  If we are holding the object
735          * lock, we will assume we hold a reference to the object
736          * such that even if m->object changes, we can re-lock
737          * it.
738          */
739         m->oflags |= VPO_WANTED;
740         msleep(m, VM_OBJECT_MTX(m->object), PVM, msg, 0);
741 }
742
743 /*
744  *      vm_page_dirty:
745  *
746  *      Set all bits in the page's dirty field.
747  *
748  *      The object containing the specified page must be locked if the
749  *      call is made from the machine-independent layer.
750  *
751  *      See vm_page_clear_dirty_mask().
752  */
753 void
754 vm_page_dirty(vm_page_t m)
755 {
756
757         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) == 0,
758             ("vm_page_dirty: page in cache!"));
759         KASSERT(!VM_PAGE_IS_FREE(m),
760             ("vm_page_dirty: page is free!"));
761         KASSERT(m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
762             ("vm_page_dirty: page is invalid!"));
763         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
764 }
765
766 /*
767  *      vm_page_splay:
768  *
769  *      Implements Sleator and Tarjan's top-down splay algorithm.  Returns
770  *      the vm_page containing the given pindex.  If, however, that
771  *      pindex is not found in the vm_object, returns a vm_page that is
772  *      adjacent to the pindex, coming before or after it.
773  */
774 vm_page_t
775 vm_page_splay(vm_pindex_t pindex, vm_page_t root)
776 {
777         struct vm_page dummy;
778         vm_page_t lefttreemax, righttreemin, y;
779
780         if (root == NULL)
781                 return (root);
782         lefttreemax = righttreemin = &dummy;
783         for (;; root = y) {
784                 if (pindex < root->pindex) {
785                         if ((y = root->left) == NULL)
786                                 break;
787                         if (pindex < y->pindex) {
788                                 /* Rotate right. */
789                                 root->left = y->right;
790                                 y->right = root;
791                                 root = y;
792                                 if ((y = root->left) == NULL)
793                                         break;
794                         }
795                         /* Link into the new root's right tree. */
796                         righttreemin->left = root;
797                         righttreemin = root;
798                 } else if (pindex > root->pindex) {
799                         if ((y = root->right) == NULL)
800                                 break;
801                         if (pindex > y->pindex) {
802                                 /* Rotate left. */
803                                 root->right = y->left;
804                                 y->left = root;
805                                 root = y;
806                                 if ((y = root->right) == NULL)
807                                         break;
808                         }
809                         /* Link into the new root's left tree. */
810                         lefttreemax->right = root;
811                         lefttreemax = root;
812                 } else
813                         break;
814         }
815         /* Assemble the new root. */
816         lefttreemax->right = root->left;
817         righttreemin->left = root->right;
818         root->left = dummy.right;
819         root->right = dummy.left;
820         return (root);
821 }
822
823 /*
824  *      vm_page_insert:         [ internal use only ]
825  *
826  *      Inserts the given mem entry into the object and object list.
827  *
828  *      The pagetables are not updated but will presumably fault the page
829  *      in if necessary, or if a kernel page the caller will at some point
830  *      enter the page into the kernel's pmap.  We are not allowed to block
831  *      here so we *can't* do this anyway.
832  *
833  *      The object and page must be locked.
834  *      This routine may not block.
835  */
836 void
837 vm_page_insert(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
838 {
839         vm_page_t root;
840
841         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
842         if (m->object != NULL)
843                 panic("vm_page_insert: page already inserted");
844
845         /*
846          * Record the object/offset pair in this page
847          */
848         m->object = object;
849         m->pindex = pindex;
850
851         /*
852          * Now link into the object's ordered list of backed pages.
853          */
854         root = object->root;
855         if (root == NULL) {
856                 m->left = NULL;
857                 m->right = NULL;
858                 TAILQ_INSERT_TAIL(&object->memq, m, listq);
859         } else {
860                 root = vm_page_splay(pindex, root);
861                 if (pindex < root->pindex) {
862                         m->left = root->left;
863                         m->right = root;
864                         root->left = NULL;
865                         TAILQ_INSERT_BEFORE(root, m, listq);
866                 } else if (pindex == root->pindex)
867                         panic("vm_page_insert: offset already allocated");
868                 else {
869                         m->right = root->right;
870                         m->left = root;
871                         root->right = NULL;
872                         TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, root, m, listq);
873                 }
874         }
875         object->root = m;
876
877         /*
878          * show that the object has one more resident page.
879          */
880         object->resident_page_count++;
881         /*
882          * Hold the vnode until the last page is released.
883          */
884         if (object->resident_page_count == 1 && object->type == OBJT_VNODE)
885                 vhold((struct vnode *)object->handle);
886
887         /*
888          * Since we are inserting a new and possibly dirty page,
889          * update the object's OBJ_MIGHTBEDIRTY flag.
890          */
891         if (m->aflags & PGA_WRITEABLE)
892                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
893 }
894
895 /*
896  *      vm_page_remove:
897  *                              NOTE: used by device pager as well -wfj
898  *
899  *      Removes the given mem entry from the object/offset-page
900  *      table and the object page list, but do not invalidate/terminate
901  *      the backing store.
902  *
903  *      The object and page must be locked.
904  *      The underlying pmap entry (if any) is NOT removed here.
905  *      This routine may not block.
906  */
907 void
908 vm_page_remove(vm_page_t m)
909 {
910         vm_object_t object;
911         vm_page_t next, prev, root;
912
913         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
914                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
915         if ((object = m->object) == NULL)
916                 return;
917         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
918         if (m->oflags & VPO_BUSY) {
919                 m->oflags &= ~VPO_BUSY;
920                 vm_page_flash(m);
921         }
922
923         /*
924          * Now remove from the object's list of backed pages.
925          */
926         if ((next = TAILQ_NEXT(m, listq)) != NULL && next->left == m) {
927                 /*
928                  * Since the page's successor in the list is also its parent
929                  * in the tree, its right subtree must be empty.
930                  */
931                 next->left = m->left;
932                 KASSERT(m->right == NULL,
933                     ("vm_page_remove: page %p has right child", m));
934         } else if ((prev = TAILQ_PREV(m, pglist, listq)) != NULL &&
935             prev->right == m) {
936                 /*
937                  * Since the page's predecessor in the list is also its parent
938                  * in the tree, its left subtree must be empty.
939                  */
940                 KASSERT(m->left == NULL,
941                     ("vm_page_remove: page %p has left child", m));
942                 prev->right = m->right;
943         } else {
944                 if (m != object->root)
945                         vm_page_splay(m->pindex, object->root);
946                 if (m->left == NULL)
947                         root = m->right;
948                 else if (m->right == NULL)
949                         root = m->left;
950                 else {
951                         /*
952                          * Move the page's successor to the root, because
953                          * pages are usually removed in ascending order.
954                          */
955                         if (m->right != next)
956                                 vm_page_splay(m->pindex, m->right);
957                         next->left = m->left;
958                         root = next;
959                 }
960                 object->root = root;
961         }
962         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
963
964         /*
965          * And show that the object has one fewer resident page.
966          */
967         object->resident_page_count--;
968         /*
969          * The vnode may now be recycled.
970          */
971         if (object->resident_page_count == 0 && object->type == OBJT_VNODE)
972                 vdrop((struct vnode *)object->handle);
973
974         m->object = NULL;
975 }
976
977 /*
978  *      vm_page_lookup:
979  *
980  *      Returns the page associated with the object/offset
981  *      pair specified; if none is found, NULL is returned.
982  *
983  *      The object must be locked.
984  *      This routine may not block.
985  *      This is a critical path routine
986  */
987 vm_page_t
988 vm_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
989 {
990         vm_page_t m;
991
992         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
993         if ((m = object->root) != NULL && m->pindex != pindex) {
994                 m = vm_page_splay(pindex, m);
995                 if ((object->root = m)->pindex != pindex)
996                         m = NULL;
997         }
998         return (m);
999 }
1000
1001 /*
1002  *      vm_page_find_least:
1003  *
1004  *      Returns the page associated with the object with least pindex
1005  *      greater than or equal to the parameter pindex, or NULL.
1006  *
1007  *      The object must be locked.
1008  *      The routine may not block.
1009  */
1010 vm_page_t
1011 vm_page_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1012 {
1013         vm_page_t m;
1014
1015         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1016         if ((m = TAILQ_FIRST(&object->memq)) != NULL) {
1017                 if (m->pindex < pindex) {
1018                         m = vm_page_splay(pindex, object->root);
1019                         if ((object->root = m)->pindex < pindex)
1020                                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
1021                 }
1022         }
1023         return (m);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Returns the given page's successor (by pindex) within the object if it is
1028  * resident; if none is found, NULL is returned.
