]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/vm_page.c
Upgrade to Unbound 1.5.7.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / vm_page.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon.  All Rights Reserved.
5  *
6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
7  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
17  * 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 page queue lock is required when adding or removing a page from a
67  *        page queue regardless of other locks or the busy state of a page.
68  *
69  *              * In general, no thread besides the page daemon can acquire or
70  *                hold more than one page queue lock at a time.
71  *
72  *              * The page daemon can acquire and hold any pair of page queue
73  *                locks in any order.
74  *
75  *      - The object lock is required when inserting or removing
76  *        pages from an object (vm_page_insert() or vm_page_remove()).
77  *
78  */
79
80 /*
81  *      Resident memory management module.
82  */
83
84 #include <sys/cdefs.h>
85 __FBSDID("$FreeBSD$");
86
87 #include "opt_vm.h"
88
89 #include <sys/param.h>
90 #include <sys/systm.h>
91 #include <sys/lock.h>
92 #include <sys/kernel.h>
93 #include <sys/limits.h>
94 #include <sys/linker.h>
95 #include <sys/malloc.h>
96 #include <sys/mman.h>
97 #include <sys/msgbuf.h>
98 #include <sys/mutex.h>
99 #include <sys/proc.h>
100 #include <sys/rwlock.h>
101 #include <sys/sbuf.h>
102 #include <sys/sysctl.h>
103 #include <sys/vmmeter.h>
104 #include <sys/vnode.h>
105
106 #include <vm/vm.h>
107 #include <vm/pmap.h>
108 #include <vm/vm_param.h>
109 #include <vm/vm_kern.h>
110 #include <vm/vm_object.h>
111 #include <vm/vm_page.h>
112 #include <vm/vm_pageout.h>
113 #include <vm/vm_pager.h>
114 #include <vm/vm_phys.h>
115 #include <vm/vm_radix.h>
116 #include <vm/vm_reserv.h>
117 #include <vm/vm_extern.h>
118 #include <vm/uma.h>
119 #include <vm/uma_int.h>
120
121 #include <machine/md_var.h>
122
123 /*
124  *      Associated with page of user-allocatable memory is a
125  *      page structure.
126  */
127
128 struct vm_domain vm_dom[MAXMEMDOM];
129 struct mtx_padalign vm_page_queue_free_mtx;
130
131 struct mtx_padalign pa_lock[PA_LOCK_COUNT];
132
133 vm_page_t vm_page_array;
134 long vm_page_array_size;
135 long first_page;
136 int vm_page_zero_count;
137
138 static int boot_pages = UMA_BOOT_PAGES;
139 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, boot_pages, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH,
140     &boot_pages, 0,
141     "number of pages allocated for bootstrapping the VM system");
142
143 static int pa_tryrelock_restart;
144 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, tryrelock_restart, CTLFLAG_RD,
145     &pa_tryrelock_restart, 0, "Number of tryrelock restarts");
146
147 static TAILQ_HEAD(, vm_page) blacklist_head;
148 static int sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
149 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, page_blacklist, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD |
150     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_vm_page_blacklist, "A", "Blacklist pages");
151
152 /* Is the page daemon waiting for free pages? */
153 static int vm_pageout_pages_needed;
154
155 static uma_zone_t fakepg_zone;
156
157 static struct vnode *vm_page_alloc_init(vm_page_t m);
158 static void vm_page_cache_turn_free(vm_page_t m);
159 static void vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits);
160 static void vm_page_enqueue(uint8_t queue, vm_page_t m);
161 static void vm_page_init_fakepg(void *dummy);
162 static int vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object,
163     vm_pindex_t pindex, vm_page_t mpred);
164 static void vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object,
165     vm_page_t mpred);
166
167 SYSINIT(vm_page, SI_SUB_VM, SI_ORDER_SECOND, vm_page_init_fakepg, NULL);
168
169 static void
170 vm_page_init_fakepg(void *dummy)
171 {
172
173         fakepg_zone = uma_zcreate("fakepg", sizeof(struct vm_page), NULL, NULL,
174             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
175 }
176
177 /* Make sure that u_long is at least 64 bits when PAGE_SIZE is 32K. */
178 #if PAGE_SIZE == 32768
179 #ifdef CTASSERT
180 CTASSERT(sizeof(u_long) >= 8);
181 #endif
182 #endif
183
184 /*
185  * Try to acquire a physical address lock while a pmap is locked.  If we
186  * fail to trylock we unlock and lock the pmap directly and cache the
187  * locked pa in *locked.  The caller should then restart their loop in case
188  * the virtual to physical mapping has changed.
189  */
190 int
191 vm_page_pa_tryrelock(pmap_t pmap, vm_paddr_t pa, vm_paddr_t *locked)
192 {
193         vm_paddr_t lockpa;
194
195         lockpa = *locked;
196         *locked = pa;
197         if (lockpa) {
198                 PA_LOCK_ASSERT(lockpa, MA_OWNED);
199                 if (PA_LOCKPTR(pa) == PA_LOCKPTR(lockpa))
200                         return (0);
201                 PA_UNLOCK(lockpa);
202         }
203         if (PA_TRYLOCK(pa))
204                 return (0);
205         PMAP_UNLOCK(pmap);
206         atomic_add_int(&pa_tryrelock_restart, 1);
207         PA_LOCK(pa);
208         PMAP_LOCK(pmap);
209         return (EAGAIN);
210 }
211
212 /*
213  *      vm_set_page_size:
214  *
215  *      Sets the page size, perhaps based upon the memory
216  *      size.  Must be called before any use of page-size
217  *      dependent functions.
218  */
219 void
220 vm_set_page_size(void)
221 {
222         if (vm_cnt.v_page_size == 0)
223                 vm_cnt.v_page_size = PAGE_SIZE;
224         if (((vm_cnt.v_page_size - 1) & vm_cnt.v_page_size) != 0)
225                 panic("vm_set_page_size: page size not a power of two");
226 }
227
228 /*
229  *      vm_page_blacklist_next:
230  *
231  *      Find the next entry in the provided string of blacklist
232  *      addresses.  Entries are separated by space, comma, or newline.
233  *      If an invalid integer is encountered then the rest of the
234  *      string is skipped.  Updates the list pointer to the next
235  *      character, or NULL if the string is exhausted or invalid.
236  */
237 static vm_paddr_t
238 vm_page_blacklist_next(char **list, char *end)
239 {
240         vm_paddr_t bad;
241         char *cp, *pos;
242
243         if (list == NULL || *list == NULL)
244                 return (0);
245         if (**list =='\0') {
246                 *list = NULL;
247                 return (0);
248         }
249
250         /*
251          * If there's no end pointer then the buffer is coming from
252          * the kenv and we know it's null-terminated.
253          */
254         if (end == NULL)
255                 end = *list + strlen(*list);
256
257         /* Ensure that strtoq() won't walk off the end */
258         if (*end != '\0') {
259                 if (*end == '\n' || *end == ' ' || *end  == ',')
260                         *end = '\0';
261                 else {
262                         printf("Blacklist not terminated, skipping\n");
263                         *list = NULL;
264                         return (0);
265                 }
266         }
267
268         for (pos = *list; *pos != '\0'; pos = cp) {
269                 bad = strtoq(pos, &cp, 0);
270                 if (*cp == '\0' || *cp == ' ' || *cp == ',' || *cp == '\n') {
271                         if (bad == 0) {
272                                 if (++cp < end)
273                                         continue;
274                                 else
275                                         break;
276                         }
277                 } else
278                         break;
279                 if (*cp == '\0' || ++cp >= end)
280                         *list = NULL;
281                 else
282                         *list = cp;
283                 return (trunc_page(bad));
284         }
285         printf("Garbage in RAM blacklist, skipping\n");
286         *list = NULL;
287         return (0);
288 }
289
290 /*
291  *      vm_page_blacklist_check:
292  *
293  *      Iterate through the provided string of blacklist addresses, pulling
294  *      each entry out of the physical allocator free list and putting it
295  *      onto a list for reporting via the vm.page_blacklist sysctl.
296  */
297 static void
298 vm_page_blacklist_check(char *list, char *end)
299 {
300         vm_paddr_t pa;
301         vm_page_t m;
302         char *next;
303         int ret;
304
305         next = list;
306         while (next != NULL) {
307                 if ((pa = vm_page_blacklist_next(&next, end)) == 0)
308                         continue;
309                 m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
310                 if (m == NULL)
311                         continue;
312                 mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
313                 ret = vm_phys_unfree_page(m);
314                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
315                 if (ret == TRUE) {
316                         TAILQ_INSERT_TAIL(&blacklist_head, m, listq);
317                         if (bootverbose)
318                                 printf("Skipping page with pa 0x%jx\n",
319                                     (uintmax_t)pa);
320                 }
321         }
322 }
323
324 /*
325  *      vm_page_blacklist_load:
326  *
327  *      Search for a special module named "ram_blacklist".  It'll be a
328  *      plain text file provided by the user via the loader directive
329  *      of the same name.
330  */
331 static void
332 vm_page_blacklist_load(char **list, char **end)
333 {
334         void *mod;
335         u_char *ptr;
336         u_int len;
337
338         mod = NULL;
339         ptr = NULL;
340
341         mod = preload_search_by_type("ram_blacklist");
342         if (mod != NULL) {
343                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
344                 len = preload_fetch_size(mod);
345         }
346         *list = ptr;
347         if (ptr != NULL)
348                 *end = ptr + len;
349         else
350                 *end = NULL;
351         return;
352 }
353
354 static int
355 sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
356 {
357         vm_page_t m;
358         struct sbuf sbuf;
359         int error, first;
360
361         first = 1;
362         error = sysctl_wire_old_buffer(req, 0);
363         if (error != 0)
364                 return (error);
365         sbuf_new_for_sysctl(&sbuf, NULL, 128, req);
366         TAILQ_FOREACH(m, &blacklist_head, listq) {
367                 sbuf_printf(&sbuf, "%s%#jx", first ? "" : ",",
368                     (uintmax_t)m->phys_addr);
369                 first = 0;
370         }
371         error = sbuf_finish(&sbuf);
372         sbuf_delete(&sbuf);
373         return (error);
374 }
375
376 static void
377 vm_page_domain_init(struct vm_domain *vmd)
378 {
379         struct vm_pagequeue *pq;
380         int i;
381
382         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_name) =
383             "vm inactive pagequeue";
384         *__DECONST(int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_vcnt) =
385             &vm_cnt.v_inactive_count;
386         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_name) =
387             "vm active pagequeue";
388         *__DECONST(int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_vcnt) =
389             &vm_cnt.v_active_count;
390         vmd->vmd_page_count = 0;
391         vmd->vmd_free_count = 0;
392         vmd->vmd_segs = 0;
393         vmd->vmd_oom = FALSE;
394         vmd->vmd_pass = 0;
395         for (i = 0; i < PQ_COUNT; i++) {
396                 pq = &vmd->vmd_pagequeues[i];
397                 TAILQ_INIT(&pq->pq_pl);
398                 mtx_init(&pq->pq_mutex, pq->pq_name, "vm pagequeue",
399                     MTX_DEF | MTX_DUPOK);
400         }
401 }
402
403 /*
404  *      vm_page_startup:
405  *
406  *      Initializes the resident memory module.
407  *
408  *      Allocates memory for the page cells, and
409  *      for the object/offset-to-page hash table headers.
410  *      Each page cell is initialized and placed on the free list.
411  */
412 vm_offset_t
413 vm_page_startup(vm_offset_t vaddr)
414 {
415         vm_offset_t mapped;
416         vm_paddr_t page_range;
417         vm_paddr_t new_end;
418         int i;
419         vm_paddr_t pa;
420         vm_paddr_t last_pa;
421         char *list, *listend;
422         vm_paddr_t end;
423         vm_paddr_t biggestsize;
424         vm_paddr_t low_water, high_water;
425         int biggestone;
426
427         biggestsize = 0;
428         biggestone = 0;
429         vaddr = round_page(vaddr);
430
431         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
432                 phys_avail[i] = round_page(phys_avail[i]);
433                 phys_avail[i + 1] = trunc_page(phys_avail[i + 1]);
434         }
435
436         low_water = phys_avail[0];
437         high_water = phys_avail[1];
438
439         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++) {
440                 if (vm_phys_segs[i].start < low_water)
441                         low_water = vm_phys_segs[i].start;
442                 if (vm_phys_segs[i].end > high_water)
443                         high_water = vm_phys_segs[i].end;
444         }
445         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
446                 vm_paddr_t size = phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
447
448                 if (size > biggestsize) {
449                         biggestone = i;
450                         biggestsize = size;
451                 }
452                 if (phys_avail[i] < low_water)
453                         low_water = phys_avail[i];
454                 if (phys_avail[i + 1] > high_water)
455                         high_water = phys_avail[i + 1];
456         }
457
458         end = phys_avail[biggestone+1];
459
460         /*
461          * Initialize the page and queue locks.
