]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/vm/vm_page.c
MFC r368207,368607:
[FreeBSD/stable/10.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/malloc.h>
95 #include <sys/mman.h>
96 #include <sys/msgbuf.h>
97 #include <sys/mutex.h>
98 #include <sys/proc.h>
99 #include <sys/rwlock.h>
100 #include <sys/sysctl.h>
101 #include <sys/vmmeter.h>
102 #include <sys/vnode.h>
103
104 #include <vm/vm.h>
105 #include <vm/pmap.h>
106 #include <vm/vm_param.h>
107 #include <vm/vm_kern.h>
108 #include <vm/vm_object.h>
109 #include <vm/vm_page.h>
110 #include <vm/vm_pageout.h>
111 #include <vm/vm_pager.h>
112 #include <vm/vm_phys.h>
113 #include <vm/vm_radix.h>
114 #include <vm/vm_reserv.h>
115 #include <vm/vm_extern.h>
116 #include <vm/uma.h>
117 #include <vm/uma_int.h>
118
119 #include <machine/md_var.h>
120
121 /*
122  *      Associated with page of user-allocatable memory is a
123  *      page structure.
124  */
125
126 struct vm_domain vm_dom[MAXMEMDOM];
127 struct mtx_padalign vm_page_queue_free_mtx;
128
129 struct mtx_padalign pa_lock[PA_LOCK_COUNT];
130
131 vm_page_t vm_page_array;
132 long vm_page_array_size;
133 long first_page;
134 int vm_page_zero_count;
135
136 static int boot_pages = UMA_BOOT_PAGES;
137 TUNABLE_INT("vm.boot_pages", &boot_pages);
138 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, boot_pages, CTLFLAG_RD, &boot_pages, 0,
139         "number of pages allocated for bootstrapping the VM system");
140
141 static int pa_tryrelock_restart;
142 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, tryrelock_restart, CTLFLAG_RD,
143     &pa_tryrelock_restart, 0, "Number of tryrelock restarts");
144
145 static uma_zone_t fakepg_zone;
146
147 static struct vnode *vm_page_alloc_init(vm_page_t m);
148 static void vm_page_cache_turn_free(vm_page_t m);
149 static void vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits);
150 static void vm_page_enqueue(int queue, vm_page_t m);
151 static void vm_page_init_fakepg(void *dummy);
152 static int vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object,
153     vm_pindex_t pindex, vm_page_t mpred);
154 static void vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object,
155     vm_page_t mpred);
156
157 SYSINIT(vm_page, SI_SUB_VM, SI_ORDER_SECOND, vm_page_init_fakepg, NULL);
158
159 static void
160 vm_page_init_fakepg(void *dummy)
161 {
162
163         fakepg_zone = uma_zcreate("fakepg", sizeof(struct vm_page), NULL, NULL,
164             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM); 
165 }
166
167 /* Make sure that u_long is at least 64 bits when PAGE_SIZE is 32K. */
168 #if PAGE_SIZE == 32768
169 #ifdef CTASSERT
170 CTASSERT(sizeof(u_long) >= 8);
171 #endif
172 #endif
173
174 /*
175  * Try to acquire a physical address lock while a pmap is locked.  If we
176  * fail to trylock we unlock and lock the pmap directly and cache the
177  * locked pa in *locked.  The caller should then restart their loop in case
178  * the virtual to physical mapping has changed.
179  */
180 int
181 vm_page_pa_tryrelock(pmap_t pmap, vm_paddr_t pa, vm_paddr_t *locked)
182 {
183         vm_paddr_t lockpa;
184
185         lockpa = *locked;
186         *locked = pa;
187         if (lockpa) {
188                 PA_LOCK_ASSERT(lockpa, MA_OWNED);
189                 if (PA_LOCKPTR(pa) == PA_LOCKPTR(lockpa))
190                         return (0);
191                 PA_UNLOCK(lockpa);
192         }
193         if (PA_TRYLOCK(pa))
194                 return (0);
195         PMAP_UNLOCK(pmap);
196         atomic_add_int(&pa_tryrelock_restart, 1);
197         PA_LOCK(pa);
198         PMAP_LOCK(pmap);
199         return (EAGAIN);
200 }
201
202 /*
203  *      vm_set_page_size:
204  *
205  *      Sets the page size, perhaps based upon the memory
206  *      size.  Must be called before any use of page-size
207  *      dependent functions.
208  */
209 void
210 vm_set_page_size(void)
211 {
212         if (cnt.v_page_size == 0)
213                 cnt.v_page_size = PAGE_SIZE;
214         if (((cnt.v_page_size - 1) & cnt.v_page_size) != 0)
215                 panic("vm_set_page_size: page size not a power of two");
216 }
217
218 /*
219  *      vm_page_blacklist_lookup:
220  *
221  *      See if a physical address in this page has been listed
222  *      in the blacklist tunable.  Entries in the tunable are
223  *      separated by spaces or commas.  If an invalid integer is
224  *      encountered then the rest of the string is skipped.
225  */
226 static int
227 vm_page_blacklist_lookup(char *list, vm_paddr_t pa)
228 {
229         vm_paddr_t bad;
230         char *cp, *pos;
231
232         for (pos = list; *pos != '\0'; pos = cp) {
233                 bad = strtoq(pos, &cp, 0);
234                 if (*cp != '\0') {
235                         if (*cp == ' ' || *cp == ',') {
236                                 cp++;
237                                 if (cp == pos)
238                                         continue;
239                         } else
240                                 break;
241                 }
242                 if (pa == trunc_page(bad))
243                         return (1);
244         }
245         return (0);
246 }
247
248 static void
249 vm_page_domain_init(struct vm_domain *vmd)
250 {
251         struct vm_pagequeue *pq;
252         int i;
253
254         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_name) =
255             "vm inactive pagequeue";
256         *__DECONST(u_int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_vcnt) =
257             &cnt.v_inactive_count;
258         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_name) =
259             "vm active pagequeue";
260         *__DECONST(u_int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_vcnt) =
261             &cnt.v_active_count;
262         vmd->vmd_page_count = 0;
263         vmd->vmd_free_count = 0;
264         vmd->vmd_segs = 0;
265         vmd->vmd_oom = FALSE;
266         vmd->vmd_pass = 0;
267         for (i = 0; i < PQ_COUNT; i++) {
268                 pq = &vmd->vmd_pagequeues[i];
269                 TAILQ_INIT(&pq->pq_pl);
270                 mtx_init(&pq->pq_mutex, pq->pq_name, "vm pagequeue",
271                     MTX_DEF | MTX_DUPOK);
272         }
273 }
274
275 /*
276  *      vm_page_startup:
277  *
278  *      Initializes the resident memory module.  Allocates physical memory for
279  *      bootstrapping UMA and some data structures that are used to manage
280  *      physical pages.  Initializes these structures, and populates the free
281  *      page queues.
282  */
283 vm_offset_t
284 vm_page_startup(vm_offset_t vaddr)
285 {
286         vm_offset_t mapped;
287         vm_paddr_t high_avail, low_avail, page_range, size;
288         vm_paddr_t new_end;
289         int i;
290         vm_paddr_t pa;
291         vm_paddr_t last_pa;
292         char *list;
293
294         /* the biggest memory array is the second group of pages */
295         vm_paddr_t end;
296         vm_paddr_t biggestsize;
297         int biggestone;
298
299         biggestsize = 0;
300         biggestone = 0;
301         vaddr = round_page(vaddr);
302
303         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
304                 phys_avail[i] = round_page(phys_avail[i]);
305                 phys_avail[i + 1] = trunc_page(phys_avail[i + 1]);
306         }
307
308 #ifdef XEN
309         /*
310          * There is no obvious reason why i386 PV Xen needs vm_page structs
311          * created for these pseudo-physical addresses.  XXX
312          */
313         vm_phys_add_seg(0, phys_avail[0]);
314 #endif
315
316         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
317                 size = phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
318                 if (size > biggestsize) {
319                         biggestone = i;
320                         biggestsize = size;
321                 }
322         }
323
324         end = phys_avail[biggestone+1];
325
326         /*
327          * Initialize the page and queue locks.
328          */
329         mtx_init(&vm_page_queue_free_mtx, "vm page free queue", NULL, MTX_DEF);
330         for (i = 0; i < PA_LOCK_COUNT; i++)
331                 mtx_init(&pa_lock[i], "vm page", NULL, MTX_DEF);
332         for (i = 0; i < vm_ndomains; i++)
333                 vm_page_domain_init(&vm_dom[i]);
334
335         /*
336          * Allocate memory for use when boot strapping the kernel memory
337          * allocator.
338          */
339         new_end = end - (boot_pages * UMA_SLAB_SIZE);
340         new_end = trunc_page(new_end);
341         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
342             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
343         bzero((void *)mapped, end - new_end);
344         uma_startup((void *)mapped, boot_pages);
345
346 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__) || defined(__arm__) || \
347     defined(__mips__)
348         /*
349          * Allocate a bitmap to indicate that a random physical page
350          * needs to be included in a minidump.
351          *
352          * The amd64 port needs this to indicate which direct map pages
353          * need to be dumped, via calls to dump_add_page()/dump_drop_page().
354          *
355          * However, i386 still needs this workspace internally within the
356          * minidump code.  In theory, they are not needed on i386, but are
357          * included should the sf_buf code decide to use them.
358          */
359         last_pa = 0;
360         for (i = 0; dump_avail[i + 1] != 0; i += 2)
361                 if (dump_avail[i + 1] > last_pa)
362                         last_pa = dump_avail[i + 1];
363         page_range = last_pa / PAGE_SIZE;
364         vm_page_dump_size = round_page(roundup2(page_range, NBBY) / NBBY);
365         new_end -= vm_page_dump_size;
366         vm_page_dump = (void *)(uintptr_t)pmap_map(&vaddr, new_end,
367             new_end + vm_page_dump_size, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
368         bzero((void *)vm_page_dump, vm_page_dump_size);
369 #endif
370 #if defined(__amd64__) || defined(__mips__)
371         /*
372          * Include the UMA bootstrap pages and vm_page_dump in a crash dump.
373          * When pmap_map() uses the direct map, they are not automatically 
374          * included.
375          */
376         for (pa = new_end; pa < end; pa += PAGE_SIZE)
377                 dump_add_page(pa);
378 #endif
379         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
380 #ifdef __amd64__
381         /*
382          * Request that the physical pages underlying the message buffer be
383          * included in a crash dump.  Since the message buffer is accessed
384          * through the direct map, they are not automatically included.
385          */
386         pa = DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)msgbufp->msg_ptr);
387         last_pa = pa + round_page(msgbufsize);
388         while (pa < last_pa) {
389                 dump_add_page(pa);
390                 pa += PAGE_SIZE;
391         }
392 #endif
393         /*
394          * Compute the number of pages of memory that will be available for
395          * use, taking into account the overhead of a page structure per page.
396          * In other words, solve
397          *      "available physical memory" - round_page(page_range *
398          *          sizeof(struct vm_page)) = page_range * PAGE_SIZE 
399          * for page_range.  
400          */
401         low_avail = phys_avail[0];
402         high_avail = phys_avail[1];
403         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++) {
404                 if (vm_phys_segs[i].start < low_avail)
405                         low_avail = vm_phys_segs[i].start;
406                 if (vm_phys_segs[i].end > high_avail)
407                         high_avail = vm_phys_segs[i].end;
408         }
409         /* Skip the first chunk.  It is already accounted for. */
410         for (i = 2; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
411                 if (phys_avail[i] < low_avail)
412                         low_avail = phys_avail[i];
413                 if (phys_avail[i + 1] > high_avail)
414                         high_avail = phys_avail[i + 1];
415         }
416         first_page = low_avail / PAGE_SIZE;
417 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
418         size = 0;
419         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++)
420                 size += vm_phys_segs[i].end - vm_phys_segs[i].start;
421         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
422                 size += phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
423 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
424         size = high_avail - low_avail;
425 #else
426 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
427 #endif
428
429 #ifdef VM_PHYSSEG_DENSE
430         /*
431          * In the VM_PHYSSEG_DENSE case, the number of pages can account for
432          * the overhead of a page structure per page only if vm_page_array is
433          * allocated from the last physical memory chunk.  Otherwise, we must
434          * allocate page structures representing the physical memory
435          * underlying vm_page_array, even though they will not be used.
436          */
437         if (new_end != high_avail)
438                 page_range = size / PAGE_SIZE;
439         else
440 #endif
441         {
442                 page_range = size / (PAGE_SIZE + sizeof(struct vm_page));
443
444                 /*
445                  * If the partial bytes remaining are large enough for
446                  * a page (PAGE_SIZE) without a corresponding
447                  * 'struct vm_page', then new_end will contain an
448                  * extra page after subtracting the length of the VM
449                  * page array.  Compensate by subtracting an extra
450                  * page from new_end.
