]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/vm_page.h
MFV r308392: file 5.29.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / vm_page.h
1 /*-
2  * Copyright (c) 1991, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
6  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
18  *    without specific prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
30  * SUCH DAMAGE.
31  *
32  *      from: @(#)vm_page.h     8.2 (Berkeley) 12/13/93
33  *
34  *
35  * Copyright (c) 1987, 1990 Carnegie-Mellon University.
36  * All rights reserved.
37  *
38  * Authors: Avadis Tevanian, Jr., Michael Wayne Young
39  *
40  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
41  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
42  * notice and this permission notice appear in all copies of the
43  * software, derivative works or modified versions, and any portions
44  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
45  *
46  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
47  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
48  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
49  *
50  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
51  *
52  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
53  *  School of Computer Science
54  *  Carnegie Mellon University
55  *  Pittsburgh PA 15213-3890
56  *
57  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
58  * rights to redistribute these changes.
59  *
60  * $FreeBSD$
61  */
62
63 /*
64  *      Resident memory system definitions.
65  */
66
67 #ifndef _VM_PAGE_
68 #define _VM_PAGE_
69
70 #include <vm/pmap.h>
71
72 /*
73  *      Management of resident (logical) pages.
74  *
75  *      A small structure is kept for each resident
76  *      page, indexed by page number.  Each structure
77  *      is an element of several collections:
78  *
79  *              A radix tree used to quickly
80  *              perform object/offset lookups
81  *
82  *              A list of all pages for a given object,
83  *              so they can be quickly deactivated at
84  *              time of deallocation.
85  *
86  *              An ordered list of pages due for pageout.
87  *
88  *      In addition, the structure contains the object
89  *      and offset to which this page belongs (for pageout),
90  *      and sundry status bits.
91  *
92  *      In general, operations on this structure's mutable fields are
93  *      synchronized using either one of or a combination of the lock on the
94  *      object that the page belongs to (O), the pool lock for the page (P),
95  *      or the lock for either the free or paging queue (Q).  If a field is
96  *      annotated below with two of these locks, then holding either lock is
97  *      sufficient for read access, but both locks are required for write
98  *      access.
99  *
100  *      In contrast, the synchronization of accesses to the page's
101  *      dirty field is machine dependent (M).  In the
102  *      machine-independent layer, the lock on the object that the
103  *      page belongs to must be held in order to operate on the field.
104  *      However, the pmap layer is permitted to set all bits within
105  *      the field without holding that lock.  If the underlying
106  *      architecture does not support atomic read-modify-write
107  *      operations on the field's type, then the machine-independent
108  *      layer uses a 32-bit atomic on the aligned 32-bit word that
109  *      contains the dirty field.  In the machine-independent layer,
110  *      the implementation of read-modify-write operations on the
111  *      field is encapsulated in vm_page_clear_dirty_mask().
112  */
113
114 #if PAGE_SIZE == 4096
115 #define VM_PAGE_BITS_ALL 0xffu
116 typedef uint8_t vm_page_bits_t;
117 #elif PAGE_SIZE == 8192
118 #define VM_PAGE_BITS_ALL 0xffffu
119 typedef uint16_t vm_page_bits_t;
120 #elif PAGE_SIZE == 16384
121 #define VM_PAGE_BITS_ALL 0xffffffffu
122 typedef uint32_t vm_page_bits_t;
123 #elif PAGE_SIZE == 32768
124 #define VM_PAGE_BITS_ALL 0xfffffffffffffffflu
125 typedef uint64_t vm_page_bits_t;
126 #endif
127
128 struct vm_page {
129         union {
130                 TAILQ_ENTRY(vm_page) q; /* page queue or free list (Q) */
131                 struct {
132                         SLIST_ENTRY(vm_page) ss; /* private slists */
133                         void *pv;
134                 } s;
135                 struct {
136                         u_long p;
137                         u_long v;
138                 } memguard;
139         } plinks;
140         TAILQ_ENTRY(vm_page) listq;     /* pages in same object (O) */
141         vm_object_t object;             /* which object am I in (O,P) */
142         vm_pindex_t pindex;             /* offset into object (O,P) */
143         vm_paddr_t phys_addr;           /* physical address of page */
144         struct md_page md;              /* machine dependent stuff */
145         u_int wire_count;               /* wired down maps refs (P) */
146         volatile u_int busy_lock;       /* busy owners lock */
147         uint16_t hold_count;            /* page hold count (P) */
148         uint16_t flags;                 /* page PG_* flags (P) */
149         uint8_t aflags;                 /* access is atomic */
150         uint8_t oflags;                 /* page VPO_* flags (O) */
151         uint8_t queue;                  /* page queue index (P,Q) */
152         int8_t psind;                   /* pagesizes[] index (O) */
153         int8_t segind;
154         uint8_t order;                  /* index of the buddy queue */
155         uint8_t pool;
156         u_char  act_count;              /* page usage count (P) */
157         /* NOTE that these must support one bit per DEV_BSIZE in a page */
158         /* so, on normal X86 kernels, they must be at least 8 bits wide */
159         vm_page_bits_t valid;           /* map of valid DEV_BSIZE chunks (O) */
160         vm_page_bits_t dirty;           /* map of dirty DEV_BSIZE chunks (M) */
161 };
162
163 /*
164  * Page flags stored in oflags:
165  *
166  * Access to these page flags is synchronized by the lock on the object
167  * containing the page (O).