462          */
463         mtx_init(&vm_page_queue_free_mtx, "vm page free queue", NULL, MTX_DEF);
464         for (i = 0; i < PA_LOCK_COUNT; i++)
465                 mtx_init(&pa_lock[i], "vm page", NULL, MTX_DEF);
466         for (i = 0; i < vm_ndomains; i++)
467                 vm_page_domain_init(&vm_dom[i]);
468
469         /*
470          * Allocate memory for use when boot strapping the kernel memory
471          * allocator.
472          *
473          * CTFLAG_RDTUN doesn't work during the early boot process, so we must
474          * manually fetch the value.
475          */
476         TUNABLE_INT_FETCH("vm.boot_pages", &boot_pages);
477         new_end = end - (boot_pages * UMA_SLAB_SIZE);
478         new_end = trunc_page(new_end);
479         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
480             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
481         bzero((void *)mapped, end - new_end);
482         uma_startup((void *)mapped, boot_pages);
483
484 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__arm__) || \
485     defined(__i386__) || defined(__mips__)
486         /*
487          * Allocate a bitmap to indicate that a random physical page
488          * needs to be included in a minidump.
489          *
490          * The amd64 port needs this to indicate which direct map pages
491          * need to be dumped, via calls to dump_add_page()/dump_drop_page().
492          *
493          * However, i386 still needs this workspace internally within the
494          * minidump code.  In theory, they are not needed on i386, but are
495          * included should the sf_buf code decide to use them.
496          */
497         last_pa = 0;
498         for (i = 0; dump_avail[i + 1] != 0; i += 2)
499                 if (dump_avail[i + 1] > last_pa)
500                         last_pa = dump_avail[i + 1];
501         page_range = last_pa / PAGE_SIZE;
502         vm_page_dump_size = round_page(roundup2(page_range, NBBY) / NBBY);
503         new_end -= vm_page_dump_size;
504         vm_page_dump = (void *)(uintptr_t)pmap_map(&vaddr, new_end,
505             new_end + vm_page_dump_size, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
506         bzero((void *)vm_page_dump, vm_page_dump_size);
507 #endif
508 #ifdef __amd64__
509         /*
510          * Request that the physical pages underlying the message buffer be
511          * included in a crash dump.  Since the message buffer is accessed
512          * through the direct map, they are not automatically included.
513          */
514         pa = DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)msgbufp->msg_ptr);
515         last_pa = pa + round_page(msgbufsize);
516         while (pa < last_pa) {
517                 dump_add_page(pa);
518                 pa += PAGE_SIZE;
519         }
520 #endif
521         /*
522          * Compute the number of pages of memory that will be available for
523          * use (taking into account the overhead of a page structure per
524          * page).
525          */
526         first_page = low_water / PAGE_SIZE;
527 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
528         page_range = 0;
529         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++) {
530                 page_range += atop(vm_phys_segs[i].end -
531                     vm_phys_segs[i].start);
532         }
533         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
534                 page_range += atop(phys_avail[i + 1] - phys_avail[i]);
535 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
536         page_range = high_water / PAGE_SIZE - first_page;
537 #else
538 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
539 #endif
540         end = new_end;
541
542         /*
543          * Reserve an unmapped guard page to trap access to vm_page_array[-1].
544          */
545         vaddr += PAGE_SIZE;
546
547         /*
548          * Initialize the mem entry structures now, and put them in the free
549          * queue.
550          */
551         new_end = trunc_page(end - page_range * sizeof(struct vm_page));
552         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
553             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
554         vm_page_array = (vm_page_t) mapped;
555 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
556         /*
557          * Allocate memory for the reservation management system's data
558          * structures.
559          */
560         new_end = vm_reserv_startup(&vaddr, new_end, high_water);
561 #endif
562 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__mips__)
563         /*
564          * pmap_map on arm64, amd64, and mips can come out of the direct-map,
565          * not kvm like i386, so the pages must be tracked for a crashdump to
566          * include this data.  This includes the vm_page_array and the early
567          * UMA bootstrap pages.
568          */
569         for (pa = new_end; pa < phys_avail[biggestone + 1]; pa += PAGE_SIZE)
570                 dump_add_page(pa);
571 #endif
572         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
573
574         /*
575          * Add physical memory segments corresponding to the available
576          * physical pages.
577          */
578         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
579                 vm_phys_add_seg(phys_avail[i], phys_avail[i + 1]);
580
581         /*
582          * Clear all of the page structures
583          */
584         bzero((caddr_t) vm_page_array, page_range * sizeof(struct vm_page));
585         for (i = 0; i < page_range; i++)
586                 vm_page_array[i].order = VM_NFREEORDER;
587         vm_page_array_size = page_range;
588
589         /*
590          * Initialize the physical memory allocator.
591          */
592         vm_phys_init();
593
594         /*
595          * Add every available physical page that is not blacklisted to
596          * the free lists.
597          */
598         vm_cnt.v_page_count = 0;
599         vm_cnt.v_free_count = 0;
600         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
601                 pa = phys_avail[i];
602                 last_pa = phys_avail[i + 1];
603                 while (pa < last_pa) {
604                         vm_phys_add_page(pa);
605                         pa += PAGE_SIZE;
606                 }
607         }
608
609         TAILQ_INIT(&blacklist_head);
610         vm_page_blacklist_load(&list, &listend);
611         vm_page_blacklist_check(list, listend);
612
613         list = kern_getenv("vm.blacklist");
614         vm_page_blacklist_check(list, NULL);
615
616         freeenv(list);
617 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
618         /*
619          * Initialize the reservation management system.
620          */
621         vm_reserv_init();
622 #endif
623         return (vaddr);
624 }
625
626 void
627 vm_page_reference(vm_page_t m)
628 {
629
630         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
631 }
632
633 /*
634  *      vm_page_busy_downgrade:
635  *
636  *      Downgrade an exclusive busy page into a single shared busy page.
637  */
638 void
639 vm_page_busy_downgrade(vm_page_t m)
640 {
641         u_int x;
642
643         vm_page_assert_xbusied(m);
644
645         for (;;) {
646                 x = m->busy_lock;
647                 x &= VPB_BIT_WAITERS;
648                 if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock,
649                     VPB_SINGLE_EXCLUSIVER | x, VPB_SHARERS_WORD(1) | x))
650                         break;
651         }
652 }
653
654 /*
655  *      vm_page_sbusied:
656  *
657  *      Return a positive value if the page is shared busied, 0 otherwise.
658  */
659 int
660 vm_page_sbusied(vm_page_t m)
661 {
662         u_int x;
663
664         x = m->busy_lock;
665         return ((x & VPB_BIT_SHARED) != 0 && x != VPB_UNBUSIED);
666 }
667
668 /*
669  *      vm_page_sunbusy:
670  *
671  *      Shared unbusy a page.
672  */
673 void
674 vm_page_sunbusy(vm_page_t m)
675 {
676         u_int x;
677
678         vm_page_assert_sbusied(m);
679
680         for (;;) {
681                 x = m->busy_lock;
682                 if (VPB_SHARERS(x) > 1) {
683                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
684                             x - VPB_ONE_SHARER))
685                                 break;
686                         continue;
687                 }
688                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0) {
689                         KASSERT(x == VPB_SHARERS_WORD(1),
690                             ("vm_page_sunbusy: invalid lock state"));
691                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock,
692                             VPB_SHARERS_WORD(1), VPB_UNBUSIED))
693                                 break;
694                         continue;
695                 }
696                 KASSERT(x == (VPB_SHARERS_WORD(1) | VPB_BIT_WAITERS),
697                     ("vm_page_sunbusy: invalid lock state for waiters"));
698
699                 vm_page_lock(m);
700                 if (!atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, VPB_UNBUSIED)) {
701                         vm_page_unlock(m);
702                         continue;
703                 }
704                 wakeup(m);
705                 vm_page_unlock(m);
706                 break;
707         }
708 }
709
710 /*
711  *      vm_page_busy_sleep:
712  *
713  *      Sleep and release the page lock, using the page pointer as wchan.
714  *      This is used to implement the hard-path of busying mechanism.
715  *
716  *      The given page must be locked.
717  */
718 void
719 vm_page_busy_sleep(vm_page_t m, const char *wmesg)
720 {
721         u_int x;
722
723         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
724
725         x = m->busy_lock;
726         if (x == VPB_UNBUSIED) {
727                 vm_page_unlock(m);
728                 return;
729         }
730         if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0 &&
731             !atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, x | VPB_BIT_WAITERS)) {
732                 vm_page_unlock(m);
733                 return;
734         }
735         msleep(m, vm_page_lockptr(m), PVM | PDROP, wmesg, 0);
736 }
737
738 /*
739  *      vm_page_trysbusy:
740  *
741  *      Try to shared busy a page.
742  *      If the operation succeeds 1 is returned otherwise 0.
743  *      The operation never sleeps.
744  */
745 int
746 vm_page_trysbusy(vm_page_t m)
747 {
748         u_int x;
749
750         for (;;) {
751                 x = m->busy_lock;
752                 if ((x & VPB_BIT_SHARED) == 0)
753                         return (0);
754                 if (atomic_cmpset_acq_int(&m->busy_lock, x, x + VPB_ONE_SHARER))
755                         return (1);
756         }
757 }
758
759 /*
760  *      vm_page_xunbusy_hard:
761  *
762  *      Called after the first try the exclusive unbusy of a page failed.
763  *      It is assumed that the waiters bit is on.
764  */
765 void
766 vm_page_xunbusy_hard(vm_page_t m)
767 {
768
769         vm_page_assert_xbusied(m);
770
771         vm_page_lock(m);
772         atomic_store_rel_int(&m->busy_lock, VPB_UNBUSIED);
773         wakeup(m);
774         vm_page_unlock(m);
775 }
776
777 /*
778  *      vm_page_flash:
779  *
780  *      Wakeup anyone waiting for the page.
781  *      The ownership bits do not change.
782  *
783  *      The given page must be locked.
784  */
785 void
786 vm_page_flash(vm_page_t m)
787 {
788         u_int x;
789
790         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
791
792         for (;;) {
793                 x = m->busy_lock;
794                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0)
795                         return;
796                 if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
797                     x & (~VPB_BIT_WAITERS)))
798                         break;
799         }
800         wakeup(m);
801 }
802
803 /*
804  * Keep page from being freed by the page daemon
805  * much of the same effect as wiring, except much lower
806  * overhead and should be used only for *very* temporary
807  * holding ("wiring").
808  */
809 void
810 vm_page_hold(vm_page_t mem)
811 {
812
813         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
814         mem->hold_count++;
815 }
816
817 void
818 vm_page_unhold(vm_page_t mem)
819 {
820
821         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
822         KASSERT(mem->hold_count >= 1, ("vm_page_unhold: hold count < 0!!!"));
823         --mem->hold_count;
824         if (mem->hold_count == 0 && (mem->flags & PG_UNHOLDFREE) != 0)
825                 vm_page_free_toq(mem);
826 }
827
828 /*
829  *      vm_page_unhold_pages:
830  *
831  *      Unhold each of the pages that is referenced by the given array.
832  */
833 void
834 vm_page_unhold_pages(vm_page_t *ma, int count)
835 {
836         struct mtx *mtx, *new_mtx;
837
838         mtx = NULL;
839         for (; count != 0; count--) {
840                 /*
841                  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
842                  */
843                 new_mtx = vm_page_lockptr(*ma);
844                 if (mtx != new_mtx) {
845                         if (mtx != NULL)
846                                 mtx_unlock(mtx);
847                         mtx = new_mtx;
848                         mtx_lock(mtx);
849                 }
850                 vm_page_unhold(*ma);
851                 ma++;
852         }
853         if (mtx != NULL)
854                 mtx_unlock(mtx);
855 }
856
857 vm_page_t
858 PHYS_TO_VM_PAGE(vm_paddr_t pa)
859 {
860         vm_page_t m;
861
862 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
863         m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
864         if (m == NULL)
865                 m = vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa);
866         return (m);
867 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
868         long pi;
869
870         pi = atop(pa);
871         if (pi >= first_page && (pi - first_page) < vm_page_array_size) {
872                 m = &vm_page_array[pi - first_page];
873                 return (m);
874         }
875         return (vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa));
876 #else
877 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
878 #endif
879 }
880
881 /*
882  *      vm_page_getfake:
883  *
884  *      Create a fictitious page with the specified physical address and
885  *      memory attribute.  The memory attribute is the only the machine-
886  *      dependent aspect of a fictitious page that must be initialized.
887  */
888 vm_page_t
889 vm_page_getfake(vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
890 {
891         vm_page_t m;
892
893         m = uma_zalloc(fakepg_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
894         vm_page_initfake(m, paddr, memattr);
895         return (m);
896 }
897
898 void
899 vm_page_initfake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
900 {
901
902         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
903                 /*
904                  * The page's memattr might have changed since the
905                  * previous initialization.  Update the pmap to the
906                  * new memattr.