451                  */
452                 if (size % (PAGE_SIZE + sizeof(struct vm_page)) >= PAGE_SIZE) {
453                         if (new_end == high_avail)
454                                 high_avail -= PAGE_SIZE;
455                         new_end -= PAGE_SIZE;
456                 }
457         }
458         end = new_end;
459
460         /*
461          * Reserve an unmapped guard page to trap access to vm_page_array[-1].
462          * However, because this page is allocated from KVM, out-of-bounds
463          * accesses using the direct map will not be trapped.
464          */
465         vaddr += PAGE_SIZE;
466
467         /*
468          * Allocate physical memory for the page structures, and map it.
469          */
470         new_end = trunc_page(end - page_range * sizeof(struct vm_page));
471         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
472             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
473         vm_page_array = (vm_page_t) mapped;
474 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
475         /*
476          * Allocate physical memory for the reservation management system's
477          * data structures, and map it.
478          */
479         if (high_avail == end)
480                 high_avail = new_end;
481         new_end = vm_reserv_startup(&vaddr, new_end, high_avail);
482 #endif
483 #if defined(__amd64__) || defined(__mips__)
484         /*
485          * Include vm_page_array and vm_reserv_array in a crash dump.
486          */
487         for (pa = new_end; pa < end; pa += PAGE_SIZE)
488                 dump_add_page(pa);
489 #endif  
490         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
491
492         /*
493          * Add physical memory segments corresponding to the available
494          * physical pages.
495          */
496         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
497                 vm_phys_add_seg(phys_avail[i], phys_avail[i + 1]);
498
499         /*
500          * Clear all of the page structures
501          */
502         bzero((caddr_t) vm_page_array, page_range * sizeof(struct vm_page));
503         for (i = 0; i < page_range; i++)
504                 vm_page_array[i].order = VM_NFREEORDER;
505         vm_page_array_size = page_range;
506
507         /*
508          * Initialize the physical memory allocator.
509          */
510         vm_phys_init();
511
512         /*
513          * Add every available physical page that is not blacklisted to
514          * the free lists.
515          */
516         cnt.v_page_count = 0;
517         cnt.v_free_count = 0;
518         list = getenv("vm.blacklist");
519         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
520                 pa = phys_avail[i];
521                 last_pa = phys_avail[i + 1];
522                 while (pa < last_pa) {
523                         if (list != NULL &&
524                             vm_page_blacklist_lookup(list, pa))
525                                 printf("Skipping page with pa 0x%jx\n",
526                                     (uintmax_t)pa);
527                         else
528                                 vm_phys_add_page(pa);
529                         pa += PAGE_SIZE;
530                 }
531         }
532         freeenv(list);
533 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
534         /*
535          * Initialize the reservation management system.
536          */
537         vm_reserv_init();
538 #endif
539         return (vaddr);
540 }
541
542 void
543 vm_page_reference(vm_page_t m)
544 {
545
546         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
547 }
548
549 /*
550  *      vm_page_busy_downgrade:
551  *
552  *      Downgrade an exclusive busy page into a single shared busy page.
553  */
554 void
555 vm_page_busy_downgrade(vm_page_t m)
556 {
557         u_int x;
558         bool locked;
559
560         vm_page_assert_xbusied(m);
561         locked = mtx_owned(vm_page_lockptr(m));
562
563         for (;;) {
564                 x = m->busy_lock;
565                 x &= VPB_BIT_WAITERS;
566                 if (x != 0 && !locked)
567                         vm_page_lock(m);
568                 if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock,
569                     VPB_SINGLE_EXCLUSIVER | x, VPB_SHARERS_WORD(1)))
570                         break;
571                 if (x != 0 && !locked)
572                         vm_page_unlock(m);
573         }
574         if (x != 0) {
575                 wakeup(m);
576                 if (!locked)
577                         vm_page_unlock(m);
578         }
579 }
580
581 /*
582  *      vm_page_sbusied:
583  *
584  *      Return a positive value if the page is shared busied, 0 otherwise.
585  */
586 int
587 vm_page_sbusied(vm_page_t m)
588 {
589         u_int x;
590
591         x = m->busy_lock;
592         return ((x & VPB_BIT_SHARED) != 0 && x != VPB_UNBUSIED);
593 }
594
595 /*
596  *      vm_page_sunbusy:
597  *
598  *      Shared unbusy a page.
599  */
600 void
601 vm_page_sunbusy(vm_page_t m)
602 {
603         u_int x;
604
605         vm_page_assert_sbusied(m);
606
607         for (;;) {
608                 x = m->busy_lock;
609                 if (VPB_SHARERS(x) > 1) {
610                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
611                             x - VPB_ONE_SHARER))
612                                 break;
613                         continue;
614                 }
615                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0) {
616                         KASSERT(x == VPB_SHARERS_WORD(1),
617                             ("vm_page_sunbusy: invalid lock state"));
618                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock,
619                             VPB_SHARERS_WORD(1), VPB_UNBUSIED))
620                                 break;
621                         continue;
622                 }
623                 KASSERT(x == (VPB_SHARERS_WORD(1) | VPB_BIT_WAITERS),
624                     ("vm_page_sunbusy: invalid lock state for waiters"));
625
626                 vm_page_lock(m);
627                 if (!atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, VPB_UNBUSIED)) {
628                         vm_page_unlock(m);
629                         continue;
630                 }
631                 wakeup(m);
632                 vm_page_unlock(m);
633                 break;
634         }
635 }
636
637 /*
638  *      vm_page_busy_sleep:
639  *
640  *      Sleep and release the page lock, using the page pointer as wchan.
641  *      This is used to implement the hard-path of busying mechanism.
642  *
643  *      The given page must be locked.
644  *
645  *      If nonshared is true, sleep only if the page is xbusy.
646  */
647 void
648 vm_page_busy_sleep(vm_page_t m, const char *wmesg, bool nonshared)
649 {
650         u_int x;
651
652         vm_page_assert_locked(m);
653
654         x = m->busy_lock;
655         if (x == VPB_UNBUSIED || (nonshared && (x & VPB_BIT_SHARED) != 0) ||
656             ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0 &&
657             !atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, x | VPB_BIT_WAITERS))) {
658                 vm_page_unlock(m);
659                 return;
660         }
661         msleep(m, vm_page_lockptr(m), PVM | PDROP, wmesg, 0);
662 }
663
664 /*
665  *      vm_page_trysbusy:
666  *
667  *      Try to shared busy a page.
668  *      If the operation succeeds 1 is returned otherwise 0.
669  *      The operation never sleeps.
670  */
671 int
672 vm_page_trysbusy(vm_page_t m)
673 {
674         u_int x;
675
676         for (;;) {
677                 x = m->busy_lock;
678                 if ((x & VPB_BIT_SHARED) == 0)
679                         return (0);
680                 if (atomic_cmpset_acq_int(&m->busy_lock, x, x + VPB_ONE_SHARER))
681                         return (1);
682         }
683 }
684
685 /*
686  *      vm_page_xunbusy_hard:
687  *
688  *      Called after the first try the exclusive unbusy of a page failed.
689  *      It is assumed that the waiters bit is on.
690  */
691 void
692 vm_page_xunbusy_hard(vm_page_t m)
693 {
694
695         vm_page_assert_xbusied(m);
696
697         vm_page_lock(m);
698         atomic_store_rel_int(&m->busy_lock, VPB_UNBUSIED);
699         wakeup(m);
700         vm_page_unlock(m);
701 }
702
703 /*
704  *      vm_page_flash:
705  *
706  *      Wakeup anyone waiting for the page.
707  *      The ownership bits do not change.
708  *
709  *      The given page must be locked.
710  */
711 void
712 vm_page_flash(vm_page_t m)
713 {
714         u_int x;
715
716         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
717
718         for (;;) {
719                 x = m->busy_lock;
720                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0)
721                         return;
722                 if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
723                     x & (~VPB_BIT_WAITERS)))
724                         break;
725         }
726         wakeup(m);
727 }
728
729 /*
730  * Keep page from being freed by the page daemon
731  * much of the same effect as wiring, except much lower
732  * overhead and should be used only for *very* temporary
733  * holding ("wiring").
734  */
735 void
736 vm_page_hold(vm_page_t mem)
737 {
738
739         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
740         mem->hold_count++;
741 }
742
743 void
744 vm_page_unhold(vm_page_t mem)
745 {
746
747         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
748         KASSERT(mem->hold_count >= 1, ("vm_page_unhold: hold count < 0!!!"));
749         --mem->hold_count;
750         if (mem->hold_count == 0 && (mem->flags & PG_UNHOLDFREE) != 0)
751                 vm_page_free_toq(mem);
752 }
753
754 /*
755  *      vm_page_unhold_pages:
756  *
757  *      Unhold each of the pages that is referenced by the given array.
758  */ 
759 void
760 vm_page_unhold_pages(vm_page_t *ma, int count)
761 {
762         struct mtx *mtx, *new_mtx;
763
764         mtx = NULL;
765         for (; count != 0; count--) {
766                 /*
767                  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
768                  */
769                 new_mtx = vm_page_lockptr(*ma);
770                 if (mtx != new_mtx) {
771                         if (mtx != NULL)
772                                 mtx_unlock(mtx);
773                         mtx = new_mtx;
774                         mtx_lock(mtx);
775                 }
776                 vm_page_unhold(*ma);
777                 ma++;
778         }
779         if (mtx != NULL)
780                 mtx_unlock(mtx);
781 }
782
783 vm_page_t
784 PHYS_TO_VM_PAGE(vm_paddr_t pa)
785 {
786         vm_page_t m;
787
788 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
789         m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
790         if (m == NULL)
791                 m = vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa);
792         return (m);
793 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
794         long pi;
795
796         pi = atop(pa);
797         if (pi >= first_page && (pi - first_page) < vm_page_array_size) {
798                 m = &vm_page_array[pi - first_page];
799                 return (m);
800         }
801         return (vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa));
802 #else
803 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
804 #endif
805 }
806
807 /*
808  *      vm_page_getfake:
809  *
810  *      Create a fictitious page with the specified physical address and
811  *      memory attribute.  The memory attribute is the only the machine-
812  *      dependent aspect of a fictitious page that must be initialized.
813  */
814 vm_page_t
815 vm_page_getfake(vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
816 {
817         vm_page_t m;
818
819         m = uma_zalloc(fakepg_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
820         vm_page_initfake(m, paddr, memattr);
821         return (m);
822 }
823
824 void
825 vm_page_initfake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
826 {
827
828         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
829                 /*
830                  * The page's memattr might have changed since the
831                  * previous initialization.  Update the pmap to the
832                  * new memattr.
833                  */
834                 goto memattr;
835         }
836         m->phys_addr = paddr;
837         m->queue = PQ_NONE;
838         /* Fictitious pages don't use "segind". */
839         m->flags = PG_FICTITIOUS;
840         /* Fictitious pages don't use "order" or "pool". */
841         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
842         m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
843         m->wire_count = 1;
844         pmap_page_init(m);
845 memattr:
846         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
847 }
848
849 /*
850  *      vm_page_putfake:
851  *
852  *      Release a fictitious page.
853  */
854 void
855 vm_page_putfake(vm_page_t m)
856 {
857
858         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0, ("managed %p", m));
859         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
860             ("vm_page_putfake: bad page %p", m));
861         uma_zfree(fakepg_zone, m);
862 }
863
864 /*
865  *      vm_page_updatefake:
866  *
867  *      Update the given fictitious page to the specified physical address and
868  *      memory attribute.
869  */
870 void
871 vm_page_updatefake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
872 {
873
874         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
875             ("vm_page_updatefake: bad page %p", m));
876         m->phys_addr = paddr;
877         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
878 }
879
880 /*
881  *      vm_page_free:
882  *
883  *      Free a page.
884  */
885 void
886 vm_page_free(vm_page_t m)
887 {
888
889         m->flags &= ~PG_ZERO;
890         vm_page_free_toq(m);
891 }
892
893 /*
894  *      vm_page_free_zero:
895  *
896  *      Free a page to the zerod-pages queue
897  */
898 void
899 vm_page_free_zero(vm_page_t m)
900 {
901
902         m->flags |= PG_ZERO;
903         vm_page_free_toq(m);
904 }
905
906 /*
907  * Unbusy and handle the page queueing for a page from the VOP_GETPAGES()
908  * array which is not the request page.