1029  *
1030  * The object must be locked.
1031  */
1032 vm_page_t
1033 vm_page_next(vm_page_t m)
1034 {
1035         vm_page_t next;
1036
1037         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
1038         if ((next = TAILQ_NEXT(m, listq)) != NULL &&
1039             next->pindex != m->pindex + 1)
1040                 next = NULL;
1041         return (next);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Returns the given page's predecessor (by pindex) within the object if it is
1046  * resident; if none is found, NULL is returned.
1047  *
1048  * The object must be locked.
1049  */
1050 vm_page_t
1051 vm_page_prev(vm_page_t m)
1052 {
1053         vm_page_t prev;
1054
1055         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
1056         if ((prev = TAILQ_PREV(m, pglist, listq)) != NULL &&
1057             prev->pindex != m->pindex - 1)
1058                 prev = NULL;
1059         return (prev);
1060 }
1061
1062 /*
1063  *      vm_page_rename:
1064  *
1065  *      Move the given memory entry from its
1066  *      current object to the specified target object/offset.
1067  *
1068  *      The object must be locked.
1069  *      This routine may not block.
1070  *
1071  *      Note: swap associated with the page must be invalidated by the move.  We
1072  *            have to do this for several reasons:  (1) we aren't freeing the
1073  *            page, (2) we are dirtying the page, (3) the VM system is probably
1074  *            moving the page from object A to B, and will then later move
1075  *            the backing store from A to B and we can't have a conflict.
1076  *
1077  *      Note: we *always* dirty the page.  It is necessary both for the
1078  *            fact that we moved it, and because we may be invalidating
1079  *            swap.  If the page is on the cache, we have to deactivate it
1080  *            or vm_page_dirty() will panic.  Dirty pages are not allowed
1081  *            on the cache.
1082  */
1083 void
1084 vm_page_rename(vm_page_t m, vm_object_t new_object, vm_pindex_t new_pindex)
1085 {
1086
1087         vm_page_remove(m);
1088         vm_page_insert(m, new_object, new_pindex);
1089         vm_page_dirty(m);
1090 }
1091
1092 /*
1093  *      Convert all of the given object's cached pages that have a
1094  *      pindex within the given range into free pages.  If the value
1095  *      zero is given for "end", then the range's upper bound is
1096  *      infinity.  If the given object is backed by a vnode and it
1097  *      transitions from having one or more cached pages to none, the
1098  *      vnode's hold count is reduced. 
1099  */
1100 void
1101 vm_page_cache_free(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_pindex_t end)
1102 {
1103         vm_page_t m, m_next;
1104         boolean_t empty;
1105
1106         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1107         if (__predict_false(object->cache == NULL)) {
1108                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1109                 return;
1110         }
1111         m = object->cache = vm_page_splay(start, object->cache);
1112         if (m->pindex < start) {
1113                 if (m->right == NULL)
1114                         m = NULL;
1115                 else {
1116                         m_next = vm_page_splay(start, m->right);
1117                         m_next->left = m;
1118                         m->right = NULL;
1119                         m = object->cache = m_next;
1120                 }
1121         }
1122
1123         /*
1124          * At this point, "m" is either (1) a reference to the page
1125          * with the least pindex that is greater than or equal to
1126          * "start" or (2) NULL.
1127          */
1128         for (; m != NULL && (m->pindex < end || end == 0); m = m_next) {
1129                 /*
1130                  * Find "m"'s successor and remove "m" from the
1131                  * object's cache.
1132                  */
1133                 if (m->right == NULL) {
1134                         object->cache = m->left;
1135                         m_next = NULL;
1136                 } else {
1137                         m_next = vm_page_splay(start, m->right);
1138                         m_next->left = m->left;
1139                         object->cache = m_next;
1140                 }
1141                 /* Convert "m" to a free page. */
1142                 m->object = NULL;
1143                 m->valid = 0;
1144                 /* Clear PG_CACHED and set PG_FREE. */
1145                 m->flags ^= PG_CACHED | PG_FREE;
1146                 KASSERT((m->flags & (PG_CACHED | PG_FREE)) == PG_FREE,
1147                     ("vm_page_cache_free: page %p has inconsistent flags", m));
1148                 cnt.v_cache_count--;
1149                 cnt.v_free_count++;
1150         }
1151         empty = object->cache == NULL;
1152         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1153         if (object->type == OBJT_VNODE && empty)
1154                 vdrop(object->handle);
1155 }
1156
1157 /*
1158  *      Returns the cached page that is associated with the given
1159  *      object and offset.  If, however, none exists, returns NULL.
1160  *
1161  *      The free page queue must be locked.
1162  */
1163 static inline vm_page_t
1164 vm_page_cache_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1165 {
1166         vm_page_t m;
1167
1168         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
1169         if ((m = object->cache) != NULL && m->pindex != pindex) {
1170                 m = vm_page_splay(pindex, m);
1171                 if ((object->cache = m)->pindex != pindex)
1172                         m = NULL;
1173         }
1174         return (m);
1175 }
1176
1177 /*
1178  *      Remove the given cached page from its containing object's
1179  *      collection of cached pages.
1180  *
1181  *      The free page queue must be locked.
1182  */
1183 void
1184 vm_page_cache_remove(vm_page_t m)
1185 {
1186         vm_object_t object;
1187         vm_page_t root;
1188
1189         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
1190         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) != 0,
1191             ("vm_page_cache_remove: page %p is not cached", m));
1192         object = m->object;
1193         if (m != object->cache) {
1194                 root = vm_page_splay(m->pindex, object->cache);
1195                 KASSERT(root == m,
1196                     ("vm_page_cache_remove: page %p is not cached in object %p",
1197                     m, object));
1198         }
1199         if (m->left == NULL)
1200                 root = m->right;
1201         else if (m->right == NULL)
1202                 root = m->left;
1203         else {
1204                 root = vm_page_splay(m->pindex, m->left);
1205                 root->right = m->right;
1206         }
1207         object->cache = root;
1208         m->object = NULL;
1209         cnt.v_cache_count--;
1210 }
1211
1212 /*
1213  *      Transfer all of the cached pages with offset greater than or
1214  *      equal to 'offidxstart' from the original object's cache to the
1215  *      new object's cache.  However, any cached pages with offset
1216  *      greater than or equal to the new object's size are kept in the
1217  *      original object.  Initially, the new object's cache must be
1218  *      empty.  Offset 'offidxstart' in the original object must
1219  *      correspond to offset zero in the new object.
1220  *
1221  *      The new object must be locked.
1222  */
1223 void
1224 vm_page_cache_transfer(vm_object_t orig_object, vm_pindex_t offidxstart,
1225     vm_object_t new_object)
1226 {
1227         vm_page_t m, m_next;
1228
1229         /*
1230          * Insertion into an object's collection of cached pages
1231          * requires the object to be locked.  In contrast, removal does
1232          * not.
1233          */
1234         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(new_object, MA_OWNED);
1235         KASSERT(new_object->cache == NULL,
1236             ("vm_page_cache_transfer: object %p has cached pages",
1237             new_object));
1238         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1239         if ((m = orig_object->cache) != NULL) {
1240                 /*
1241                  * Transfer all of the pages with offset greater than or
1242                  * equal to 'offidxstart' from the original object's
1243                  * cache to the new object's cache.
1244                  */
1245                 m = vm_page_splay(offidxstart, m);
1246                 if (m->pindex < offidxstart) {
1247                         orig_object->cache = m;
1248                         new_object->cache = m->right;
1249                         m->right = NULL;
1250                 } else {
1251                         orig_object->cache = m->left;
1252                         new_object->cache = m;
1253                         m->left = NULL;
1254                 }
1255                 while ((m = new_object->cache) != NULL) {
1256                         if ((m->pindex - offidxstart) >= new_object->size) {
1257                                 /*
1258                                  * Return all of the cached pages with
1259                                  * offset greater than or equal to the
1260                                  * new object's size to the original
1261                                  * object's cache. 
1262                                  */
1263                                 new_object->cache = m->left;
1264                                 m->left = orig_object->cache;
1265                                 orig_object->cache = m;
1266                                 break;
1267                         }
1268                         m_next = vm_page_splay(m->pindex, m->right);
1269                         /* Update the page's object and offset. */
1270                         m->object = new_object;
1271                         m->pindex -= offidxstart;
1272                         if (m_next == NULL)
1273                                 break;
1274                         m->right = NULL;
1275                         m_next->left = m;
1276                         new_object->cache = m_next;
1277                 }
1278                 KASSERT(new_object->cache == NULL ||
1279                     new_object->type == OBJT_SWAP,
1280                     ("vm_page_cache_transfer: object %p's type is incompatible"
1281                     " with cached pages", new_object));
1282         }
1283         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1284 }
1285
1286 /*
1287  *      Returns TRUE if a cached page is associated with the given object and
1288  *      offset, and FALSE otherwise.