907                  */
908                 goto memattr;
909         }
910         m->phys_addr = paddr;
911         m->queue = PQ_NONE;
912         /* Fictitious pages don't use "segind". */
913         m->flags = PG_FICTITIOUS;
914         /* Fictitious pages don't use "order" or "pool". */
915         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
916         m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
917         m->wire_count = 1;
918         pmap_page_init(m);
919 memattr:
920         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
921 }
922
923 /*
924  *      vm_page_putfake:
925  *
926  *      Release a fictitious page.
927  */
928 void
929 vm_page_putfake(vm_page_t m)
930 {
931
932         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0, ("managed %p", m));
933         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
934             ("vm_page_putfake: bad page %p", m));
935         uma_zfree(fakepg_zone, m);
936 }
937
938 /*
939  *      vm_page_updatefake:
940  *
941  *      Update the given fictitious page to the specified physical address and
942  *      memory attribute.
943  */
944 void
945 vm_page_updatefake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
946 {
947
948         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
949             ("vm_page_updatefake: bad page %p", m));
950         m->phys_addr = paddr;
951         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
952 }
953
954 /*
955  *      vm_page_free:
956  *
957  *      Free a page.
958  */
959 void
960 vm_page_free(vm_page_t m)
961 {
962
963         m->flags &= ~PG_ZERO;
964         vm_page_free_toq(m);
965 }
966
967 /*
968  *      vm_page_free_zero:
969  *
970  *      Free a page to the zerod-pages queue
971  */
972 void
973 vm_page_free_zero(vm_page_t m)
974 {
975
976         m->flags |= PG_ZERO;
977         vm_page_free_toq(m);
978 }
979
980 /*
981  * Unbusy and handle the page queueing for a page from the VOP_GETPAGES()
982  * array which is not the request page.
983  */
984 void
985 vm_page_readahead_finish(vm_page_t m)
986 {
987
988         if (m->valid != 0) {
989                 /*
990                  * Since the page is not the requested page, whether
991                  * it should be activated or deactivated is not
992                  * obvious.  Empirical results have shown that
993                  * deactivating the page is usually the best choice,
994                  * unless the page is wanted by another thread.
995                  */
996                 vm_page_lock(m);
997                 if ((m->busy_lock & VPB_BIT_WAITERS) != 0)
998                         vm_page_activate(m);
999                 else
1000                         vm_page_deactivate(m);
1001                 vm_page_unlock(m);
1002                 vm_page_xunbusy(m);
1003         } else {
1004                 /*
1005                  * Free the completely invalid page.  Such page state
1006                  * occurs due to the short read operation which did
1007                  * not covered our page at all, or in case when a read
1008                  * error happens.
1009                  */
1010                 vm_page_lock(m);
1011                 vm_page_free(m);
1012                 vm_page_unlock(m);
1013         }
1014 }
1015
1016 /*
1017  *      vm_page_sleep_if_busy:
1018  *
1019  *      Sleep and release the page queues lock if the page is busied.
1020  *      Returns TRUE if the thread slept.
1021  *
1022  *      The given page must be unlocked and object containing it must
1023  *      be locked.
1024  */
1025 int
1026 vm_page_sleep_if_busy(vm_page_t m, const char *msg)
1027 {
1028         vm_object_t obj;
1029
1030         vm_page_lock_assert(m, MA_NOTOWNED);
1031         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1032
1033         if (vm_page_busied(m)) {
1034                 /*
1035                  * The page-specific object must be cached because page
1036                  * identity can change during the sleep, causing the
1037                  * re-lock of a different object.
1038                  * It is assumed that a reference to the object is already
1039                  * held by the callers.
1040                  */
1041                 obj = m->object;
1042                 vm_page_lock(m);
1043                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1044                 vm_page_busy_sleep(m, msg);
1045                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1046                 return (TRUE);
1047         }
1048         return (FALSE);
1049 }
1050
1051 /*
1052  *      vm_page_dirty_KBI:              [ internal use only ]
1053  *
1054  *      Set all bits in the page's dirty field.
1055  *
1056  *      The object containing the specified page must be locked if the
1057  *      call is made from the machine-independent layer.
1058  *
1059  *      See vm_page_clear_dirty_mask().
1060  *
1061  *      This function should only be called by vm_page_dirty().
1062  */
1063 void
1064 vm_page_dirty_KBI(vm_page_t m)
1065 {
1066
1067         /* These assertions refer to this operation by its public name. */
1068         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) == 0,
1069             ("vm_page_dirty: page in cache!"));
1070         KASSERT(m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
1071             ("vm_page_dirty: page is invalid!"));
1072         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
1073 }
1074
1075 /*
1076  *      vm_page_insert:         [ internal use only ]
1077  *
1078  *      Inserts the given mem entry into the object and object list.
1079  *
1080  *      The object must be locked.
1081  */
1082 int
1083 vm_page_insert(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1084 {
1085         vm_page_t mpred;
1086
1087         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1088         mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1089         return (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred));
1090 }
1091
1092 /*
1093  *      vm_page_insert_after:
1094  *
1095  *      Inserts the page "m" into the specified object at offset "pindex".
1096  *
1097  *      The page "mpred" must immediately precede the offset "pindex" within
1098  *      the specified object.
1099  *
1100  *      The object must be locked.
1101  */
1102 static int
1103 vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
1104     vm_page_t mpred)
1105 {
1106         vm_pindex_t sidx;
1107         vm_object_t sobj;
1108         vm_page_t msucc;
1109
1110         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1111         KASSERT(m->object == NULL,
1112             ("vm_page_insert_after: page already inserted"));
1113         if (mpred != NULL) {
1114                 KASSERT(mpred->object == object,
1115                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1116                 KASSERT(mpred->pindex < pindex,
1117                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1118                 msucc = TAILQ_NEXT(mpred, listq);
1119         } else
1120                 msucc = TAILQ_FIRST(&object->memq);
1121         if (msucc != NULL)
1122                 KASSERT(msucc->pindex > pindex,
1123                     ("vm_page_insert_after: msucc doesn't succeed pindex"));
1124
1125         /*
1126          * Record the object/offset pair in this page
1127          */
1128         sobj = m->object;
1129         sidx = m->pindex;
1130         m->object = object;
1131         m->pindex = pindex;
1132
1133         /*
1134          * Now link into the object's ordered list of backed pages.
1135          */
1136         if (vm_radix_insert(&object->rtree, m)) {
1137                 m->object = sobj;
1138                 m->pindex = sidx;
1139                 return (1);
1140         }
1141         vm_page_insert_radixdone(m, object, mpred);
1142         return (0);
1143 }
1144
1145 /*
1146  *      vm_page_insert_radixdone:
1147  *
1148  *      Complete page "m" insertion into the specified object after the
1149  *      radix trie hooking.
1150  *
1151  *      The page "mpred" must precede the offset "m->pindex" within the
1152  *      specified object.
1153  *
1154  *      The object must be locked.
1155  */
1156 static void
1157 vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_page_t mpred)
1158 {
1159
1160         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1161         KASSERT(object != NULL && m->object == object,
1162             ("vm_page_insert_radixdone: page %p has inconsistent object", m));
1163         if (mpred != NULL) {
1164                 KASSERT(mpred->object == object,
1165                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1166                 KASSERT(mpred->pindex < m->pindex,
1167                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1168         }
1169
1170         if (mpred != NULL)
1171                 TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mpred, m, listq);
1172         else
1173                 TAILQ_INSERT_HEAD(&object->memq, m, listq);
1174
1175         /*
1176          * Show that the object has one more resident page.
1177          */
1178         object->resident_page_count++;
1179
1180         /*
1181          * Hold the vnode until the last page is released.
1182          */
1183         if (object->resident_page_count == 1 && object->type == OBJT_VNODE)
1184                 vhold(object->handle);
1185
1186         /*
1187          * Since we are inserting a new and possibly dirty page,
1188          * update the object's OBJ_MIGHTBEDIRTY flag.
1189          */
1190         if (pmap_page_is_write_mapped(m))
1191                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1192 }
1193
1194 /*
1195  *      vm_page_remove:
1196  *
1197  *      Removes the given mem entry from the object/offset-page
1198  *      table and the object page list, but do not invalidate/terminate
1199  *      the backing store.
1200  *
1201  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is managed.
1202  */
1203 void
1204 vm_page_remove(vm_page_t m)
1205 {
1206         vm_object_t object;
1207         boolean_t lockacq;
1208
1209         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1210                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
1211         if ((object = m->object) == NULL)
1212                 return;
1213         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1214         if (vm_page_xbusied(m)) {
1215                 lockacq = FALSE;
1216                 if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 &&
1217                     !mtx_owned(vm_page_lockptr(m))) {
1218                         lockacq = TRUE;
1219                         vm_page_lock(m);
1220                 }
1221                 vm_page_flash(m);
1222                 atomic_store_rel_int(&m->busy_lock, VPB_UNBUSIED);
1223                 if (lockacq)
1224                         vm_page_unlock(m);
1225         }
1226
1227         /*
1228          * Now remove from the object's list of backed pages.
1229          */
1230         vm_radix_remove(&object->rtree, m->pindex);
1231         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
1232
1233         /*
1234          * And show that the object has one fewer resident page.
1235          */
1236         object->resident_page_count--;
1237
1238         /*
1239          * The vnode may now be recycled.
1240          */
1241         if (object->resident_page_count == 0 && object->type == OBJT_VNODE)
1242                 vdrop(object->handle);
1243
1244         m->object = NULL;
1245 }
1246
1247 /*
1248  *      vm_page_lookup:
1249  *
1250  *      Returns the page associated with the object/offset
1251  *      pair specified; if none is found, NULL is returned.
1252  *
1253  *      The object must be locked.
1254  */
1255 vm_page_t
1256 vm_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1257 {
1258
1259         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1260         return (vm_radix_lookup(&object->rtree, pindex));
1261 }
1262
1263 /*
1264  *      vm_page_find_least:
1265  *
1266  *      Returns the page associated with the object with least pindex
1267  *      greater than or equal to the parameter pindex, or NULL.
1268  *
1269  *      The object must be locked.
1270  */
1271 vm_page_t
1272 vm_page_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1273 {
1274         vm_page_t m;
1275
1276         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1277         if ((m = TAILQ_FIRST(&object->memq)) != NULL && m->pindex < pindex)
1278                 m = vm_radix_lookup_ge(&object->rtree, pindex);
1279         return (m);
1280 }
1281
1282 /*
1283  * Returns the given page's successor (by pindex) within the object if it is
1284  * resident; if none is found, NULL is returned.
1285  *
1286  * The object must be locked.
1287  */
1288 vm_page_t
1289 vm_page_next(vm_page_t m)
1290 {
1291         vm_page_t next;
1292
1293         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1294         if ((next = TAILQ_NEXT(m, listq)) != NULL &&
1295             next->pindex != m->pindex + 1)
1296                 next = NULL;
1297         return (next);
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Returns the given page's predecessor (by pindex) within the object if it is
1302  * resident; if none is found, NULL is returned.
1303  *
1304  * The object must be locked.
1305  */
1306 vm_page_t
1307 vm_page_prev(vm_page_t m)
1308 {
1309         vm_page_t prev;
1310
1311         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1312         if ((prev = TAILQ_PREV(m, pglist, listq)) != NULL &&
1313             prev->pindex != m->pindex - 1)
1314                 prev = NULL;
1315         return (prev);
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Uses the page mnew as a replacement for an existing page at index
1320  * pindex which must be already present in the object.
1321  *
1322  * The existing page must not be on a paging queue.
1323  */
1324 vm_page_t
1325 vm_page_replace(vm_page_t mnew, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1326 {
1327         vm_page_t mold;
1328
1329         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1330         KASSERT(mnew->object == NULL,
1331             ("vm_page_replace: page already in object"));
1332
1333         /*
1334          * This function mostly follows vm_page_insert() and
1335          * vm_page_remove() without the radix, object count and vnode
1336          * dance.  Double check such functions for more comments.
1337          */
1338
1339         mnew->object = object;
1340         mnew->pindex = pindex;
1341         mold = vm_radix_replace(&object->rtree, mnew);
1342         KASSERT(mold->queue == PQ_NONE,
1343             ("vm_page_replace: mold is on a paging queue"));
1344
1345         /* Keep the resident page list in sorted order. */
1346         TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mold, mnew, listq);
1347         TAILQ_REMOVE(&object->memq, mold, listq);
1348
1349         mold->object = NULL;
1350         vm_page_xunbusy(mold);
1351
1352         /*
1353          * The object's resident_page_count does not change because we have
1354          * swapped one page for another, but OBJ_MIGHTBEDIRTY.