168  *
169  * Note: VPO_UNMANAGED (used by OBJT_DEVICE, OBJT_PHYS and OBJT_SG)
170  *       indicates that the page is not under PV management but
171  *       otherwise should be treated as a normal page.  Pages not
172  *       under PV management cannot be paged out via the
173  *       object/vm_page_t because there is no knowledge of their pte
174  *       mappings, and such pages are also not on any PQ queue.
175  *
176  */
177 #define VPO_UNUSED01    0x01            /* --available-- */
178 #define VPO_SWAPSLEEP   0x02            /* waiting for swap to finish */
179 #define VPO_UNMANAGED   0x04            /* no PV management for page */
180 #define VPO_SWAPINPROG  0x08            /* swap I/O in progress on page */
181 #define VPO_NOSYNC      0x10            /* do not collect for syncer */
182
183 /*
184  * Busy page implementation details.
185  * The algorithm is taken mostly by rwlock(9) and sx(9) locks implementation,
186  * even if the support for owner identity is removed because of size
187  * constraints.  Checks on lock recursion are then not possible, while the
188  * lock assertions effectiveness is someway reduced.
189  */
190 #define VPB_BIT_SHARED          0x01
191 #define VPB_BIT_EXCLUSIVE       0x02
192 #define VPB_BIT_WAITERS         0x04
193 #define VPB_BIT_FLAGMASK                                                \
194         (VPB_BIT_SHARED | VPB_BIT_EXCLUSIVE | VPB_BIT_WAITERS)
195
196 #define VPB_SHARERS_SHIFT       3
197 #define VPB_SHARERS(x)                                                  \
198         (((x) & ~VPB_BIT_FLAGMASK) >> VPB_SHARERS_SHIFT)
199 #define VPB_SHARERS_WORD(x)     ((x) << VPB_SHARERS_SHIFT | VPB_BIT_SHARED)
200 #define VPB_ONE_SHARER          (1 << VPB_SHARERS_SHIFT)
201
202 #define VPB_SINGLE_EXCLUSIVER   VPB_BIT_EXCLUSIVE
203
204 #define VPB_UNBUSIED            VPB_SHARERS_WORD(0)
205
206 #define PQ_NONE         255
207 #define PQ_INACTIVE     0
208 #define PQ_ACTIVE       1
209 #define PQ_COUNT        2
210
211 TAILQ_HEAD(pglist, vm_page);
212 SLIST_HEAD(spglist, vm_page);
213
214 struct vm_pagequeue {
215         struct mtx      pq_mutex;
216         struct pglist   pq_pl;
217         int             pq_cnt;
218         u_int           * const pq_vcnt;
219         const char      * const pq_name;
220 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
221
222
223 struct vm_domain {
224         struct vm_pagequeue vmd_pagequeues[PQ_COUNT];
225         u_int vmd_page_count;
226         u_int vmd_free_count;
227         long vmd_segs;  /* bitmask of the segments */
228         boolean_t vmd_oom;
229         int vmd_oom_seq;
230         int vmd_last_active_scan;
231         struct vm_page vmd_marker; /* marker for pagedaemon private use */
232         struct vm_page vmd_inacthead; /* marker for LRU-defeating insertions */
233 };
234
235 extern struct vm_domain vm_dom[MAXMEMDOM];
236
237 #define vm_pagequeue_assert_locked(pq)  mtx_assert(&(pq)->pq_mutex, MA_OWNED)
238 #define vm_pagequeue_lock(pq)           mtx_lock(&(pq)->pq_mutex)
239 #define vm_pagequeue_unlock(pq)         mtx_unlock(&(pq)->pq_mutex)
240
241 #ifdef _KERNEL
242 static __inline void