909  */
910 void
911 vm_page_readahead_finish(vm_page_t m)
912 {
913
914         if (m->valid != 0) {
915                 /*
916                  * Since the page is not the requested page, whether
917                  * it should be activated or deactivated is not
918                  * obvious.  Empirical results have shown that
919                  * deactivating the page is usually the best choice,
920                  * unless the page is wanted by another thread.
921                  */
922                 vm_page_lock(m);
923                 if ((m->busy_lock & VPB_BIT_WAITERS) != 0)
924                         vm_page_activate(m);
925                 else
926                         vm_page_deactivate(m);
927                 vm_page_unlock(m);
928                 vm_page_xunbusy(m);
929         } else {
930                 /*
931                  * Free the completely invalid page.  Such page state
932                  * occurs due to the short read operation which did
933                  * not covered our page at all, or in case when a read
934                  * error happens.
935                  */
936                 vm_page_lock(m);
937                 vm_page_free(m);
938                 vm_page_unlock(m);
939         }
940 }
941
942 /*
943  *      vm_page_sleep_if_busy:
944  *
945  *      Sleep and release the page queues lock if the page is busied.
946  *      Returns TRUE if the thread slept.
947  *
948  *      The given page must be unlocked and object containing it must
949  *      be locked.
950  */
951 int
952 vm_page_sleep_if_busy(vm_page_t m, const char *msg)
953 {
954         vm_object_t obj;
955
956         vm_page_lock_assert(m, MA_NOTOWNED);
957         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
958
959         if (vm_page_busied(m)) {
960                 /*
961                  * The page-specific object must be cached because page
962                  * identity can change during the sleep, causing the
963                  * re-lock of a different object.
964                  * It is assumed that a reference to the object is already
965                  * held by the callers.
966                  */
967                 obj = m->object;
968                 vm_page_lock(m);
969                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
970                 vm_page_busy_sleep(m, msg, false);
971                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
972                 return (TRUE);
973         }
974         return (FALSE);
975 }
976
977 /*
978  *      vm_page_dirty_KBI:              [ internal use only ]
979  *
980  *      Set all bits in the page's dirty field.
981  *
982  *      The object containing the specified page must be locked if the
983  *      call is made from the machine-independent layer.
984  *
985  *      See vm_page_clear_dirty_mask().
986  *
987  *      This function should only be called by vm_page_dirty().
988  */
989 void
990 vm_page_dirty_KBI(vm_page_t m)
991 {
992
993         /* These assertions refer to this operation by its public name. */
994         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) == 0,
995             ("vm_page_dirty: page in cache!"));
996         KASSERT(!VM_PAGE_IS_FREE(m),
997             ("vm_page_dirty: page is free!"));
998         KASSERT(m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
999             ("vm_page_dirty: page is invalid!"));
1000         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
1001 }
1002
1003 /*
1004  *      vm_page_insert:         [ internal use only ]
1005  *
1006  *      Inserts the given mem entry into the object and object list.
1007  *
1008  *      The object must be locked.
1009  */
1010 int
1011 vm_page_insert(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1012 {
1013         vm_page_t mpred;
1014
1015         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1016         mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1017         return (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred));
1018 }
1019
1020 /*
1021  *      vm_page_insert_after:
1022  *
1023  *      Inserts the page "m" into the specified object at offset "pindex".
1024  *
1025  *      The page "mpred" must immediately precede the offset "pindex" within
1026  *      the specified object.
1027  *
1028  *      The object must be locked.
1029  */
1030 static int
1031 vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
1032     vm_page_t mpred)
1033 {
1034         vm_page_t msucc;
1035
1036         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1037         KASSERT(m->object == NULL,
1038             ("vm_page_insert_after: page already inserted"));
1039         if (mpred != NULL) {
1040                 KASSERT(mpred->object == object,
1041                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1042                 KASSERT(mpred->pindex < pindex,
1043                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1044                 msucc = TAILQ_NEXT(mpred, listq);
1045         } else
1046                 msucc = TAILQ_FIRST(&object->memq);
1047         if (msucc != NULL)
1048                 KASSERT(msucc->pindex > pindex,
1049                     ("vm_page_insert_after: msucc doesn't succeed pindex"));
1050
1051         /*
1052          * Record the object/offset pair in this page
1053          */
1054         m->object = object;
1055         m->pindex = pindex;
1056
1057         /*
1058          * Now link into the object's ordered list of backed pages.
1059          */
1060         if (vm_radix_insert(&object->rtree, m)) {
1061                 m->object = NULL;
1062                 m->pindex = 0;
1063                 return (1);
1064         }
1065         vm_page_insert_radixdone(m, object, mpred);
1066         return (0);
1067 }
1068
1069 /*
1070  *      vm_page_insert_radixdone:
1071  *
1072  *      Complete page "m" insertion into the specified object after the
1073  *      radix trie hooking.
1074  *
1075  *      The page "mpred" must precede the offset "m->pindex" within the
1076  *      specified object.
1077  *
1078  *      The object must be locked.
1079  */
1080 static void
1081 vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_page_t mpred)
1082 {
1083
1084         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1085         KASSERT(object != NULL && m->object == object,
1086             ("vm_page_insert_radixdone: page %p has inconsistent object", m));
1087         if (mpred != NULL) {
1088                 KASSERT(mpred->object == object,
1089                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1090                 KASSERT(mpred->pindex < m->pindex,
1091                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1092         }
1093
1094         if (mpred != NULL)
1095                 TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mpred, m, listq);
1096         else
1097                 TAILQ_INSERT_HEAD(&object->memq, m, listq);
1098
1099         /*
1100          * Show that the object has one more resident page.
1101          */
1102         object->resident_page_count++;
1103
1104         /*
1105          * Hold the vnode until the last page is released.
1106          */
1107         if (object->resident_page_count == 1 && object->type == OBJT_VNODE)
1108                 vhold(object->handle);
1109
1110         /*
1111          * Since we are inserting a new and possibly dirty page,
1112          * update the object's OBJ_MIGHTBEDIRTY flag.
1113          */
1114         if (pmap_page_is_write_mapped(m))
1115                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1116 }
1117
1118 /*
1119  *      vm_page_remove:
1120  *
1121  *      Removes the given mem entry from the object/offset-page
1122  *      table and the object page list, but do not invalidate/terminate
1123  *      the backing store.
1124  *
1125  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is managed.
1126  */
1127 void
1128 vm_page_remove(vm_page_t m)
1129 {
1130         vm_object_t object;
1131         boolean_t lockacq;
1132
1133         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1134                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
1135         if ((object = m->object) == NULL)
1136                 return;
1137         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1138         if (vm_page_xbusied(m)) {
1139                 lockacq = FALSE;
1140                 if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 &&
1141                     !mtx_owned(vm_page_lockptr(m))) {
1142                         lockacq = TRUE;
1143                         vm_page_lock(m);
1144                 }
1145                 vm_page_flash(m);
1146                 atomic_store_rel_int(&m->busy_lock, VPB_UNBUSIED);
1147                 if (lockacq)
1148                         vm_page_unlock(m);
1149         }
1150
1151         /*
1152          * Now remove from the object's list of backed pages.
1153          */
1154         vm_radix_remove(&object->rtree, m->pindex);
1155         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
1156
1157         /*
1158          * And show that the object has one fewer resident page.
1159          */
1160         object->resident_page_count--;
1161
1162         /*
1163          * The vnode may now be recycled.
1164          */
1165         if (object->resident_page_count == 0 && object->type == OBJT_VNODE)
1166                 vdrop(object->handle);
1167
1168         m->object = NULL;
1169 }
1170
1171 /*
1172  *      vm_page_lookup:
1173  *
1174  *      Returns the page associated with the object/offset
1175  *      pair specified; if none is found, NULL is returned.
1176  *
1177  *      The object must be locked.
1178  */
1179 vm_page_t
1180 vm_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1181 {
1182
1183         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1184         return (vm_radix_lookup(&object->rtree, pindex));
1185 }
1186
1187 /*
1188  *      vm_page_find_least:
1189  *
1190  *      Returns the page associated with the object with least pindex
1191  *      greater than or equal to the parameter pindex, or NULL.
1192  *
1193  *      The object must be locked.
1194  */
1195 vm_page_t
1196 vm_page_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1197 {
1198         vm_page_t m;
1199
1200         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1201         if ((m = TAILQ_FIRST(&object->memq)) != NULL && m->pindex < pindex)
1202                 m = vm_radix_lookup_ge(&object->rtree, pindex);
1203         return (m);
1204 }
1205
1206 /*
1207  * Returns the given page's successor (by pindex) within the object if it is
1208  * resident; if none is found, NULL is returned.
1209  *
1210  * The object must be locked.
1211  */
1212 vm_page_t
1213 vm_page_next(vm_page_t m)
1214 {
1215         vm_page_t next;
1216
1217         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1218         if ((next = TAILQ_NEXT(m, listq)) != NULL) {
1219                 MPASS(next->object == m->object);
1220                 if (next->pindex != m->pindex + 1)
1221                         next = NULL;
1222         }
1223         return (next);
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Returns the given page's predecessor (by pindex) within the object if it is
1228  * resident; if none is found, NULL is returned.
1229  *
1230  * The object must be locked.
1231  */
1232 vm_page_t
1233 vm_page_prev(vm_page_t m)
1234 {
1235         vm_page_t prev;
1236
1237         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1238         if ((prev = TAILQ_PREV(m, pglist, listq)) != NULL) {
1239                 MPASS(prev->object == m->object);
1240                 if (prev->pindex != m->pindex - 1)
1241                         prev = NULL;
1242         }
1243         return (prev);
1244 }
1245
1246 /*
1247  * Uses the page mnew as a replacement for an existing page at index
1248  * pindex which must be already present in the object.
1249  *
1250  * The existing page must not be on a paging queue.
1251  */
1252 vm_page_t
1253 vm_page_replace(vm_page_t mnew, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1254 {
1255         vm_page_t mold, mpred;
1256
1257         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1258
1259         /*
1260          * This function mostly follows vm_page_insert() and
1261          * vm_page_remove() without the radix, object count and vnode
1262          * dance.  Double check such functions for more comments.
1263          */
1264         mpred = vm_radix_lookup(&object->rtree, pindex);
1265         KASSERT(mpred != NULL,
1266             ("vm_page_replace: replacing page not present with pindex"));
1267         mpred = TAILQ_PREV(mpred, respgs, listq);
1268         if (mpred != NULL)
1269                 KASSERT(mpred->pindex < pindex,
1270                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1271
1272         mnew->object = object;
1273         mnew->pindex = pindex;
1274         mold = vm_radix_replace(&object->rtree, mnew);
1275         KASSERT(mold->queue == PQ_NONE,
1276             ("vm_page_replace: mold is on a paging queue"));
1277
1278         /* Detach the old page from the resident tailq. */
1279         TAILQ_REMOVE(&object->memq, mold, listq);
1280
1281         mold->object = NULL;
1282         vm_page_xunbusy(mold);
1283
1284         /* Insert the new page in the resident tailq. */
1285         if (mpred != NULL)
1286                 TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mpred, mnew, listq);
1287         else
1288                 TAILQ_INSERT_HEAD(&object->memq, mnew, listq);
1289         if (pmap_page_is_write_mapped(mnew))
1290                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1291         return (mold);
1292 }
1293
1294 /*
1295  *      vm_page_rename:
1296  *
1297  *      Move the given memory entry from its
1298  *      current object to the specified target object/offset.
1299  *
1300  *      Note: swap associated with the page must be invalidated by the move.  We
1301  *            have to do this for several reasons:  (1) we aren't freeing the
1302  *            page, (2) we are dirtying the page, (3) the VM system is probably
1303  *            moving the page from object A to B, and will then later move
1304  *            the backing store from A to B and we can't have a conflict.
1305  *
1306  *      Note: we *always* dirty the page.  It is necessary both for the
1307  *            fact that we moved it, and because we may be invalidating
1308  *            swap.  If the page is on the cache, we have to deactivate it
1309  *            or vm_page_dirty() will panic.  Dirty pages are not allowed
1310  *            on the cache.
1311  *
1312  *      The objects must be locked.
1313  */
1314 int
1315 vm_page_rename(vm_page_t m, vm_object_t new_object, vm_pindex_t new_pindex)
1316 {
1317         vm_page_t mpred;
1318         vm_pindex_t opidx;
1319
1320         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(new_object);
1321
1322         mpred = vm_radix_lookup_le(&new_object->rtree, new_pindex);
1323         KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != new_pindex,
1324             ("vm_page_rename: pindex already renamed"));
1325
1326         /*
1327          * Create a custom version of vm_page_insert() which does not depend
1328          * by m_prev and can cheat on the implementation aspects of the
1329          * function.