1355          */
1356         if (pmap_page_is_write_mapped(mnew))
1357                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1358         return (mold);
1359 }
1360
1361 /*
1362  *      vm_page_rename:
1363  *
1364  *      Move the given memory entry from its
1365  *      current object to the specified target object/offset.
1366  *
1367  *      Note: swap associated with the page must be invalidated by the move.  We
1368  *            have to do this for several reasons:  (1) we aren't freeing the
1369  *            page, (2) we are dirtying the page, (3) the VM system is probably
1370  *            moving the page from object A to B, and will then later move
1371  *            the backing store from A to B and we can't have a conflict.
1372  *
1373  *      Note: we *always* dirty the page.  It is necessary both for the
1374  *            fact that we moved it, and because we may be invalidating
1375  *            swap.  If the page is on the cache, we have to deactivate it
1376  *            or vm_page_dirty() will panic.  Dirty pages are not allowed
1377  *            on the cache.
1378  *
1379  *      The objects must be locked.
1380  */
1381 int
1382 vm_page_rename(vm_page_t m, vm_object_t new_object, vm_pindex_t new_pindex)
1383 {
1384         vm_page_t mpred;
1385         vm_pindex_t opidx;
1386
1387         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(new_object);
1388
1389         mpred = vm_radix_lookup_le(&new_object->rtree, new_pindex);
1390         KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != new_pindex,
1391             ("vm_page_rename: pindex already renamed"));
1392
1393         /*
1394          * Create a custom version of vm_page_insert() which does not depend
1395          * by m_prev and can cheat on the implementation aspects of the
1396          * function.
1397          */
1398         opidx = m->pindex;
1399         m->pindex = new_pindex;
1400         if (vm_radix_insert(&new_object->rtree, m)) {
1401                 m->pindex = opidx;
1402                 return (1);
1403         }
1404
1405         /*
1406          * The operation cannot fail anymore.  The removal must happen before
1407          * the listq iterator is tainted.
1408          */
1409         m->pindex = opidx;
1410         vm_page_lock(m);
1411         vm_page_remove(m);
1412
1413         /* Return back to the new pindex to complete vm_page_insert(). */
1414         m->pindex = new_pindex;
1415         m->object = new_object;
1416         vm_page_unlock(m);
1417         vm_page_insert_radixdone(m, new_object, mpred);
1418         vm_page_dirty(m);
1419         return (0);
1420 }
1421
1422 /*
1423  *      Convert all of the given object's cached pages that have a
1424  *      pindex within the given range into free pages.  If the value
1425  *      zero is given for "end", then the range's upper bound is
1426  *      infinity.  If the given object is backed by a vnode and it
1427  *      transitions from having one or more cached pages to none, the
1428  *      vnode's hold count is reduced.
1429  */
1430 void
1431 vm_page_cache_free(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_pindex_t end)
1432 {
1433         vm_page_t m;
1434         boolean_t empty;
1435
1436         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1437         if (__predict_false(vm_radix_is_empty(&object->cache))) {
1438                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1439                 return;
1440         }
1441         while ((m = vm_radix_lookup_ge(&object->cache, start)) != NULL) {
1442                 if (end != 0 && m->pindex >= end)
1443                         break;
1444                 vm_radix_remove(&object->cache, m->pindex);
1445                 vm_page_cache_turn_free(m);
1446         }
1447         empty = vm_radix_is_empty(&object->cache);
1448         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1449         if (object->type == OBJT_VNODE && empty)
1450                 vdrop(object->handle);
1451 }
1452
1453 /*
1454  *      Returns the cached page that is associated with the given
1455  *      object and offset.  If, however, none exists, returns NULL.
1456  *
1457  *      The free page queue must be locked.
1458  */
1459 static inline vm_page_t
1460 vm_page_cache_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1461 {
1462
1463         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
1464         return (vm_radix_lookup(&object->cache, pindex));
1465 }
1466
1467 /*
1468  *      Remove the given cached page from its containing object's
1469  *      collection of cached pages.
1470  *
1471  *      The free page queue must be locked.
1472  */
1473 static void
1474 vm_page_cache_remove(vm_page_t m)
1475 {
1476
1477         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
1478         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) != 0,
1479             ("vm_page_cache_remove: page %p is not cached", m));
1480         vm_radix_remove(&m->object->cache, m->pindex);
1481         m->object = NULL;
1482         vm_cnt.v_cache_count--;
1483 }
1484
1485 /*
1486  *      Transfer all of the cached pages with offset greater than or
1487  *      equal to 'offidxstart' from the original object's cache to the
1488  *      new object's cache.  However, any cached pages with offset
1489  *      greater than or equal to the new object's size are kept in the
1490  *      original object.  Initially, the new object's cache must be
1491  *      empty.  Offset 'offidxstart' in the original object must
1492  *      correspond to offset zero in the new object.
1493  *
1494  *      The new object must be locked.
1495  */
1496 void
1497 vm_page_cache_transfer(vm_object_t orig_object, vm_pindex_t offidxstart,
1498     vm_object_t new_object)
1499 {
1500         vm_page_t m;
1501
1502         /*
1503          * Insertion into an object's collection of cached pages
1504          * requires the object to be locked.  In contrast, removal does
1505          * not.
1506          */
1507         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(new_object);
1508         KASSERT(vm_radix_is_empty(&new_object->cache),
1509             ("vm_page_cache_transfer: object %p has cached pages",
1510             new_object));
1511         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1512         while ((m = vm_radix_lookup_ge(&orig_object->cache,
1513             offidxstart)) != NULL) {
1514                 /*
1515                  * Transfer all of the pages with offset greater than or
1516                  * equal to 'offidxstart' from the original object's
1517                  * cache to the new object's cache.
1518                  */
1519                 if ((m->pindex - offidxstart) >= new_object->size)
1520                         break;
1521                 vm_radix_remove(&orig_object->cache, m->pindex);
1522                 /* Update the page's object and offset. */
1523                 m->object = new_object;
1524                 m->pindex -= offidxstart;
1525                 if (vm_radix_insert(&new_object->cache, m))
1526                         vm_page_cache_turn_free(m);
1527         }
1528         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1529 }
1530
1531 /*
1532  *      Returns TRUE if a cached page is associated with the given object and
1533  *      offset, and FALSE otherwise.
1534  *
1535  *      The object must be locked.
1536  */
1537 boolean_t
1538 vm_page_is_cached(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1539 {
1540         vm_page_t m;
1541
1542         /*
1543          * Insertion into an object's collection of cached pages requires the
1544          * object to be locked.  Therefore, if the object is locked and the
1545          * object's collection is empty, there is no need to acquire the free
1546          * page queues lock in order to prove that the specified page doesn't
1547          * exist.
1548          */
1549         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1550         if (__predict_true(vm_object_cache_is_empty(object)))
1551                 return (FALSE);
1552         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1553         m = vm_page_cache_lookup(object, pindex);
1554         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1555         return (m != NULL);
1556 }
1557
1558 /*
1559  *      vm_page_alloc:
1560  *
1561  *      Allocate and return a page that is associated with the specified
1562  *      object and offset pair.  By default, this page is exclusive busied.
1563  *
1564  *      The caller must always specify an allocation class.
1565  *
1566  *      allocation classes:
1567  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1568  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1569  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1570  *
1571  *      optional allocation flags:
1572  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
1573  *                              intends to allocate
1574  *      VM_ALLOC_IFCACHED       return page only if it is cached
1575  *      VM_ALLOC_IFNOTCACHED    return NULL, do not reactivate if the page
1576  *                              is cached
1577  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1578  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1579  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1580  *                              should not be exclusive busy
1581  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1582  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1583  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1584  *
1585  *      This routine may not sleep.
1586  */
1587 vm_page_t
1588 vm_page_alloc(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req)
1589 {
1590         struct vnode *vp = NULL;
1591         vm_object_t m_object;
1592         vm_page_t m, mpred;
1593         int flags, req_class;
1594
1595         mpred = 0;      /* XXX: pacify gcc */
1596         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1597             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1598             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1599             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1600             ("vm_page_alloc: inconsistent object(%p)/req(%x)", (void *)object,
1601             req));
1602         if (object != NULL)
1603                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1604
1605         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1606
1607         /*
1608          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1609          */
1610         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1611                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1612
1613         if (object != NULL) {
1614                 mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1615                 KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != pindex,
1616                    ("vm_page_alloc: pindex already allocated"));
1617         }
1618
1619         /*
1620          * The page allocation request can came from consumers which already
1621          * hold the free page queue mutex, like vm_page_insert() in
1622          * vm_page_cache().
1623          */
1624         mtx_lock_flags(&vm_page_queue_free_mtx, MTX_RECURSE);
1625         if (vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > vm_cnt.v_free_reserved ||
1626             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1627             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > vm_cnt.v_interrupt_free_min) ||
1628             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1629             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > 0)) {
1630                 /*
1631                  * Allocate from the free queue if the number of free pages
1632                  * exceeds the minimum for the request class.
1633                  */
1634                 if (object != NULL &&
1635                     (m = vm_page_cache_lookup(object, pindex)) != NULL) {
1636                         if ((req & VM_ALLOC_IFNOTCACHED) != 0) {
1637                                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1638                                 return (NULL);
1639                         }
1640                         if (vm_phys_unfree_page(m))
1641                                 vm_phys_set_pool(VM_FREEPOOL_DEFAULT, m, 0);
1642 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1643                         else if (!vm_reserv_reactivate_page(m))
1644 #else
1645                         else
1646 #endif
1647                                 panic("vm_page_alloc: cache page %p is missing"
1648                                     " from the free queue", m);
1649                 } else if ((req & VM_ALLOC_IFCACHED) != 0) {
1650                         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1651                         return (NULL);
1652 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1653                 } else if (object == NULL || (object->flags & (OBJ_COLORED |
1654                     OBJ_FICTITIOUS)) != OBJ_COLORED || (m =
1655                     vm_reserv_alloc_page(object, pindex, mpred)) == NULL) {
1656 #else
1657                 } else {
1658 #endif
1659                         m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1660                             VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
1661 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1662                         if (m == NULL && vm_reserv_reclaim_inactive()) {
1663                                 m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1664                                     VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT,
1665                                     0);
1666                         }
1667 #endif
1668                 }
1669         } else {
1670                 /*
1671                  * Not allocatable, give up.
1672                  */
1673                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1674                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
1675                     max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
1676                 pagedaemon_wakeup();
1677                 return (NULL);
1678         }
1679
1680         /*
1681          *  At this point we had better have found a good page.
1682          */
1683         KASSERT(m != NULL, ("vm_page_alloc: missing page"));
1684         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1685             ("vm_page_alloc: page %p has unexpected queue %d", m, m->queue));
1686         KASSERT(m->wire_count == 0, ("vm_page_alloc: page %p is wired", m));
1687         KASSERT(m->hold_count == 0, ("vm_page_alloc: page %p is held", m));
1688         KASSERT(!vm_page_sbusied(m),
1689             ("vm_page_alloc: page %p is busy", m));
1690         KASSERT(m->dirty == 0, ("vm_page_alloc: page %p is dirty", m));
1691         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
1692             ("vm_page_alloc: page %p has unexpected memattr %d", m,
1693             pmap_page_get_memattr(m)));
1694         if ((m->flags & PG_CACHED) != 0) {
1695                 KASSERT((m->flags & PG_ZERO) == 0,
1696                     ("vm_page_alloc: cached page %p is PG_ZERO", m));
1697                 KASSERT(m->valid != 0,
1698                     ("vm_page_alloc: cached page %p is invalid", m));
1699                 if (m->object == object && m->pindex == pindex)
1700                         vm_cnt.v_reactivated++;
1701                 else
1702                         m->valid = 0;
1703                 m_object = m->object;
1704                 vm_page_cache_remove(m);
1705                 if (m_object->type == OBJT_VNODE &&
1706                     vm_object_cache_is_empty(m_object))
1707                         vp = m_object->handle;
1708         } else {
1709                 KASSERT(m->valid == 0,
1710                     ("vm_page_alloc: free page %p is valid", m));
1711                 vm_phys_freecnt_adj(m, -1);
1712                 if ((m->flags & PG_ZERO) != 0)
1713                         vm_page_zero_count--;
1714         }
1715         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1716
1717         /*
1718          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1719          */
1720         flags = 0;
1721         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1722                 flags = PG_ZERO;
1723         flags &= m->flags;
1724         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
1725                 flags |= PG_NODUMP;
1726         m->flags = flags;
1727         m->aflags = 0;
1728         m->oflags = object == NULL || (object->flags & OBJ_UNMANAGED) != 0 ?
1729             VPO_UNMANAGED : 0;
1730         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1731         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1732                 m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1733         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1734                 m->busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1735         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1736                 /*
1737                  * The page lock is not required for wiring a page until that
1738                  * page is inserted into the object.
