147c221a88c6cabf413d97040b8626b687939f85
[dragonfly.git] / sys / vm / vm_page.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
6  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
18  *    without specific prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
30  * SUCH DAMAGE.
31  *
32  *      from: @(#)vm_page.c     7.4 (Berkeley) 5/7/91
33  * $FreeBSD: src/sys/vm/vm_page.c,v 1.147.2.18 2002/03/10 05:03:19 alc Exp $
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  * Resident memory management module.  The module manipulates 'VM pages'.
64  * A VM page is the core building block for memory management.
65  */
66
67 #include <sys/param.h>
68 #include <sys/systm.h>
69 #include <sys/malloc.h>
70 #include <sys/proc.h>
71 #include <sys/vmmeter.h>
72 #include <sys/vnode.h>
73 #include <sys/kernel.h>
74 #include <sys/alist.h>
75 #include <sys/sysctl.h>
76 #include <sys/cpu_topology.h>
77
78 #include <vm/vm.h>
79 #include <vm/vm_param.h>
80 #include <sys/lock.h>
81 #include <vm/vm_kern.h>
82 #include <vm/pmap.h>
83 #include <vm/vm_map.h>
84 #include <vm/vm_object.h>
85 #include <vm/vm_page.h>
86 #include <vm/vm_pageout.h>
87 #include <vm/vm_pager.h>
88 #include <vm/vm_extern.h>
89 #include <vm/swap_pager.h>
90
91 #include <machine/inttypes.h>
92 #include <machine/md_var.h>
93 #include <machine/specialreg.h>
94
95 #include <vm/vm_page2.h>
96 #include <sys/spinlock2.h>
97
98 /*
99  * Action hash for user umtx support.
100  */
101 #define VMACTION_HSIZE          256
102 #define VMACTION_HMASK          (VMACTION_HSIZE - 1)
103
104 /*
105  * SET - Minimum required set associative size, must be a power of 2.  We
106  *       want this to match or exceed the set-associativeness of the cpu.
107  *
108  * GRP - A larger set that allows bleed-over into the domains of other
109  *       nearby cpus.  Also must be a power of 2.  Used by the page zeroing
110  *       code to smooth things out a bit.
111  */
112 #define PQ_SET_ASSOC            16
113 #define PQ_SET_ASSOC_MASK       (PQ_SET_ASSOC - 1)
114
115 #define PQ_GRP_ASSOC            (PQ_SET_ASSOC * 2)
116 #define PQ_GRP_ASSOC_MASK       (PQ_GRP_ASSOC - 1)
117
118 static void vm_page_queue_init(void);
119 static void vm_page_free_wakeup(void);
120 static vm_page_t vm_page_select_cache(u_short pg_color);
121 static vm_page_t _vm_page_list_find2(int basequeue, int index);
122 static void _vm_page_deactivate_locked(vm_page_t m, int athead);
123
124 /*
125  * Array of tailq lists
126  */
127 __cachealign struct vpgqueues vm_page_queues[PQ_COUNT];
128
129 LIST_HEAD(vm_page_action_list, vm_page_action);
130
131 struct vm_page_action_hash {
132         struct vm_page_action_list list;
133         struct lock     lk;
134 } __cachealign;
135
136 struct vm_page_action_hash      action_hash[VMACTION_HSIZE];
137 static volatile int vm_pages_waiting;
138
139 static struct alist vm_contig_alist;
140 static struct almeta vm_contig_ameta[ALIST_RECORDS_65536];
141 static struct spinlock vm_contig_spin = SPINLOCK_INITIALIZER(&vm_contig_spin, "vm_contig_spin");
142
143 static u_long vm_dma_reserved = 0;
144 TUNABLE_ULONG("vm.dma_reserved", &vm_dma_reserved);
145 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, dma_reserved, CTLFLAG_RD, &vm_dma_reserved, 0,
146             "Memory reserved for DMA");
147 SYSCTL_UINT(_vm, OID_AUTO, dma_free_pages, CTLFLAG_RD,
148             &vm_contig_alist.bl_free, 0, "Memory reserved for DMA");
149
150 static int vm_contig_verbose = 0;
151 TUNABLE_INT("vm.contig_verbose", &vm_contig_verbose);
152
153 RB_GENERATE2(vm_page_rb_tree, vm_page, rb_entry, rb_vm_page_compare,
154              vm_pindex_t, pindex);
155
156 static void
157 vm_page_queue_init(void) 
158 {
159         int i;
160
161         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++)
162                 vm_page_queues[PQ_FREE+i].cnt_offset =
163                         offsetof(struct vmstats, v_free_count);
164         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++)
165                 vm_page_queues[PQ_CACHE+i].cnt_offset =
166                         offsetof(struct vmstats, v_cache_count);
167         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++)
168                 vm_page_queues[PQ_INACTIVE+i].cnt_offset =
169                         offsetof(struct vmstats, v_inactive_count);
170         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++)
171                 vm_page_queues[PQ_ACTIVE+i].cnt_offset =
172                         offsetof(struct vmstats, v_active_count);
173         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++)
174                 vm_page_queues[PQ_HOLD+i].cnt_offset =
175                         offsetof(struct vmstats, v_active_count);
176         /* PQ_NONE has no queue */
177
178         for (i = 0; i < PQ_COUNT; i++) {
179                 TAILQ_INIT(&vm_page_queues[i].pl);
180                 spin_init(&vm_page_queues[i].spin, "vm_page_queue_init");
181         }
182
183         /*
184          * NOTE: Action lock might recurse due to callback, so allow
185          *       recursion.
186          */
187         for (i = 0; i < VMACTION_HSIZE; i++) {
188                 LIST_INIT(&action_hash[i].list);
189                 lockinit(&action_hash[i].lk, "actlk", 0, LK_CANRECURSE);
190         }
191 }
192
193 /*
194  * note: place in initialized data section?  Is this necessary?
195  */
196 long first_page = 0;
197 int vm_page_array_size = 0;
198 vm_page_t vm_page_array = NULL;
199 vm_paddr_t vm_low_phys_reserved;
200
201 /*
202  * (low level boot)
203  *
204  * Sets the page size, perhaps based upon the memory size.
205  * Must be called before any use of page-size dependent functions.
206  */
207 void
208 vm_set_page_size(void)
209 {
210         if (vmstats.v_page_size == 0)
211                 vmstats.v_page_size = PAGE_SIZE;
212         if (((vmstats.v_page_size - 1) & vmstats.v_page_size) != 0)
213                 panic("vm_set_page_size: page size not a power of two");
214 }
215
216 /*
217  * (low level boot)
218  *
219  * Add a new page to the freelist for use by the system.  New pages
220  * are added to both the head and tail of the associated free page
221  * queue in a bottom-up fashion, so both zero'd and non-zero'd page
222  * requests pull 'recent' adds (higher physical addresses) first.
223  *
224  * Beware that the page zeroing daemon will also be running soon after
225  * boot, moving pages from the head to the tail of the PQ_FREE queues.
226  *
227  * Must be called in a critical section.
228  */
229 static void
230 vm_add_new_page(vm_paddr_t pa)
231 {
232         struct vpgqueues *vpq;
233         vm_page_t m;
234
235         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
236         m->phys_addr = pa;
237         m->flags = 0;
238         m->pat_mode = PAT_WRITE_BACK;
239         m->pc = (pa >> PAGE_SHIFT);
240
241         /*
242          * Twist for cpu localization in addition to page coloring, so
243          * different cpus selecting by m->queue get different page colors.
244          */
245         m->pc ^= ((pa >> PAGE_SHIFT) / PQ_L2_SIZE);
246         m->pc ^= ((pa >> PAGE_SHIFT) / (PQ_L2_SIZE * PQ_L2_SIZE));
247         m->pc &= PQ_L2_MASK;
248
249         /*
250          * Reserve a certain number of contiguous low memory pages for
251          * contigmalloc() to use.
252          */
253         if (pa < vm_low_phys_reserved) {
254                 atomic_add_int(&vmstats.v_page_count, 1);
255                 atomic_add_int(&vmstats.v_dma_pages, 1);
256                 m->queue = PQ_NONE;
257                 m->wire_count = 1;
258                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, 1);
259                 alist_free(&vm_contig_alist, pa >> PAGE_SHIFT, 1);
260                 return;
261         }
262
263         /*
264          * General page
265          */
266         m->queue = m->pc + PQ_FREE;
267         KKASSERT(m->dirty == 0);
268
269         atomic_add_int(&vmstats.v_page_count, 1);
270         atomic_add_int(&vmstats.v_free_count, 1);
271         vpq = &vm_page_queues[m->queue];
272         TAILQ_INSERT_HEAD(&vpq->pl, m, pageq);
273         ++vpq->lcnt;
274 }
275
276 /*
277  * (low level boot)
278  *
279  * Initializes the resident memory module.