1289  *
1290  *      The object must be locked.
1291  */
1292 boolean_t
1293 vm_page_is_cached(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1294 {
1295         vm_page_t m;
1296
1297         /*
1298          * Insertion into an object's collection of cached pages requires the
1299          * object to be locked.  Therefore, if the object is locked and the
1300          * object's collection is empty, there is no need to acquire the free
1301          * page queues lock in order to prove that the specified page doesn't
1302          * exist.
1303          */
1304         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1305         if (object->cache == NULL)
1306                 return (FALSE);
1307         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1308         m = vm_page_cache_lookup(object, pindex);
1309         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1310         return (m != NULL);
1311 }
1312
1313 /*
1314  *      vm_page_alloc:
1315  *
1316  *      Allocate and return a memory cell associated
1317  *      with this VM object/offset pair.
1318  *
1319  *      The caller must always specify an allocation class.
1320  *
1321  *      allocation classes:
1322  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1323  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1324  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1325  *
1326  *      optional allocation flags:
1327  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1328  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1329  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with a vm object
1330  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not set the page busy
1331  *      VM_ALLOC_IFCACHED       return page only if it is cached
1332  *      VM_ALLOC_IFNOTCACHED    return NULL, do not reactivate if the page
1333  *                              is cached
1334  *
1335  *      This routine may not sleep.
1336  */
1337 vm_page_t
1338 vm_page_alloc(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req)
1339 {
1340         struct vnode *vp = NULL;
1341         vm_object_t m_object;
1342         vm_page_t m;
1343         int flags, page_req;
1344
1345         if ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) {
1346                 KASSERT(object != NULL,
1347                     ("vm_page_alloc: NULL object."));
1348                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1349         }
1350
1351         page_req = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1352
1353         /*
1354          * The pager is allowed to eat deeper into the free page list.
1355          */
1356         if ((curproc == pageproc) && (page_req != VM_ALLOC_INTERRUPT))
1357                 page_req = VM_ALLOC_SYSTEM;
1358
1359         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1360         if (cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > cnt.v_free_reserved ||
1361             (page_req == VM_ALLOC_SYSTEM && 
1362             cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > cnt.v_interrupt_free_min) ||
1363             (page_req == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1364             cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > 0)) {
1365                 /*
1366                  * Allocate from the free queue if the number of free pages
1367                  * exceeds the minimum for the request class.
1368                  */
1369                 if (object != NULL &&
1370                     (m = vm_page_cache_lookup(object, pindex)) != NULL) {
1371                         if ((req & VM_ALLOC_IFNOTCACHED) != 0) {
1372                                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1373                                 return (NULL);
1374                         }
1375                         if (vm_phys_unfree_page(m))
1376                                 vm_phys_set_pool(VM_FREEPOOL_DEFAULT, m, 0);
1377 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1378                         else if (!vm_reserv_reactivate_page(m))
1379 #else
1380                         else
1381 #endif
1382                                 panic("vm_page_alloc: cache page %p is missing"
1383                                     " from the free queue", m);
1384                 } else if ((req & VM_ALLOC_IFCACHED) != 0) {
1385                         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1386                         return (NULL);
1387 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1388                 } else if (object == NULL || object->type == OBJT_DEVICE ||
1389                     object->type == OBJT_SG ||
1390                     (object->flags & OBJ_COLORED) == 0 ||
1391                     (m = vm_reserv_alloc_page(object, pindex)) == NULL) {
1392 #else
1393                 } else {
1394 #endif
1395                         m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1396                             VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
1397 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1398                         if (m == NULL && vm_reserv_reclaim_inactive()) {
1399                                 m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1400                                     VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT,
1401                                     0);
1402                         }
1403 #endif
1404                 }
1405         } else {
1406                 /*
1407                  * Not allocatable, give up.
1408                  */
1409                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1410                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
1411                     MAX((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
1412                 pagedaemon_wakeup();
1413                 return (NULL);
1414         }
1415
1416         /*
1417          *  At this point we had better have found a good page.
1418          */
1419
1420         KASSERT(m != NULL, ("vm_page_alloc: missing page"));
1421         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1422             ("vm_page_alloc: page %p has unexpected queue %d", m, m->queue));
1423         KASSERT(m->wire_count == 0, ("vm_page_alloc: page %p is wired", m));
1424         KASSERT(m->hold_count == 0, ("vm_page_alloc: page %p is held", m));
1425         KASSERT(m->busy == 0, ("vm_page_alloc: page %p is busy", m));
1426         KASSERT(m->dirty == 0, ("vm_page_alloc: page %p is dirty", m));
1427         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
1428             ("vm_page_alloc: page %p has unexpected memattr %d", m,
1429             pmap_page_get_memattr(m)));
1430         if ((m->flags & PG_CACHED) != 0) {
1431                 KASSERT(m->valid != 0,
1432                     ("vm_page_alloc: cached page %p is invalid", m));
1433                 if (m->object == object && m->pindex == pindex)
1434                         cnt.v_reactivated++;
1435                 else
1436                         m->valid = 0;
1437                 m_object = m->object;
1438                 vm_page_cache_remove(m);
1439                 if (m_object->type == OBJT_VNODE && m_object->cache == NULL)
1440                         vp = m_object->handle;
1441         } else {
1442                 KASSERT(VM_PAGE_IS_FREE(m),
1443                     ("vm_page_alloc: page %p is not free", m));
1444                 KASSERT(m->valid == 0,
1445                     ("vm_page_alloc: free page %p is valid", m));
1446                 cnt.v_free_count--;
1447         }
1448
1449         /*
1450          * Only the PG_ZERO flag is inherited.  The PG_CACHED or PG_FREE flag
1451          * must be cleared before the free page queues lock is released.
1452          */
1453         flags = 0;
1454         if (req & VM_ALLOC_NODUMP)
1455                 flags |= PG_NODUMP;
1456         if (m->flags & PG_ZERO) {
1457                 vm_page_zero_count--;
1458                 if (req & VM_ALLOC_ZERO)
1459                         flags = PG_ZERO;
1460         }
1461         m->flags = flags;
1462         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1463         m->aflags = 0;
1464         if (object == NULL || object->type == OBJT_PHYS)
1465                 m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1466         else
1467                 m->oflags = 0;
1468         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ)) == 0)
1469                 m->oflags |= VPO_BUSY;
1470         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1471                 /*
1472                  * The page lock is not required for wiring a page until that
1473                  * page is inserted into the object.
1474                  */
1475                 atomic_add_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1476                 m->wire_count = 1;
1477         }
1478         m->act_count = 0;
1479
1480         if (object != NULL) {
1481                 /* Ignore device objects; the pager sets "memattr" for them. */
1482                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1483                     object->type != OBJT_DEVICE && object->type != OBJT_SG)
1484                         pmap_page_set_memattr(m, object->memattr);
1485                 vm_page_insert(m, object, pindex);
1486         } else
1487                 m->pindex = pindex;
1488
1489         /*
1490          * The following call to vdrop() must come after the above call
1491          * to vm_page_insert() in case both affect the same object and
1492          * vnode.  Otherwise, the affected vnode's hold count could
1493          * temporarily become zero.
1494          */
1495         if (vp != NULL)
1496                 vdrop(vp);
1497
1498         /*
1499          * Don't wakeup too often - wakeup the pageout daemon when
1500          * we would be nearly out of memory.
1501          */
1502         if (vm_paging_needed())
1503                 pagedaemon_wakeup();
1504
1505         return (m);
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Initialize a page that has been freshly dequeued from a freelist.
1510  * The caller has to drop the vnode returned, if it is not NULL.
1511  *
1512  * To be called with vm_page_queue_free_mtx held.