243 vm_pagequeue_cnt_add(struct vm_pagequeue *pq, int addend)
244 {
245
246 #ifdef notyet
247         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
248 #endif
249         pq->pq_cnt += addend;
250         atomic_add_int(pq->pq_vcnt, addend);
251 }
252 #define vm_pagequeue_cnt_inc(pq)        vm_pagequeue_cnt_add((pq), 1)
253 #define vm_pagequeue_cnt_dec(pq)        vm_pagequeue_cnt_add((pq), -1)
254 #endif  /* _KERNEL */
255
256 extern struct mtx_padalign vm_page_queue_free_mtx;
257 extern struct mtx_padalign pa_lock[];
258
259 #if defined(__arm__)
260 #define PDRSHIFT        PDR_SHIFT
261 #elif !defined(PDRSHIFT)
262 #define PDRSHIFT        21
263 #endif
264
265 #define pa_index(pa)    ((pa) >> PDRSHIFT)
266 #define PA_LOCKPTR(pa)  ((struct mtx *)(&pa_lock[pa_index(pa) % PA_LOCK_COUNT]))
267 #define PA_LOCKOBJPTR(pa)       ((struct lock_object *)PA_LOCKPTR((pa)))
268 #define PA_LOCK(pa)     mtx_lock(PA_LOCKPTR(pa))
269 #define PA_TRYLOCK(pa)  mtx_trylock(PA_LOCKPTR(pa))
270 #define PA_UNLOCK(pa)   mtx_unlock(PA_LOCKPTR(pa))
271 #define PA_UNLOCK_COND(pa)                      \
272         do {                                    \
273                 if ((pa) != 0) {                \
274                         PA_UNLOCK((pa));        \
275                         (pa) = 0;               \
276                 }                               \
277         } while (0)
278
279 #define PA_LOCK_ASSERT(pa, a)   mtx_assert(PA_LOCKPTR(pa), (a))
280
281 #ifdef KLD_MODULE
282 #define vm_page_lock(m)         vm_page_lock_KBI((m), LOCK_FILE, LOCK_LINE)
283 #define vm_page_unlock(m)       vm_page_unlock_KBI((m), LOCK_FILE, LOCK_LINE)
284 #define vm_page_trylock(m)      vm_page_trylock_KBI((m), LOCK_FILE, LOCK_LINE)
285 #else   /* !KLD_MODULE */
286 #define vm_page_lockptr(m)      (PA_LOCKPTR(VM_PAGE_TO_PHYS((m))))
287 #define vm_page_lock(m)         mtx_lock(vm_page_lockptr((m)))
288 #define vm_page_unlock(m)       mtx_unlock(vm_page_lockptr((m)))
289 #define vm_page_trylock(m)      mtx_trylock(vm_page_lockptr((m)))
290 #endif
291 #if defined(INVARIANTS)
292 #define vm_page_assert_locked(m)                \
293     vm_page_assert_locked_KBI((m), __FILE__, __LINE__)
294 #define vm_page_lock_assert(m, a)               \
295     vm_page_lock_assert_KBI((m), (a), __FILE__, __LINE__)
296 #else
297 #define vm_page_assert_locked(m)
298 #define vm_page_lock_assert(m, a)
299 #endif
300
301 /*
302  * The vm_page's aflags are updated using atomic operations.  To set or clear
303  * these flags, the functions vm_page_aflag_set() and vm_page_aflag_clear()
304  * must be used.  Neither these flags nor these functions are part of the KBI.
305  *
306  * PGA_REFERENCED may be cleared only if the page is locked.  It is set by
307  * both the MI and MD VM layers.  However, kernel loadable modules should not
308  * directly set this flag.  They should call vm_page_reference() instead.
309  *
310  * PGA_WRITEABLE is set exclusively on managed pages by pmap_enter().
311  * When it does so, the object must be locked, or the page must be
312  * exclusive busied.  The MI VM layer must never access this flag
313  * directly.  Instead, it should call pmap_page_is_write_mapped().