1330          */
1331         opidx = m->pindex;
1332         m->pindex = new_pindex;
1333         if (vm_radix_insert(&new_object->rtree, m)) {
1334                 m->pindex = opidx;
1335                 return (1);
1336         }
1337
1338         /*
1339          * The operation cannot fail anymore.  The removal must happen before
1340          * the listq iterator is tainted.
1341          */
1342         m->pindex = opidx;
1343         vm_page_lock(m);
1344         vm_page_remove(m);
1345
1346         /* Return back to the new pindex to complete vm_page_insert(). */
1347         m->pindex = new_pindex;
1348         m->object = new_object;
1349         vm_page_unlock(m);
1350         vm_page_insert_radixdone(m, new_object, mpred);
1351         vm_page_dirty(m);
1352         return (0);
1353 }
1354
1355 /*
1356  *      Convert all of the given object's cached pages that have a
1357  *      pindex within the given range into free pages.  If the value
1358  *      zero is given for "end", then the range's upper bound is
1359  *      infinity.  If the given object is backed by a vnode and it
1360  *      transitions from having one or more cached pages to none, the
1361  *      vnode's hold count is reduced. 
1362  */
1363 void
1364 vm_page_cache_free(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_pindex_t end)
1365 {
1366         vm_page_t m;
1367         boolean_t empty;
1368
1369         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1370         if (__predict_false(vm_radix_is_empty(&object->cache))) {
1371                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1372                 return;
1373         }
1374         while ((m = vm_radix_lookup_ge(&object->cache, start)) != NULL) {
1375                 if (end != 0 && m->pindex >= end)
1376                         break;
1377                 vm_radix_remove(&object->cache, m->pindex);
1378                 vm_page_cache_turn_free(m);
1379         }
1380         empty = vm_radix_is_empty(&object->cache);
1381         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1382         if (object->type == OBJT_VNODE && empty)
1383                 vdrop(object->handle);
1384 }
1385
1386 /*
1387  *      Returns the cached page that is associated with the given
1388  *      object and offset.  If, however, none exists, returns NULL.
1389  *
1390  *      The free page queue must be locked.
1391  */
1392 static inline vm_page_t
1393 vm_page_cache_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1394 {
1395
1396         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
1397         return (vm_radix_lookup(&object->cache, pindex));
1398 }
1399
1400 /*
1401  *      Remove the given cached page from its containing object's
1402  *      collection of cached pages.
1403  *
1404  *      The free page queue must be locked.
1405  */
1406 static void
1407 vm_page_cache_remove(vm_page_t m)
1408 {
1409
1410         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
1411         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) != 0,
1412             ("vm_page_cache_remove: page %p is not cached", m));
1413         vm_radix_remove(&m->object->cache, m->pindex);
1414         m->object = NULL;
1415         cnt.v_cache_count--;
1416 }
1417
1418 /*
1419  *      Transfer all of the cached pages with offset greater than or
1420  *      equal to 'offidxstart' from the original object's cache to the
1421  *      new object's cache.  However, any cached pages with offset
1422  *      greater than or equal to the new object's size are kept in the
1423  *      original object.  Initially, the new object's cache must be
1424  *      empty.  Offset 'offidxstart' in the original object must
1425  *      correspond to offset zero in the new object.
1426  *
1427  *      The new object must be locked.
1428  */
1429 void
1430 vm_page_cache_transfer(vm_object_t orig_object, vm_pindex_t offidxstart,
1431     vm_object_t new_object)
1432 {
1433         vm_page_t m;
1434
1435         /*
1436          * Insertion into an object's collection of cached pages
1437          * requires the object to be locked.  In contrast, removal does
1438          * not.
1439          */
1440         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(new_object);
1441         KASSERT(vm_radix_is_empty(&new_object->cache),
1442             ("vm_page_cache_transfer: object %p has cached pages",
1443             new_object));
1444         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1445         while ((m = vm_radix_lookup_ge(&orig_object->cache,
1446             offidxstart)) != NULL) {
1447                 /*
1448                  * Transfer all of the pages with offset greater than or
1449                  * equal to 'offidxstart' from the original object's
1450                  * cache to the new object's cache.
1451                  */
1452                 if ((m->pindex - offidxstart) >= new_object->size)
1453                         break;
1454                 vm_radix_remove(&orig_object->cache, m->pindex);
1455                 /* Update the page's object and offset. */
1456                 m->object = new_object;
1457                 m->pindex -= offidxstart;
1458                 if (vm_radix_insert(&new_object->cache, m))
1459                         vm_page_cache_turn_free(m);
1460         }
1461         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1462 }
1463
1464 /*
1465  *      Returns TRUE if a cached page is associated with the given object and
1466  *      offset, and FALSE otherwise.
1467  *
1468  *      The object must be locked.
1469  */
1470 boolean_t
1471 vm_page_is_cached(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1472 {
1473         vm_page_t m;
1474
1475         /*
1476          * Insertion into an object's collection of cached pages requires the
1477          * object to be locked.  Therefore, if the object is locked and the
1478          * object's collection is empty, there is no need to acquire the free
1479          * page queues lock in order to prove that the specified page doesn't
1480          * exist.
1481          */
1482         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1483         if (__predict_true(vm_object_cache_is_empty(object)))
1484                 return (FALSE);
1485         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1486         m = vm_page_cache_lookup(object, pindex);
1487         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1488         return (m != NULL);
1489 }
1490
1491 /*
1492  *      vm_page_alloc:
1493  *
1494  *      Allocate and return a page that is associated with the specified
1495  *      object and offset pair.  By default, this page is exclusive busied.
1496  *
1497  *      The caller must always specify an allocation class.
1498  *
1499  *      allocation classes:
1500  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1501  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1502  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1503  *
1504  *      optional allocation flags:
1505  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
1506  *                              intends to allocate
1507  *      VM_ALLOC_IFCACHED       return page only if it is cached
1508  *      VM_ALLOC_IFNOTCACHED    return NULL, do not reactivate if the page
1509  *                              is cached
1510  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1511  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1512  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1513  *                              should not be exclusive busy 
1514  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1515  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1516  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1517  *
1518  *      This routine may not sleep.
1519  */
1520 vm_page_t
1521 vm_page_alloc(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req)
1522 {
1523         struct vnode *vp = NULL;
1524         vm_object_t m_object;
1525         vm_page_t m, mpred;
1526         int flags, req_class;
1527
1528         mpred = 0;      /* XXX: pacify gcc */
1529         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1530             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1531             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1532             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1533             ("vm_page_alloc: inconsistent object(%p)/req(%x)", (void *)object,
1534             req));
1535         if (object != NULL)
1536                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1537
1538         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1539
1540         /*
1541          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1542          */
1543         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1544                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1545
1546         if (object != NULL) {
1547                 mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1548                 KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != pindex,
1549                    ("vm_page_alloc: pindex already allocated"));
1550         }
1551
1552         /*
1553          * The page allocation request can came from consumers which already
1554          * hold the free page queue mutex, like vm_page_insert() in
1555          * vm_page_cache().
1556          */
1557         mtx_lock_flags(&vm_page_queue_free_mtx, MTX_RECURSE);
1558         if (cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > cnt.v_free_reserved ||
1559             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1560             cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > cnt.v_interrupt_free_min) ||
1561             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1562             cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > 0)) {
1563                 /*
1564                  * Allocate from the free queue if the number of free pages
1565                  * exceeds the minimum for the request class.
1566                  */
1567                 if (object != NULL &&
1568                     (m = vm_page_cache_lookup(object, pindex)) != NULL) {
1569                         if ((req & VM_ALLOC_IFNOTCACHED) != 0) {
1570                                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1571                                 return (NULL);
1572                         }
1573                         if (vm_phys_unfree_page(m))
1574                                 vm_phys_set_pool(VM_FREEPOOL_DEFAULT, m, 0);
1575 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1576                         else if (!vm_reserv_reactivate_page(m))
1577 #else
1578                         else
1579 #endif
1580                                 panic("vm_page_alloc: cache page %p is missing"
1581                                     " from the free queue", m);
1582                 } else if ((req & VM_ALLOC_IFCACHED) != 0) {
1583                         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1584                         return (NULL);
1585 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1586                 } else if (object == NULL || (object->flags & (OBJ_COLORED |
1587                     OBJ_FICTITIOUS)) != OBJ_COLORED || (m =
1588                     vm_reserv_alloc_page(object, pindex, mpred)) == NULL) {
1589 #else
1590                 } else {
1591 #endif
1592                         m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1593                             VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
1594 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1595                         if (m == NULL && vm_reserv_reclaim_inactive()) {
1596                                 m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1597                                     VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT,
1598                                     0);
1599                         }
1600 #endif
1601                 }
1602         } else {
1603                 /*
1604                  * Not allocatable, give up.
1605                  */
1606                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1607                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
1608                     max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
1609                 pagedaemon_wakeup();
1610                 return (NULL);
1611         }
1612
1613         /*
1614          *  At this point we had better have found a good page.
1615          */
1616         KASSERT(m != NULL, ("vm_page_alloc: missing page"));
1617         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1618             ("vm_page_alloc: page %p has unexpected queue %d", m, m->queue));
1619         KASSERT(m->wire_count == 0, ("vm_page_alloc: page %p is wired", m));
1620         KASSERT(m->hold_count == 0, ("vm_page_alloc: page %p is held", m));
1621         KASSERT(!vm_page_busied(m), ("vm_page_alloc: page %p is busy", m));
1622         KASSERT(m->dirty == 0, ("vm_page_alloc: page %p is dirty", m));
1623         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
1624             ("vm_page_alloc: page %p has unexpected memattr %d", m,
1625             pmap_page_get_memattr(m)));
1626         if ((m->flags & PG_CACHED) != 0) {
1627                 KASSERT((m->flags & PG_ZERO) == 0,
1628                     ("vm_page_alloc: cached page %p is PG_ZERO", m));
1629                 KASSERT(m->valid != 0,
1630                     ("vm_page_alloc: cached page %p is invalid", m));
1631                 if (m->object == object && m->pindex == pindex)
1632                         cnt.v_reactivated++;
1633                 else
1634                         m->valid = 0;
1635                 m_object = m->object;
1636                 vm_page_cache_remove(m);
1637                 if (m_object->type == OBJT_VNODE &&
1638                     vm_object_cache_is_empty(m_object))
1639                         vp = m_object->handle;
1640         } else {
1641                 KASSERT(VM_PAGE_IS_FREE(m),
1642                     ("vm_page_alloc: page %p is not free", m));
1643                 KASSERT(m->valid == 0,
1644                     ("vm_page_alloc: free page %p is valid", m));
1645                 vm_phys_freecnt_adj(m, -1);
1646         }
1647
1648         /*
1649          * Only the PG_ZERO flag is inherited.  The PG_CACHED or PG_FREE flag
1650          * must be cleared before the free page queues lock is released.
1651          */
1652         flags = 0;
1653         if (m->flags & PG_ZERO) {
1654                 vm_page_zero_count--;
1655                 if (req & VM_ALLOC_ZERO)
1656                         flags = PG_ZERO;
1657         }
1658         if (req & VM_ALLOC_NODUMP)
1659                 flags |= PG_NODUMP;
1660         m->flags = flags;
1661         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1662         m->aflags = 0;
1663         m->oflags = object == NULL || (object->flags & OBJ_UNMANAGED) != 0 ?
1664             VPO_UNMANAGED : 0;
1665         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1666         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1667                 m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1668         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1669                 m->busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1670         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1671                 /*
1672                  * The page lock is not required for wiring a page until that
1673                  * page is inserted into the object.
1674                  */
1675                 atomic_add_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1676                 m->wire_count = 1;
1677         }
1678         m->act_count = 0;
1679
1680         if (object != NULL) {
1681                 if (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred)) {
1682                         /* See the comment below about hold count. */
1683                         if (vp != NULL)
1684                                 vdrop(vp);
1685                         pagedaemon_wakeup();
1686                         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1687                                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1688                                 m->wire_count = 0;
1689                         }
1690                         m->object = NULL;
1691                         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1692                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1693                         vm_page_free(m);
1694                         return (NULL);
1695                 }
1696
1697                 /* Ignore device objects; the pager sets "memattr" for them. */
1698                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1699                     (object->flags & OBJ_FICTITIOUS) == 0)
1700                         pmap_page_set_memattr(m, object->memattr);
1701         } else
1702                 m->pindex = pindex;
1703
1704         /*
1705          * The following call to vdrop() must come after the above call
1706          * to vm_page_insert() in case both affect the same object and
1707          * vnode.  Otherwise, the affected vnode's hold count could
1708          * temporarily become zero.