1513  */
1514 struct vnode *
1515 vm_page_alloc_init(vm_page_t m)
1516 {
1517         struct vnode *drop;
1518         vm_object_t m_object;
1519
1520         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1521             ("vm_page_alloc_init: page %p has unexpected queue %d",
1522             m, m->queue));
1523         KASSERT(m->wire_count == 0,
1524             ("vm_page_alloc_init: page %p is wired", m));
1525         KASSERT(m->hold_count == 0,
1526             ("vm_page_alloc_init: page %p is held", m));
1527         KASSERT(m->busy == 0,
1528             ("vm_page_alloc_init: page %p is busy", m));
1529         KASSERT(m->dirty == 0,
1530             ("vm_page_alloc_init: page %p is dirty", m));
1531         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
1532             ("vm_page_alloc_init: page %p has unexpected memattr %d",
1533             m, pmap_page_get_memattr(m)));
1534         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
1535         drop = NULL;
1536         if ((m->flags & PG_CACHED) != 0) {
1537                 m->valid = 0;
1538                 m_object = m->object;
1539                 vm_page_cache_remove(m);
1540                 if (m_object->type == OBJT_VNODE &&
1541                     m_object->cache == NULL)
1542                         drop = m_object->handle;
1543         } else {
1544                 KASSERT(VM_PAGE_IS_FREE(m),
1545                     ("vm_page_alloc_init: page %p is not free", m));
1546                 KASSERT(m->valid == 0,
1547                     ("vm_page_alloc_init: free page %p is valid", m));
1548                 cnt.v_free_count--;
1549         }
1550         if (m->flags & PG_ZERO)
1551                 vm_page_zero_count--;
1552         /* Don't clear the PG_ZERO flag; we'll need it later. */
1553         m->flags &= PG_ZERO;
1554         m->aflags = 0;
1555         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1556         /* Unmanaged pages don't use "act_count". */
1557         return (drop);
1558 }
1559
1560 /*
1561  *      vm_page_alloc_freelist:
1562  * 
1563  *      Allocate a page from the specified freelist.
1564  *      Only the ALLOC_CLASS values in req are honored, other request flags
1565  *      are ignored.
1566  */
1567 vm_page_t
1568 vm_page_alloc_freelist(int flind, int req)
1569 {
1570         struct vnode *drop;
1571         vm_page_t m;
1572         int page_req;
1573
1574         m = NULL;
1575         page_req = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1576         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1577         /*
1578          * Do not allocate reserved pages unless the req has asked for it.
1579          */
1580         if (cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > cnt.v_free_reserved ||
1581             (page_req == VM_ALLOC_SYSTEM && 
1582             cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > cnt.v_interrupt_free_min) ||
1583             (page_req == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1584             cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > 0)) {
1585                 m = vm_phys_alloc_freelist_pages(flind, VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
1586         }
1587         if (m == NULL) {
1588                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1589                 return (NULL);
1590         }
1591         drop = vm_page_alloc_init(m);
1592         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1593         if (drop)
1594                 vdrop(drop);
1595         return (m);
1596 }
1597
1598 /*
1599  *      vm_wait:        (also see VM_WAIT macro)
1600  *
1601  *      Block until free pages are available for allocation
1602  *      - Called in various places before memory allocations.
1603  */
1604 void
1605 vm_wait(void)
1606 {
1607
1608         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1609         if (curproc == pageproc) {
1610                 vm_pageout_pages_needed = 1;
1611                 msleep(&vm_pageout_pages_needed, &vm_page_queue_free_mtx,
1612                     PDROP | PSWP, "VMWait", 0);
1613         } else {
1614                 if (!vm_pages_needed) {
1615                         vm_pages_needed = 1;
1616                         wakeup(&vm_pages_needed);
1617                 }
1618                 msleep(&cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PVM,
1619                     "vmwait", 0);
1620         }
1621 }
1622
1623 /*
1624  *      vm_waitpfault:  (also see VM_WAITPFAULT macro)
1625  *
1626  *      Block until free pages are available for allocation
1627  *      - Called only in vm_fault so that processes page faulting
1628  *        can be easily tracked.
1629  *      - Sleeps at a lower priority than vm_wait() so that vm_wait()ing
1630  *        processes will be able to grab memory first.  Do not change
1631  *        this balance without careful testing first.
1632  */
1633 void
1634 vm_waitpfault(void)
1635 {
1636
1637         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1638         if (!vm_pages_needed) {
1639                 vm_pages_needed = 1;
1640                 wakeup(&vm_pages_needed);
1641         }
1642         msleep(&cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PUSER,
1643             "pfault", 0);
1644 }
1645
1646 /*
1647  *      vm_page_requeue:
1648  *
1649  *      Move the given page to the tail of its present page queue.
1650  *
1651  *      The page queues must be locked.
1652  */
1653 void
1654 vm_page_requeue(vm_page_t m)
1655 {
1656         struct vpgqueues *vpq;
1657         int queue;
1658
1659         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1660         queue = m->queue;
1661         KASSERT(queue != PQ_NONE,
1662             ("vm_page_requeue: page %p is not queued", m));
1663         vpq = &vm_page_queues[queue];
1664         TAILQ_REMOVE(&vpq->pl, m, pageq);
1665         TAILQ_INSERT_TAIL(&vpq->pl, m, pageq);
1666 }
1667
1668 /*
1669  *      vm_page_queue_remove:
1670  *
1671  *      Remove the given page from the specified queue.
1672  *
1673  *      The page and page queues must be locked.
1674  */
1675 static __inline void
1676 vm_page_queue_remove(int queue, vm_page_t m)
1677 {
1678         struct vpgqueues *pq;
1679
1680         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1681         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
1682         pq = &vm_page_queues[queue];
1683         TAILQ_REMOVE(&pq->pl, m, pageq);
1684         (*pq->cnt)--;
1685 }
1686
1687 /*
1688  *      vm_pageq_remove:
1689  *
1690  *      Remove a page from its queue.
1691  *
1692  *      The given page must be locked.
1693  *      This routine may not block.
1694  */
1695 void
1696 vm_pageq_remove(vm_page_t m)
1697 {
1698         int queue;
1699
1700         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
1701         if ((queue = m->queue) != PQ_NONE) {
1702                 vm_page_lock_queues();
1703                 m->queue = PQ_NONE;
1704                 vm_page_queue_remove(queue, m);
1705                 vm_page_unlock_queues();
1706         }
1707 }
1708
1709 /*
1710  *      vm_page_enqueue:
1711  *
1712  *      Add the given page to the specified queue.
1713  *
1714  *      The page queues must be locked.
1715  */
1716 static void
1717 vm_page_enqueue(int queue, vm_page_t m)
1718 {
1719         struct vpgqueues *vpq;
1720
1721         vpq = &vm_page_queues[queue];
1722         m->queue = queue;
1723         TAILQ_INSERT_TAIL(&vpq->pl, m, pageq);
1724         ++*vpq->cnt;
1725 }
1726
1727 /*
1728  *      vm_page_activate:
1729  *
1730  *      Put the specified page on the active list (if appropriate).
1731  *      Ensure that act_count is at least ACT_INIT but do not otherwise
1732  *      mess with it.
1733  *
1734  *      The page must be locked.
1735  *      This routine may not block.
1736  */
1737 void
1738 vm_page_activate(vm_page_t m)
1739 {
1740         int queue;
1741
1742         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
1743         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
1744         if ((queue = m->queue) != PQ_ACTIVE) {
1745                 if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
1746                         if (m->act_count < ACT_INIT)
1747                                 m->act_count = ACT_INIT;
1748                         vm_page_lock_queues();
1749                         if (queue != PQ_NONE)
1750                                 vm_page_queue_remove(queue, m);
1751                         vm_page_enqueue(PQ_ACTIVE, m);
1752                         vm_page_unlock_queues();
1753                 } else
1754                         KASSERT(queue == PQ_NONE,
1755                             ("vm_page_activate: wired page %p is queued", m));
1756         } else {
1757                 if (m->act_count < ACT_INIT)
1758                         m->act_count = ACT_INIT;
1759         }
1760 }
1761
1762 /*
1763  *      vm_page_free_wakeup:
1764  *
1765  *      Helper routine for vm_page_free_toq() and vm_page_cache().  This
1766  *      routine is called when a page has been added to the cache or free
1767  *      queues.
1768  *
1769  *      The page queues must be locked.
1770  *      This routine may not block.
1771  */
1772 static inline void
1773 vm_page_free_wakeup(void)
1774 {
1775
1776         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
1777         /*
1778          * if pageout daemon needs pages, then tell it that there are
1779          * some free.
1780          */
1781         if (vm_pageout_pages_needed &&
1782             cnt.v_cache_count + cnt.v_free_count >= cnt.v_pageout_free_min) {
1783                 wakeup(&vm_pageout_pages_needed);
1784                 vm_pageout_pages_needed = 0;
1785         }
1786         /*
1787          * wakeup processes that are waiting on memory if we hit a
1788          * high water mark. And wakeup scheduler process if we have
1789          * lots of memory. this process will swapin processes.
1790          */
1791         if (vm_pages_needed && !vm_page_count_min()) {
1792                 vm_pages_needed = 0;
1793                 wakeup(&cnt.v_free_count);
1794         }
1795 }
1796
1797 /*
1798  *      vm_page_free_toq:
1799  *
1800  *      Returns the given page to the free list,
1801  *      disassociating it with any VM object.
1802  *
1803  *      Object and page must be locked prior to entry.
1804  *      This routine may not block.