280  *
281  * Preallocates memory for critical VM structures and arrays prior to
282  * kernel_map becoming available.
283  *
284  * Memory is allocated from (virtual2_start, virtual2_end) if available,
285  * otherwise memory is allocated from (virtual_start, virtual_end).
286  *
287  * On x86-64 (virtual_start, virtual_end) is only 2GB and may not be
288  * large enough to hold vm_page_array & other structures for machines with
289  * large amounts of ram, so we want to use virtual2* when available.
290  */
291 void
292 vm_page_startup(void)
293 {
294         vm_offset_t vaddr = virtual2_start ? virtual2_start : virtual_start;
295         vm_offset_t mapped;
296         vm_size_t npages;
297         vm_paddr_t page_range;
298         vm_paddr_t new_end;
299         int i;
300         vm_paddr_t pa;
301         vm_paddr_t last_pa;
302         vm_paddr_t end;
303         vm_paddr_t biggestone, biggestsize;
304         vm_paddr_t total;
305         vm_page_t m;
306
307         total = 0;
308         biggestsize = 0;
309         biggestone = 0;
310         vaddr = round_page(vaddr);
311
312         /*
313          * Make sure ranges are page-aligned.
314          */
315         for (i = 0; phys_avail[i].phys_end; ++i) {
316                 phys_avail[i].phys_beg = round_page64(phys_avail[i].phys_beg);
317                 phys_avail[i].phys_end = trunc_page64(phys_avail[i].phys_end);
318                 if (phys_avail[i].phys_end < phys_avail[i].phys_beg)
319                         phys_avail[i].phys_end = phys_avail[i].phys_beg;
320         }
321
322         /*
323          * Locate largest block
324          */
325         for (i = 0; phys_avail[i].phys_end; ++i) {
326                 vm_paddr_t size = phys_avail[i].phys_end -
327                                   phys_avail[i].phys_beg;
328
329                 if (size > biggestsize) {
330                         biggestone = i;
331                         biggestsize = size;
332                 }
333                 total += size;
334         }
335         --i;    /* adjust to last entry for use down below */
336
337         end = phys_avail[biggestone].phys_end;
338         end = trunc_page(end);
339
340         /*
341          * Initialize the queue headers for the free queue, the active queue
342          * and the inactive queue.
343          */
344         vm_page_queue_init();
345
346 #if !defined(_KERNEL_VIRTUAL)
347         /*
348          * VKERNELs don't support minidumps and as such don't need
349          * vm_page_dump
350          *
351          * Allocate a bitmap to indicate that a random physical page
352          * needs to be included in a minidump.
353          *
354          * The amd64 port needs this to indicate which direct map pages
355          * need to be dumped, via calls to dump_add_page()/dump_drop_page().
356          *
357          * However, i386 still needs this workspace internally within the
358          * minidump code.  In theory, they are not needed on i386, but are
359          * included should the sf_buf code decide to use them.
360          */
361         page_range = phys_avail[i].phys_end / PAGE_SIZE;
362         vm_page_dump_size = round_page(roundup2(page_range, NBBY) / NBBY);
363         end -= vm_page_dump_size;
364         vm_page_dump = (void *)pmap_map(&vaddr, end, end + vm_page_dump_size,
365                                         VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
366         bzero((void *)vm_page_dump, vm_page_dump_size);
367 #endif
368         /*
369          * Compute the number of pages of memory that will be available for
370          * use (taking into account the overhead of a page structure per
371          * page).
372          */
373         first_page = phys_avail[0].phys_beg / PAGE_SIZE;
374         page_range = phys_avail[i].phys_end / PAGE_SIZE - first_page;
375         npages = (total - (page_range * sizeof(struct vm_page))) / PAGE_SIZE;
376
377 #ifndef _KERNEL_VIRTUAL
378         /*
379          * (only applies to real kernels)
380          *
381          * Reserve a large amount of low memory for potential 32-bit DMA
382          * space allocations.  Once device initialization is complete we
383          * release most of it, but keep (vm_dma_reserved) memory reserved
384          * for later use.  Typically for X / graphics.  Through trial and
385          * error we find that GPUs usually requires ~60-100MB or so.
386          *
387          * By default, 128M is left in reserve on machines with 2G+ of ram.
388          */
389         vm_low_phys_reserved = (vm_paddr_t)65536 << PAGE_SHIFT;
390         if (vm_low_phys_reserved > total / 4)
391                 vm_low_phys_reserved = total / 4;
392         if (vm_dma_reserved == 0) {
393                 vm_dma_reserved = 128 * 1024 * 1024;    /* 128MB */
394                 if (vm_dma_reserved > total / 16)
395                         vm_dma_reserved = total / 16;
396         }
397 #endif
398         alist_init(&vm_contig_alist, 65536, vm_contig_ameta,
399                    ALIST_RECORDS_65536);
400
401         /*
402          * Initialize the mem entry structures now, and put them in the free
403          * queue.
404          */
405         new_end = trunc_page(end - page_range * sizeof(struct vm_page));
406         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
407         vm_page_array = (vm_page_t)mapped;
408
409 #if defined(__x86_64__) && !defined(_KERNEL_VIRTUAL)
410         /*
411          * since pmap_map on amd64 returns stuff out of a direct-map region,
412          * we have to manually add these pages to the minidump tracking so
413          * that they can be dumped, including the vm_page_array.
414          */
415         for (pa = new_end;
416              pa < phys_avail[biggestone].phys_end;
417              pa += PAGE_SIZE) {
418                 dump_add_page(pa);
419         }
420 #endif
421
422         /*
423          * Clear all of the page structures, run basic initialization so
424          * PHYS_TO_VM_PAGE() operates properly even on pages not in the
425          * map.
426          */
427         bzero((caddr_t) vm_page_array, page_range * sizeof(struct vm_page));
428         vm_page_array_size = page_range;
429
430         m = &vm_page_array[0];
431         pa = ptoa(first_page);
432         for (i = 0; i < page_range; ++i) {
433                 spin_init(&m->spin, "vm_page");
434                 m->phys_addr = pa;
435                 pa += PAGE_SIZE;
436                 ++m;
437         }
438
439         /*
440          * Construct the free queue(s) in ascending order (by physical
441          * address) so that the first 16MB of physical memory is allocated
442          * last rather than first.  On large-memory machines, this avoids
443          * the exhaustion of low physical memory before isa_dmainit has run.
444          */
445         vmstats.v_page_count = 0;
446         vmstats.v_free_count = 0;
447         for (i = 0; phys_avail[i].phys_end && npages > 0; ++i) {
448                 pa = phys_avail[i].phys_beg;
449                 if (i == biggestone)
450                         last_pa = new_end;
451                 else
452                         last_pa = phys_avail[i].phys_end;
453                 while (pa < last_pa && npages-- > 0) {
454                         vm_add_new_page(pa);
455                         pa += PAGE_SIZE;
456                 }
457         }
458         if (virtual2_start)
459                 virtual2_start = vaddr;
460         else
461                 virtual_start = vaddr;
462         mycpu->gd_vmstats = vmstats;
463 }
464
465 /*
466  * Reorganize VM pages based on numa data.  May be called as many times as
467  * necessary.  Will reorganize the vm_page_t page color and related queue(s)
468  * to allow vm_page_alloc() to choose pages based on socket affinity.
469  *
470  * NOTE: This function is only called while we are still in UP mode, so
471  *       we only need a critical section to protect the queues (which
472  *       saves a lot of time, there are likely a ton of pages).
473  */
474 void
475 vm_numa_organize(vm_paddr_t ran_beg, vm_paddr_t bytes, int physid)
476 {
477         vm_paddr_t scan_beg;
478         vm_paddr_t scan_end;
479         vm_paddr_t ran_end;
480         struct vpgqueues *vpq;
481         vm_page_t m;
482         vm_page_t mend;
483         int i;
484         int socket_mod;
485         int socket_value;
486
487         /*
488          * Check if no physical information, or there was only one socket
489          * (so don't waste time doing nothing!).