1709          */
1710         if (vp != NULL)
1711                 vdrop(vp);
1712
1713         /*
1714          * Don't wakeup too often - wakeup the pageout daemon when
1715          * we would be nearly out of memory.
1716          */
1717         if (vm_paging_needed())
1718                 pagedaemon_wakeup();
1719
1720         return (m);
1721 }
1722
1723 static void
1724 vm_page_alloc_contig_vdrop(struct spglist *lst)
1725 {
1726
1727         while (!SLIST_EMPTY(lst)) {
1728                 vdrop((struct vnode *)SLIST_FIRST(lst)-> plinks.s.pv);
1729                 SLIST_REMOVE_HEAD(lst, plinks.s.ss);
1730         }
1731 }
1732
1733 /*
1734  *      vm_page_alloc_contig:
1735  *
1736  *      Allocate a contiguous set of physical pages of the given size "npages"
1737  *      from the free lists.  All of the physical pages must be at or above
1738  *      the given physical address "low" and below the given physical address
1739  *      "high".  The given value "alignment" determines the alignment of the
1740  *      first physical page in the set.  If the given value "boundary" is
1741  *      non-zero, then the set of physical pages cannot cross any physical
1742  *      address boundary that is a multiple of that value.  Both "alignment"
1743  *      and "boundary" must be a power of two.
1744  *
1745  *      If the specified memory attribute, "memattr", is VM_MEMATTR_DEFAULT,
1746  *      then the memory attribute setting for the physical pages is configured
1747  *      to the object's memory attribute setting.  Otherwise, the memory
1748  *      attribute setting for the physical pages is configured to "memattr",
1749  *      overriding the object's memory attribute setting.  However, if the
1750  *      object's memory attribute setting is not VM_MEMATTR_DEFAULT, then the
1751  *      memory attribute setting for the physical pages cannot be configured
1752  *      to VM_MEMATTR_DEFAULT.
1753  *
1754  *      The caller must always specify an allocation class.
1755  *
1756  *      allocation classes:
1757  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1758  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1759  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1760  *
1761  *      optional allocation flags:
1762  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1763  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1764  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1765  *                              should not be exclusive busy 
1766  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1767  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1768  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1769  *
1770  *      This routine may not sleep.
1771  */
1772 vm_page_t
1773 vm_page_alloc_contig(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req,
1774     u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment,
1775     vm_paddr_t boundary, vm_memattr_t memattr)
1776 {
1777         struct vnode *drop;
1778         struct spglist deferred_vdrop_list;
1779         vm_page_t m, m_tmp, m_ret;
1780         u_int flags, oflags;
1781         int req_class;
1782
1783         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1784             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1785             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1786             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1787             ("vm_page_alloc: inconsistent object(%p)/req(%x)", (void *)object,
1788             req));
1789         if (object != NULL) {
1790                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1791                 KASSERT(object->type == OBJT_PHYS,
1792                     ("vm_page_alloc_contig: object %p isn't OBJT_PHYS",
1793                     object));
1794         }
1795         KASSERT(npages > 0, ("vm_page_alloc_contig: npages is zero"));
1796         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1797
1798         /*
1799          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1800          */
1801         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1802                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1803
1804         SLIST_INIT(&deferred_vdrop_list);
1805         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1806         if (cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count >= npages +
1807             cnt.v_free_reserved || (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1808             cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count >= npages +
1809             cnt.v_interrupt_free_min) || (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1810             cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count >= npages)) {
1811 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1812 retry:
1813                 if (object == NULL || (object->flags & OBJ_COLORED) == 0 ||
1814                     (m_ret = vm_reserv_alloc_contig(object, pindex, npages,
1815                     low, high, alignment, boundary)) == NULL)
1816 #endif
1817                         m_ret = vm_phys_alloc_contig(npages, low, high,
1818                             alignment, boundary);
1819         } else {
1820                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1821                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit, npages);
1822                 pagedaemon_wakeup();
1823                 return (NULL);
1824         }
1825         if (m_ret != NULL)
1826                 for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
1827                         drop = vm_page_alloc_init(m);
1828                         if (drop != NULL) {
1829                                 /*
1830                                  * Enqueue the vnode for deferred vdrop().
1831                                  */
1832                                 m->plinks.s.pv = drop;
1833                                 SLIST_INSERT_HEAD(&deferred_vdrop_list, m,
1834                                     plinks.s.ss);
1835                         }
1836                 }
1837         else {
1838 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1839                 if (vm_reserv_reclaim_contig(npages, low, high, alignment,
1840                     boundary))
1841                         goto retry;
1842 #endif
1843         }
1844         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1845         if (m_ret == NULL)
1846                 return (NULL);
1847
1848         /*
1849          * Initialize the pages.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1850          */
1851         flags = 0;
1852         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1853                 flags = PG_ZERO;
1854         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
1855                 flags |= PG_NODUMP;
1856         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1857                 atomic_add_int(&cnt.v_wire_count, npages);
1858         oflags = VPO_UNMANAGED;
1859         if (object != NULL) {
1860                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1861                     memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT)
1862                         memattr = object->memattr;
1863         }
1864         for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
1865                 m->aflags = 0;
1866                 m->flags = (m->flags | PG_NODUMP) & flags;
1867                 m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1868                 if (object != NULL) {
1869                         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1870                                 m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1871                         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1872                                 m->busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1873                 }
1874                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1875                         m->wire_count = 1;
1876                 /* Unmanaged pages don't use "act_count". */
1877                 m->oflags = oflags;
1878                 if (object != NULL) {
1879                         if (vm_page_insert(m, object, pindex)) {
1880                                 vm_page_alloc_contig_vdrop(
1881                                     &deferred_vdrop_list);
1882                                 if (vm_paging_needed())
1883                                         pagedaemon_wakeup();
1884                                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1885                                         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count,
1886                                             npages);
1887                                 for (m_tmp = m, m = m_ret;
1888                                     m < &m_ret[npages]; m++) {
1889                                         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1890                                                 m->wire_count = 0;
1891                                         if (m >= m_tmp) {
1892                                                 m->object = NULL;
1893                                                 m->oflags |= VPO_UNMANAGED;
1894                                         }
1895                                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1896                                         vm_page_free(m);
1897                                 }
1898                                 return (NULL);
1899                         }
1900                 } else
1901                         m->pindex = pindex;
1902                 if (memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
1903                         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1904                 pindex++;
1905         }
1906         vm_page_alloc_contig_vdrop(&deferred_vdrop_list);
1907         if (vm_paging_needed())
1908                 pagedaemon_wakeup();
1909         return (m_ret);
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Initialize a page that has been freshly dequeued from a freelist.
1914  * The caller has to drop the vnode returned, if it is not NULL.
1915  *
1916  * This function may only be used to initialize unmanaged pages.
1917  *
1918  * To be called with vm_page_queue_free_mtx held.
1919  */
1920 static struct vnode *
1921 vm_page_alloc_init(vm_page_t m)
1922 {
1923         struct vnode *drop;
1924         vm_object_t m_object;
1925
1926         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1927             ("vm_page_alloc_init: page %p has unexpected queue %d",
1928             m, m->queue));
1929         KASSERT(m->wire_count == 0,
1930             ("vm_page_alloc_init: page %p is wired", m));
1931         KASSERT(m->hold_count == 0,
1932             ("vm_page_alloc_init: page %p is held", m));
1933         KASSERT(!vm_page_busied(m),
1934             ("vm_page_alloc_init: page %p is busy", m));
1935         KASSERT(m->dirty == 0,
1936             ("vm_page_alloc_init: page %p is dirty", m));
1937         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
1938             ("vm_page_alloc_init: page %p has unexpected memattr %d",
1939             m, pmap_page_get_memattr(m)));
1940         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
1941         drop = NULL;
1942         if ((m->flags & PG_CACHED) != 0) {
1943                 KASSERT((m->flags & PG_ZERO) == 0,
1944                     ("vm_page_alloc_init: cached page %p is PG_ZERO", m));
1945                 m->valid = 0;
1946                 m_object = m->object;
1947                 vm_page_cache_remove(m);
1948                 if (m_object->type == OBJT_VNODE &&
1949                     vm_object_cache_is_empty(m_object))
1950                         drop = m_object->handle;
1951         } else {
1952                 KASSERT(VM_PAGE_IS_FREE(m),
1953                     ("vm_page_alloc_init: page %p is not free", m));
1954                 KASSERT(m->valid == 0,
1955                     ("vm_page_alloc_init: free page %p is valid", m));
1956                 vm_phys_freecnt_adj(m, -1);
1957                 if ((m->flags & PG_ZERO) != 0)
1958                         vm_page_zero_count--;
1959         }
1960         /* Don't clear the PG_ZERO flag; we'll need it later. */
1961         m->flags &= PG_ZERO;
1962         return (drop);
1963 }
1964
1965 /*
1966  *      vm_page_alloc_freelist:
1967  *
1968  *      Allocate a physical page from the specified free page list.
1969  *
1970  *      The caller must always specify an allocation class.
1971  *
1972  *      allocation classes:
1973  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1974  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1975  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1976  *
1977  *      optional allocation flags:
1978  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
1979  *                              intends to allocate
1980  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1981  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1982  *
1983  *      This routine may not sleep.
1984  */
1985 vm_page_t
1986 vm_page_alloc_freelist(int flind, int req)
1987 {
1988         struct vnode *drop;
1989         vm_page_t m;
1990         u_int flags;
1991         int req_class;
1992
1993         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1994
1995         /*
1996          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1997          */
1998         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1999                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
2000
2001         /*
2002          * Do not allocate reserved pages unless the req has asked for it.
2003          */
2004         mtx_lock_flags(&vm_page_queue_free_mtx, MTX_RECURSE);
2005         if (cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > cnt.v_free_reserved ||
2006             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
2007             cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > cnt.v_interrupt_free_min) ||
2008             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
2009             cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count > 0))
2010                 m = vm_phys_alloc_freelist_pages(flind, VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
2011         else {
2012                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2013                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
2014                     max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
2015                 pagedaemon_wakeup();
2016                 return (NULL);
2017         }
2018         if (m == NULL) {
2019                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2020                 return (NULL);
2021         }
2022         drop = vm_page_alloc_init(m);
2023         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2024
2025         /*
2026          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
2027          */
2028         m->aflags = 0;
2029         flags = 0;
2030         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
2031                 flags = PG_ZERO;
2032         m->flags &= flags;
2033         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
2034                 /*
2035                  * The page lock is not required for wiring a page that does
2036                  * not belong to an object.
2037                  */
2038                 atomic_add_int(&cnt.v_wire_count, 1);
2039                 m->wire_count = 1;
2040         }
2041         /* Unmanaged pages don't use "act_count". */
2042         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
2043         if (drop != NULL)
2044                 vdrop(drop);
2045         if (vm_paging_needed())
2046                 pagedaemon_wakeup();
2047         return (m);
2048 }
2049
2050 /*
2051  *      vm_wait:        (also see VM_WAIT macro)
2052  *
2053  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2054  *      - Called in various places before memory allocations.
2055  */
2056 void
2057 vm_wait(void)
2058 {
2059
2060         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2061         if (curproc == pageproc) {
2062                 vm_pageout_pages_needed = 1;
2063                 msleep(&vm_pageout_pages_needed, &vm_page_queue_free_mtx,
2064                     PDROP | PSWP, "VMWait", 0);
2065         } else {
2066                 if (!vm_pages_needed) {
2067                         vm_pages_needed = 1;
2068                         wakeup(&vm_pages_needed);
2069                 }
2070                 msleep(&cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PVM,
2071                     "vmwait", 0);
2072         }
2073 }
2074
2075 /*
2076  *      vm_waitpfault:  (also see VM_WAITPFAULT macro)
2077  *
2078  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2079  *      - Called only in vm_fault so that processes page faulting
2080  *        can be easily tracked.
2081  *      - Sleeps at a lower priority than vm_wait() so that vm_wait()ing
2082  *        processes will be able to grab memory first.  Do not change
2083  *        this balance without careful testing first.
2084  */
2085 void
2086 vm_waitpfault(void)
2087 {
2088
2089         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2090         if (!vm_pages_needed) {
2091                 vm_pages_needed = 1;
2092                 wakeup(&vm_pages_needed);
2093         }
2094         msleep(&cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PUSER,
2095             "pfault", 0);
2096 }
2097
2098 struct vm_pagequeue *
2099 vm_page_pagequeue(vm_page_t m)
2100 {
2101
2102         return (&vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[m->queue]);
2103 }
2104
2105 /*
2106  *      vm_page_dequeue:
2107  *
2108  *      Remove the given page from its current page queue.