1805  */
1806
1807 void
1808 vm_page_free_toq(vm_page_t m)
1809 {
1810
1811         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
1812                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
1813                 KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
1814                     ("vm_page_free_toq: freeing mapped page %p", m));
1815         }
1816         PCPU_INC(cnt.v_tfree);
1817
1818         if (VM_PAGE_IS_FREE(m))
1819                 panic("vm_page_free: freeing free page %p", m);
1820         else if (m->busy != 0)
1821                 panic("vm_page_free: freeing busy page %p", m);
1822
1823         /*
1824          * unqueue, then remove page.  Note that we cannot destroy
1825          * the page here because we do not want to call the pager's
1826          * callback routine until after we've put the page on the
1827          * appropriate free queue.
1828          */
1829         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1830                 vm_pageq_remove(m);
1831         vm_page_remove(m);
1832
1833         /*
1834          * If fictitious remove object association and
1835          * return, otherwise delay object association removal.
1836          */
1837         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
1838                 return;
1839         }
1840
1841         m->valid = 0;
1842         vm_page_undirty(m);
1843
1844         if (m->wire_count != 0)
1845                 panic("vm_page_free: freeing wired page %p", m);
1846         if (m->hold_count != 0) {
1847                 m->flags &= ~PG_ZERO;
1848                 vm_page_lock_queues();
1849                 vm_page_enqueue(PQ_HOLD, m);
1850                 vm_page_unlock_queues();
1851         } else {
1852                 /*
1853                  * Restore the default memory attribute to the page.
1854                  */
1855                 if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
1856                         pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
1857
1858                 /*
1859                  * Insert the page into the physical memory allocator's
1860                  * cache/free page queues.
1861                  */
1862                 mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1863                 m->flags |= PG_FREE;
1864                 cnt.v_free_count++;
1865 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1866                 if (!vm_reserv_free_page(m))
1867 #else
1868                 if (TRUE)
1869 #endif
1870                         vm_phys_free_pages(m, 0);
1871                 if ((m->flags & PG_ZERO) != 0)
1872                         ++vm_page_zero_count;
1873                 else
1874                         vm_page_zero_idle_wakeup();
1875                 vm_page_free_wakeup();
1876                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1877         }
1878 }
1879
1880 /*
1881  *      vm_page_wire:
1882  *
1883  *      Mark this page as wired down by yet
1884  *      another map, removing it from paging queues
1885  *      as necessary.
1886  *
1887  *      If the page is fictitious, then its wire count must remain one.
1888  *
1889  *      The page must be locked.
1890  *      This routine may not block.
1891  */
1892 void
1893 vm_page_wire(vm_page_t m)
1894 {
1895
1896         /*
1897          * Only bump the wire statistics if the page is not already wired,
1898          * and only unqueue the page if it is on some queue (if it is unmanaged
1899          * it is already off the queues).
1900          */
1901         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
1902         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
1903                 KASSERT(m->wire_count == 1,
1904                     ("vm_page_wire: fictitious page %p's wire count isn't one",
1905                     m));
1906                 return;
1907         }
1908         if (m->wire_count == 0) {
1909                 if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1910                         vm_pageq_remove(m);
1911                 atomic_add_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1912         }
1913         m->wire_count++;
1914         KASSERT(m->wire_count != 0, ("vm_page_wire: wire_count overflow m=%p", m));
1915 }
1916
1917 /*
1918  * vm_page_unwire:
1919  *
1920  * Release one wiring of the specified page, potentially enabling it to be
1921  * paged again.  If paging is enabled, then the value of the parameter
1922  * "activate" determines to which queue the page is added.  If "activate" is
1923  * non-zero, then the page is added to the active queue.  Otherwise, it is
1924  * added to the inactive queue.
1925  *
1926  * However, unless the page belongs to an object, it is not enqueued because
1927  * it cannot be paged out.
1928  *
1929  * If a page is fictitious, then its wire count must alway be one.
1930  *
1931  * A managed page must be locked.
1932  */
1933 void
1934 vm_page_unwire(vm_page_t m, int activate)
1935 {
1936
1937         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1938                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
1939         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
1940                 KASSERT(m->wire_count == 1,
1941             ("vm_page_unwire: fictitious page %p's wire count isn't one", m));
1942                 return;
1943         }
1944         if (m->wire_count > 0) {
1945                 m->wire_count--;
1946                 if (m->wire_count == 0) {
1947                         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1948                         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 ||
1949                             m->object == NULL)
1950                                 return;
1951                         if (!activate)
1952                                 m->flags &= ~PG_WINATCFLS;
1953                         vm_page_lock_queues();
1954                         vm_page_enqueue(activate ? PQ_ACTIVE : PQ_INACTIVE, m);
1955                         vm_page_unlock_queues();
1956                 }
1957         } else
1958                 panic("vm_page_unwire: page %p's wire count is zero", m);
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Move the specified page to the inactive queue.
1963  *
1964  * Many pages placed on the inactive queue should actually go
1965  * into the cache, but it is difficult to figure out which.  What
1966  * we do instead, if the inactive target is well met, is to put
1967  * clean pages at the head of the inactive queue instead of the tail.
1968  * This will cause them to be moved to the cache more quickly and
1969  * if not actively re-referenced, reclaimed more quickly.  If we just
1970  * stick these pages at the end of the inactive queue, heavy filesystem
1971  * meta-data accesses can cause an unnecessary paging load on memory bound 
1972  * processes.  This optimization causes one-time-use metadata to be
1973  * reused more quickly.
1974  *
1975  * Normally athead is 0 resulting in LRU operation.  athead is set
1976  * to 1 if we want this page to be 'as if it were placed in the cache',
1977  * except without unmapping it from the process address space.
1978  *
1979  * This routine may not block.
1980  */
1981 static inline void
1982 _vm_page_deactivate(vm_page_t m, int athead)
1983 {
1984         int queue;
1985
1986         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
1987
1988         /*
1989          * Ignore if already inactive.
1990          */
1991         if ((queue = m->queue) == PQ_INACTIVE)
1992                 return;
1993         if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
1994                 m->flags &= ~PG_WINATCFLS;
1995                 vm_page_lock_queues();
1996                 if (queue != PQ_NONE)
1997                         vm_page_queue_remove(queue, m);
1998                 if (athead)
1999                         TAILQ_INSERT_HEAD(&vm_page_queues[PQ_INACTIVE].pl, m,
2000                             pageq);
2001                 else
2002                         TAILQ_INSERT_TAIL(&vm_page_queues[PQ_INACTIVE].pl, m,
2003                             pageq);
2004                 m->queue = PQ_INACTIVE;
2005                 cnt.v_inactive_count++;
2006                 vm_page_unlock_queues();
2007         }
2008 }
2009
2010 /*
2011  * Move the specified page to the inactive queue.
2012  *
2013  * The page must be locked.
2014  */
2015 void
2016 vm_page_deactivate(vm_page_t m)
2017 {
2018
2019         _vm_page_deactivate(m, 0);
2020 }
2021
2022 /*
2023  * vm_page_try_to_cache:
2024  *
2025  * Returns 0 on failure, 1 on success
2026  */
2027 int
2028 vm_page_try_to_cache(vm_page_t m)
2029 {
2030
2031         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2032         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2033         if (m->dirty || m->hold_count || m->busy || m->wire_count ||
2034             (m->oflags & (VPO_BUSY | VPO_UNMANAGED)) != 0)
2035                 return (0);
2036         pmap_remove_all(m);
2037         if (m->dirty)
2038                 return (0);
2039         vm_page_cache(m);
2040         return (1);
2041 }
2042
2043 /*
2044  * vm_page_try_to_free()
2045  *
2046  *      Attempt to free the page.  If we cannot free it, we do nothing.
2047  *      1 is returned on success, 0 on failure.
2048  */
2049 int
2050 vm_page_try_to_free(vm_page_t m)
2051 {
2052
2053         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2054         if (m->object != NULL)
2055                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2056         if (m->dirty || m->hold_count || m->busy || m->wire_count ||
2057             (m->oflags & (VPO_BUSY | VPO_UNMANAGED)) != 0)
2058                 return (0);
2059         pmap_remove_all(m);
2060         if (m->dirty)
2061                 return (0);
2062         vm_page_free(m);
2063         return (1);
2064 }
2065
2066 /*
2067  * vm_page_cache
2068  *
2069  * Put the specified page onto the page cache queue (if appropriate).
2070  *
2071  * This routine may not block.