490          */
491         if (cpu_topology_phys_ids <= 1 ||
492             cpu_topology_core_ids == 0) {
493                 return;
494         }
495
496         /*
497          * Setup for our iteration.  Note that ACPI may iterate CPU
498          * sockets starting at 0 or 1 or some other number.  The
499          * cpu_topology code mod's it against the socket count.
500          */
501         ran_end = ran_beg + bytes;
502         physid %= cpu_topology_phys_ids;
503
504         socket_mod = PQ_L2_SIZE / cpu_topology_phys_ids;
505         socket_value = physid * socket_mod;
506         mend = &vm_page_array[vm_page_array_size];
507
508         crit_enter();
509
510         /*
511          * Adjust vm_page->pc and requeue all affected pages.  The
512          * allocator will then be able to localize memory allocations
513          * to some degree.
514          */
515         for (i = 0; phys_avail[i].phys_end; ++i) {
516                 scan_beg = phys_avail[i].phys_beg;
517                 scan_end = phys_avail[i].phys_end;
518                 if (scan_end <= ran_beg)
519                         continue;
520                 if (scan_beg >= ran_end)
521                         continue;
522                 if (scan_beg < ran_beg)
523                         scan_beg = ran_beg;
524                 if (scan_end > ran_end)
525                         scan_end = ran_end;
526                 if (atop(scan_end) > first_page + vm_page_array_size)
527                         scan_end = ptoa(first_page + vm_page_array_size);
528
529                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(scan_beg);
530                 while (scan_beg < scan_end) {
531                         KKASSERT(m < mend);
532                         if (m->queue != PQ_NONE) {
533                                 vpq = &vm_page_queues[m->queue];
534                                 TAILQ_REMOVE(&vpq->pl, m, pageq);
535                                 --vpq->lcnt;
536                                 /* queue doesn't change, no need to adj cnt */
537                                 m->queue -= m->pc;
538                                 m->pc %= socket_mod;
539                                 m->pc += socket_value;
540                                 m->pc &= PQ_L2_MASK;
541                                 m->queue += m->pc;
542                                 vpq = &vm_page_queues[m->queue];
543                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&vpq->pl, m, pageq);
544                                 ++vpq->lcnt;
545                                 /* queue doesn't change, no need to adj cnt */
546                         } else {
547                                 m->pc %= socket_mod;
548                                 m->pc += socket_value;
549                                 m->pc &= PQ_L2_MASK;
550                         }
551                         scan_beg += PAGE_SIZE;
552                         ++m;
553                 }
554         }
555         crit_exit();
556 }
557
558 /*
559  * We tended to reserve a ton of memory for contigmalloc().  Now that most
560  * drivers have initialized we want to return most the remaining free
561  * reserve back to the VM page queues so they can be used for normal
562  * allocations.
563  *
564  * We leave vm_dma_reserved bytes worth of free pages in the reserve pool.
565  */
566 static void
567 vm_page_startup_finish(void *dummy __unused)
568 {
569         alist_blk_t blk;
570         alist_blk_t rblk;
571         alist_blk_t count;
572         alist_blk_t xcount;
573         alist_blk_t bfree;
574         vm_page_t m;
575
576         spin_lock(&vm_contig_spin);
577         for (;;) {
578                 bfree = alist_free_info(&vm_contig_alist, &blk, &count);
579                 if (bfree <= vm_dma_reserved / PAGE_SIZE)
580                         break;
581                 if (count == 0)
582                         break;
583
584                 /*
585                  * Figure out how much of the initial reserve we have to
586                  * free in order to reach our target.
587                  */
588                 bfree -= vm_dma_reserved / PAGE_SIZE;
589                 if (count > bfree) {
590                         blk += count - bfree;
591                         count = bfree;
592                 }
593
594                 /*
595                  * Calculate the nearest power of 2 <= count.
596                  */
597                 for (xcount = 1; xcount <= count; xcount <<= 1)
598                         ;
599                 xcount >>= 1;
600                 blk += count - xcount;
601                 count = xcount;
602
603                 /*
604                  * Allocate the pages from the alist, then free them to
605                  * the normal VM page queues.
606                  *
607                  * Pages allocated from the alist are wired.  We have to
608                  * busy, unwire, and free them.  We must also adjust
609                  * vm_low_phys_reserved before freeing any pages to prevent
610                  * confusion.
611                  */
612                 rblk = alist_alloc(&vm_contig_alist, blk, count);
613                 if (rblk != blk) {
614                         kprintf("vm_page_startup_finish: Unable to return "
615                                 "dma space @0x%08x/%d -> 0x%08x\n",
616                                 blk, count, rblk);
617                         break;
618                 }
619                 atomic_add_int(&vmstats.v_dma_pages, -count);
620                 spin_unlock(&vm_contig_spin);
621
622                 m = PHYS_TO_VM_PAGE((vm_paddr_t)blk << PAGE_SHIFT);
623                 vm_low_phys_reserved = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
624                 while (count) {
625                         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "cpgfr");
626                         vm_page_unwire(m, 0);
627                         vm_page_free(m);
628                         --count;
629                         ++m;
630                 }
631                 spin_lock(&vm_contig_spin);
632         }
633         spin_unlock(&vm_contig_spin);
634
635         /*
636          * Print out how much DMA space drivers have already allocated and
637          * how much is left over.
638          */
639         kprintf("DMA space used: %jdk, remaining available: %jdk\n",
640                 (intmax_t)(vmstats.v_dma_pages - vm_contig_alist.bl_free) *
641                 (PAGE_SIZE / 1024),
642                 (intmax_t)vm_contig_alist.bl_free * (PAGE_SIZE / 1024));
643 }
644 SYSINIT(vm_pgend, SI_SUB_PROC0_POST, SI_ORDER_ANY,
645         vm_page_startup_finish, NULL);
646
647
648 /*
649  * Scan comparison function for Red-Black tree scans.  An inclusive
650  * (start,end) is expected.  Other fields are not used.
651  */
652 int
653 rb_vm_page_scancmp(struct vm_page *p, void *data)
654 {
655         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
656
657         if (p->pindex < info->start_pindex)
658                 return(-1);
659         if (p->pindex > info->end_pindex)
660                 return(1);
661         return(0);
662 }
663
664 int
665 rb_vm_page_compare(struct vm_page *p1, struct vm_page *p2)
666 {
667         if (p1->pindex < p2->pindex)
668                 return(-1);
669         if (p1->pindex > p2->pindex)
670                 return(1);
671         return(0);
672 }
673
674 void
675 vm_page_init(vm_page_t m)
676 {
677         /* do nothing for now.  Called from pmap_page_init() */
678 }
679
680 /*
681  * Each page queue has its own spin lock, which is fairly optimal for
682  * allocating and freeing pages at least.
683  *
684  * The caller must hold the vm_page_spin_lock() before locking a vm_page's
685  * queue spinlock via this function.  Also note that m->queue cannot change
686  * unless both the page and queue are locked.
687  */
688 static __inline
689 void
690 _vm_page_queue_spin_lock(vm_page_t m)
691 {
692         u_short queue;
693
694         queue = m->queue;
695         if (queue != PQ_NONE) {
696                 spin_lock(&vm_page_queues[queue].spin);
697                 KKASSERT(queue == m->queue);
698         }
699 }
700
701 static __inline
702 void
703 _vm_page_queue_spin_unlock(vm_page_t m)
704 {
705         u_short queue;
706
707         queue = m->queue;
708         cpu_ccfence();
709         if (queue != PQ_NONE)
710                 spin_unlock(&vm_page_queues[queue].spin);
711 }
712
713 static __inline
714 void
715 _vm_page_queues_spin_lock(u_short queue)
716 {
717         cpu_ccfence();
718         if (queue != PQ_NONE)
719                 spin_lock(&vm_page_queues[queue].spin);
720 }
721
722
723 static __inline
724 void
725 _vm_page_queues_spin_unlock(u_short queue)
726 {
727         cpu_ccfence();
728         if (queue != PQ_NONE)
729                 spin_unlock(&vm_page_queues[queue].spin);
730 }
731
732 void
733 vm_page_queue_spin_lock(vm_page_t m)
734 {
735         _vm_page_queue_spin_lock(m);
736 }
737
738 void
739 vm_page_queues_spin_lock(u_short queue)
740 {
741         _vm_page_queues_spin_lock(queue);
742 }
743
744 void
745 vm_page_queue_spin_unlock(vm_page_t m)
746 {
747         _vm_page_queue_spin_unlock(m);
748 }
749
750 void
751 vm_page_queues_spin_unlock(u_short queue)
752 {
753         _vm_page_queues_spin_unlock(queue);
754 }
755
756 /*
757  * This locks the specified vm_page and its queue in the proper order
758  * (page first, then queue).  The queue may change so the caller must
759  * recheck on return.