1739                  */
1740                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1741                 m->wire_count = 1;
1742         }
1743         m->act_count = 0;
1744
1745         if (object != NULL) {
1746                 if (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred)) {
1747                         /* See the comment below about hold count. */
1748                         if (vp != NULL)
1749                                 vdrop(vp);
1750                         pagedaemon_wakeup();
1751                         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1752                                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1753                                 m->wire_count = 0;
1754                         }
1755                         m->object = NULL;
1756                         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1757                         vm_page_free(m);
1758                         return (NULL);
1759                 }
1760
1761                 /* Ignore device objects; the pager sets "memattr" for them. */
1762                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1763                     (object->flags & OBJ_FICTITIOUS) == 0)
1764                         pmap_page_set_memattr(m, object->memattr);
1765         } else
1766                 m->pindex = pindex;
1767
1768         /*
1769          * The following call to vdrop() must come after the above call
1770          * to vm_page_insert() in case both affect the same object and
1771          * vnode.  Otherwise, the affected vnode's hold count could
1772          * temporarily become zero.
1773          */
1774         if (vp != NULL)
1775                 vdrop(vp);
1776
1777         /*
1778          * Don't wakeup too often - wakeup the pageout daemon when
1779          * we would be nearly out of memory.
1780          */
1781         if (vm_paging_needed())
1782                 pagedaemon_wakeup();
1783
1784         return (m);
1785 }
1786
1787 static void
1788 vm_page_alloc_contig_vdrop(struct spglist *lst)
1789 {
1790
1791         while (!SLIST_EMPTY(lst)) {
1792                 vdrop((struct vnode *)SLIST_FIRST(lst)-> plinks.s.pv);
1793                 SLIST_REMOVE_HEAD(lst, plinks.s.ss);
1794         }
1795 }
1796
1797 /*
1798  *      vm_page_alloc_contig:
1799  *
1800  *      Allocate a contiguous set of physical pages of the given size "npages"
1801  *      from the free lists.  All of the physical pages must be at or above
1802  *      the given physical address "low" and below the given physical address
1803  *      "high".  The given value "alignment" determines the alignment of the
1804  *      first physical page in the set.  If the given value "boundary" is
1805  *      non-zero, then the set of physical pages cannot cross any physical
1806  *      address boundary that is a multiple of that value.  Both "alignment"
1807  *      and "boundary" must be a power of two.
1808  *
1809  *      If the specified memory attribute, "memattr", is VM_MEMATTR_DEFAULT,
1810  *      then the memory attribute setting for the physical pages is configured
1811  *      to the object's memory attribute setting.  Otherwise, the memory
1812  *      attribute setting for the physical pages is configured to "memattr",
1813  *      overriding the object's memory attribute setting.  However, if the
1814  *      object's memory attribute setting is not VM_MEMATTR_DEFAULT, then the
1815  *      memory attribute setting for the physical pages cannot be configured
1816  *      to VM_MEMATTR_DEFAULT.
1817  *
1818  *      The caller must always specify an allocation class.
1819  *
1820  *      allocation classes:
1821  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1822  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1823  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1824  *
1825  *      optional allocation flags:
1826  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1827  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1828  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1829  *                              should not be exclusive busy
1830  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1831  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1832  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1833  *
1834  *      This routine may not sleep.
1835  */
1836 vm_page_t
1837 vm_page_alloc_contig(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req,
1838     u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment,
1839     vm_paddr_t boundary, vm_memattr_t memattr)
1840 {
1841         struct vnode *drop;
1842         struct spglist deferred_vdrop_list;
1843         vm_page_t m, m_tmp, m_ret;
1844         u_int flags;
1845         int req_class;
1846
1847         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1848             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1849             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1850             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1851             ("vm_page_alloc: inconsistent object(%p)/req(%x)", (void *)object,
1852             req));
1853         if (object != NULL) {
1854                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1855                 KASSERT(object->type == OBJT_PHYS,
1856                     ("vm_page_alloc_contig: object %p isn't OBJT_PHYS",
1857                     object));
1858         }
1859         KASSERT(npages > 0, ("vm_page_alloc_contig: npages is zero"));
1860         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1861
1862         /*
1863          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1864          */
1865         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1866                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1867
1868         SLIST_INIT(&deferred_vdrop_list);
1869         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1870         if (vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count >= npages +
1871             vm_cnt.v_free_reserved || (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1872             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count >= npages +
1873             vm_cnt.v_interrupt_free_min) || (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1874             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count >= npages)) {
1875 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1876 retry:
1877                 if (object == NULL || (object->flags & OBJ_COLORED) == 0 ||
1878                     (m_ret = vm_reserv_alloc_contig(object, pindex, npages,
1879                     low, high, alignment, boundary)) == NULL)
1880 #endif
1881                         m_ret = vm_phys_alloc_contig(npages, low, high,
1882                             alignment, boundary);
1883         } else {
1884                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1885                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit, npages);
1886                 pagedaemon_wakeup();
1887                 return (NULL);
1888         }
1889         if (m_ret != NULL)
1890                 for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
1891                         drop = vm_page_alloc_init(m);
1892                         if (drop != NULL) {
1893                                 /*
1894                                  * Enqueue the vnode for deferred vdrop().
1895                                  */
1896                                 m->plinks.s.pv = drop;
1897                                 SLIST_INSERT_HEAD(&deferred_vdrop_list, m,
1898                                     plinks.s.ss);
1899                         }
1900                 }
1901         else {
1902 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1903                 if (vm_reserv_reclaim_contig(npages, low, high, alignment,
1904                     boundary))
1905                         goto retry;
1906 #endif
1907         }
1908         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1909         if (m_ret == NULL)
1910                 return (NULL);
1911
1912         /*
1913          * Initialize the pages.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1914          */
1915         flags = 0;
1916         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1917                 flags = PG_ZERO;
1918         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
1919                 flags |= PG_NODUMP;
1920         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1921                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, npages);
1922         if (object != NULL) {
1923                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1924                     memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT)
1925                         memattr = object->memattr;
1926         }
1927         for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
1928                 m->aflags = 0;
1929                 m->flags = (m->flags | PG_NODUMP) & flags;
1930                 m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1931                 if (object != NULL) {
1932                         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1933                                 m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1934                         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1935                                 m->busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1936                 }
1937                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1938                         m->wire_count = 1;
1939                 /* Unmanaged pages don't use "act_count". */
1940                 m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1941                 if (object != NULL) {
1942                         if (vm_page_insert(m, object, pindex)) {
1943                                 vm_page_alloc_contig_vdrop(
1944                                     &deferred_vdrop_list);
1945                                 if (vm_paging_needed())
1946                                         pagedaemon_wakeup();
1947                                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1948                                         atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count,
1949                                             npages);
1950                                 for (m_tmp = m, m = m_ret;
1951                                     m < &m_ret[npages]; m++) {
1952                                         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1953                                                 m->wire_count = 0;
1954                                         if (m >= m_tmp)
1955                                                 m->object = NULL;
1956                                         vm_page_free(m);
1957                                 }
1958                                 return (NULL);
1959                         }
1960                 } else
1961                         m->pindex = pindex;
1962                 if (memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
1963                         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1964                 pindex++;
1965         }
1966         vm_page_alloc_contig_vdrop(&deferred_vdrop_list);
1967         if (vm_paging_needed())
1968                 pagedaemon_wakeup();
1969         return (m_ret);
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Initialize a page that has been freshly dequeued from a freelist.
1974  * The caller has to drop the vnode returned, if it is not NULL.
1975  *
1976  * This function may only be used to initialize unmanaged pages.
1977  *
1978  * To be called with vm_page_queue_free_mtx held.
1979  */
1980 static struct vnode *
1981 vm_page_alloc_init(vm_page_t m)
1982 {
1983         struct vnode *drop;
1984         vm_object_t m_object;
1985
1986         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1987             ("vm_page_alloc_init: page %p has unexpected queue %d",
1988             m, m->queue));
1989         KASSERT(m->wire_count == 0,
1990             ("vm_page_alloc_init: page %p is wired", m));
1991         KASSERT(m->hold_count == 0,
1992             ("vm_page_alloc_init: page %p is held", m));
1993         KASSERT(!vm_page_sbusied(m),
1994             ("vm_page_alloc_init: page %p is busy", m));
1995         KASSERT(m->dirty == 0,
1996             ("vm_page_alloc_init: page %p is dirty", m));
1997         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
1998             ("vm_page_alloc_init: page %p has unexpected memattr %d",
1999             m, pmap_page_get_memattr(m)));
2000         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2001         drop = NULL;
2002         if ((m->flags & PG_CACHED) != 0) {
2003                 KASSERT((m->flags & PG_ZERO) == 0,
2004                     ("vm_page_alloc_init: cached page %p is PG_ZERO", m));
2005                 m->valid = 0;
2006                 m_object = m->object;
2007                 vm_page_cache_remove(m);
2008                 if (m_object->type == OBJT_VNODE &&
2009                     vm_object_cache_is_empty(m_object))
2010                         drop = m_object->handle;
2011         } else {
2012                 KASSERT(m->valid == 0,
2013                     ("vm_page_alloc_init: free page %p is valid", m));
2014                 vm_phys_freecnt_adj(m, -1);
2015                 if ((m->flags & PG_ZERO) != 0)
2016                         vm_page_zero_count--;
2017         }
2018         return (drop);
2019 }
2020
2021 /*
2022  *      vm_page_alloc_freelist:
2023  *
2024  *      Allocate a physical page from the specified free page list.
2025  *
2026  *      The caller must always specify an allocation class.
2027  *
2028  *      allocation classes:
2029  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
2030  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
2031  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
2032  *
2033  *      optional allocation flags:
2034  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
2035  *                              intends to allocate
2036  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
2037  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
2038  *
2039  *      This routine may not sleep.
2040  */
2041 vm_page_t
2042 vm_page_alloc_freelist(int flind, int req)
2043 {
2044         struct vnode *drop;
2045         vm_page_t m;
2046         u_int flags;
2047         int req_class;
2048
2049         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
2050
2051         /*
2052          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
2053          */
2054         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
2055                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
2056
2057         /*
2058          * Do not allocate reserved pages unless the req has asked for it.
2059          */
2060         mtx_lock_flags(&vm_page_queue_free_mtx, MTX_RECURSE);
2061         if (vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > vm_cnt.v_free_reserved ||
2062             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
2063             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > vm_cnt.v_interrupt_free_min) ||
2064             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
2065             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > 0))
2066                 m = vm_phys_alloc_freelist_pages(flind, VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
2067         else {
2068                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2069                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
2070                     max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
2071                 pagedaemon_wakeup();
2072                 return (NULL);
2073         }
2074         if (m == NULL) {
2075                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2076                 return (NULL);
2077         }
2078         drop = vm_page_alloc_init(m);
2079         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2080
2081         /*
2082          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
2083          */
2084         m->aflags = 0;
2085         flags = 0;
2086         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
2087                 flags = PG_ZERO;
2088         m->flags &= flags;
2089         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
2090                 /*
2091                  * The page lock is not required for wiring a page that does
2092                  * not belong to an object.
2093                  */
2094                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2095                 m->wire_count = 1;
2096         }
2097         /* Unmanaged pages don't use "act_count". */
2098         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
2099         if (drop != NULL)
2100                 vdrop(drop);
2101         if (vm_paging_needed())
2102                 pagedaemon_wakeup();
2103         return (m);
2104 }
2105
2106 /*
2107  *      vm_wait:        (also see VM_WAIT macro)
2108  *
2109  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2110  *      - Called in various places before memory allocations.
2111  */
2112 void
2113 vm_wait(void)
2114 {
2115
2116         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2117         if (curproc == pageproc) {
2118                 vm_pageout_pages_needed = 1;
2119                 msleep(&vm_pageout_pages_needed, &vm_page_queue_free_mtx,
2120                     PDROP | PSWP, "VMWait", 0);
2121         } else {
2122                 if (!vm_pages_needed) {
2123                         vm_pages_needed = 1;
2124                         wakeup(&vm_pages_needed);
2125                 }
2126                 msleep(&vm_cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PVM,
2127                     "vmwait", 0);
2128         }
2129 }
2130
2131 /*
2132  *      vm_waitpfault:  (also see VM_WAITPFAULT macro)
2133  *
2134  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2135  *      - Called only in vm_fault so that processes page faulting
2136  *        can be easily tracked.
2137  *      - Sleeps at a lower priority than vm_wait() so that vm_wait()ing
2138  *        processes will be able to grab memory first.  Do not change
2139  *        this balance without careful testing first.
2140  */
2141 void
2142 vm_waitpfault(void)
2143 {
2144
2145         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2146         if (!vm_pages_needed) {
2147                 vm_pages_needed = 1;
2148                 wakeup(&vm_pages_needed);
2149         }
2150         msleep(&vm_cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PUSER,
2151             "pfault", 0);
2152 }
2153
2154 struct vm_pagequeue *
2155 vm_page_pagequeue(vm_page_t m)
2156 {
2157
2158         return (&vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[m->queue]);
2159 }
2160
2161 /*
2162  *      vm_page_dequeue:
2163  *
2164  *      Remove the given page from its current page queue.