2072  */
2073 void
2074 vm_page_cache(vm_page_t m)
2075 {
2076         vm_object_t object;
2077         vm_page_t next, prev, root;
2078
2079         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2080         object = m->object;
2081         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2082         if ((m->oflags & (VPO_UNMANAGED | VPO_BUSY)) || m->busy ||
2083             m->hold_count || m->wire_count)
2084                 panic("vm_page_cache: attempting to cache busy page");
2085         pmap_remove_all(m);
2086         if (m->dirty != 0)
2087                 panic("vm_page_cache: page %p is dirty", m);
2088         if (m->valid == 0 || object->type == OBJT_DEFAULT ||
2089             (object->type == OBJT_SWAP &&
2090             !vm_pager_has_page(object, m->pindex, NULL, NULL))) {
2091                 /*
2092                  * Hypothesis: A cache-elgible page belonging to a
2093                  * default object or swap object but without a backing
2094                  * store must be zero filled.
2095                  */
2096                 vm_page_free(m);
2097                 return;
2098         }
2099         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) == 0,
2100             ("vm_page_cache: page %p is already cached", m));
2101         PCPU_INC(cnt.v_tcached);
2102
2103         /*
2104          * Remove the page from the paging queues.
2105          */
2106         vm_pageq_remove(m);
2107
2108         /*
2109          * Remove the page from the object's collection of resident
2110          * pages. 
2111          */
2112         if ((next = TAILQ_NEXT(m, listq)) != NULL && next->left == m) {
2113                 /*
2114                  * Since the page's successor in the list is also its parent
2115                  * in the tree, its right subtree must be empty.
2116                  */
2117                 next->left = m->left;
2118                 KASSERT(m->right == NULL,
2119                     ("vm_page_cache: page %p has right child", m));
2120         } else if ((prev = TAILQ_PREV(m, pglist, listq)) != NULL &&
2121             prev->right == m) {
2122                 /*
2123                  * Since the page's predecessor in the list is also its parent
2124                  * in the tree, its left subtree must be empty.
2125                  */
2126                 KASSERT(m->left == NULL,
2127                     ("vm_page_cache: page %p has left child", m));
2128                 prev->right = m->right;
2129         } else {
2130                 if (m != object->root)
2131                         vm_page_splay(m->pindex, object->root);
2132                 if (m->left == NULL)
2133                         root = m->right;
2134                 else if (m->right == NULL)
2135                         root = m->left;
2136                 else {
2137                         /*
2138                          * Move the page's successor to the root, because
2139                          * pages are usually removed in ascending order.
2140                          */
2141                         if (m->right != next)
2142                                 vm_page_splay(m->pindex, m->right);
2143                         next->left = m->left;
2144                         root = next;
2145                 }
2146                 object->root = root;
2147         }
2148         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
2149         object->resident_page_count--;
2150
2151         /*
2152          * Restore the default memory attribute to the page.
2153          */
2154         if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2155                 pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
2156
2157         /*
2158          * Insert the page into the object's collection of cached pages
2159          * and the physical memory allocator's cache/free page queues.
2160          */
2161         m->flags &= ~PG_ZERO;
2162         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2163         m->flags |= PG_CACHED;
2164         cnt.v_cache_count++;
2165         root = object->cache;
2166         if (root == NULL) {
2167                 m->left = NULL;
2168                 m->right = NULL;
2169         } else {
2170                 root = vm_page_splay(m->pindex, root);
2171                 if (m->pindex < root->pindex) {
2172                         m->left = root->left;
2173                         m->right = root;
2174                         root->left = NULL;
2175                 } else if (__predict_false(m->pindex == root->pindex))
2176                         panic("vm_page_cache: offset already cached");
2177                 else {
2178                         m->right = root->right;
2179                         m->left = root;
2180                         root->right = NULL;
2181                 }
2182         }
2183         object->cache = m;
2184 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2185         if (!vm_reserv_free_page(m)) {
2186 #else
2187         if (TRUE) {
2188 #endif
2189                 vm_phys_set_pool(VM_FREEPOOL_CACHE, m, 0);
2190                 vm_phys_free_pages(m, 0);
2191         }
2192         vm_page_free_wakeup();
2193         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2194
2195         /*
2196          * Increment the vnode's hold count if this is the object's only
2197          * cached page.  Decrement the vnode's hold count if this was
2198          * the object's only resident page.
2199          */
2200         if (object->type == OBJT_VNODE) {
2201                 if (root == NULL && object->resident_page_count != 0)
2202                         vhold(object->handle);
2203                 else if (root != NULL && object->resident_page_count == 0)
2204                         vdrop(object->handle);
2205         }
2206 }
2207
2208 /*
2209  * vm_page_dontneed
2210  *
2211  *      Cache, deactivate, or do nothing as appropriate.  This routine
2212  *      is typically used by madvise() MADV_DONTNEED.
2213  *
2214  *      Generally speaking we want to move the page into the cache so
2215  *      it gets reused quickly.  However, this can result in a silly syndrome
2216  *      due to the page recycling too quickly.  Small objects will not be
2217  *      fully cached.  On the otherhand, if we move the page to the inactive
2218  *      queue we wind up with a problem whereby very large objects 
2219  *      unnecessarily blow away our inactive and cache queues.
2220  *
2221  *      The solution is to move the pages based on a fixed weighting.  We
2222  *      either leave them alone, deactivate them, or move them to the cache,
2223  *      where moving them to the cache has the highest weighting.
2224  *      By forcing some pages into other queues we eventually force the
2225  *      system to balance the queues, potentially recovering other unrelated
2226  *      space from active.  The idea is to not force this to happen too
2227  *      often.
2228  */
2229 void
2230 vm_page_dontneed(vm_page_t m)
2231 {
2232         int dnw;
2233         int head;
2234
2235         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2236         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2237         dnw = PCPU_GET(dnweight);
2238         PCPU_INC(dnweight);
2239
2240         /*
2241          * Occasionally leave the page alone.
2242          */
2243         if ((dnw & 0x01F0) == 0 || m->queue == PQ_INACTIVE) {
2244                 if (m->act_count >= ACT_INIT)
2245                         --m->act_count;
2246                 return;
2247         }
2248
2249         /*
2250          * Clear any references to the page.  Otherwise, the page daemon will
2251          * immediately reactivate the page.
2252          *
2253          * Perform the pmap_clear_reference() first.  Otherwise, a concurrent
2254          * pmap operation, such as pmap_remove(), could clear a reference in
2255          * the pmap and set PGA_REFERENCED on the page before the
2256          * pmap_clear_reference() had completed.  Consequently, the page would
2257          * appear referenced based upon an old reference that occurred before
2258          * this function ran.
2259          */
2260         pmap_clear_reference(m);
2261         vm_page_aflag_clear(m, PGA_REFERENCED);
2262
2263         if (m->dirty == 0 && pmap_is_modified(m))
2264                 vm_page_dirty(m);
2265
2266         if (m->dirty || (dnw & 0x0070) == 0) {
2267                 /*
2268                  * Deactivate the page 3 times out of 32.
2269                  */
2270                 head = 0;
2271         } else {
2272                 /*
2273                  * Cache the page 28 times out of every 32.  Note that
2274                  * the page is deactivated instead of cached, but placed
2275                  * at the head of the queue instead of the tail.
2276                  */
2277                 head = 1;
2278         }
2279         _vm_page_deactivate(m, head);
2280 }
2281
2282 /*
2283  * Grab a page, waiting until we are waken up due to the page
2284  * changing state.  We keep on waiting, if the page continues
2285  * to be in the object.  If the page doesn't exist, first allocate it
2286  * and then conditionally zero it.
2287  *
2288  * The caller must always specify the VM_ALLOC_RETRY flag.  This is intended
2289  * to facilitate its eventual removal.
2290  *
2291  * This routine may block.
2292  */
2293 vm_page_t
2294 vm_page_grab(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags)
2295 {
2296         vm_page_t m;
2297
2298         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2299         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_RETRY) != 0,
2300             ("vm_page_grab: VM_ALLOC_RETRY is required"));
2301 retrylookup:
2302         if ((m = vm_page_lookup(object, pindex)) != NULL) {
2303                 if ((m->oflags & VPO_BUSY) != 0 ||
2304                     ((allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) == 0 && m->busy != 0)) {
2305                         /*
2306                          * Reference the page before unlocking and
2307                          * sleeping so that the page daemon is less
2308                          * likely to reclaim it.