760  */
761 static __inline
762 void
763 _vm_page_and_queue_spin_lock(vm_page_t m)
764 {
765         vm_page_spin_lock(m);
766         _vm_page_queue_spin_lock(m);
767 }
768
769 static __inline
770 void
771 _vm_page_and_queue_spin_unlock(vm_page_t m)
772 {
773         _vm_page_queues_spin_unlock(m->queue);
774         vm_page_spin_unlock(m);
775 }
776
777 void
778 vm_page_and_queue_spin_unlock(vm_page_t m)
779 {
780         _vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
781 }
782
783 void
784 vm_page_and_queue_spin_lock(vm_page_t m)
785 {
786         _vm_page_and_queue_spin_lock(m);
787 }
788
789 /*
790  * Helper function removes vm_page from its current queue.
791  * Returns the base queue the page used to be on.
792  *
793  * The vm_page and the queue must be spinlocked.
794  * This function will unlock the queue but leave the page spinlocked.
795  */
796 static __inline u_short
797 _vm_page_rem_queue_spinlocked(vm_page_t m)
798 {
799         struct vpgqueues *pq;
800         u_short queue;
801         u_short oqueue;
802         int *cnt;
803
804         queue = m->queue;
805         if (queue != PQ_NONE) {
806                 pq = &vm_page_queues[queue];
807                 TAILQ_REMOVE(&pq->pl, m, pageq);
808
809                 /*
810                  * Adjust our pcpu stats.  In order for the nominal low-memory
811                  * algorithms to work properly we don't let any pcpu stat get
812                  * too negative before we force it to be rolled-up into the
813                  * global stats.  Otherwise our pageout and vm_wait tests
814                  * will fail badly.
815                  *
816                  * The idea here is to reduce unnecessary SMP cache
817                  * mastership changes in the global vmstats, which can be
818                  * particularly bad in multi-socket systems.
819                  */
820                 cnt = (int *)((char *)&mycpu->gd_vmstats_adj + pq->cnt_offset);
821                 atomic_add_int(cnt, -1);
822                 if (*cnt < -VMMETER_SLOP_COUNT) {
823                         u_int copy = atomic_swap_int(cnt, 0);
824                         cnt = (int *)((char *)&vmstats + pq->cnt_offset);
825                         atomic_add_int(cnt, copy);
826                         cnt = (int *)((char *)&mycpu->gd_vmstats +
827                                       pq->cnt_offset);
828                         atomic_add_int(cnt, copy);
829                 }
830                 pq->lcnt--;
831                 m->queue = PQ_NONE;
832                 oqueue = queue;
833                 queue -= m->pc;
834                 vm_page_queues_spin_unlock(oqueue);     /* intended */
835         }
836         return queue;
837 }
838
839 /*
840  * Helper function places the vm_page on the specified queue.
841  *
842  * The vm_page must be spinlocked.
843  * This function will return with both the page and the queue locked.
844  */
845 static __inline void
846 _vm_page_add_queue_spinlocked(vm_page_t m, u_short queue, int athead)
847 {
848         struct vpgqueues *pq;
849         u_int *cnt;
850
851         KKASSERT(m->queue == PQ_NONE);
852
853         if (queue != PQ_NONE) {
854                 vm_page_queues_spin_lock(queue);
855                 pq = &vm_page_queues[queue];
856                 ++pq->lcnt;
857
858                 /*
859                  * Adjust our pcpu stats.  If a system entity really needs
860                  * to incorporate the count it will call vmstats_rollup()
861                  * to roll it all up into the global vmstats strufture.
862                  */
863                 cnt = (int *)((char *)&mycpu->gd_vmstats_adj + pq->cnt_offset);
864                 atomic_add_int(cnt, 1);
865
866                 /*
867                  * PQ_FREE is always handled LIFO style to try to provide
868                  * cache-hot pages to programs.
869                  */
870                 m->queue = queue;
871                 if (queue - m->pc == PQ_FREE) {
872                         TAILQ_INSERT_HEAD(&pq->pl, m, pageq);
873                 } else if (athead) {
874                         TAILQ_INSERT_HEAD(&pq->pl, m, pageq);
875                 } else {
876                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pl, m, pageq);
877                 }
878                 /* leave the queue spinlocked */
879         }
880 }
881
882 /*
883  * Wait until page is no longer PG_BUSY or (if also_m_busy is TRUE)
884  * m->busy is zero.  Returns TRUE if it had to sleep, FALSE if we
885  * did not.  Only one sleep call will be made before returning.
886  *
887  * This function does NOT busy the page and on return the page is not
888  * guaranteed to be available.
889  */
890 void
891 vm_page_sleep_busy(vm_page_t m, int also_m_busy, const char *msg)
892 {
893         u_int32_t flags;
894
895         for (;;) {
896                 flags = m->flags;
897                 cpu_ccfence();
898
899                 if ((flags & PG_BUSY) == 0 &&
900                     (also_m_busy == 0 || (flags & PG_SBUSY) == 0)) {
901                         break;
902                 }
903                 tsleep_interlock(m, 0);
904                 if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
905                                       flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
906                         tsleep(m, PINTERLOCKED, msg, 0);
907                         break;
908                 }
909         }
910 }
911
912 /*
913  * This calculates and returns a page color given an optional VM object and
914  * either a pindex or an iterator.  We attempt to return a cpu-localized
915  * pg_color that is still roughly 16-way set-associative.  The CPU topology
916  * is used if it was probed.
917  *
918  * The caller may use the returned value to index into e.g. PQ_FREE when
919  * allocating a page in order to nominally obtain pages that are hopefully
920  * already localized to the requesting cpu.  This function is not able to
921  * provide any sort of guarantee of this, but does its best to improve
922  * hardware cache management performance.
923  *
924  * WARNING! The caller must mask the returned value with PQ_L2_MASK.
925  */
926 u_short
927 vm_get_pg_color(int cpuid, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
928 {
929         u_short pg_color;
930         int phys_id;
931         int core_id;
932         int object_pg_color;
933
934         phys_id = get_cpu_phys_id(cpuid);
935         core_id = get_cpu_core_id(cpuid);
936         object_pg_color = object ? object->pg_color : 0;
937
938         if (cpu_topology_phys_ids && cpu_topology_core_ids) {
939                 int grpsize;
940
941                 /*
942                  * Break us down by socket and cpu
943                  */
944                 pg_color = phys_id * PQ_L2_SIZE / cpu_topology_phys_ids;
945                 pg_color += core_id * PQ_L2_SIZE /
946                             (cpu_topology_core_ids * cpu_topology_phys_ids);
947
948                 /*
949                  * Calculate remaining component for object/queue color
950                  */
951                 grpsize = PQ_L2_SIZE / (cpu_topology_core_ids *
952                                         cpu_topology_phys_ids);
953                 if (grpsize >= 8) {
954                         pg_color += (pindex + object_pg_color) % grpsize;
955                 } else {
956                         if (grpsize <= 2) {
957                                 grpsize = 8;
958                         } else {
959                                 /* 3->9, 4->8, 5->10, 6->12, 7->14 */
960                                 grpsize += grpsize;
961                                 if (grpsize < 8)
962                                         grpsize += grpsize;
963                         }
964                         pg_color += (pindex + object_pg_color) % grpsize;
965                 }
966         } else {
967                 /*
968                  * Unknown topology, distribute things evenly.
969                  */
970                 pg_color = cpuid * PQ_L2_SIZE / ncpus;
971                 pg_color += pindex + object_pg_color;
972         }
973         return (pg_color & PQ_L2_MASK);
974 }
975
976 /*
977  * Wait until PG_BUSY can be set, then set it.  If also_m_busy is TRUE we
978  * also wait for m->busy to become 0 before setting PG_BUSY.