2165  *
2166  *      The page must be locked.
2167  */
2168 void
2169 vm_page_dequeue(vm_page_t m)
2170 {
2171         struct vm_pagequeue *pq;
2172
2173         vm_page_assert_locked(m);
2174         KASSERT(m->queue < PQ_COUNT, ("vm_page_dequeue: page %p is not queued",
2175             m));
2176         pq = vm_page_pagequeue(m);
2177         vm_pagequeue_lock(pq);
2178         m->queue = PQ_NONE;
2179         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2180         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
2181         vm_pagequeue_unlock(pq);
2182 }
2183
2184 /*
2185  *      vm_page_dequeue_locked:
2186  *
2187  *      Remove the given page from its current page queue.
2188  *
2189  *      The page and page queue must be locked.
2190  */
2191 void
2192 vm_page_dequeue_locked(vm_page_t m)
2193 {
2194         struct vm_pagequeue *pq;
2195
2196         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2197         pq = vm_page_pagequeue(m);
2198         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
2199         m->queue = PQ_NONE;
2200         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2201         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
2202 }
2203
2204 /*
2205  *      vm_page_enqueue:
2206  *
2207  *      Add the given page to the specified page queue.
2208  *
2209  *      The page must be locked.
2210  */
2211 static void
2212 vm_page_enqueue(uint8_t queue, vm_page_t m)
2213 {
2214         struct vm_pagequeue *pq;
2215
2216         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2217         KASSERT(queue < PQ_COUNT,
2218             ("vm_page_enqueue: invalid queue %u request for page %p",
2219             queue, m));
2220         pq = &vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[queue];
2221         vm_pagequeue_lock(pq);
2222         m->queue = queue;
2223         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2224         vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
2225         vm_pagequeue_unlock(pq);
2226 }
2227
2228 /*
2229  *      vm_page_requeue:
2230  *
2231  *      Move the given page to the tail of its current page queue.
2232  *
2233  *      The page must be locked.
2234  */
2235 void
2236 vm_page_requeue(vm_page_t m)
2237 {
2238         struct vm_pagequeue *pq;
2239
2240         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2241         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
2242             ("vm_page_requeue: page %p is not queued", m));
2243         pq = vm_page_pagequeue(m);
2244         vm_pagequeue_lock(pq);
2245         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2246         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2247         vm_pagequeue_unlock(pq);
2248 }
2249
2250 /*
2251  *      vm_page_requeue_locked:
2252  *
2253  *      Move the given page to the tail of its current page queue.
2254  *
2255  *      The page queue must be locked.
2256  */
2257 void
2258 vm_page_requeue_locked(vm_page_t m)
2259 {
2260         struct vm_pagequeue *pq;
2261
2262         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
2263             ("vm_page_requeue_locked: page %p is not queued", m));
2264         pq = vm_page_pagequeue(m);
2265         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
2266         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2267         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2268 }
2269
2270 /*
2271  *      vm_page_activate:
2272  *
2273  *      Put the specified page on the active list (if appropriate).
2274  *      Ensure that act_count is at least ACT_INIT but do not otherwise
2275  *      mess with it.
2276  *
2277  *      The page must be locked.
2278  */
2279 void
2280 vm_page_activate(vm_page_t m)
2281 {
2282         int queue;
2283
2284         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2285         if ((queue = m->queue) != PQ_ACTIVE) {
2286                 if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2287                         if (m->act_count < ACT_INIT)
2288                                 m->act_count = ACT_INIT;
2289                         if (queue != PQ_NONE)
2290                                 vm_page_dequeue(m);
2291                         vm_page_enqueue(PQ_ACTIVE, m);
2292                 } else
2293                         KASSERT(queue == PQ_NONE,
2294                             ("vm_page_activate: wired page %p is queued", m));
2295         } else {
2296                 if (m->act_count < ACT_INIT)
2297                         m->act_count = ACT_INIT;
2298         }
2299 }
2300
2301 /*
2302  *      vm_page_free_wakeup:
2303  *
2304  *      Helper routine for vm_page_free_toq() and vm_page_cache().  This
2305  *      routine is called when a page has been added to the cache or free
2306  *      queues.
2307  *
2308  *      The page queues must be locked.
2309  */
2310 static inline void
2311 vm_page_free_wakeup(void)
2312 {
2313
2314         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2315         /*
2316          * if pageout daemon needs pages, then tell it that there are
2317          * some free.
2318          */
2319         if (vm_pageout_pages_needed &&
2320             vm_cnt.v_cache_count + vm_cnt.v_free_count >= vm_cnt.v_pageout_free_min) {
2321                 wakeup(&vm_pageout_pages_needed);
2322                 vm_pageout_pages_needed = 0;
2323         }
2324         /*
2325          * wakeup processes that are waiting on memory if we hit a
2326          * high water mark. And wakeup scheduler process if we have
2327          * lots of memory. this process will swapin processes.
2328          */
2329         if (vm_pages_needed && !vm_page_count_min()) {
2330                 vm_pages_needed = 0;
2331                 wakeup(&vm_cnt.v_free_count);
2332         }
2333 }
2334
2335 /*
2336  *      Turn a cached page into a free page, by changing its attributes.
2337  *      Keep the statistics up-to-date.
2338  *
2339  *      The free page queue must be locked.
2340  */
2341 static void
2342 vm_page_cache_turn_free(vm_page_t m)
2343 {
2344
2345         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2346
2347         m->object = NULL;
2348         m->valid = 0;
2349         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) != 0,
2350             ("vm_page_cache_turn_free: page %p is not cached", m));
2351         m->flags &= ~PG_CACHED;
2352         vm_cnt.v_cache_count--;
2353         vm_phys_freecnt_adj(m, 1);
2354 }
2355
2356 /*
2357  *      vm_page_free_toq:
2358  *
2359  *      Returns the given page to the free list,
2360  *      disassociating it with any VM object.
2361  *
2362  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is managed.
2363  */
2364 void
2365 vm_page_free_toq(vm_page_t m)
2366 {
2367
2368         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2369                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2370                 KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
2371                     ("vm_page_free_toq: freeing mapped page %p", m));
2372         } else
2373                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
2374                     ("vm_page_free_toq: unmanaged page %p is queued", m));
2375         PCPU_INC(cnt.v_tfree);
2376
2377         if (vm_page_sbusied(m))
2378                 panic("vm_page_free: freeing busy page %p", m);
2379
2380         /*
2381          * Unqueue, then remove page.  Note that we cannot destroy
2382          * the page here because we do not want to call the pager's
2383          * callback routine until after we've put the page on the
2384          * appropriate free queue.
2385          */
2386         vm_page_remque(m);
2387         vm_page_remove(m);
2388
2389         /*
2390          * If fictitious remove object association and
2391          * return, otherwise delay object association removal.
2392          */
2393         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2394                 return;
2395         }
2396
2397         m->valid = 0;
2398         vm_page_undirty(m);
2399
2400         if (m->wire_count != 0)
2401                 panic("vm_page_free: freeing wired page %p", m);
2402         if (m->hold_count != 0) {
2403                 m->flags &= ~PG_ZERO;
2404                 KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2405                     ("vm_page_free: freeing PG_UNHOLDFREE page %p", m));
2406                 m->flags |= PG_UNHOLDFREE;
2407         } else {
2408                 /*
2409                  * Restore the default memory attribute to the page.
2410                  */
2411                 if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2412                         pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
2413
2414                 /*
2415                  * Insert the page into the physical memory allocator's
2416                  * cache/free page queues.
2417                  */
2418                 mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2419                 vm_phys_freecnt_adj(m, 1);
2420 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2421                 if (!vm_reserv_free_page(m))
2422 #else
2423                 if (TRUE)
2424 #endif
2425                         vm_phys_free_pages(m, 0);
2426                 if ((m->flags & PG_ZERO) != 0)
2427                         ++vm_page_zero_count;
2428                 else
2429                         vm_page_zero_idle_wakeup();
2430                 vm_page_free_wakeup();
2431                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2432         }
2433 }
2434
2435 /*
2436  *      vm_page_wire:
2437  *
2438  *      Mark this page as wired down by yet
2439  *      another map, removing it from paging queues
2440  *      as necessary.
2441  *
2442  *      If the page is fictitious, then its wire count must remain one.
2443  *
2444  *      The page must be locked.
2445  */
2446 void
2447 vm_page_wire(vm_page_t m)
2448 {
2449
2450         /*
2451          * Only bump the wire statistics if the page is not already wired,
2452          * and only unqueue the page if it is on some queue (if it is unmanaged
2453          * it is already off the queues).
2454          */
2455         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2456         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2457                 KASSERT(m->wire_count == 1,
2458                     ("vm_page_wire: fictitious page %p's wire count isn't one",
2459                     m));
2460                 return;
2461         }
2462         if (m->wire_count == 0) {
2463                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 ||
2464                     m->queue == PQ_NONE,
2465                     ("vm_page_wire: unmanaged page %p is queued", m));
2466                 vm_page_remque(m);
2467                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2468         }
2469         m->wire_count++;
2470         KASSERT(m->wire_count != 0, ("vm_page_wire: wire_count overflow m=%p", m));
2471 }
2472
2473 /*
2474  * vm_page_unwire:
2475  *
2476  * Release one wiring of the specified page, potentially allowing it to be
2477  * paged out.  Returns TRUE if the number of wirings transitions to zero and
2478  * FALSE otherwise.
2479  *
2480  * Only managed pages belonging to an object can be paged out.  If the number
2481  * of wirings transitions to zero and the page is eligible for page out, then
2482  * the page is added to the specified paging queue (unless PQ_NONE is
2483  * specified).
2484  *
2485  * If a page is fictitious, then its wire count must always be one.
2486  *
2487  * A managed page must be locked.
2488  */
2489 boolean_t
2490 vm_page_unwire(vm_page_t m, uint8_t queue)
2491 {
2492
2493         KASSERT(queue < PQ_COUNT || queue == PQ_NONE,
2494             ("vm_page_unwire: invalid queue %u request for page %p",
2495             queue, m));
2496         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2497                 vm_page_assert_locked(m);
2498         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2499                 KASSERT(m->wire_count == 1,
2500             ("vm_page_unwire: fictitious page %p's wire count isn't one", m));
2501                 return (FALSE);
2502         }
2503         if (m->wire_count > 0) {
2504                 m->wire_count--;
2505                 if (m->wire_count == 0) {
2506                         atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2507                         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
2508                             m->object != NULL && queue != PQ_NONE) {
2509                                 if (queue == PQ_INACTIVE)
2510                                         m->flags &= ~PG_WINATCFLS;
2511                                 vm_page_enqueue(queue, m);
2512                         }
2513                         return (TRUE);
2514                 } else
2515                         return (FALSE);
2516         } else
2517                 panic("vm_page_unwire: page %p's wire count is zero", m);
2518 }
2519
2520 /*
2521  * Move the specified page to the inactive queue.
2522  *
2523  * Many pages placed on the inactive queue should actually go
2524  * into the cache, but it is difficult to figure out which.  What
2525  * we do instead, if the inactive target is well met, is to put
2526  * clean pages at the head of the inactive queue instead of the tail.
2527  * This will cause them to be moved to the cache more quickly and
2528  * if not actively re-referenced, reclaimed more quickly.  If we just
2529  * stick these pages at the end of the inactive queue, heavy filesystem
2530  * meta-data accesses can cause an unnecessary paging load on memory bound
2531  * processes.  This optimization causes one-time-use metadata to be
2532  * reused more quickly.
2533  *
2534  * Normally noreuse is FALSE, resulting in LRU operation.  noreuse is set
2535  * to TRUE if we want this page to be 'as if it were placed in the cache',
2536  * except without unmapping it from the process address space.  In
2537  * practice this is implemented by inserting the page at the head of the
2538  * queue, using a marker page to guide FIFO insertion ordering.
2539  *
2540  * The page must be locked.
2541  */
2542 static inline void
2543 _vm_page_deactivate(vm_page_t m, boolean_t noreuse)
2544 {
2545         struct vm_pagequeue *pq;
2546         int queue;
2547
2548         vm_page_assert_locked(m);
2549
2550         /*
2551          * Ignore if the page is already inactive, unless it is unlikely to be
2552          * reactivated.