314  *
315  * PGA_EXECUTABLE may be set by pmap routines, and indicates that a page has
316  * at least one executable mapping.  It is not consumed by the MI VM layer.
317  */
318 #define PGA_WRITEABLE   0x01            /* page may be mapped writeable */
319 #define PGA_REFERENCED  0x02            /* page has been referenced */
320 #define PGA_EXECUTABLE  0x04            /* page may be mapped executable */
321
322 /*
323  * Page flags.  If changed at any other time than page allocation or
324  * freeing, the modification must be protected by the vm_page lock.
325  */
326 #define PG_CACHED       0x0001          /* page is cached */
327 #define PG_FICTITIOUS   0x0004          /* physical page doesn't exist */
328 #define PG_ZERO         0x0008          /* page is zeroed */
329 #define PG_MARKER       0x0010          /* special queue marker page */
330 #define PG_WINATCFLS    0x0040          /* flush dirty page on inactive q */
331 #define PG_NODUMP       0x0080          /* don't include this page in a dump */
332 #define PG_UNHOLDFREE   0x0100          /* delayed free of a held page */
333
334 /*
335  * Misc constants.
336  */
337 #define ACT_DECLINE             1
338 #define ACT_ADVANCE             3
339 #define ACT_INIT                5
340 #define ACT_MAX                 64
341
342 #ifdef _KERNEL
343
344 #include <sys/systm.h>
345
346 #include <machine/atomic.h>
347
348 /*
349  * Each pageable resident page falls into one of four lists:
350  *
351  *      free
352  *              Available for allocation now.
353  *
354  *      cache
355  *              Almost available for allocation. Still associated with
356  *              an object, but clean and immediately freeable.
357  *
358  * The following lists are LRU sorted:
359  *
360  *      inactive
361  *              Low activity, candidates for reclamation.
362  *              This is the list of pages that should be
363  *              paged out next.
364  *
365  *      active
366  *              Pages that are "active" i.e. they have been
367  *              recently referenced.
368  *
369  */
370
371 extern int vm_page_zero_count;
372
373 extern vm_page_t vm_page_array;         /* First resident page in table */
374 extern long vm_page_array_size;         /* number of vm_page_t's */
375 extern long first_page;                 /* first physical page number */
376
377 #define VM_PAGE_TO_PHYS(entry)  ((entry)->phys_addr)
378
379 /*
380  * PHYS_TO_VM_PAGE() returns the vm_page_t object that represents a memory
381  * page to which the given physical address belongs. The correct vm_page_t
382  * object is returned for addresses that are not page-aligned.
383  */
384 vm_page_t PHYS_TO_VM_PAGE(vm_paddr_t pa);
385
386 /*
387  * Page allocation parameters for vm_page for the functions
388  * vm_page_alloc(), vm_page_grab(), vm_page_alloc_contig() and
389  * vm_page_alloc_freelist().  Some functions support only a subset
390  * of the flags, and ignore others, see the flags legend.
391  *
392  * Bits 0 - 1 define class.
393  * Bits 2 - 15 dedicated for flags.
394  * Legend:
395  * (a) - vm_page_alloc() supports the flag.
396  * (c) - vm_page_alloc_contig() supports the flag.
397  * (f) - vm_page_alloc_freelist() supports the flag.
398  * (g) - vm_page_grab() supports the flag.
399  * Bits above 15 define the count of additional pages that the caller
400  * intends to allocate.