979  */
980 void
981 VM_PAGE_DEBUG_EXT(vm_page_busy_wait)(vm_page_t m,
982                                      int also_m_busy, const char *msg
983                                      VM_PAGE_DEBUG_ARGS)
984 {
985         u_int32_t flags;
986
987         for (;;) {
988                 flags = m->flags;
989                 cpu_ccfence();
990                 if (flags & PG_BUSY) {
991                         tsleep_interlock(m, 0);
992                         if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
993                                           flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
994                                 tsleep(m, PINTERLOCKED, msg, 0);
995                         }
996                 } else if (also_m_busy && (flags & PG_SBUSY)) {
997                         tsleep_interlock(m, 0);
998                         if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
999                                           flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
1000                                 tsleep(m, PINTERLOCKED, msg, 0);
1001                         }
1002                 } else {
1003                         if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1004                                               flags | PG_BUSY)) {
1005 #ifdef VM_PAGE_DEBUG
1006                                 m->busy_func = func;
1007                                 m->busy_line = lineno;
1008 #endif
1009                                 break;
1010                         }
1011                 }
1012         }
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Attempt to set PG_BUSY.  If also_m_busy is TRUE we only succeed if m->busy
1017  * is also 0.
1018  *
1019  * Returns non-zero on failure.
1020  */
1021 int
1022 VM_PAGE_DEBUG_EXT(vm_page_busy_try)(vm_page_t m, int also_m_busy
1023                                     VM_PAGE_DEBUG_ARGS)
1024 {
1025         u_int32_t flags;
1026
1027         for (;;) {
1028                 flags = m->flags;
1029                 cpu_ccfence();
1030                 if (flags & PG_BUSY)
1031                         return TRUE;
1032                 if (also_m_busy && (flags & PG_SBUSY))
1033                         return TRUE;
1034                 if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags, flags | PG_BUSY)) {
1035 #ifdef VM_PAGE_DEBUG
1036                                 m->busy_func = func;
1037                                 m->busy_line = lineno;
1038 #endif
1039                         return FALSE;
1040                 }
1041         }
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Clear the PG_BUSY flag and return non-zero to indicate to the caller
1046  * that a wakeup() should be performed.
1047  *
1048  * The vm_page must be spinlocked and will remain spinlocked on return.
1049  * The related queue must NOT be spinlocked (which could deadlock us).
1050  *
1051  * (inline version)
1052  */
1053 static __inline
1054 int
1055 _vm_page_wakeup(vm_page_t m)
1056 {
1057         u_int32_t flags;
1058
1059         for (;;) {
1060                 flags = m->flags;
1061                 cpu_ccfence();
1062                 if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1063                                       flags & ~(PG_BUSY | PG_WANTED))) {
1064                         break;
1065                 }
1066         }
1067         return(flags & PG_WANTED);
1068 }
1069
1070 /*
1071  * Clear the PG_BUSY flag and wakeup anyone waiting for the page.  This
1072  * is typically the last call you make on a page before moving onto
1073  * other things.
1074  */
1075 void
1076 vm_page_wakeup(vm_page_t m)
1077 {
1078         KASSERT(m->flags & PG_BUSY, ("vm_page_wakeup: page not busy!!!"));
1079         vm_page_spin_lock(m);
1080         if (_vm_page_wakeup(m)) {
1081                 vm_page_spin_unlock(m);
1082                 wakeup(m);
1083         } else {
1084                 vm_page_spin_unlock(m);
1085         }
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Holding a page keeps it from being reused.  Other parts of the system
1090  * can still disassociate the page from its current object and free it, or
1091  * perform read or write I/O on it and/or otherwise manipulate the page,
1092  * but if the page is held the VM system will leave the page and its data
1093  * intact and not reuse the page for other purposes until the last hold
1094  * reference is released.  (see vm_page_wire() if you want to prevent the
1095  * page from being disassociated from its object too).
1096  *
1097  * The caller must still validate the contents of the page and, if necessary,
1098  * wait for any pending I/O (e.g. vm_page_sleep_busy() loop) to complete
1099  * before manipulating the page.
1100  *
1101  * XXX get vm_page_spin_lock() here and move FREE->HOLD if necessary
1102  */
1103 void
1104 vm_page_hold(vm_page_t m)
1105 {
1106         vm_page_spin_lock(m);
1107         atomic_add_int(&m->hold_count, 1);
1108         if (m->queue - m->pc == PQ_FREE) {
1109                 _vm_page_queue_spin_lock(m);
1110                 _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1111                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_HOLD + m->pc, 0);
1112                 _vm_page_queue_spin_unlock(m);
1113         }
1114         vm_page_spin_unlock(m);
1115 }
1116
1117 /*
1118  * The opposite of vm_page_hold().  If the page is on the HOLD queue
1119  * it was freed while held and must be moved back to the FREE queue.
1120  */
1121 void
1122 vm_page_unhold(vm_page_t m)
1123 {
1124         KASSERT(m->hold_count > 0 && m->queue - m->pc != PQ_FREE,
1125                 ("vm_page_unhold: pg %p illegal hold_count (%d) or on FREE queue (%d)",
1126                  m, m->hold_count, m->queue - m->pc));
1127         vm_page_spin_lock(m);
1128         atomic_add_int(&m->hold_count, -1);
1129         if (m->hold_count == 0 && m->queue - m->pc == PQ_HOLD) {
1130                 _vm_page_queue_spin_lock(m);
1131                 _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1132                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_FREE + m->pc, 0);
1133                 _vm_page_queue_spin_unlock(m);
1134         }
1135         vm_page_spin_unlock(m);
1136 }
1137
1138 /*
1139  *      vm_page_getfake:
1140  *
1141  *      Create a fictitious page with the specified physical address and
1142  *      memory attribute.  The memory attribute is the only the machine-
1143  *      dependent aspect of a fictitious page that must be initialized.
1144  */
1145
1146 void
1147 vm_page_initfake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1148 {
1149
1150         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
1151                 /*
1152                  * The page's memattr might have changed since the
1153                  * previous initialization.  Update the pmap to the
1154                  * new memattr.
1155                  */
1156                 goto memattr;
1157         }
1158         m->phys_addr = paddr;
1159         m->queue = PQ_NONE;
1160         /* Fictitious pages don't use "segind". */
1161         /* Fictitious pages don't use "order" or "pool". */
1162         m->flags = PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED | PG_BUSY;
1163         m->wire_count = 1;
1164         spin_init(&m->spin, "fake_page");
1165         pmap_page_init(m);
1166 memattr:
1167         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1168 }
1169
1170 /*
1171  * Inserts the given vm_page into the object and object list.
1172  *
1173  * The pagetables are not updated but will presumably fault the page
1174  * in if necessary, or if a kernel page the caller will at some point
1175  * enter the page into the kernel's pmap.  We are not allowed to block
1176  * here so we *can't* do this anyway.
1177  *
1178  * This routine may not block.
1179  * This routine must be called with the vm_object held.
1180  * This routine must be called with a critical section held.
1181  *
1182  * This routine returns TRUE if the page was inserted into the object
1183  * successfully, and FALSE if the page already exists in the object.
1184  */
1185 int
1186 vm_page_insert(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1187 {
1188         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD_EXCL(vm_object_token(object));
1189         if (m->object != NULL)
1190                 panic("vm_page_insert: already inserted");
1191
1192         object->generation++;
1193
1194         /*
1195          * Record the object/offset pair in this page and add the
1196          * pv_list_count of the page to the object.
1197          *
1198          * The vm_page spin lock is required for interactions with the pmap.
1199          */
1200         vm_page_spin_lock(m);
1201         m->object = object;
1202         m->pindex = pindex;
1203         if (vm_page_rb_tree_RB_INSERT(&object->rb_memq, m)) {
1204                 m->object = NULL;
1205                 m->pindex = 0;
1206                 vm_page_spin_unlock(m);
1207                 return FALSE;
1208         }
1209         ++object->resident_page_count;
1210         ++mycpu->gd_vmtotal.t_rm;
1211         /* atomic_add_int(&object->agg_pv_list_count, m->md.pv_list_count); */
1212         vm_page_spin_unlock(m);
1213
1214         /*
1215          * Since we are inserting a new and possibly dirty page,
1216          * update the object's OBJ_WRITEABLE and OBJ_MIGHTBEDIRTY flags.
1217          */
1218         if ((m->valid & m->dirty) ||
1219             (m->flags & (PG_WRITEABLE | PG_NEED_COMMIT)))
1220                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1221
1222         /*
1223          * Checks for a swap assignment and sets PG_SWAPPED if appropriate.
1224          */
1225         swap_pager_page_inserted(m);
1226         return TRUE;
1227 }
1228
1229 /*
1230  * Removes the given vm_page_t from the (object,index) table
1231  *
1232  * The underlying pmap entry (if any) is NOT removed here.