2309                          */
2310                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2311                         vm_page_sleep(m, "pgrbwt");
2312                         goto retrylookup;
2313                 } else {
2314                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
2315                                 vm_page_lock(m);
2316                                 vm_page_wire(m);
2317                                 vm_page_unlock(m);
2318                         }
2319                         if ((allocflags & VM_ALLOC_NOBUSY) == 0)
2320                                 vm_page_busy(m);
2321                         return (m);
2322                 }
2323         }
2324         m = vm_page_alloc(object, pindex, allocflags & ~(VM_ALLOC_RETRY |
2325             VM_ALLOC_IGN_SBUSY));
2326         if (m == NULL) {
2327                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
2328                 VM_WAIT;
2329                 VM_OBJECT_LOCK(object);
2330                 goto retrylookup;
2331         } else if (m->valid != 0)
2332                 return (m);
2333         if (allocflags & VM_ALLOC_ZERO && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
2334                 pmap_zero_page(m);
2335         return (m);
2336 }
2337
2338 /*
2339  * Mapping function for valid bits or for dirty bits in
2340  * a page.  May not block.
2341  *
2342  * Inputs are required to range within a page.
2343  */
2344 vm_page_bits_t
2345 vm_page_bits(int base, int size)
2346 {
2347         int first_bit;
2348         int last_bit;
2349
2350         KASSERT(
2351             base + size <= PAGE_SIZE,
2352             ("vm_page_bits: illegal base/size %d/%d", base, size)
2353         );
2354
2355         if (size == 0)          /* handle degenerate case */
2356                 return (0);
2357
2358         first_bit = base >> DEV_BSHIFT;
2359         last_bit = (base + size - 1) >> DEV_BSHIFT;
2360
2361         return (((vm_page_bits_t)2 << last_bit) -
2362             ((vm_page_bits_t)1 << first_bit));
2363 }
2364
2365 /*
2366  *      vm_page_set_valid:
2367  *
2368  *      Sets portions of a page valid.  The arguments are expected
2369  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
2370  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
2371  *      such chunks will be zeroed.
2372  *
2373  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
2374  */
2375 void
2376 vm_page_set_valid(vm_page_t m, int base, int size)
2377 {
2378         int endoff, frag;
2379
2380         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2381         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
2382                 return;
2383
2384         /*
2385          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
2386          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
2387          * first block.
2388          */
2389         if ((frag = base & ~(DEV_BSIZE - 1)) != base &&
2390             (m->valid & (1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
2391                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
2392
2393         /*
2394          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the 
2395          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
2396          * the last block.
2397          */
2398         endoff = base + size;
2399         if ((frag = endoff & ~(DEV_BSIZE - 1)) != endoff &&
2400             (m->valid & (1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
2401                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
2402                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
2403
2404         /*
2405          * Assert that no previously invalid block that is now being validated
2406          * is already dirty. 
2407          */
2408         KASSERT((~m->valid & vm_page_bits(base, size) & m->dirty) == 0,
2409             ("vm_page_set_valid: page %p is dirty", m)); 
2410
2411         /*
2412          * Set valid bits inclusive of any overlap.
2413          */
2414         m->valid |= vm_page_bits(base, size);
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Clear the given bits from the specified page's dirty field.
2419  */
2420 static __inline void
2421 vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits)
2422 {
2423         uintptr_t addr;
2424 #if PAGE_SIZE < 16384
2425         int shift;
2426 #endif
2427
2428         /*
2429          * If the object is locked and the page is neither VPO_BUSY nor
2430          * PGA_WRITEABLE, then the page's dirty field cannot possibly be
2431          * set by a concurrent pmap operation.
2432          */
2433         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2434         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2435                 m->dirty &= ~pagebits;
2436         else {
2437                 /*
2438                  * The pmap layer can call vm_page_dirty() without
2439                  * holding a distinguished lock.  The combination of
2440                  * the object's lock and an atomic operation suffice
2441                  * to guarantee consistency of the page dirty field.
2442                  *
2443                  * For PAGE_SIZE == 32768 case, compiler already
2444                  * properly aligns the dirty field, so no forcible
2445                  * alignment is needed. Only require existence of
2446                  * atomic_clear_64 when page size is 32768.
2447                  */
2448                 addr = (uintptr_t)&m->dirty;
2449 #if PAGE_SIZE == 32768
2450                 atomic_clear_64((uint64_t *)addr, pagebits);
2451 #elif PAGE_SIZE == 16384
2452                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits);
2453 #else           /* PAGE_SIZE <= 8192 */
2454                 /*
2455                  * Use a trick to perform a 32-bit atomic on the
2456                  * containing aligned word, to not depend on the existence
2457                  * of atomic_clear_{8, 16}.
2458                  */
2459                 shift = addr & (sizeof(uint32_t) - 1);
2460 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
2461                 shift = (sizeof(uint32_t) - sizeof(m->dirty) - shift) * NBBY;
2462 #else
2463                 shift *= NBBY;
2464 #endif
2465                 addr &= ~(sizeof(uint32_t) - 1);
2466                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits << shift);
2467 #endif          /* PAGE_SIZE */
2468         }
2469 }
2470
2471 /*
2472  *      vm_page_set_validclean:
2473  *
2474  *      Sets portions of a page valid and clean.  The arguments are expected
2475  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
2476  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
2477  *      such chunks will be zero'd.
2478  *
2479  *      This routine may not block.
2480  *
2481  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
2482  */
2483 void
2484 vm_page_set_validclean(vm_page_t m, int base, int size)
2485 {
2486         vm_page_bits_t oldvalid, pagebits;
2487         int endoff, frag;
2488
2489         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2490         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
2491                 return;
2492
2493         /*
2494          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
2495          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
2496          * first block.
2497          */
2498         if ((frag = base & ~(DEV_BSIZE - 1)) != base &&
2499             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
2500                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
2501
2502         /*
2503          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the 
2504          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
2505          * the last block.
2506          */
2507         endoff = base + size;
2508         if ((frag = endoff & ~(DEV_BSIZE - 1)) != endoff &&
2509             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
2510                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
2511                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
2512
2513         /*
2514          * Set valid, clear dirty bits.  If validating the entire
2515          * page we can safely clear the pmap modify bit.  We also
2516          * use this opportunity to clear the VPO_NOSYNC flag.  If a process
2517          * takes a write fault on a MAP_NOSYNC memory area the flag will
2518          * be set again.
2519          *
2520          * We set valid bits inclusive of any overlap, but we can only
2521          * clear dirty bits for DEV_BSIZE chunks that are fully within
2522          * the range.
2523          */
2524         oldvalid = m->valid;
2525         pagebits = vm_page_bits(base, size);
2526         m->valid |= pagebits;
2527 #if 0   /* NOT YET */
2528         if ((frag = base & (DEV_BSIZE - 1)) != 0) {
2529                 frag = DEV_BSIZE - frag;
2530                 base += frag;
2531                 size -= frag;
2532                 if (size < 0)
2533                         size = 0;
2534         }
2535         pagebits = vm_page_bits(base, size & (DEV_BSIZE - 1));
2536 #endif
2537         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
2538                 /*
2539                  * The page can only be modified within the pmap if it is
2540                  * mapped, and it can only be mapped if it was previously
2541                  * fully valid.
2542                  */
2543                 if (oldvalid == VM_PAGE_BITS_ALL)
2544                         /*
2545                          * Perform the pmap_clear_modify() first.  Otherwise,
2546                          * a concurrent pmap operation, such as
2547                          * pmap_protect(), could clear a modification in the
2548                          * pmap and set the dirty field on the page before
2549                          * pmap_clear_modify() had begun and after the dirty
2550                          * field was cleared here.
2551                          */
2552                         pmap_clear_modify(m);
2553                 m->dirty = 0;
2554                 m->oflags &= ~VPO_NOSYNC;
2555         } else if (oldvalid != VM_PAGE_BITS_ALL)
2556                 m->dirty &= ~pagebits;
2557         else
2558                 vm_page_clear_dirty_mask(m, pagebits);
2559 }
2560
2561 void
2562 vm_page_clear_dirty(vm_page_t m, int base, int size)
2563 {
2564
2565         vm_page_clear_dirty_mask(m, vm_page_bits(base, size));
2566 }
2567
2568 /*
2569  *      vm_page_set_invalid:
2570  *
2571  *      Invalidates DEV_BSIZE'd chunks within a page.  Both the
2572  *      valid and dirty bits for the effected areas are cleared.
2573  *
2574  *      May not block.
2575  */
2576 void
2577 vm_page_set_invalid(vm_page_t m, int base, int size)
2578 {
2579         vm_page_bits_t bits;
2580
2581         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2582         KASSERT((m->oflags & VPO_BUSY) == 0,
2583             ("vm_page_set_invalid: page %p is busy", m));
2584         bits = vm_page_bits(base, size);
2585         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL && bits != 0)
2586                 pmap_remove_all(m);
2587         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
2588             ("vm_page_set_invalid: page %p is mapped", m));
2589         m->valid &= ~bits;
2590         m->dirty &= ~bits;
2591 }
2592
2593 /*
2594  * vm_page_zero_invalid()
2595  *
2596  *      The kernel assumes that the invalid portions of a page contain 
2597  *      garbage, but such pages can be mapped into memory by user code.