401  */
402 #define VM_ALLOC_NORMAL         0
403 #define VM_ALLOC_INTERRUPT      1
404 #define VM_ALLOC_SYSTEM         2
405 #define VM_ALLOC_CLASS_MASK     3
406 #define VM_ALLOC_WIRED          0x0020  /* (acfg) Allocate non pageable page */
407 #define VM_ALLOC_ZERO           0x0040  /* (acfg) Try to obtain a zeroed page */
408 #define VM_ALLOC_NOOBJ          0x0100  /* (acg) No associated object */
409 #define VM_ALLOC_NOBUSY         0x0200  /* (acg) Do not busy the page */
410 #define VM_ALLOC_IFCACHED       0x0400  /* (ag) Fail if page is not cached */
411 #define VM_ALLOC_IFNOTCACHED    0x0800  /* (ag) Fail if page is cached */
412 #define VM_ALLOC_IGN_SBUSY      0x1000  /* (g) Ignore shared busy flag */
413 #define VM_ALLOC_NODUMP         0x2000  /* (ag) don't include in dump */
414 #define VM_ALLOC_SBUSY          0x4000  /* (acg) Shared busy the page */
415 #define VM_ALLOC_NOWAIT         0x8000  /* (g) Do not sleep, return NULL */
416 #define VM_ALLOC_COUNT_SHIFT    16
417 #define VM_ALLOC_COUNT(count)   ((count) << VM_ALLOC_COUNT_SHIFT)
418
419 #ifdef M_NOWAIT
420 static inline int
421 malloc2vm_flags(int malloc_flags)
422 {
423         int pflags;
424
425         KASSERT((malloc_flags & M_USE_RESERVE) == 0 ||
426             (malloc_flags & M_NOWAIT) != 0,
427             ("M_USE_RESERVE requires M_NOWAIT"));
428         pflags = (malloc_flags & M_USE_RESERVE) != 0 ? VM_ALLOC_INTERRUPT :
429             VM_ALLOC_SYSTEM;
430         if ((malloc_flags & M_ZERO) != 0)
431                 pflags |= VM_ALLOC_ZERO;
432         if ((malloc_flags & M_NODUMP) != 0)
433                 pflags |= VM_ALLOC_NODUMP;
434         return (pflags);
435 }
436 #endif
437
438 void vm_page_busy_downgrade(vm_page_t m);
439 void vm_page_busy_sleep(vm_page_t m, const char *msg, bool nonshared);
440 void vm_page_flash(vm_page_t m);
441 void vm_page_hold(vm_page_t mem);
442 void vm_page_unhold(vm_page_t mem);
443 void vm_page_free(vm_page_t m);
444 void vm_page_free_zero(vm_page_t m);
445
446 void vm_page_activate (vm_page_t);
447 void vm_page_advise(vm_page_t m, int advice);
448 vm_page_t vm_page_alloc (vm_object_t, vm_pindex_t, int);
449 vm_page_t vm_page_alloc_contig(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req,
450     u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment,
451     vm_paddr_t boundary, vm_memattr_t memattr);
452 vm_page_t vm_page_alloc_freelist(int, int);
453 vm_page_t vm_page_grab (vm_object_t, vm_pindex_t, int);
454 void vm_page_cache(vm_page_t);
455 void vm_page_cache_free(vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t);
456 void vm_page_cache_transfer(vm_object_t, vm_pindex_t, vm_object_t);
457 int vm_page_try_to_cache (vm_page_t);
458 int vm_page_try_to_free (vm_page_t);
459 void vm_page_deactivate (vm_page_t);
460 void vm_page_deactivate_noreuse(vm_page_t);
461 void vm_page_dequeue(vm_page_t m);
462 void vm_page_dequeue_locked(vm_page_t m);
463 vm_page_t vm_page_find_least(vm_object_t, vm_pindex_t);
464 vm_page_t vm_page_getfake(vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr);
465 void vm_page_initfake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr);
466 int vm_page_insert (vm_page_t, vm_object_t, vm_pindex_t);
467 boolean_t vm_page_is_cached(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
468 vm_page_t vm_page_lookup (vm_object_t, vm_pindex_t);
469 vm_page_t vm_page_next(vm_page_t m);
470 int vm_page_pa_tryrelock(pmap_t, vm_paddr_t, vm_paddr_t *);
471 struct vm_pagequeue *vm_page_pagequeue(vm_page_t m);
472 vm_page_t vm_page_prev(vm_page_t m);
473 boolean_t vm_page_ps_is_valid(vm_page_t m);
474 void vm_page_putfake(vm_page_t m);
475 void vm_page_readahead_finish(vm_page_t m);
476 bool vm_page_reclaim_contig(int req, u_long npages, vm_paddr_t low,
477     vm_paddr_t high, u_long alignment, vm_paddr_t boundary);
478 void vm_page_reference(vm_page_t m);
479 void vm_page_remove (vm_page_t);
480 int vm_page_rename (vm_page_t, vm_object_t, vm_pindex_t);
481 vm_page_t vm_page_replace(vm_page_t mnew, vm_object_t object,
482     vm_pindex_t pindex);
483 void vm_page_requeue(vm_page_t m);
484 void vm_page_requeue_locked(vm_page_t m);
485 int vm_page_sbusied(vm_page_t m);
486 vm_page_t vm_page_scan_contig(u_long npages, vm_page_t m_start,
487     vm_page_t m_end, u_long alignment, vm_paddr_t boundary, int options);
488 void vm_page_set_valid_range(vm_page_t m, int base, int size);