1233  * This routine may not block.
1234  *
1235  * The page must be BUSY and will remain BUSY on return.
1236  * No other requirements.
1237  *
1238  * NOTE: FreeBSD side effect was to unbusy the page on return.  We leave
1239  *       it busy.
1240  */
1241 void
1242 vm_page_remove(vm_page_t m)
1243 {
1244         vm_object_t object;
1245
1246         if (m->object == NULL) {
1247                 return;
1248         }
1249
1250         if ((m->flags & PG_BUSY) == 0)
1251                 panic("vm_page_remove: page not busy");
1252
1253         object = m->object;
1254
1255         vm_object_hold(object);
1256
1257         /*
1258          * Remove the page from the object and update the object.
1259          *
1260          * The vm_page spin lock is required for interactions with the pmap.
1261          */
1262         vm_page_spin_lock(m);
1263         vm_page_rb_tree_RB_REMOVE(&object->rb_memq, m);
1264         --object->resident_page_count;
1265         --mycpu->gd_vmtotal.t_rm;
1266         /* atomic_add_int(&object->agg_pv_list_count, -m->md.pv_list_count); */
1267         m->object = NULL;
1268         vm_page_spin_unlock(m);
1269
1270         object->generation++;
1271
1272         vm_object_drop(object);
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Locate and return the page at (object, pindex), or NULL if the
1277  * page could not be found.
1278  *
1279  * The caller must hold the vm_object token.
1280  */
1281 vm_page_t
1282 vm_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1283 {
1284         vm_page_t m;
1285
1286         /*
1287          * Search the hash table for this object/offset pair
1288          */
1289         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
1290         m = vm_page_rb_tree_RB_LOOKUP(&object->rb_memq, pindex);
1291         KKASSERT(m == NULL || (m->object == object && m->pindex == pindex));
1292         return(m);
1293 }
1294
1295 vm_page_t
1296 VM_PAGE_DEBUG_EXT(vm_page_lookup_busy_wait)(struct vm_object *object,
1297                                             vm_pindex_t pindex,
1298                                             int also_m_busy, const char *msg
1299                                             VM_PAGE_DEBUG_ARGS)
1300 {
1301         u_int32_t flags;
1302         vm_page_t m;
1303
1304         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
1305         m = vm_page_rb_tree_RB_LOOKUP(&object->rb_memq, pindex);
1306         while (m) {
1307                 KKASSERT(m->object == object && m->pindex == pindex);
1308                 flags = m->flags;
1309                 cpu_ccfence();
1310                 if (flags & PG_BUSY) {
1311                         tsleep_interlock(m, 0);
1312                         if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1313                                           flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
1314                                 tsleep(m, PINTERLOCKED, msg, 0);
1315                                 m = vm_page_rb_tree_RB_LOOKUP(&object->rb_memq,
1316                                                               pindex);
1317                         }
1318                 } else if (also_m_busy && (flags & PG_SBUSY)) {
1319                         tsleep_interlock(m, 0);
1320                         if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1321                                           flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
1322                                 tsleep(m, PINTERLOCKED, msg, 0);
1323                                 m = vm_page_rb_tree_RB_LOOKUP(&object->rb_memq,
1324                                                               pindex);
1325                         }
1326                 } else if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags,
1327                                              flags | PG_BUSY)) {
1328 #ifdef VM_PAGE_DEBUG
1329                         m->busy_func = func;
1330                         m->busy_line = lineno;
1331 #endif
1332                         break;
1333                 }
1334         }
1335         return m;
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Attempt to lookup and busy a page.
1340  *
1341  * Returns NULL if the page could not be found
1342  *
1343  * Returns a vm_page and error == TRUE if the page exists but could not
1344  * be busied.
1345  *
1346  * Returns a vm_page and error == FALSE on success.
1347  */
1348 vm_page_t
1349 VM_PAGE_DEBUG_EXT(vm_page_lookup_busy_try)(struct vm_object *object,
1350                                            vm_pindex_t pindex,
1351                                            int also_m_busy, int *errorp
1352                                            VM_PAGE_DEBUG_ARGS)
1353 {
1354         u_int32_t flags;
1355         vm_page_t m;
1356
1357         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
1358         m = vm_page_rb_tree_RB_LOOKUP(&object->rb_memq, pindex);
1359         *errorp = FALSE;
1360         while (m) {
1361                 KKASSERT(m->object == object && m->pindex == pindex);
1362                 flags = m->flags;
1363                 cpu_ccfence();
1364                 if (flags & PG_BUSY) {
1365                         *errorp = TRUE;
1366                         break;
1367                 }
1368                 if (also_m_busy && (flags & PG_SBUSY)) {
1369                         *errorp = TRUE;
1370                         break;
1371                 }
1372                 if (atomic_cmpset_int(&m->flags, flags, flags | PG_BUSY)) {
1373 #ifdef VM_PAGE_DEBUG
1374                         m->busy_func = func;
1375                         m->busy_line = lineno;
1376 #endif
1377                         break;
1378                 }
1379         }
1380         return m;
1381 }
1382
1383 /*
1384  * Attempt to repurpose the passed-in page.  If the passed-in page cannot
1385  * be repurposed it will be released, *must_reenter will be set to 1, and
1386  * this function will fall-through to vm_page_lookup_busy_try().
1387  *
1388  * The passed-in page must be wired and not busy.  The returned page will
1389  * be busied and not wired.
1390  *
1391  * A different page may be returned.  The returned page will be busied and
1392  * not wired.
1393  *
1394  * NULL can be returned.  If so, the required page could not be busied.
1395  * The passed-in page will be unwired.
1396  */
1397 vm_page_t
1398 vm_page_repurpose(struct vm_object *object, vm_pindex_t pindex,
1399                   int also_m_busy, int *errorp, vm_page_t m,
1400                   int *must_reenter, int *iswired)
1401 {
1402         if (m) {
1403                 /*
1404                  * Do not mess with pages in a complex state, such as pages
1405                  * which are mapped, as repurposing such pages can be more
1406                  * expensive than simply allocatin a new one.
1407                  *
1408                  * NOTE: Soft-busying can deadlock against putpages or I/O
1409                  *       so we only allow hard-busying here.
1410                  */
1411                 KKASSERT(also_m_busy == FALSE);
1412                 vm_page_busy_wait(m, also_m_busy, "biodep");
1413
1414                 if ((m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_MAPPED |
1415                                  PG_FICTITIOUS | PG_SBUSY)) ||
1416                     m->busy || m->wire_count != 1 || m->hold_count) {
1417                         vm_page_unwire(m, 0);
1418                         vm_page_wakeup(m);
1419                         /* fall through to normal lookup */
1420                 } else if (m->dirty || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
1421                         vm_page_unwire(m, 0);
1422                         vm_page_deactivate(m);
1423                         vm_page_wakeup(m);
1424                         /* fall through to normal lookup */
1425                 } else {
1426                         /*
1427                          * We can safely repurpose the page.  It should
1428                          * already be unqueued.
1429                          */
1430                         KKASSERT(m->queue == PQ_NONE && m->dirty == 0);
1431                         vm_page_remove(m);
1432                         m->valid = 0;
1433                         m->act_count = 0;
1434                         if (vm_page_insert(m, object, pindex)) {
1435                                 *errorp = 0;
1436                                 *iswired = 1;
1437
1438                                 return m;
1439                         }
1440                         vm_page_unwire(m, 0);
1441                         vm_page_free(m);
1442                         /* fall through to normal lookup */
1443                 }
1444         }
1445
1446         /*
1447          * Cannot repurpose page, attempt to locate the desired page.  May
1448          * return NULL.
1449          */
1450         *must_reenter = 1;
1451         *iswired = 0;
1452         m = vm_page_lookup_busy_try(object, pindex, also_m_busy, errorp);
1453
1454         return m;
1455 }
1456
1457 /*
1458  * Caller must hold the related vm_object
1459  */
1460 vm_page_t
1461 vm_page_next(vm_page_t m)
1462 {
1463         vm_page_t next;
1464
1465         next = vm_page_rb_tree_RB_NEXT(m);
1466         if (next && next->pindex != m->pindex + 1)
1467                 next = NULL;
1468         return (next);
1469 }
1470
1471 /*
1472  * vm_page_rename()
1473  *
1474  * Move the given vm_page from its current object to the specified
1475  * target object/offset.  The page must be busy and will remain so
1476  * on return.