2109  *
2110  *      The page must be locked.
2111  */
2112 void
2113 vm_page_dequeue(vm_page_t m)
2114 {
2115         struct vm_pagequeue *pq;
2116
2117         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2118         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
2119             ("vm_page_dequeue: page %p is not queued", m));
2120         pq = vm_page_pagequeue(m);
2121         vm_pagequeue_lock(pq);
2122         m->queue = PQ_NONE;
2123         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2124         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
2125         vm_pagequeue_unlock(pq);
2126 }
2127
2128 /*
2129  *      vm_page_dequeue_locked:
2130  *
2131  *      Remove the given page from its current page queue.
2132  *
2133  *      The page and page queue must be locked.
2134  */
2135 void
2136 vm_page_dequeue_locked(vm_page_t m)
2137 {
2138         struct vm_pagequeue *pq;
2139
2140         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2141         pq = vm_page_pagequeue(m);
2142         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
2143         m->queue = PQ_NONE;
2144         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2145         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
2146 }
2147
2148 /*
2149  *      vm_page_enqueue:
2150  *
2151  *      Add the given page to the specified page queue.
2152  *
2153  *      The page must be locked.
2154  */
2155 static void
2156 vm_page_enqueue(int queue, vm_page_t m)
2157 {
2158         struct vm_pagequeue *pq;
2159
2160         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2161         pq = &vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[queue];
2162         vm_pagequeue_lock(pq);
2163         m->queue = queue;
2164         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2165         vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
2166         vm_pagequeue_unlock(pq);
2167 }
2168
2169 /*
2170  *      vm_page_requeue:
2171  *
2172  *      Move the given page to the tail of its current page queue.
2173  *
2174  *      The page must be locked.
2175  */
2176 void
2177 vm_page_requeue(vm_page_t m)
2178 {
2179         struct vm_pagequeue *pq;
2180
2181         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2182         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
2183             ("vm_page_requeue: page %p is not queued", m));
2184         pq = vm_page_pagequeue(m);
2185         vm_pagequeue_lock(pq);
2186         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2187         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2188         vm_pagequeue_unlock(pq);
2189 }
2190
2191 /*
2192  *      vm_page_requeue_locked:
2193  *
2194  *      Move the given page to the tail of its current page queue.
2195  *
2196  *      The page queue must be locked.
2197  */
2198 void
2199 vm_page_requeue_locked(vm_page_t m)
2200 {
2201         struct vm_pagequeue *pq;
2202
2203         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
2204             ("vm_page_requeue_locked: page %p is not queued", m));
2205         pq = vm_page_pagequeue(m);
2206         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
2207         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2208         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2209 }
2210
2211 /*
2212  *      vm_page_activate:
2213  *
2214  *      Put the specified page on the active list (if appropriate).
2215  *      Ensure that act_count is at least ACT_INIT but do not otherwise
2216  *      mess with it.
2217  *
2218  *      The page must be locked.
2219  */
2220 void
2221 vm_page_activate(vm_page_t m)
2222 {
2223         int queue;
2224
2225         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2226         if ((queue = m->queue) != PQ_ACTIVE) {
2227                 if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2228                         if (m->act_count < ACT_INIT)
2229                                 m->act_count = ACT_INIT;
2230                         if (queue != PQ_NONE)
2231                                 vm_page_dequeue(m);
2232                         vm_page_enqueue(PQ_ACTIVE, m);
2233                 } else
2234                         KASSERT(queue == PQ_NONE,
2235                             ("vm_page_activate: wired page %p is queued", m));
2236         } else {
2237                 if (m->act_count < ACT_INIT)
2238                         m->act_count = ACT_INIT;
2239         }
2240 }
2241
2242 /*
2243  *      vm_page_free_wakeup:
2244  *
2245  *      Helper routine for vm_page_free_toq() and vm_page_cache().  This
2246  *      routine is called when a page has been added to the cache or free
2247  *      queues.
2248  *
2249  *      The page queues must be locked.
2250  */
2251 static inline void
2252 vm_page_free_wakeup(void)
2253 {
2254
2255         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2256         /*
2257          * if pageout daemon needs pages, then tell it that there are
2258          * some free.
2259          */
2260         if (vm_pageout_pages_needed &&
2261             cnt.v_cache_count + cnt.v_free_count >= cnt.v_pageout_free_min) {
2262                 wakeup(&vm_pageout_pages_needed);
2263                 vm_pageout_pages_needed = 0;
2264         }
2265         /*
2266          * wakeup processes that are waiting on memory if we hit a
2267          * high water mark. And wakeup scheduler process if we have
2268          * lots of memory. this process will swapin processes.
2269          */
2270         if (vm_pages_needed && !vm_page_count_min()) {
2271                 vm_pages_needed = 0;
2272                 wakeup(&cnt.v_free_count);
2273         }
2274 }
2275
2276 /*
2277  *      Turn a cached page into a free page, by changing its attributes.
2278  *      Keep the statistics up-to-date.
2279  *
2280  *      The free page queue must be locked.
2281  */
2282 static void
2283 vm_page_cache_turn_free(vm_page_t m)
2284 {
2285
2286         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2287
2288         m->object = NULL;
2289         m->valid = 0;
2290         /* Clear PG_CACHED and set PG_FREE. */
2291         m->flags ^= PG_CACHED | PG_FREE;
2292         KASSERT((m->flags & (PG_CACHED | PG_FREE)) == PG_FREE,
2293             ("vm_page_cache_free: page %p has inconsistent flags", m));
2294         cnt.v_cache_count--;
2295         vm_phys_freecnt_adj(m, 1);
2296 }
2297
2298 /*
2299  *      vm_page_free_toq:
2300  *
2301  *      Returns the given page to the free list,
2302  *      disassociating it with any VM object.
2303  *
2304  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is managed.
2305  */
2306 void
2307 vm_page_free_toq(vm_page_t m)
2308 {
2309
2310         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2311                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2312                 KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
2313                     ("vm_page_free_toq: freeing mapped page %p", m));
2314         } else
2315                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
2316                     ("vm_page_free_toq: unmanaged page %p is queued", m));
2317         PCPU_INC(cnt.v_tfree);
2318
2319         if (VM_PAGE_IS_FREE(m))
2320                 panic("vm_page_free: freeing free page %p", m);
2321         else if (vm_page_sbusied(m))
2322                 panic("vm_page_free: freeing busy page %p", m);
2323
2324         /*
2325          * Unqueue, then remove page.  Note that we cannot destroy
2326          * the page here because we do not want to call the pager's
2327          * callback routine until after we've put the page on the
2328          * appropriate free queue.
2329          */
2330         vm_page_remque(m);
2331         vm_page_remove(m);
2332
2333         /*
2334          * If fictitious remove object association and
2335          * return, otherwise delay object association removal.
2336          */
2337         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2338                 return;
2339         }
2340
2341         m->valid = 0;
2342         vm_page_undirty(m);
2343
2344         if (m->wire_count != 0)
2345                 panic("vm_page_free: freeing wired page %p", m);
2346         if (m->hold_count != 0) {
2347                 m->flags &= ~PG_ZERO;
2348                 KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2349                     ("vm_page_free: freeing PG_UNHOLDFREE page %p", m));
2350                 m->flags |= PG_UNHOLDFREE;
2351         } else {
2352                 /*
2353                  * Restore the default memory attribute to the page.
2354                  */
2355                 if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2356                         pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
2357
2358                 /*
2359                  * Insert the page into the physical memory allocator's
2360                  * cache/free page queues.
2361                  */
2362                 mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2363                 m->flags |= PG_FREE;
2364                 vm_phys_freecnt_adj(m, 1);
2365 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2366                 if (!vm_reserv_free_page(m))
2367 #else
2368                 if (TRUE)
2369 #endif
2370                         vm_phys_free_pages(m, 0);
2371                 if ((m->flags & PG_ZERO) != 0)
2372                         ++vm_page_zero_count;
2373                 else
2374                         vm_page_zero_idle_wakeup();
2375                 vm_page_free_wakeup();
2376                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2377         }
2378 }
2379
2380 /*
2381  *      vm_page_wire:
2382  *
2383  *      Mark this page as wired down by yet
2384  *      another map, removing it from paging queues
2385  *      as necessary.
2386  *
2387  *      If the page is fictitious, then its wire count must remain one.
2388  *
2389  *      The page must be locked.
2390  */
2391 void
2392 vm_page_wire(vm_page_t m)
2393 {
2394
2395         /*
2396          * Only bump the wire statistics if the page is not already wired,
2397          * and only unqueue the page if it is on some queue (if it is unmanaged
2398          * it is already off the queues).
2399          */
2400         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2401         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2402                 KASSERT(m->wire_count == 1,
2403                     ("vm_page_wire: fictitious page %p's wire count isn't one",
2404                     m));
2405                 return;
2406         }
2407         if (m->wire_count == 0) {
2408                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 ||
2409                     m->queue == PQ_NONE,
2410                     ("vm_page_wire: unmanaged page %p is queued", m));
2411                 vm_page_remque(m);
2412                 atomic_add_int(&cnt.v_wire_count, 1);
2413         }
2414         m->wire_count++;
2415         KASSERT(m->wire_count != 0, ("vm_page_wire: wire_count overflow m=%p", m));
2416 }
2417
2418 /*
2419  * vm_page_unwire:
2420  *
2421  * Release one wiring of the specified page, potentially enabling it to be
2422  * paged again.  If paging is enabled, then the value of the parameter
2423  * "activate" determines to which queue the page is added.  If "activate" is
2424  * non-zero, then the page is added to the active queue.  Otherwise, it is
2425  * added to the inactive queue.
2426  *
2427  * However, unless the page belongs to an object, it is not enqueued because
2428  * it cannot be paged out.
2429  *
2430  * If a page is fictitious, then its wire count must always be one.
2431  *
2432  * A managed page must be locked.
2433  */
2434 void
2435 vm_page_unwire(vm_page_t m, int activate)
2436 {
2437
2438         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2439                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2440         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2441                 KASSERT(m->wire_count == 1,
2442             ("vm_page_unwire: fictitious page %p's wire count isn't one", m));
2443                 return;
2444         }
2445         if (m->wire_count > 0) {
2446                 m->wire_count--;
2447                 if (m->wire_count == 0) {
2448                         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
2449                         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 ||
2450                             m->object == NULL)
2451                                 return;
2452                         if (!activate)
2453                                 m->flags &= ~PG_WINATCFLS;
2454                         vm_page_enqueue(activate ? PQ_ACTIVE : PQ_INACTIVE, m);
2455                 }
2456         } else
2457                 panic("vm_page_unwire: page %p's wire count is zero", m);
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Move the specified page to the inactive queue.
2462  *
2463  * Many pages placed on the inactive queue should actually go
2464  * into the cache, but it is difficult to figure out which.  What
2465  * we do instead, if the inactive target is well met, is to put
2466  * clean pages at the head of the inactive queue instead of the tail.
2467  * This will cause them to be moved to the cache more quickly and
2468  * if not actively re-referenced, reclaimed more quickly.  If we just
2469  * stick these pages at the end of the inactive queue, heavy filesystem
2470  * meta-data accesses can cause an unnecessary paging load on memory bound 
2471  * processes.  This optimization causes one-time-use metadata to be
2472  * reused more quickly.
2473  *
2474  * Normally athead is 0 resulting in LRU operation.  athead is set
2475  * to 1 if we want this page to be 'as if it were placed in the cache',
2476  * except without unmapping it from the process address space.
2477  *
2478  * The page must be locked.
2479  */
2480 static inline void
2481 _vm_page_deactivate(vm_page_t m, int athead)
2482 {
2483         struct vm_pagequeue *pq;
2484         int queue;
2485
2486         vm_page_assert_locked(m);
2487
2488         /*
2489          * Ignore if the page is already inactive, unless it is unlikely to be
2490          * reactivated.
2491          */
2492         if ((queue = m->queue) == PQ_INACTIVE && !athead)
2493                 return;
2494         if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2495                 pq = &vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE];
2496                 /* Avoid multiple acquisitions of the inactive queue lock. */
2497                 if (queue == PQ_INACTIVE) {
2498                         vm_pagequeue_lock(pq);
2499                         vm_page_dequeue_locked(m);
2500                 } else {
2501                         if (queue != PQ_NONE)
2502                                 vm_page_dequeue(m);
2503                         m->flags &= ~PG_WINATCFLS;
2504                         vm_pagequeue_lock(pq);
2505                 }
2506                 m->queue = PQ_INACTIVE;
2507                 if (athead)
2508                         TAILQ_INSERT_HEAD(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2509                 else
2510                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2511                 vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
2512                 vm_pagequeue_unlock(pq);
2513         }
2514 }
2515
2516 /*
2517  * Move the specified page to the inactive queue.