489 int vm_page_sleep_if_busy(vm_page_t m, const char *msg);
490 vm_offset_t vm_page_startup(vm_offset_t vaddr);
491 void vm_page_sunbusy(vm_page_t m);
492 int vm_page_trysbusy(vm_page_t m);
493 void vm_page_unhold_pages(vm_page_t *ma, int count);
494 boolean_t vm_page_unwire(vm_page_t m, uint8_t queue);
495 void vm_page_updatefake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr);
496 void vm_page_wire (vm_page_t);
497 void vm_page_xunbusy_hard(vm_page_t m);
498 void vm_page_xunbusy_maybelocked(vm_page_t m);
499 void vm_page_set_validclean (vm_page_t, int, int);
500 void vm_page_clear_dirty (vm_page_t, int, int);
501 void vm_page_set_invalid (vm_page_t, int, int);
502 int vm_page_is_valid (vm_page_t, int, int);
503 void vm_page_test_dirty (vm_page_t);
504 vm_page_bits_t vm_page_bits(int base, int size);
505 void vm_page_zero_invalid(vm_page_t m, boolean_t setvalid);
506 void vm_page_free_toq(vm_page_t m);
507
508 void vm_page_dirty_KBI(vm_page_t m);
509 void vm_page_lock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line);
510 void vm_page_unlock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line);
511 int vm_page_trylock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line);
512 #if defined(INVARIANTS) || defined(INVARIANT_SUPPORT)
513 void vm_page_assert_locked_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line);
514 void vm_page_lock_assert_KBI(vm_page_t m, int a, const char *file, int line);
515 #endif
516
517 #define vm_page_assert_sbusied(m)                                       \
518         KASSERT(vm_page_sbusied(m),                                     \
519             ("vm_page_assert_sbusied: page %p not shared busy @ %s:%d", \
520             (m), __FILE__, __LINE__))
521
522 #define vm_page_assert_unbusied(m)                                      \
523         KASSERT(!vm_page_busied(m),                                     \
524             ("vm_page_assert_unbusied: page %p busy @ %s:%d",           \
525             (m), __FILE__, __LINE__))
526
527 #define vm_page_assert_xbusied(m)                                       \
528         KASSERT(vm_page_xbusied(m),                                     \
529             ("vm_page_assert_xbusied: page %p not exclusive busy @ %s:%d", \
530             (m), __FILE__, __LINE__))
531
532 #define vm_page_busied(m)                                               \
533         ((m)->busy_lock != VPB_UNBUSIED)
534
535 #define vm_page_sbusy(m) do {                                           \
536         if (!vm_page_trysbusy(m))                                       \
537                 panic("%s: page %p failed shared busying", __func__,    \
538                     (m));                                               \
539 } while (0)
540
541 #define vm_page_tryxbusy(m)                                             \
542         (atomic_cmpset_acq_int(&(m)->busy_lock, VPB_UNBUSIED,           \
543             VPB_SINGLE_EXCLUSIVER))
544
545 #define vm_page_xbusied(m)                                              \
546         (((m)->busy_lock & VPB_SINGLE_EXCLUSIVER) != 0)
547
548 #define vm_page_xbusy(m) do {                                           \
549         if (!vm_page_tryxbusy(m))                                       \
550                 panic("%s: page %p failed exclusive busying", __func__, \
551                     (m));                                               \
552 } while (0)
553
554 /* Note: page m's lock must not be owned by the caller. */
555 #define vm_page_xunbusy(m) do {                                         \
556         if (!atomic_cmpset_rel_int(&(m)->busy_lock,                     \
557             VPB_SINGLE_EXCLUSIVER, VPB_UNBUSIED))                       \
558                 vm_page_xunbusy_hard(m);                                \
559 } while (0)
560
561 #ifdef INVARIANTS
562 void vm_page_object_lock_assert(vm_page_t m);
563 #define VM_PAGE_OBJECT_LOCK_ASSERT(m)   vm_page_object_lock_assert(m)
564 void vm_page_assert_pga_writeable(vm_page_t m, uint8_t bits);
565 #define VM_PAGE_ASSERT_PGA_WRITEABLE(m, bits)                           \
566         vm_page_assert_pga_writeable(m, bits)
567 #else
568 #define VM_PAGE_OBJECT_LOCK_ASSERT(m)   (void)0
569 #define VM_PAGE_ASSERT_PGA_WRITEABLE(m, bits)   (void)0
570 #endif
571
572 /*
573  * We want to use atomic updates for the aflags field, which is 8 bits wide.