1477  *
1478  * new_object must be held.
1479  * This routine might block. XXX ?
1480  *
1481  * NOTE: Swap associated with the page must be invalidated by the move.  We
1482  *       have to do this for several reasons:  (1) we aren't freeing the
1483  *       page, (2) we are dirtying the page, (3) the VM system is probably
1484  *       moving the page from object A to B, and will then later move
1485  *       the backing store from A to B and we can't have a conflict.
1486  *
1487  * NOTE: We *always* dirty the page.  It is necessary both for the
1488  *       fact that we moved it, and because we may be invalidating
1489  *       swap.  If the page is on the cache, we have to deactivate it
1490  *       or vm_page_dirty() will panic.  Dirty pages are not allowed
1491  *       on the cache.
1492  */
1493 void
1494 vm_page_rename(vm_page_t m, vm_object_t new_object, vm_pindex_t new_pindex)
1495 {
1496         KKASSERT(m->flags & PG_BUSY);
1497         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD_EXCL(vm_object_token(new_object));
1498         if (m->object) {
1499                 ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD_EXCL(vm_object_token(m->object));
1500                 vm_page_remove(m);
1501         }
1502         if (vm_page_insert(m, new_object, new_pindex) == FALSE) {
1503                 panic("vm_page_rename: target exists (%p,%"PRIu64")",
1504                       new_object, new_pindex);
1505         }
1506         if (m->queue - m->pc == PQ_CACHE)
1507                 vm_page_deactivate(m);
1508         vm_page_dirty(m);
1509 }
1510
1511 /*
1512  * vm_page_unqueue() without any wakeup.  This routine is used when a page
1513  * is to remain BUSYied by the caller.
1514  *
1515  * This routine may not block.
1516  */
1517 void
1518 vm_page_unqueue_nowakeup(vm_page_t m)
1519 {
1520         vm_page_and_queue_spin_lock(m);
1521         (void)_vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1522         vm_page_spin_unlock(m);
1523 }
1524
1525 /*
1526  * vm_page_unqueue() - Remove a page from its queue, wakeup the pagedemon
1527  * if necessary.
1528  *
1529  * This routine may not block.
1530  */
1531 void
1532 vm_page_unqueue(vm_page_t m)
1533 {
1534         u_short queue;
1535
1536         vm_page_and_queue_spin_lock(m);
1537         queue = _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1538         if (queue == PQ_FREE || queue == PQ_CACHE) {
1539                 vm_page_spin_unlock(m);
1540                 pagedaemon_wakeup();
1541         } else {
1542                 vm_page_spin_unlock(m);
1543         }
1544 }
1545
1546 /*
1547  * vm_page_list_find()
1548  *
1549  * Find a page on the specified queue with color optimization.
1550  *
1551  * The page coloring optimization attempts to locate a page that does
1552  * not overload other nearby pages in the object in the cpu's L1 or L2
1553  * caches.  We need this optimization because cpu caches tend to be
1554  * physical caches, while object spaces tend to be virtual.
1555  *
1556  * The page coloring optimization also, very importantly, tries to localize
1557  * memory to cpus and physical sockets.
1558  *
1559  * On MP systems each PQ_FREE and PQ_CACHE color queue has its own spinlock
1560  * and the algorithm is adjusted to localize allocations on a per-core basis.
1561  * This is done by 'twisting' the colors.
1562  *
1563  * The page is returned spinlocked and removed from its queue (it will
1564  * be on PQ_NONE), or NULL. The page is not PG_BUSY'd.  The caller
1565  * is responsible for dealing with the busy-page case (usually by
1566  * deactivating the page and looping).
1567  *
1568  * NOTE:  This routine is carefully inlined.  A non-inlined version
1569  *        is available for outside callers but the only critical path is
1570  *        from within this source file.
1571  *
1572  * NOTE:  This routine assumes that the vm_pages found in PQ_CACHE and PQ_FREE
1573  *        represent stable storage, allowing us to order our locks vm_page
1574  *        first, then queue.
1575  */
1576 static __inline
1577 vm_page_t
1578 _vm_page_list_find(int basequeue, int index, boolean_t prefer_zero)
1579 {
1580         vm_page_t m;
1581
1582         for (;;) {
1583                 if (prefer_zero) {
1584                         m = TAILQ_LAST(&vm_page_queues[basequeue+index].pl,
1585                                        pglist);
1586                 } else {
1587                         m = TAILQ_FIRST(&vm_page_queues[basequeue+index].pl);
1588                 }
1589                 if (m == NULL) {
1590                         m = _vm_page_list_find2(basequeue, index);
1591                         return(m);
1592                 }
1593                 vm_page_and_queue_spin_lock(m);
1594                 if (m->queue == basequeue + index) {
1595                         _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1596                         /* vm_page_t spin held, no queue spin */
1597                         break;
1598                 }
1599                 vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
1600         }
1601         return(m);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * If we could not find the page in the desired queue try to find it in
1606  * a nearby queue.
1607  */
1608 static vm_page_t
1609 _vm_page_list_find2(int basequeue, int index)
1610 {
1611         struct vpgqueues *pq;
1612         vm_page_t m = NULL;
1613         int pqmask = PQ_SET_ASSOC_MASK >> 1;
1614         int pqi;
1615         int i;
1616
1617         index &= PQ_L2_MASK;
1618         pq = &vm_page_queues[basequeue];
1619
1620         /*
1621          * Run local sets of 16, 32, 64, 128, and the whole queue if all
1622          * else fails (PQ_L2_MASK which is 255).
1623          */
1624         do {
1625                 pqmask = (pqmask << 1) | 1;
1626                 for (i = 0; i <= pqmask; ++i) {
1627                         pqi = (index & ~pqmask) | ((index + i) & pqmask);
1628                         m = TAILQ_FIRST(&pq[pqi].pl);
1629                         if (m) {
1630                                 _vm_page_and_queue_spin_lock(m);
1631                                 if (m->queue == basequeue + pqi) {
1632                                         _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
1633                                         return(m);
1634                                 }
1635                                 _vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
1636                                 --i;
1637                                 continue;
1638                         }
1639                 }
1640         } while (pqmask != PQ_L2_MASK);
1641
1642         return(m);
1643 }
1644
1645 /*
1646  * Returns a vm_page candidate for allocation.  The page is not busied so
1647  * it can move around.  The caller must busy the page (and typically
1648  * deactivate it if it cannot be busied!)
1649  *
1650  * Returns a spinlocked vm_page that has been removed from its queue.
1651  */
1652 vm_page_t
1653 vm_page_list_find(int basequeue, int index, boolean_t prefer_zero)
1654 {
1655         return(_vm_page_list_find(basequeue, index, prefer_zero));
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Find a page on the cache queue with color optimization, remove it
1660  * from the queue, and busy it.  The returned page will not be spinlocked.
1661  *
1662  * A candidate failure will be deactivated.  Candidates can fail due to
1663  * being busied by someone else, in which case they will be deactivated.
1664  *
1665  * This routine may not block.
1666  *
1667  */
1668 static vm_page_t
1669 vm_page_select_cache(u_short pg_color)
1670 {
1671         vm_page_t m;
1672
1673         for (;;) {
1674                 m = _vm_page_list_find(PQ_CACHE, pg_color & PQ_L2_MASK, FALSE);
1675                 if (m == NULL)
1676                         break;
1677                 /*
1678                  * (m) has been removed from its queue and spinlocked
1679                  */
1680                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE)) {
1681                         _vm_page_deactivate_locked(m, 0);
1682                         vm_page_spin_unlock(m);
1683                 } else {
1684                         /*
1685                          * We successfully busied the page
1686                          */
1687                         if ((m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_NEED_COMMIT)) == 0 &&
1688                             m->hold_count == 0 &&
1689                             m->wire_count == 0 &&
1690                             (m->dirty & m->valid) == 0) {
1691                                 vm_page_spin_unlock(m);
1692                                 pagedaemon_wakeup();
1693                                 return(m);
1694                         }
1695
1696                         /*
1697                          * The page cannot be recycled, deactivate it.
1698                          */
1699                         _vm_page_deactivate_locked(m, 0);
1700                         if (_vm_page_wakeup(m)) {
1701                                 vm_page_spin_unlock(m);
1702                                 wakeup(m);
1703                         } else {
1704                                 vm_page_spin_unlock(m);
1705                         }
1706                 }
1707         }
1708         return (m);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Find a free or zero page, with specified preference.  We attempt to
1713  * inline the nominal case and fall back to _vm_page_select_free() 
1714  * otherwise.  A busied page is removed from the queue and returned.