2518  *
2519  * The page must be locked.
2520  */
2521 void
2522 vm_page_deactivate(vm_page_t m)
2523 {
2524
2525         _vm_page_deactivate(m, 0);
2526 }
2527
2528 /*
2529  * vm_page_try_to_cache:
2530  *
2531  * Returns 0 on failure, 1 on success
2532  */
2533 int
2534 vm_page_try_to_cache(vm_page_t m)
2535 {
2536
2537         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2538         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2539         if (m->dirty || m->hold_count || m->wire_count ||
2540             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || vm_page_busied(m))
2541                 return (0);
2542         pmap_remove_all(m);
2543         if (m->dirty)
2544                 return (0);
2545         vm_page_cache(m);
2546         return (1);
2547 }
2548
2549 /*
2550  * vm_page_try_to_free()
2551  *
2552  *      Attempt to free the page.  If we cannot free it, we do nothing.
2553  *      1 is returned on success, 0 on failure.
2554  */
2555 int
2556 vm_page_try_to_free(vm_page_t m)
2557 {
2558
2559         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2560         if (m->object != NULL)
2561                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2562         if (m->dirty || m->hold_count || m->wire_count ||
2563             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || vm_page_busied(m))
2564                 return (0);
2565         pmap_remove_all(m);
2566         if (m->dirty)
2567                 return (0);
2568         vm_page_free(m);
2569         return (1);
2570 }
2571
2572 /*
2573  * vm_page_cache
2574  *
2575  * Put the specified page onto the page cache queue (if appropriate).
2576  *
2577  * The object and page must be locked.
2578  */
2579 void
2580 vm_page_cache(vm_page_t m)
2581 {
2582         vm_object_t object;
2583         boolean_t cache_was_empty;
2584
2585         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2586         object = m->object;
2587         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2588         if (vm_page_busied(m) || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) ||
2589             m->hold_count || m->wire_count)
2590                 panic("vm_page_cache: attempting to cache busy page");
2591         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
2592             ("vm_page_cache: page %p is mapped", m));
2593         KASSERT(m->dirty == 0, ("vm_page_cache: page %p is dirty", m));
2594         if (m->valid == 0 || object->type == OBJT_DEFAULT ||
2595             (object->type == OBJT_SWAP &&
2596             !vm_pager_has_page(object, m->pindex, NULL, NULL))) {
2597                 /*
2598                  * Hypothesis: A cache-elgible page belonging to a
2599                  * default object or swap object but without a backing
2600                  * store must be zero filled.
2601                  */
2602                 vm_page_free(m);
2603                 return;
2604         }
2605         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) == 0,
2606             ("vm_page_cache: page %p is already cached", m));
2607
2608         /*
2609          * Remove the page from the paging queues.
2610          */
2611         vm_page_remque(m);
2612
2613         /*
2614          * Remove the page from the object's collection of resident
2615          * pages. 
2616          */
2617         vm_radix_remove(&object->rtree, m->pindex);
2618         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
2619         object->resident_page_count--;
2620
2621         /*
2622          * Restore the default memory attribute to the page.
2623          */
2624         if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2625                 pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
2626
2627         /*
2628          * Insert the page into the object's collection of cached pages
2629          * and the physical memory allocator's cache/free page queues.
2630          */
2631         m->flags &= ~PG_ZERO;
2632         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2633         cache_was_empty = vm_radix_is_empty(&object->cache);
2634         if (vm_radix_insert(&object->cache, m)) {
2635                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2636                 if (object->type == OBJT_VNODE &&
2637                     object->resident_page_count == 0)
2638                         vdrop(object->handle);
2639                 m->object = NULL;
2640                 vm_page_free(m);
2641                 return;
2642         }
2643
2644         /*
2645          * The above call to vm_radix_insert() could reclaim the one pre-
2646          * existing cached page from this object, resulting in a call to
2647          * vdrop().
2648          */
2649         if (!cache_was_empty)
2650                 cache_was_empty = vm_radix_is_singleton(&object->cache);
2651
2652         m->flags |= PG_CACHED;
2653         cnt.v_cache_count++;
2654         PCPU_INC(cnt.v_tcached);
2655 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2656         if (!vm_reserv_free_page(m)) {
2657 #else
2658         if (TRUE) {
2659 #endif
2660                 vm_phys_set_pool(VM_FREEPOOL_CACHE, m, 0);
2661                 vm_phys_free_pages(m, 0);
2662         }
2663         vm_page_free_wakeup();
2664         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2665
2666         /*
2667          * Increment the vnode's hold count if this is the object's only
2668          * cached page.  Decrement the vnode's hold count if this was
2669          * the object's only resident page.
2670          */
2671         if (object->type == OBJT_VNODE) {
2672                 if (cache_was_empty && object->resident_page_count != 0)
2673                         vhold(object->handle);
2674                 else if (!cache_was_empty && object->resident_page_count == 0)
2675                         vdrop(object->handle);
2676         }
2677 }
2678
2679 /*
2680  * vm_page_advise
2681  *
2682  *      Deactivate or do nothing, as appropriate.  This routine is used
2683  *      by madvise() and vop_stdadvise().
2684  *
2685  *      The object and page must be locked.
2686  */
2687 void
2688 vm_page_advise(vm_page_t m, int advice)
2689 {
2690
2691         vm_page_assert_locked(m);
2692         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2693         if (advice == MADV_FREE)
2694                 /*
2695                  * Mark the page clean.  This will allow the page to be freed
2696                  * up by the system.  However, such pages are often reused
2697                  * quickly by malloc() so we do not do anything that would
2698                  * cause a page fault if we can help it.
2699                  *
2700                  * Specifically, we do not try to actually free the page now
2701                  * nor do we try to put it in the cache (which would cause a
2702                  * page fault on reuse).
2703                  *
2704                  * But we do make the page as freeable as we can without
2705                  * actually taking the step of unmapping it.
2706                  */
2707                 vm_page_undirty(m);
2708         else if (advice != MADV_DONTNEED)
2709                 return;
2710
2711         /*
2712          * Clear any references to the page.  Otherwise, the page daemon will
2713          * immediately reactivate the page.
2714          */
2715         vm_page_aflag_clear(m, PGA_REFERENCED);
2716
2717         if (advice != MADV_FREE && m->dirty == 0 && pmap_is_modified(m))
2718                 vm_page_dirty(m);
2719
2720         /*
2721          * Place clean pages at the head of the inactive queue rather than the
2722          * tail, thus defeating the queue's LRU operation and ensuring that the
2723          * page will be reused quickly.
2724          */
2725         _vm_page_deactivate(m, m->dirty == 0);
2726 }
2727
2728 /*
2729  * Grab a page, waiting until we are waken up due to the page
2730  * changing state.  We keep on waiting, if the page continues
2731  * to be in the object.  If the page doesn't exist, first allocate it
2732  * and then conditionally zero it.
2733  *
2734  * This routine may sleep.
2735  *
2736  * The object must be locked on entry.  The lock will, however, be released
2737  * and reacquired if the routine sleeps.
2738  */
2739 vm_page_t
2740 vm_page_grab(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags)
2741 {
2742         vm_page_t m;
2743         int sleep;
2744
2745         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2746         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) == 0 ||
2747             (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0,
2748             ("vm_page_grab: VM_ALLOC_SBUSY/VM_ALLOC_IGN_SBUSY mismatch"));
2749 retrylookup:
2750         if ((m = vm_page_lookup(object, pindex)) != NULL) {
2751                 sleep = (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0 ?
2752                     vm_page_xbusied(m) : vm_page_busied(m);
2753                 if (sleep) {
2754                         /*
2755                          * Reference the page before unlocking and
2756                          * sleeping so that the page daemon is less
2757                          * likely to reclaim it.
2758                          */
2759                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2760                         vm_page_lock(m);
2761                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2762                         vm_page_busy_sleep(m, "pgrbwt", (allocflags &
2763                             VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0);
2764                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2765                         goto retrylookup;
2766                 } else {
2767                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
2768                                 vm_page_lock(m);
2769                                 vm_page_wire(m);
2770                                 vm_page_unlock(m);
2771                         }
2772                         if ((allocflags &
2773                             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
2774                                 vm_page_xbusy(m);
2775                         if ((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
2776                                 vm_page_sbusy(m);
2777                         return (m);
2778                 }
2779         }
2780         m = vm_page_alloc(object, pindex, allocflags & ~VM_ALLOC_IGN_SBUSY);
2781         if (m == NULL) {
2782                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2783                 VM_WAIT;
2784                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
2785                 goto retrylookup;
2786         } else if (m->valid != 0)
2787                 return (m);
2788         if (allocflags & VM_ALLOC_ZERO && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
2789                 pmap_zero_page(m);
2790         return (m);
2791 }
2792
2793 /*
2794  * Mapping function for valid or dirty bits in a page.
2795  *
2796  * Inputs are required to range within a page.
2797  */
2798 vm_page_bits_t
2799 vm_page_bits(int base, int size)
2800 {
2801         int first_bit;
2802         int last_bit;
2803
2804         KASSERT(
2805             base + size <= PAGE_SIZE,
2806             ("vm_page_bits: illegal base/size %d/%d", base, size)
2807         );
2808
2809         if (size == 0)          /* handle degenerate case */
2810                 return (0);
2811
2812         first_bit = base >> DEV_BSHIFT;
2813         last_bit = (base + size - 1) >> DEV_BSHIFT;
2814
2815         return (((vm_page_bits_t)2 << last_bit) -
2816             ((vm_page_bits_t)1 << first_bit));
2817 }
2818
2819 /*
2820  *      vm_page_set_valid_range:
2821  *
2822  *      Sets portions of a page valid.  The arguments are expected
2823  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
2824  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
2825  *      such chunks will be zeroed.
2826  *
2827  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
2828  */
2829 void
2830 vm_page_set_valid_range(vm_page_t m, int base, int size)
2831 {
2832         int endoff, frag;
2833
2834         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2835         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
2836                 return;
2837
2838         /*
2839          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
2840          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
2841          * first block.
2842          */
2843         if ((frag = base & ~(DEV_BSIZE - 1)) != base &&
2844             (m->valid & (1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
2845                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
2846
2847         /*
2848          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the 
2849          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
2850          * the last block.
2851          */
2852         endoff = base + size;
2853         if ((frag = endoff & ~(DEV_BSIZE - 1)) != endoff &&
2854             (m->valid & (1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
2855                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
2856                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
2857
2858         /*
2859          * Assert that no previously invalid block that is now being validated
2860          * is already dirty. 
2861          */
2862         KASSERT((~m->valid & vm_page_bits(base, size) & m->dirty) == 0,
2863             ("vm_page_set_valid_range: page %p is dirty", m));
2864
2865         /*
2866          * Set valid bits inclusive of any overlap.
2867          */
2868         m->valid |= vm_page_bits(base, size);
2869 }
2870
2871 /*
2872  * Clear the given bits from the specified page's dirty field.
2873  */
2874 static __inline void
2875 vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits)
2876 {
2877         uintptr_t addr;
2878 #if PAGE_SIZE < 16384
2879         int shift;
2880 #endif
2881
2882         /*
2883          * If the object is locked and the page is neither exclusive busy nor
2884          * write mapped, then the page's dirty field cannot possibly be
2885          * set by a concurrent pmap operation.
2886          */
2887         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2888         if (!vm_page_xbusied(m) && !pmap_page_is_write_mapped(m))
2889                 m->dirty &= ~pagebits;
2890         else {
2891                 /*
2892                  * The pmap layer can call vm_page_dirty() without
2893                  * holding a distinguished lock.  The combination of
2894                  * the object's lock and an atomic operation suffice
2895                  * to guarantee consistency of the page dirty field.
2896                  *
2897                  * For PAGE_SIZE == 32768 case, compiler already
2898                  * properly aligns the dirty field, so no forcible
2899                  * alignment is needed. Only require existence of
2900                  * atomic_clear_64 when page size is 32768.
2901                  */
2902                 addr = (uintptr_t)&m->dirty;
2903 #if PAGE_SIZE == 32768
2904                 atomic_clear_64((uint64_t *)addr, pagebits);
2905 #elif PAGE_SIZE == 16384
2906                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits);
2907 #else           /* PAGE_SIZE <= 8192 */
2908                 /*
2909                  * Use a trick to perform a 32-bit atomic on the
2910                  * containing aligned word, to not depend on the existence
2911                  * of atomic_clear_{8, 16}.