2553          */
2554         if ((queue = m->queue) == PQ_INACTIVE && !noreuse)
2555                 return;
2556         if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2557                 pq = &vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE];
2558                 /* Avoid multiple acquisitions of the inactive queue lock. */
2559                 if (queue == PQ_INACTIVE) {
2560                         vm_pagequeue_lock(pq);
2561                         vm_page_dequeue_locked(m);
2562                 } else {
2563                         if (queue != PQ_NONE)
2564                                 vm_page_dequeue(m);
2565                         m->flags &= ~PG_WINATCFLS;
2566                         vm_pagequeue_lock(pq);
2567                 }
2568                 m->queue = PQ_INACTIVE;
2569                 if (noreuse)
2570                         TAILQ_INSERT_BEFORE(&vm_phys_domain(m)->vmd_inacthead,
2571                             m, plinks.q);
2572                 else
2573                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2574                 vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
2575                 vm_pagequeue_unlock(pq);
2576         }
2577 }
2578
2579 /*
2580  * Move the specified page to the inactive queue.
2581  *
2582  * The page must be locked.
2583  */
2584 void
2585 vm_page_deactivate(vm_page_t m)
2586 {
2587
2588         _vm_page_deactivate(m, FALSE);
2589 }
2590
2591 /*
2592  * Move the specified page to the inactive queue with the expectation
2593  * that it is unlikely to be reused.
2594  *
2595  * The page must be locked.
2596  */
2597 void
2598 vm_page_deactivate_noreuse(vm_page_t m)
2599 {
2600
2601         _vm_page_deactivate(m, TRUE);
2602 }
2603
2604 /*
2605  * vm_page_try_to_cache:
2606  *
2607  * Returns 0 on failure, 1 on success
2608  */
2609 int
2610 vm_page_try_to_cache(vm_page_t m)
2611 {
2612
2613         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2614         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2615         if (m->dirty || m->hold_count || m->wire_count ||
2616             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || vm_page_busied(m))
2617                 return (0);
2618         pmap_remove_all(m);
2619         if (m->dirty)
2620                 return (0);
2621         vm_page_cache(m);
2622         return (1);
2623 }
2624
2625 /*
2626  * vm_page_try_to_free()
2627  *
2628  *      Attempt to free the page.  If we cannot free it, we do nothing.
2629  *      1 is returned on success, 0 on failure.
2630  */
2631 int
2632 vm_page_try_to_free(vm_page_t m)
2633 {
2634
2635         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2636         if (m->object != NULL)
2637                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2638         if (m->dirty || m->hold_count || m->wire_count ||
2639             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || vm_page_busied(m))
2640                 return (0);
2641         pmap_remove_all(m);
2642         if (m->dirty)
2643                 return (0);
2644         vm_page_free(m);
2645         return (1);
2646 }
2647
2648 /*
2649  * vm_page_cache
2650  *
2651  * Put the specified page onto the page cache queue (if appropriate).
2652  *
2653  * The object and page must be locked.
2654  */
2655 void
2656 vm_page_cache(vm_page_t m)
2657 {
2658         vm_object_t object;
2659         boolean_t cache_was_empty;
2660
2661         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2662         object = m->object;
2663         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2664         if (vm_page_busied(m) || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) ||
2665             m->hold_count || m->wire_count)
2666                 panic("vm_page_cache: attempting to cache busy page");
2667         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
2668             ("vm_page_cache: page %p is mapped", m));
2669         KASSERT(m->dirty == 0, ("vm_page_cache: page %p is dirty", m));
2670         if (m->valid == 0 || object->type == OBJT_DEFAULT ||
2671             (object->type == OBJT_SWAP &&
2672             !vm_pager_has_page(object, m->pindex, NULL, NULL))) {
2673                 /*
2674                  * Hypothesis: A cache-eligible page belonging to a
2675                  * default object or swap object but without a backing
2676                  * store must be zero filled.
2677                  */
2678                 vm_page_free(m);
2679                 return;
2680         }
2681         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) == 0,
2682             ("vm_page_cache: page %p is already cached", m));
2683
2684         /*
2685          * Remove the page from the paging queues.
2686          */
2687         vm_page_remque(m);
2688
2689         /*
2690          * Remove the page from the object's collection of resident
2691          * pages.
2692          */
2693         vm_radix_remove(&object->rtree, m->pindex);
2694         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
2695         object->resident_page_count--;
2696
2697         /*
2698          * Restore the default memory attribute to the page.
2699          */
2700         if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2701                 pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
2702
2703         /*
2704          * Insert the page into the object's collection of cached pages
2705          * and the physical memory allocator's cache/free page queues.
2706          */
2707         m->flags &= ~PG_ZERO;
2708         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2709         cache_was_empty = vm_radix_is_empty(&object->cache);
2710         if (vm_radix_insert(&object->cache, m)) {
2711                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2712                 if (object->resident_page_count == 0)
2713                         vdrop(object->handle);
2714                 m->object = NULL;
2715                 vm_page_free(m);
2716                 return;
2717         }
2718
2719         /*
2720          * The above call to vm_radix_insert() could reclaim the one pre-
2721          * existing cached page from this object, resulting in a call to
2722          * vdrop().
2723          */
2724         if (!cache_was_empty)
2725                 cache_was_empty = vm_radix_is_singleton(&object->cache);
2726
2727         m->flags |= PG_CACHED;
2728         vm_cnt.v_cache_count++;
2729         PCPU_INC(cnt.v_tcached);
2730 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2731         if (!vm_reserv_free_page(m)) {
2732 #else
2733         if (TRUE) {
2734 #endif
2735                 vm_phys_free_pages(m, 0);
2736         }
2737         vm_page_free_wakeup();
2738         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2739
2740         /*
2741          * Increment the vnode's hold count if this is the object's only
2742          * cached page.  Decrement the vnode's hold count if this was
2743          * the object's only resident page.
2744          */
2745         if (object->type == OBJT_VNODE) {
2746                 if (cache_was_empty && object->resident_page_count != 0)
2747                         vhold(object->handle);
2748                 else if (!cache_was_empty && object->resident_page_count == 0)
2749                         vdrop(object->handle);
2750         }
2751 }
2752
2753 /*
2754  * vm_page_advise
2755  *
2756  *      Deactivate or do nothing, as appropriate.
2757  *
2758  *      The object and page must be locked.
2759  */
2760 void
2761 vm_page_advise(vm_page_t m, int advice)
2762 {
2763
2764         vm_page_assert_locked(m);
2765         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2766         if (advice == MADV_FREE)
2767                 /*
2768                  * Mark the page clean.  This will allow the page to be freed
2769                  * up by the system.  However, such pages are often reused
2770                  * quickly by malloc() so we do not do anything that would
2771                  * cause a page fault if we can help it.
2772                  *
2773                  * Specifically, we do not try to actually free the page now
2774                  * nor do we try to put it in the cache (which would cause a
2775                  * page fault on reuse).
2776                  *
2777                  * But we do make the page as freeable as we can without
2778                  * actually taking the step of unmapping it.
2779                  */
2780                 m->dirty = 0;
2781         else if (advice != MADV_DONTNEED)
2782                 return;
2783
2784         /*
2785          * Clear any references to the page.  Otherwise, the page daemon will
2786          * immediately reactivate the page.
2787          */
2788         vm_page_aflag_clear(m, PGA_REFERENCED);
2789
2790         if (advice != MADV_FREE && m->dirty == 0 && pmap_is_modified(m))
2791                 vm_page_dirty(m);
2792
2793         /*
2794          * Place clean pages at the head of the inactive queue rather than the
2795          * tail, thus defeating the queue's LRU operation and ensuring that the
2796          * page will be reused quickly.
2797          */
2798         _vm_page_deactivate(m, m->dirty == 0);
2799 }
2800
2801 /*
2802  * Grab a page, waiting until we are waken up due to the page
2803  * changing state.  We keep on waiting, if the page continues
2804  * to be in the object.  If the page doesn't exist, first allocate it
2805  * and then conditionally zero it.
2806  *
2807  * This routine may sleep.
2808  *
2809  * The object must be locked on entry.  The lock will, however, be released
2810  * and reacquired if the routine sleeps.
2811  */
2812 vm_page_t
2813 vm_page_grab(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags)
2814 {
2815         vm_page_t m;
2816         int sleep;
2817
2818         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2819         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) == 0 ||
2820             (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0,
2821             ("vm_page_grab: VM_ALLOC_SBUSY/VM_ALLOC_IGN_SBUSY mismatch"));
2822 retrylookup:
2823         if ((m = vm_page_lookup(object, pindex)) != NULL) {
2824                 sleep = (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0 ?
2825                     vm_page_xbusied(m) : vm_page_busied(m);
2826                 if (sleep) {
2827                         if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
2828                                 return (NULL);
2829                         /*
2830                          * Reference the page before unlocking and
2831                          * sleeping so that the page daemon is less
2832                          * likely to reclaim it.
2833                          */
2834                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2835                         vm_page_lock(m);
2836                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2837                         vm_page_busy_sleep(m, "pgrbwt");
2838                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2839                         goto retrylookup;
2840                 } else {
2841                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
2842                                 vm_page_lock(m);
2843                                 vm_page_wire(m);
2844                                 vm_page_unlock(m);
2845                         }
2846                         if ((allocflags &
2847                             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
2848                                 vm_page_xbusy(m);
2849                         if ((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
2850                                 vm_page_sbusy(m);
2851                         return (m);
2852                 }
2853         }
2854         m = vm_page_alloc(object, pindex, allocflags);
2855         if (m == NULL) {
2856                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
2857                         return (NULL);
2858                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2859                 VM_WAIT;
2860                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
2861                 goto retrylookup;
2862         } else if (m->valid != 0)
2863                 return (m);
2864         if (allocflags & VM_ALLOC_ZERO && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
2865                 pmap_zero_page(m);
2866         return (m);
2867 }
2868
2869 /*
2870  * Mapping function for valid or dirty bits in a page.
2871  *
2872  * Inputs are required to range within a page.
2873  */
2874 vm_page_bits_t
2875 vm_page_bits(int base, int size)
2876 {
2877         int first_bit;
2878         int last_bit;
2879
2880         KASSERT(
2881             base + size <= PAGE_SIZE,
2882             ("vm_page_bits: illegal base/size %d/%d", base, size)
2883         );
2884
2885         if (size == 0)          /* handle degenerate case */
2886                 return (0);
2887
2888         first_bit = base >> DEV_BSHIFT;
2889         last_bit = (base + size - 1) >> DEV_BSHIFT;
2890
2891         return (((vm_page_bits_t)2 << last_bit) -
2892             ((vm_page_bits_t)1 << first_bit));
2893 }
2894
2895 /*
2896  *      vm_page_set_valid_range:
2897  *
2898  *      Sets portions of a page valid.  The arguments are expected
2899  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
2900  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
2901  *      such chunks will be zeroed.
2902  *
2903  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
2904  */
2905 void
2906 vm_page_set_valid_range(vm_page_t m, int base, int size)
2907 {
2908         int endoff, frag;
2909
2910         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2911         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
2912                 return;
2913
2914         /*
2915          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
2916          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
2917          * first block.
2918          */
2919         if ((frag = base & ~(DEV_BSIZE - 1)) != base &&
2920             (m->valid & (1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
2921                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
2922
2923         /*
2924          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
2925          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
2926          * the last block.
2927          */
2928         endoff = base + size;
2929         if ((frag = endoff & ~(DEV_BSIZE - 1)) != endoff &&
2930             (m->valid & (1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
2931                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
2932                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
2933
2934         /*
2935          * Assert that no previously invalid block that is now being validated
2936          * is already dirty.
2937          */
2938         KASSERT((~m->valid & vm_page_bits(base, size) & m->dirty) == 0,
2939             ("vm_page_set_valid_range: page %p is dirty", m));
2940
2941         /*
2942          * Set valid bits inclusive of any overlap.
2943          */
2944         m->valid |= vm_page_bits(base, size);
2945 }
2946
2947 /*
2948  * Clear the given bits from the specified page's dirty field.
2949  */
2950 static __inline void
2951 vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits)
2952 {
2953         uintptr_t addr;
2954 #if PAGE_SIZE < 16384
2955         int shift;
2956 #endif
2957
2958         /*
2959          * If the object is locked and the page is neither exclusive busy nor
2960          * write mapped, then the page's dirty field cannot possibly be
2961          * set by a concurrent pmap operation.
2962          */
2963         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2964         if (!vm_page_xbusied(m) && !pmap_page_is_write_mapped(m))
2965                 m->dirty &= ~pagebits;
2966         else {
2967                 /*
2968                  * The pmap layer can call vm_page_dirty() without
2969                  * holding a distinguished lock.  The combination of
2970                  * the object's lock and an atomic operation suffice
2971                  * to guarantee consistency of the page dirty field.
2972                  *
2973                  * For PAGE_SIZE == 32768 case, compiler already
2974                  * properly aligns the dirty field, so no forcible
2975                  * alignment is needed. Only require existence of
2976                  * atomic_clear_64 when page size is 32768.
