sys/vm/vm_init.c

   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_init.c     8.1 (Berkeley) 6/11/93
  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
  61 /*
  62  *      Initialize the Virtual Memory subsystem.
  63  */
  64
  65 #include <sys/cdefs.h>
  66 __FBSDID("$FreeBSD$");
  67
  68 #include <sys/param.h>
  69 #include <sys/kernel.h>
  70 #include <sys/lock.h>
  71 #include <sys/proc.h>
  72 #include <sys/rwlock.h>
  73 #include <sys/malloc.h>
  74 #include <sys/sysctl.h>
  75 #include <sys/systm.h>
  76 #include <sys/selinfo.h>
  77 #include <sys/pipe.h>
  78 #include <sys/bio.h>
  79 #include <sys/buf.h>
  80 #include <sys/vmem.h>
  81
  82 #include <vm/vm.h>
  83 #include <vm/vm_param.h>
  84 #include <vm/vm_kern.h>
  85 #include <vm/vm_object.h>
  86 #include <vm/vm_page.h>
  87 #include <vm/vm_map.h>
  88 #include <vm/vm_pager.h>
  89 #include <vm/vm_extern.h>
  90
  91 long physmem;
  92
  93 static int exec_map_entries = 16;
  94 TUNABLE_INT("vm.exec_map_entries", &exec_map_entries);
  95 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, exec_map_entries, CTLFLAG_RD, &exec_map_entries, 0,
  96     "Maximum number of simultaneous execs");
  97
  98 /*
  99  * System initialization
 100  */
 101 static void vm_mem_init(void *);
 102 SYSINIT(vm_mem, SI_SUB_VM, SI_ORDER_FIRST, vm_mem_init, NULL);
 103
 104 /*
 105  * Import kva into the kernel arena.
 106  */
 107 static int
 108 kva_import(void *unused, vmem_size_t size, int flags, vmem_addr_t *addrp)
 109 {
 110         vm_offset_t addr;
 111         int result;
 112
 113         addr = vm_map_min(kernel_map);
 114         result = vm_map_find(kernel_map, NULL, 0, &addr, size, 0,
 115             VMFS_SUPER_SPACE, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
 116         if (result != KERN_SUCCESS)
 117                 return (ENOMEM);
 118
 119         *addrp = addr;
 120
 121         return (0);
 122 }
 123
 124 /*
 125  *      vm_init initializes the virtual memory system.
 126  *      This is done only by the first cpu up.
 127  *
 128  *      The start and end address of physical memory is passed in.
 129  */
 130 /* ARGSUSED*/
 131 static void
 132 vm_mem_init(dummy)
 133         void *dummy;
 134 {
 135
 136         /*
 137          * Initializes resident memory structures. From here on, all physical
 138          * memory is accounted for, and we use only virtual addresses.
 139          */
 140         vm_set_page_size();
 141         virtual_avail = vm_page_startup(virtual_avail);
 142
 143         /*
 144          * Initialize other VM packages
 145          */
 146         vmem_startup();
 147         vm_object_init();
 148         vm_map_startup();
 149         kmem_init(virtual_avail, virtual_end);
 150
 151         /*
 152          * Initialize the kernel_arena.  This can grow on demand.
 153          */
 154         vmem_init(kernel_arena, "kernel arena", 0, 0, PAGE_SIZE, 0, 0);
 155         vmem_set_import(kernel_arena, kva_import, NULL, NULL,
 156 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
 157             1 << (VM_LEVEL_0_ORDER + PAGE_SHIFT));
 158 #else
 159             /* On non-superpage architectures want large import sizes. */
 160             PAGE_SIZE * 1024);
 161 #endif
 162
 163         kmem_init_zero_region();
 164         pmap_init();
 165         vm_pager_init();
 166 }
 167
 168 void
 169 vm_ksubmap_init(struct kva_md_info *kmi)
 170 {
 171         vm_offset_t firstaddr;
 172         caddr_t v;
 173         vm_size_t size = 0;
 174         long physmem_est;
 175         vm_offset_t minaddr;
 176         vm_offset_t maxaddr;
 177
 178         /*
 179          * Allocate space for system data structures.
 180          * The first available kernel virtual address is in "v".
 181          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 182          * As pages of memory are allocated and cleared,
 183          * "firstaddr" is incremented.
 184          */
 185
 186         /*
 187          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 188          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 189          * addresses to the various data structures.
 190          */
 191         firstaddr = 0;
 192 again:
 193         v = (caddr_t)firstaddr;
 194
 195         /*
 196          * Discount the physical memory larger than the size of kernel_map
 197          * to avoid eating up all of KVA space.
 198          */
 199         physmem_est = lmin(physmem, btoc(kernel_map->max_offset -
 200             kernel_map->min_offset));
 201
 202         v = kern_vfs_bio_buffer_alloc(v, physmem_est);
 203
 204         /*
 205          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 206          */
 207         if (firstaddr == 0) {
 208                 size = (vm_size_t)v;
 209                 firstaddr = kmem_malloc(kernel_arena, round_page(size),
 210                     M_ZERO | M_WAITOK);
 211                 if (firstaddr == 0)
 212                         panic("startup: no room for tables");
 213                 goto again;
 214         }
 215
 216         /*
 217          * End of second pass, addresses have been assigned
 218          */
 219         if ((vm_size_t)((char *)v - firstaddr) != size)
 220                 panic("startup: table size inconsistency");
 221
 222         /*
 223          * Allocate the clean map to hold all of the paging and I/O virtual
 224          * memory.
 225          */
 226         size = (long)nbuf * BKVASIZE + (long)nswbuf * MAXPHYS +
 227             (long)bio_transient_maxcnt * MAXPHYS;
 228         kmi->clean_sva = firstaddr = kva_alloc(size);
 229         kmi->clean_eva = firstaddr + size;
 230
 231         /*
 232          * Allocate the buffer arena.
 233          */
 234         size = (long)nbuf * BKVASIZE;
 235         kmi->buffer_sva = firstaddr;
 236         kmi->buffer_eva = kmi->buffer_sva + size;
 237         vmem_init(buffer_arena, "buffer arena", kmi->buffer_sva, size,
 238             PAGE_SIZE, 0, 0);
 239         firstaddr += size;
 240
 241         /*
 242          * Now swap kva.
 243          */
 244         swapbkva = firstaddr;
 245         size = (long)nswbuf * MAXPHYS;
 246         firstaddr += size;
 247
 248         /*
 249          * And optionally transient bio space.
 250          */
 251         if (bio_transient_maxcnt != 0) {
 252                 size = (long)bio_transient_maxcnt * MAXPHYS;
 253                 vmem_init(transient_arena, "transient arena",
 254                     firstaddr, size, PAGE_SIZE, 0, 0);
 255                 firstaddr += size;
 256         }
 257         if (firstaddr != kmi->clean_eva)
 258                 panic("Clean map calculation incorrect");
 259
 260         /*
 261          * Allocate the pageable submaps.
 262          */
 263         exec_map = kmem_suballoc(kernel_map, &minaddr, &maxaddr,
 264             exec_map_entries * round_page(PATH_MAX + ARG_MAX), FALSE);
 265         pipe_map = kmem_suballoc(kernel_map, &minaddr, &maxaddr, maxpipekva,
 266             FALSE);
 267 }