2912                  */
2913                 shift = addr & (sizeof(uint32_t) - 1);
2914 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
2915                 shift = (sizeof(uint32_t) - sizeof(m->dirty) - shift) * NBBY;
2916 #else
2917                 shift *= NBBY;
2918 #endif
2919                 addr &= ~(sizeof(uint32_t) - 1);
2920                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits << shift);
2921 #endif          /* PAGE_SIZE */
2922         }
2923 }
2924
2925 /*
2926  *      vm_page_set_validclean:
2927  *
2928  *      Sets portions of a page valid and clean.  The arguments are expected
2929  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
2930  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
2931  *      such chunks will be zero'd.
2932  *
2933  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
2934  */
2935 void
2936 vm_page_set_validclean(vm_page_t m, int base, int size)
2937 {
2938         vm_page_bits_t oldvalid, pagebits;
2939         int endoff, frag;
2940
2941         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2942         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
2943                 return;
2944
2945         /*
2946          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
2947          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
2948          * first block.
2949          */
2950         if ((frag = base & ~(DEV_BSIZE - 1)) != base &&
2951             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
2952                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
2953
2954         /*
2955          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the 
2956          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
2957          * the last block.
2958          */
2959         endoff = base + size;
2960         if ((frag = endoff & ~(DEV_BSIZE - 1)) != endoff &&
2961             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
2962                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
2963                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
2964
2965         /*
2966          * Set valid, clear dirty bits.  If validating the entire
2967          * page we can safely clear the pmap modify bit.  We also
2968          * use this opportunity to clear the VPO_NOSYNC flag.  If a process
2969          * takes a write fault on a MAP_NOSYNC memory area the flag will
2970          * be set again.
2971          *
2972          * We set valid bits inclusive of any overlap, but we can only
2973          * clear dirty bits for DEV_BSIZE chunks that are fully within
2974          * the range.
2975          */
2976         oldvalid = m->valid;
2977         pagebits = vm_page_bits(base, size);
2978         m->valid |= pagebits;
2979 #if 0   /* NOT YET */
2980         if ((frag = base & (DEV_BSIZE - 1)) != 0) {
2981                 frag = DEV_BSIZE - frag;
2982                 base += frag;
2983                 size -= frag;
2984                 if (size < 0)
2985                         size = 0;
2986         }
2987         pagebits = vm_page_bits(base, size & (DEV_BSIZE - 1));
2988 #endif
2989         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
2990                 /*
2991                  * The page can only be modified within the pmap if it is
2992                  * mapped, and it can only be mapped if it was previously
2993                  * fully valid.
2994                  */
2995                 if (oldvalid == VM_PAGE_BITS_ALL)
2996                         /*
2997                          * Perform the pmap_clear_modify() first.  Otherwise,
2998                          * a concurrent pmap operation, such as
2999                          * pmap_protect(), could clear a modification in the
3000                          * pmap and set the dirty field on the page before
3001                          * pmap_clear_modify() had begun and after the dirty
3002                          * field was cleared here.
3003                          */
3004                         pmap_clear_modify(m);
3005                 m->dirty = 0;
3006                 m->oflags &= ~VPO_NOSYNC;
3007         } else if (oldvalid != VM_PAGE_BITS_ALL)
3008                 m->dirty &= ~pagebits;
3009         else
3010                 vm_page_clear_dirty_mask(m, pagebits);
3011 }
3012
3013 void
3014 vm_page_clear_dirty(vm_page_t m, int base, int size)
3015 {
3016
3017         vm_page_clear_dirty_mask(m, vm_page_bits(base, size));
3018 }
3019
3020 /*
3021  *      vm_page_set_invalid:
3022  *
3023  *      Invalidates DEV_BSIZE'd chunks within a page.  Both the
3024  *      valid and dirty bits for the effected areas are cleared.
3025  */
3026 void
3027 vm_page_set_invalid(vm_page_t m, int base, int size)
3028 {
3029         vm_page_bits_t bits;
3030         vm_object_t object;
3031
3032         object = m->object;
3033         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3034         if (object->type == OBJT_VNODE && base == 0 && IDX_TO_OFF(m->pindex) +
3035             size >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
3036                 bits = VM_PAGE_BITS_ALL;
3037         else
3038                 bits = vm_page_bits(base, size);
3039         if (object->ref_count != 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3040             bits != 0)
3041                 pmap_remove_all(m);
3042         KASSERT((bits == 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) ||
3043             !pmap_page_is_mapped(m),
3044             ("vm_page_set_invalid: page %p is mapped", m));
3045         m->valid &= ~bits;
3046         m->dirty &= ~bits;
3047 }
3048
3049 /*
3050  * vm_page_zero_invalid()
3051  *
3052  *      The kernel assumes that the invalid portions of a page contain 
3053  *      garbage, but such pages can be mapped into memory by user code.
3054  *      When this occurs, we must zero out the non-valid portions of the
3055  *      page so user code sees what it expects.
3056  *
3057  *      Pages are most often semi-valid when the end of a file is mapped 
3058  *      into memory and the file's size is not page aligned.
3059  */
3060 void
3061 vm_page_zero_invalid(vm_page_t m, boolean_t setvalid)
3062 {
3063         int b;
3064         int i;
3065
3066         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3067         /*
3068          * Scan the valid bits looking for invalid sections that
3069          * must be zeroed.  Invalid sub-DEV_BSIZE'd areas ( where the
3070          * valid bit may be set ) have already been zeroed by
3071          * vm_page_set_validclean().
3072          */
3073         for (b = i = 0; i <= PAGE_SIZE / DEV_BSIZE; ++i) {
3074                 if (i == (PAGE_SIZE / DEV_BSIZE) || 
3075                     (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << i))) {
3076                         if (i > b) {
3077                                 pmap_zero_page_area(m, 
3078                                     b << DEV_BSHIFT, (i - b) << DEV_BSHIFT);
3079                         }
3080                         b = i + 1;
3081                 }
3082         }
3083
3084         /*
3085          * setvalid is TRUE when we can safely set the zero'd areas
3086          * as being valid.  We can do this if there are no cache consistancy
3087          * issues.  e.g. it is ok to do with UFS, but not ok to do with NFS.
3088          */
3089         if (setvalid)
3090                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3091 }
3092
3093 /*
3094  *      vm_page_is_valid:
3095  *
3096  *      Is (partial) page valid?  Note that the case where size == 0
3097  *      will return FALSE in the degenerate case where the page is
3098  *      entirely invalid, and TRUE otherwise.
3099  */
3100 int
3101 vm_page_is_valid(vm_page_t m, int base, int size)
3102 {
3103         vm_page_bits_t bits;
3104
3105         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3106         bits = vm_page_bits(base, size);
3107         return (m->valid != 0 && (m->valid & bits) == bits);
3108 }
3109
3110 /*
3111  *      vm_page_ps_is_valid:
3112  *
3113  *      Returns TRUE if the entire (super)page is valid and FALSE otherwise.
3114  */
3115 boolean_t
3116 vm_page_ps_is_valid(vm_page_t m)
3117 {
3118         int i, npages;
3119
3120         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3121         npages = atop(pagesizes[m->psind]);
3122
3123         /*
3124          * The physically contiguous pages that make up a superpage, i.e., a
3125          * page with a page size index ("psind") greater than zero, will
3126          * occupy adjacent entries in vm_page_array[].
3127          */
3128         for (i = 0; i < npages; i++) {
3129                 if (m[i].valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
3130                         return (FALSE);
3131         }
3132         return (TRUE);
3133 }
3134
3135 /*
3136  * Set the page's dirty bits if the page is modified.
3137  */
3138 void
3139 vm_page_test_dirty(vm_page_t m)
3140 {
3141
3142         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3143         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL && pmap_is_modified(m))
3144                 vm_page_dirty(m);
3145 }
3146
3147 void
3148 vm_page_lock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3149 {
3150
3151         mtx_lock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
3152 }
3153
3154 void
3155 vm_page_unlock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3156 {
3157
3158         mtx_unlock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
3159 }
3160
3161 int
3162 vm_page_trylock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3163 {
3164
3165         return (mtx_trylock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line));
3166 }
3167
3168 #if defined(INVARIANTS) || defined(INVARIANT_SUPPORT)
3169 void
3170 vm_page_assert_locked_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3171 {
3172
3173         vm_page_lock_assert_KBI(m, MA_OWNED, file, line);
3174 }
3175
3176 void
3177 vm_page_lock_assert_KBI(vm_page_t m, int a, const char *file, int line)
3178 {
3179
3180         mtx_assert_(vm_page_lockptr(m), a, file, line);
3181 }
3182 #endif
3183
3184 #ifdef INVARIANTS
3185 void
3186 vm_page_object_lock_assert(vm_page_t m)
3187 {
3188
3189         /*
3190          * Certain of the page's fields may only be modified by the
3191          * holder of the containing object's lock or the exclusive busy.
3192          * holder.  Unfortunately, the holder of the write busy is
3193          * not recorded, and thus cannot be checked here.
3194          */
3195         if (m->object != NULL && !vm_page_xbusied(m))
3196                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3197 }
3198
3199 void
3200 vm_page_assert_pga_writeable(vm_page_t m, uint8_t bits)
3201 {
3202
3203         if ((bits & PGA_WRITEABLE) == 0)
3204                 return;
3205
3206         /*
3207          * The PGA_WRITEABLE flag can only be set if the page is
3208          * managed, is exclusively busied or the object is locked.
3209          * Currently, this flag is only set by pmap_enter().
3210          */
3211         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3212             ("PGA_WRITEABLE on unmanaged page"));
3213         if (!vm_page_xbusied(m))
3214                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3215 }
3216 #endif
3217
3218 #include "opt_ddb.h"
3219 #ifdef DDB
3220 #include <sys/kernel.h>
3221
3222 #include <ddb/ddb.h>
3223
3224 DB_SHOW_COMMAND(page, vm_page_print_page_info)
3225 {
3226         db_printf("cnt.v_free_count: %d\n", cnt.v_free_count);
3227         db_printf("cnt.v_cache_count: %d\n", cnt.v_cache_count);
3228         db_printf("cnt.v_inactive_count: %d\n", cnt.v_inactive_count);
3229         db_printf("cnt.v_active_count: %d\n", cnt.v_active_count);
3230         db_printf("cnt.v_wire_count: %d\n", cnt.v_wire_count);
3231         db_printf("cnt.v_free_reserved: %d\n", cnt.v_free_reserved);
3232         db_printf("cnt.v_free_min: %d\n", cnt.v_free_min);
3233         db_printf("cnt.v_free_target: %d\n", cnt.v_free_target);
3234         db_printf("cnt.v_cache_min: %d\n", cnt.v_cache_min);
3235         db_printf("cnt.v_inactive_target: %d\n", cnt.v_inactive_target);
3236 }
3237
3238 DB_SHOW_COMMAND(pageq, vm_page_print_pageq_info)
3239 {
3240         int dom;
3241
3242         db_printf("pq_free %d pq_cache %d\n",
3243             cnt.v_free_count, cnt.v_cache_count);
3244         for (dom = 0; dom < vm_ndomains; dom++) {
3245                 db_printf(
3246         "dom %d page_cnt %d free %d pq_act %d pq_inact %d pass %d\n",
3247                     dom,
3248                     vm_dom[dom].vmd_page_count,
3249                     vm_dom[dom].vmd_free_count,
3250                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_cnt,
3251                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_cnt,
3252                     vm_dom[dom].vmd_pass);
3253         }
3254 }
3255
3256 DB_SHOW_COMMAND(pginfo, vm_page_print_pginfo)
3257 {
3258         vm_page_t m;
3259         boolean_t phys;
3260
3261         if (!have_addr) {
3262                 db_printf("show pginfo addr\n");
3263                 return;
3264         }
3265
3266         phys = strchr(modif, 'p') != NULL;
3267         if (phys)
3268                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(addr);
3269         else
3270                 m = (vm_page_t)addr;
3271         db_printf(
3272     "page %p obj %p pidx 0x%jx phys 0x%jx q %d hold %d wire %d\n"
3273     "  af 0x%x of 0x%x f 0x%x act %d busy %x valid 0x%x dirty 0x%x\n",
3274             m, m->object, (uintmax_t)m->pindex, (uintmax_t)m->phys_addr,
3275             m->queue, m->hold_count, m->wire_count, m->aflags, m->oflags,
3276             m->flags, m->act_count, m->busy_lock, m->valid, m->dirty);
3277 }
3278 #endif /* DDB */