2977                  */
2978                 addr = (uintptr_t)&m->dirty;
2979 #if PAGE_SIZE == 32768
2980                 atomic_clear_64((uint64_t *)addr, pagebits);
2981 #elif PAGE_SIZE == 16384
2982                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits);
2983 #else           /* PAGE_SIZE <= 8192 */
2984                 /*
2985                  * Use a trick to perform a 32-bit atomic on the
2986                  * containing aligned word, to not depend on the existence
2987                  * of atomic_clear_{8, 16}.
2988                  */
2989                 shift = addr & (sizeof(uint32_t) - 1);
2990 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
2991                 shift = (sizeof(uint32_t) - sizeof(m->dirty) - shift) * NBBY;
2992 #else
2993                 shift *= NBBY;
2994 #endif
2995                 addr &= ~(sizeof(uint32_t) - 1);
2996                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits << shift);
2997 #endif          /* PAGE_SIZE */
2998         }
2999 }
3000
3001 /*
3002  *      vm_page_set_validclean:
3003  *
3004  *      Sets portions of a page valid and clean.  The arguments are expected
3005  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
3006  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
3007  *      such chunks will be zero'd.
3008  *
3009  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
3010  */
3011 void
3012 vm_page_set_validclean(vm_page_t m, int base, int size)
3013 {
3014         vm_page_bits_t oldvalid, pagebits;
3015         int endoff, frag;
3016
3017         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3018         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
3019                 return;
3020
3021         /*
3022          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
3023          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
3024          * first block.
3025          */
3026         if ((frag = base & ~(DEV_BSIZE - 1)) != base &&
3027             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3028                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
3029
3030         /*
3031          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
3032          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
3033          * the last block.
3034          */
3035         endoff = base + size;
3036         if ((frag = endoff & ~(DEV_BSIZE - 1)) != endoff &&
3037             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3038                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
3039                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
3040
3041         /*
3042          * Set valid, clear dirty bits.  If validating the entire
3043          * page we can safely clear the pmap modify bit.  We also
3044          * use this opportunity to clear the VPO_NOSYNC flag.  If a process
3045          * takes a write fault on a MAP_NOSYNC memory area the flag will
3046          * be set again.
3047          *
3048          * We set valid bits inclusive of any overlap, but we can only
3049          * clear dirty bits for DEV_BSIZE chunks that are fully within
3050          * the range.
3051          */
3052         oldvalid = m->valid;
3053         pagebits = vm_page_bits(base, size);
3054         m->valid |= pagebits;
3055 #if 0   /* NOT YET */
3056         if ((frag = base & (DEV_BSIZE - 1)) != 0) {
3057                 frag = DEV_BSIZE - frag;
3058                 base += frag;
3059                 size -= frag;
3060                 if (size < 0)
3061                         size = 0;
3062         }
3063         pagebits = vm_page_bits(base, size & (DEV_BSIZE - 1));
3064 #endif
3065         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
3066                 /*
3067                  * The page can only be modified within the pmap if it is
3068                  * mapped, and it can only be mapped if it was previously
3069                  * fully valid.
3070                  */
3071                 if (oldvalid == VM_PAGE_BITS_ALL)
3072                         /*
3073                          * Perform the pmap_clear_modify() first.  Otherwise,
3074                          * a concurrent pmap operation, such as
3075                          * pmap_protect(), could clear a modification in the
3076                          * pmap and set the dirty field on the page before
3077                          * pmap_clear_modify() had begun and after the dirty
3078                          * field was cleared here.
3079                          */
3080                         pmap_clear_modify(m);
3081                 m->dirty = 0;
3082                 m->oflags &= ~VPO_NOSYNC;
3083         } else if (oldvalid != VM_PAGE_BITS_ALL)
3084                 m->dirty &= ~pagebits;
3085         else
3086                 vm_page_clear_dirty_mask(m, pagebits);
3087 }
3088
3089 void
3090 vm_page_clear_dirty(vm_page_t m, int base, int size)
3091 {
3092
3093         vm_page_clear_dirty_mask(m, vm_page_bits(base, size));
3094 }
3095
3096 /*
3097  *      vm_page_set_invalid:
3098  *
3099  *      Invalidates DEV_BSIZE'd chunks within a page.  Both the
3100  *      valid and dirty bits for the effected areas are cleared.
3101  */
3102 void
3103 vm_page_set_invalid(vm_page_t m, int base, int size)
3104 {
3105         vm_page_bits_t bits;
3106         vm_object_t object;
3107
3108         object = m->object;
3109         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3110         if (object->type == OBJT_VNODE && base == 0 && IDX_TO_OFF(m->pindex) +
3111             size >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
3112                 bits = VM_PAGE_BITS_ALL;
3113         else
3114                 bits = vm_page_bits(base, size);
3115         if (object->ref_count != 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3116             bits != 0)
3117                 pmap_remove_all(m);
3118         KASSERT((bits == 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) ||
3119             !pmap_page_is_mapped(m),
3120             ("vm_page_set_invalid: page %p is mapped", m));
3121         m->valid &= ~bits;
3122         m->dirty &= ~bits;
3123 }
3124
3125 /*
3126  * vm_page_zero_invalid()
3127  *
3128  *      The kernel assumes that the invalid portions of a page contain
3129  *      garbage, but such pages can be mapped into memory by user code.
3130  *      When this occurs, we must zero out the non-valid portions of the
3131  *      page so user code sees what it expects.
3132  *
3133  *      Pages are most often semi-valid when the end of a file is mapped
3134  *      into memory and the file's size is not page aligned.
3135  */
3136 void
3137 vm_page_zero_invalid(vm_page_t m, boolean_t setvalid)
3138 {
3139         int b;
3140         int i;
3141
3142         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3143         /*
3144          * Scan the valid bits looking for invalid sections that
3145          * must be zeroed.  Invalid sub-DEV_BSIZE'd areas ( where the
3146          * valid bit may be set ) have already been zeroed by
3147          * vm_page_set_validclean().
3148          */
3149         for (b = i = 0; i <= PAGE_SIZE / DEV_BSIZE; ++i) {
3150                 if (i == (PAGE_SIZE / DEV_BSIZE) ||
3151                     (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << i))) {
3152                         if (i > b) {
3153                                 pmap_zero_page_area(m,
3154                                     b << DEV_BSHIFT, (i - b) << DEV_BSHIFT);
3155                         }
3156                         b = i + 1;
3157                 }
3158         }
3159
3160         /*
3161          * setvalid is TRUE when we can safely set the zero'd areas
3162          * as being valid.  We can do this if there are no cache consistancy
3163          * issues.  e.g. it is ok to do with UFS, but not ok to do with NFS.
3164          */
3165         if (setvalid)
3166                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3167 }
3168
3169 /*
3170  *      vm_page_is_valid:
3171  *
3172  *      Is (partial) page valid?  Note that the case where size == 0
3173  *      will return FALSE in the degenerate case where the page is
3174  *      entirely invalid, and TRUE otherwise.
3175  */
3176 int
3177 vm_page_is_valid(vm_page_t m, int base, int size)
3178 {
3179         vm_page_bits_t bits;
3180
3181         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3182         bits = vm_page_bits(base, size);
3183         return (m->valid != 0 && (m->valid & bits) == bits);
3184 }
3185
3186 /*
3187  *      vm_page_ps_is_valid:
3188  *
3189  *      Returns TRUE if the entire (super)page is valid and FALSE otherwise.
3190  */
3191 boolean_t
3192 vm_page_ps_is_valid(vm_page_t m)
3193 {
3194         int i, npages;
3195
3196         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3197         npages = atop(pagesizes[m->psind]);
3198
3199         /*
3200          * The physically contiguous pages that make up a superpage, i.e., a
3201          * page with a page size index ("psind") greater than zero, will
3202          * occupy adjacent entries in vm_page_array[].
3203          */
3204         for (i = 0; i < npages; i++) {
3205                 if (m[i].valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
3206                         return (FALSE);
3207         }
3208         return (TRUE);
3209 }
3210
3211 /*
3212  * Set the page's dirty bits if the page is modified.
3213  */
3214 void
3215 vm_page_test_dirty(vm_page_t m)
3216 {
3217
3218         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3219         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL && pmap_is_modified(m))
3220                 vm_page_dirty(m);
3221 }
3222
3223 void
3224 vm_page_lock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3225 {
3226
3227         mtx_lock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
3228 }
3229
3230 void
3231 vm_page_unlock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3232 {
3233
3234         mtx_unlock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
3235 }
3236
3237 int
3238 vm_page_trylock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3239 {
3240
3241         return (mtx_trylock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line));
3242 }
3243
3244 #if defined(INVARIANTS) || defined(INVARIANT_SUPPORT)
3245 void
3246 vm_page_assert_locked_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3247 {
3248
3249         vm_page_lock_assert_KBI(m, MA_OWNED, file, line);
3250 }
3251
3252 void
3253 vm_page_lock_assert_KBI(vm_page_t m, int a, const char *file, int line)
3254 {
3255
3256         mtx_assert_(vm_page_lockptr(m), a, file, line);
3257 }
3258 #endif
3259
3260 #ifdef INVARIANTS
3261 void
3262 vm_page_object_lock_assert(vm_page_t m)
3263 {
3264
3265         /*
3266          * Certain of the page's fields may only be modified by the
3267          * holder of the containing object's lock or the exclusive busy.
3268          * holder.  Unfortunately, the holder of the write busy is
3269          * not recorded, and thus cannot be checked here.
3270          */
3271         if (m->object != NULL && !vm_page_xbusied(m))
3272                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3273 }
3274
3275 void
3276 vm_page_assert_pga_writeable(vm_page_t m, uint8_t bits)
3277 {
3278
3279         if ((bits & PGA_WRITEABLE) == 0)
3280                 return;
3281
3282         /*
3283          * The PGA_WRITEABLE flag can only be set if the page is
3284          * managed, is exclusively busied or the object is locked.
3285          * Currently, this flag is only set by pmap_enter().
3286          */
3287         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3288             ("PGA_WRITEABLE on unmanaged page"));
3289         if (!vm_page_xbusied(m))
3290                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3291 }
3292 #endif
3293
3294 #include "opt_ddb.h"
3295 #ifdef DDB
3296 #include <sys/kernel.h>
3297
3298 #include <ddb/ddb.h>
3299
3300 DB_SHOW_COMMAND(page, vm_page_print_page_info)
3301 {
3302         db_printf("vm_cnt.v_free_count: %d\n", vm_cnt.v_free_count);
3303         db_printf("vm_cnt.v_cache_count: %d\n", vm_cnt.v_cache_count);
3304         db_printf("vm_cnt.v_inactive_count: %d\n", vm_cnt.v_inactive_count);
3305         db_printf("vm_cnt.v_active_count: %d\n", vm_cnt.v_active_count);
3306         db_printf("vm_cnt.v_wire_count: %d\n", vm_cnt.v_wire_count);
3307         db_printf("vm_cnt.v_free_reserved: %d\n", vm_cnt.v_free_reserved);
3308         db_printf("vm_cnt.v_free_min: %d\n", vm_cnt.v_free_min);
3309         db_printf("vm_cnt.v_free_target: %d\n", vm_cnt.v_free_target);
3310         db_printf("vm_cnt.v_inactive_target: %d\n", vm_cnt.v_inactive_target);
3311 }
3312
3313 DB_SHOW_COMMAND(pageq, vm_page_print_pageq_info)
3314 {
3315         int dom;
3316
3317         db_printf("pq_free %d pq_cache %d\n",
3318             vm_cnt.v_free_count, vm_cnt.v_cache_count);
3319         for (dom = 0; dom < vm_ndomains; dom++) {
3320                 db_printf(
3321         "dom %d page_cnt %d free %d pq_act %d pq_inact %d pass %d\n",
3322                     dom,
3323                     vm_dom[dom].vmd_page_count,
3324                     vm_dom[dom].vmd_free_count,
3325                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_cnt,
3326                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_cnt,
3327                     vm_dom[dom].vmd_pass);
3328         }
3329 }
3330
3331 DB_SHOW_COMMAND(pginfo, vm_page_print_pginfo)
3332 {
3333         vm_page_t m;
3334         boolean_t phys;
3335
3336         if (!have_addr) {
3337                 db_printf("show pginfo addr\n");
3338                 return;
3339         }
3340
3341         phys = strchr(modif, 'p') != NULL;
3342         if (phys)
3343                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(addr);
3344         else
3345                 m = (vm_page_t)addr;
3346         db_printf(
3347     "page %p obj %p pidx 0x%jx phys 0x%jx q %d hold %d wire %d\n"
3348     "  af 0x%x of 0x%x f 0x%x act %d busy %x valid 0x%x dirty 0x%x\n",
3349             m, m->object, (uintmax_t)m->pindex, (uintmax_t)m->phys_addr,
3350             m->queue, m->hold_count, m->wire_count, m->aflags, m->oflags,
3351             m->flags, m->act_count, m->busy_lock, m->valid, m->dirty);
3352 }
3353 #endif /* DDB */