574  * However, not all architectures support atomic operations on 8-bit
575  * destinations.  In order that we can easily use a 32-bit operation, we
576  * require that the aflags field be 32-bit aligned.
577  */
578 CTASSERT(offsetof(struct vm_page, aflags) % sizeof(uint32_t) == 0);
579
580 /*
581  *      Clear the given bits in the specified page.
582  */
583 static inline void
584 vm_page_aflag_clear(vm_page_t m, uint8_t bits)
585 {
586         uint32_t *addr, val;
587
588         /*
589          * The PGA_REFERENCED flag can only be cleared if the page is locked.
590          */
591         if ((bits & PGA_REFERENCED) != 0)
592                 vm_page_assert_locked(m);
593
594         /*
595          * Access the whole 32-bit word containing the aflags field with an
596          * atomic update.  Parallel non-atomic updates to the other fields
597          * within this word are handled properly by the atomic update.
598          */
599         addr = (void *)&m->aflags;
600         KASSERT(((uintptr_t)addr & (sizeof(uint32_t) - 1)) == 0,
601             ("vm_page_aflag_clear: aflags is misaligned"));
602         val = bits;
603 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
604         val <<= 24;
605 #endif
606         atomic_clear_32(addr, val);
607 }
608
609 /*
610  *      Set the given bits in the specified page.
611  */
612 static inline void
613 vm_page_aflag_set(vm_page_t m, uint8_t bits)
614 {
615         uint32_t *addr, val;
616
617         VM_PAGE_ASSERT_PGA_WRITEABLE(m, bits);
618
619         /*
620          * Access the whole 32-bit word containing the aflags field with an
621          * atomic update.  Parallel non-atomic updates to the other fields
622          * within this word are handled properly by the atomic update.
623          */
624         addr = (void *)&m->aflags;
625         KASSERT(((uintptr_t)addr & (sizeof(uint32_t) - 1)) == 0,
626             ("vm_page_aflag_set: aflags is misaligned"));
627         val = bits;
628 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
629         val <<= 24;
630 #endif
631         atomic_set_32(addr, val);
632
633
634 /*
635  *      vm_page_dirty:
636  *
637  *      Set all bits in the page's dirty field.
638  *
639  *      The object containing the specified page must be locked if the
640  *      call is made from the machine-independent layer.
641  *
642  *      See vm_page_clear_dirty_mask().
643  */
644 static __inline void
645 vm_page_dirty(vm_page_t m)
646 {
647
648         /* Use vm_page_dirty_KBI() under INVARIANTS to save memory. */
649 #if defined(KLD_MODULE) || defined(INVARIANTS)
650         vm_page_dirty_KBI(m);
651 #else
652         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
653 #endif
654 }
655
656 /*
657  *      vm_page_remque:
658  *
659  *      If the given page is in a page queue, then remove it from that page
660  *      queue.
661  *
662  *      The page must be locked.
663  */
664 static inline void
665 vm_page_remque(vm_page_t m)
666 {
667
668         if (m->queue != PQ_NONE)
669                 vm_page_dequeue(m);
670 }
671
672 /*
673  *      vm_page_undirty:
674  *
675  *      Set page to not be dirty.  Note: does not clear pmap modify bits
676  */
677 static __inline void
678 vm_page_undirty(vm_page_t m)
679 {
680
681         VM_PAGE_OBJECT_LOCK_ASSERT(m);
682         m->dirty = 0;
683 }
684
685 static inline void
686 vm_page_replace_checked(vm_page_t mnew, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
687     vm_page_t mold)
688 {
689         vm_page_t mret;
690
691         mret = vm_page_replace(mnew, object, pindex);
692         KASSERT(mret == mold,
693             ("invalid page replacement, mold=%p, mret=%p", mold, mret));
694
695         /* Unused if !INVARIANTS. */
696         (void)mold;
697         (void)mret;
698 }
699
700 #endif                          /* _KERNEL */
701 #endif                          /* !_VM_PAGE_ */