2598  *      When this occurs, we must zero out the non-valid portions of the
2599  *      page so user code sees what it expects.
2600  *
2601  *      Pages are most often semi-valid when the end of a file is mapped 
2602  *      into memory and the file's size is not page aligned.
2603  */
2604 void
2605 vm_page_zero_invalid(vm_page_t m, boolean_t setvalid)
2606 {
2607         int b;
2608         int i;
2609
2610         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2611         /*
2612          * Scan the valid bits looking for invalid sections that
2613          * must be zerod.  Invalid sub-DEV_BSIZE'd areas ( where the
2614          * valid bit may be set ) have already been zerod by
2615          * vm_page_set_validclean().
2616          */
2617         for (b = i = 0; i <= PAGE_SIZE / DEV_BSIZE; ++i) {
2618                 if (i == (PAGE_SIZE / DEV_BSIZE) || 
2619                     (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << i))) {
2620                         if (i > b) {
2621                                 pmap_zero_page_area(m, 
2622                                     b << DEV_BSHIFT, (i - b) << DEV_BSHIFT);
2623                         }
2624                         b = i + 1;
2625                 }
2626         }
2627
2628         /*
2629          * setvalid is TRUE when we can safely set the zero'd areas
2630          * as being valid.  We can do this if there are no cache consistancy
2631          * issues.  e.g. it is ok to do with UFS, but not ok to do with NFS.
2632          */
2633         if (setvalid)
2634                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
2635 }
2636
2637 /*
2638  *      vm_page_is_valid:
2639  *
2640  *      Is (partial) page valid?  Note that the case where size == 0
2641  *      will return FALSE in the degenerate case where the page is
2642  *      entirely invalid, and TRUE otherwise.
2643  *
2644  *      May not block.
2645  */
2646 int
2647 vm_page_is_valid(vm_page_t m, int base, int size)
2648 {
2649         vm_page_bits_t bits;
2650
2651         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2652         bits = vm_page_bits(base, size);
2653         if (m->valid && ((m->valid & bits) == bits))
2654                 return 1;
2655         else
2656                 return 0;
2657 }
2658
2659 /*
2660  * update dirty bits from pmap/mmu.  May not block.
2661  */
2662 void
2663 vm_page_test_dirty(vm_page_t m)
2664 {
2665
2666         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2667         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL && pmap_is_modified(m))
2668                 vm_page_dirty(m);
2669 }
2670
2671 void
2672 vm_page_lock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
2673 {
2674
2675         mtx_lock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
2676 }
2677
2678 void
2679 vm_page_unlock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
2680 {
2681
2682         mtx_unlock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
2683 }
2684
2685 int
2686 vm_page_trylock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
2687 {
2688
2689         return (mtx_trylock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line));
2690 }
2691
2692 #if defined(INVARIANTS) || defined(INVARIANT_SUPPORT)
2693 void
2694 vm_page_lock_assert_KBI(vm_page_t m, int a, const char *file, int line)
2695 {
2696
2697         mtx_assert_(vm_page_lockptr(m), a, file, line);
2698 }
2699 #endif
2700
2701 int so_zerocp_fullpage = 0;
2702
2703 /*
2704  *      Replace the given page with a copy.  The copied page assumes
2705  *      the portion of the given page's "wire_count" that is not the
2706  *      responsibility of this copy-on-write mechanism.
2707  *
2708  *      The object containing the given page must have a non-zero
2709  *      paging-in-progress count and be locked.
2710  */
2711 void
2712 vm_page_cowfault(vm_page_t m)
2713 {
2714         vm_page_t mnew;
2715         vm_object_t object;
2716         vm_pindex_t pindex;
2717
2718         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_NOTOWNED);
2719         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2720         object = m->object;
2721         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2722         KASSERT(object->paging_in_progress != 0,
2723             ("vm_page_cowfault: object %p's paging-in-progress count is zero.",
2724             object)); 
2725         pindex = m->pindex;
2726
2727  retry_alloc:
2728         pmap_remove_all(m);
2729         vm_page_remove(m);
2730         mnew = vm_page_alloc(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOBUSY);
2731         if (mnew == NULL) {
2732                 vm_page_insert(m, object, pindex);
2733                 vm_page_unlock(m);
2734                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
2735                 VM_WAIT;
2736                 VM_OBJECT_LOCK(object);
2737                 if (m == vm_page_lookup(object, pindex)) {
2738                         vm_page_lock(m);
2739                         goto retry_alloc;
2740                 } else {
2741                         /*
2742                          * Page disappeared during the wait.
2743                          */
2744                         return;
2745                 }
2746         }
2747
2748         if (m->cow == 0) {
2749                 /* 
2750                  * check to see if we raced with an xmit complete when 
2751                  * waiting to allocate a page.  If so, put things back 
2752                  * the way they were 
2753                  */
2754                 vm_page_unlock(m);
2755                 vm_page_lock(mnew);
2756                 vm_page_free(mnew);
2757                 vm_page_unlock(mnew);
2758                 vm_page_insert(m, object, pindex);
2759         } else { /* clear COW & copy page */
2760                 if (!so_zerocp_fullpage)
2761                         pmap_copy_page(m, mnew);
2762                 mnew->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
2763                 vm_page_dirty(mnew);
2764                 mnew->wire_count = m->wire_count - m->cow;
2765                 m->wire_count = m->cow;
2766                 vm_page_unlock(m);
2767         }
2768 }
2769
2770 void 
2771 vm_page_cowclear(vm_page_t m)
2772 {
2773
2774         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2775         if (m->cow) {
2776                 m->cow--;
2777                 /* 
2778                  * let vm_fault add back write permission  lazily
2779                  */
2780         } 
2781         /*
2782          *  sf_buf_free() will free the page, so we needn't do it here
2783          */ 
2784 }
2785
2786 int
2787 vm_page_cowsetup(vm_page_t m)
2788 {
2789
2790         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2791         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
2792             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 ||
2793             m->cow == USHRT_MAX - 1 || !VM_OBJECT_TRYLOCK(m->object))
2794                 return (EBUSY);
2795         m->cow++;
2796         pmap_remove_write(m);
2797         VM_OBJECT_UNLOCK(m->object);
2798         return (0);
2799 }
2800
2801 #ifdef INVARIANTS
2802 void
2803 vm_page_object_lock_assert(vm_page_t m)
2804 {
2805
2806         /*
2807          * Certain of the page's fields may only be modified by the
2808          * holder of the containing object's lock or the setter of the
2809          * page's VPO_BUSY flag.  Unfortunately, the setter of the
2810          * VPO_BUSY flag is not recorded, and thus cannot be checked
2811          * here.
2812          */
2813         if (m->object != NULL && (m->oflags & VPO_BUSY) == 0)
2814                 VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2815 }
2816 #endif
2817
2818 #include "opt_ddb.h"
2819 #ifdef DDB
2820 #include <sys/kernel.h>
2821
2822 #include <ddb/ddb.h>
2823
2824 DB_SHOW_COMMAND(page, vm_page_print_page_info)
2825 {
2826         db_printf("cnt.v_free_count: %d\n", cnt.v_free_count);
2827         db_printf("cnt.v_cache_count: %d\n", cnt.v_cache_count);
2828         db_printf("cnt.v_inactive_count: %d\n", cnt.v_inactive_count);
2829         db_printf("cnt.v_active_count: %d\n", cnt.v_active_count);
2830         db_printf("cnt.v_wire_count: %d\n", cnt.v_wire_count);
2831         db_printf("cnt.v_free_reserved: %d\n", cnt.v_free_reserved);
2832         db_printf("cnt.v_free_min: %d\n", cnt.v_free_min);
2833         db_printf("cnt.v_free_target: %d\n", cnt.v_free_target);
2834         db_printf("cnt.v_cache_min: %d\n", cnt.v_cache_min);
2835         db_printf("cnt.v_inactive_target: %d\n", cnt.v_inactive_target);
2836 }
2837
2838 DB_SHOW_COMMAND(pageq, vm_page_print_pageq_info)
2839 {
2840                 
2841         db_printf("PQ_FREE:");
2842         db_printf(" %d", cnt.v_free_count);
2843         db_printf("\n");
2844                 
2845         db_printf("PQ_CACHE:");
2846         db_printf(" %d", cnt.v_cache_count);
2847         db_printf("\n");
2848
2849         db_printf("PQ_ACTIVE: %d, PQ_INACTIVE: %d\n",
2850                 *vm_page_queues[PQ_ACTIVE].cnt,
2851                 *vm_page_queues[PQ_INACTIVE].cnt);
2852 }
2853 #endif /* DDB */