1715  *
1716  * This routine may not block.
1717  */
1718 static __inline vm_page_t
1719 vm_page_select_free(u_short pg_color, boolean_t prefer_zero)
1720 {
1721         vm_page_t m;
1722
1723         for (;;) {
1724                 m = _vm_page_list_find(PQ_FREE, pg_color & PQ_L2_MASK,
1725                                        prefer_zero);
1726                 if (m == NULL)
1727                         break;
1728                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE)) {
1729                         /*
1730                          * Various mechanisms such as a pmap_collect can
1731                          * result in a busy page on the free queue.  We
1732                          * have to move the page out of the way so we can
1733                          * retry the allocation.  If the other thread is not
1734                          * allocating the page then m->valid will remain 0 and
1735                          * the pageout daemon will free the page later on.
1736                          *
1737                          * Since we could not busy the page, however, we
1738                          * cannot make assumptions as to whether the page
1739                          * will be allocated by the other thread or not,
1740                          * so all we can do is deactivate it to move it out
1741                          * of the way.  In particular, if the other thread
1742                          * wires the page it may wind up on the inactive
1743                          * queue and the pageout daemon will have to deal
1744                          * with that case too.
1745                          */
1746                         _vm_page_deactivate_locked(m, 0);
1747                         vm_page_spin_unlock(m);
1748                 } else {
1749                         /*
1750                          * Theoretically if we are able to busy the page
1751                          * atomic with the queue removal (using the vm_page
1752                          * lock) nobody else should be able to mess with the
1753                          * page before us.
1754                          */
1755                         KKASSERT((m->flags & (PG_UNMANAGED |
1756                                               PG_NEED_COMMIT)) == 0);
1757                         KASSERT(m->hold_count == 0, ("m->hold_count is not zero "
1758                                                      "pg %p q=%d flags=%08x hold=%d wire=%d",
1759                                                      m, m->queue, m->flags, m->hold_count, m->wire_count));
1760                         KKASSERT(m->wire_count == 0);
1761                         vm_page_spin_unlock(m);
1762                         pagedaemon_wakeup();
1763
1764                         /* return busied and removed page */
1765                         return(m);
1766                 }
1767         }
1768         return(m);
1769 }
1770
1771 /*
1772  * vm_page_alloc()
1773  *
1774  * Allocate and return a memory cell associated with this VM object/offset
1775  * pair.  If object is NULL an unassociated page will be allocated.
1776  *
1777  * The returned page will be busied and removed from its queues.  This
1778  * routine can block and may return NULL if a race occurs and the page
1779  * is found to already exist at the specified (object, pindex).
1780  *
1781  *      VM_ALLOC_NORMAL         allow use of cache pages, nominal free drain
1782  *      VM_ALLOC_QUICK          like normal but cannot use cache
1783  *      VM_ALLOC_SYSTEM         greater free drain
1784  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      allow free list to be completely drained
1785  *      VM_ALLOC_ZERO           advisory request for pre-zero'd page only
1786  *      VM_ALLOC_FORCE_ZERO     advisory request for pre-zero'd page only
1787  *      VM_ALLOC_NULL_OK        ok to return NULL on insertion collision
1788  *                              (see vm_page_grab())
1789  *      VM_ALLOC_USE_GD         ok to use per-gd cache
1790  *
1791  *      VM_ALLOC_CPU(n)         allocate using specified cpu localization
1792  *
1793  * The object must be held if not NULL
1794  * This routine may not block
1795  *
1796  * Additional special handling is required when called from an interrupt
1797  * (VM_ALLOC_INTERRUPT).  We are not allowed to mess with the page cache
1798  * in this case.
1799  */
1800 vm_page_t
1801 vm_page_alloc(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int page_req)
1802 {
1803         globaldata_t gd;
1804         vm_object_t obj;
1805         vm_page_t m;
1806         u_short pg_color;
1807         int cpuid_local;
1808
1809 #if 0
1810         /*
1811          * Special per-cpu free VM page cache.  The pages are pre-busied
1812          * and pre-zerod for us.
1813          */
1814         if (gd->gd_vmpg_count && (page_req & VM_ALLOC_USE_GD)) {
1815                 crit_enter_gd(gd);
1816                 if (gd->gd_vmpg_count) {
1817                         m = gd->gd_vmpg_array[--gd->gd_vmpg_count];
1818                         crit_exit_gd(gd);
1819                         goto done;
1820                 }
1821                 crit_exit_gd(gd);
1822         }
1823 #endif
1824         m = NULL;
1825
1826         /*
1827          * CPU LOCALIZATION
1828          *
1829          * CPU localization algorithm.  Break the page queues up by physical
1830          * id and core id (note that two cpu threads will have the same core
1831          * id, and core_id != gd_cpuid).
1832          *
1833          * This is nowhere near perfect, for example the last pindex in a
1834          * subgroup will overflow into the next cpu or package.  But this
1835          * should get us good page reuse locality in heavy mixed loads.
1836          *
1837          * (may be executed before the APs are started, so other GDs might
1838          *  not exist!)
1839          */
1840         if (page_req & VM_ALLOC_CPU_SPEC)
1841                 cpuid_local = VM_ALLOC_GETCPU(page_req);
1842         else
1843                 cpuid_local = mycpu->gd_cpuid;
1844
1845         pg_color = vm_get_pg_color(cpuid_local, object, pindex);
1846
1847         KKASSERT(page_req & 
1848                 (VM_ALLOC_NORMAL|VM_ALLOC_QUICK|
1849                  VM_ALLOC_INTERRUPT|VM_ALLOC_SYSTEM));
1850
1851         /*
1852          * Certain system threads (pageout daemon, buf_daemon's) are
1853          * allowed to eat deeper into the free page list.
1854          */
1855         if (curthread->td_flags & TDF_SYSTHREAD)
1856                 page_req |= VM_ALLOC_SYSTEM;
1857
1858         /*
1859          * Impose various limitations.  Note that the v_free_reserved test
1860          * must match the opposite of vm_page_count_target() to avoid
1861          * livelocks, be careful.
1862          */
1863 loop:
1864         gd = mycpu;
1865         if (gd->gd_vmstats.v_free_count >= gd->gd_vmstats.v_free_reserved ||
1866             ((page_req & VM_ALLOC_INTERRUPT) &&
1867              gd->gd_vmstats.v_free_count > 0) ||
1868             ((page_req & VM_ALLOC_SYSTEM) &&
1869              gd->gd_vmstats.v_cache_count == 0 &&
1870                 gd->gd_vmstats.v_free_count >
1871                 gd->gd_vmstats.v_interrupt_free_min)
1872         ) {
1873                 /*
1874                  * The free queue has sufficient free pages to take one out.
1875                  */
1876                 if (page_req & (VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_FORCE_ZERO))
1877                         m = vm_page_select_free(pg_color, TRUE);
1878                 else
1879                         m = vm_page_select_free(pg_color, FALSE);
1880         } else if (page_req & VM_ALLOC_NORMAL) {
1881                 /*
1882                  * Allocatable from the cache (non-interrupt only).  On
1883                  * success, we must free the page and try again, thus
1884                  * ensuring that vmstats.v_*_free_min counters are replenished.
1885                  */
1886 #ifdef INVARIANTS
1887                 if (curthread->td_preempted) {
1888                         kprintf("vm_page_alloc(): warning, attempt to allocate"
1889                                 " cache page from preempting interrupt\n");
1890                         m = NULL;
1891                 } else {
1892                         m = vm_page_select_cache(pg_color);
1893                 }
1894 #else
1895                 m = vm_page_select_cache(pg_color);
1896 #endif
1897                 /*
1898                  * On success move the page into the free queue and loop.
1899                  *
1900                  * Only do this if we can safely acquire the vm_object lock,
1901                  * because this is effectively a random page and the caller
1902                  * might be holding the lock shared, we don't want to
1903                  * deadlock.
1904                  */
1905                 if (m != NULL) {
1906                         KASSERT(m->dirty == 0,
1907                                 ("Found dirty cache page %p", m));
1908                         if ((obj = m->object) != NULL) {
1909                                 if (vm_object_hold_try(obj)) {
1910                                         vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1911                                         vm_page_free(m);
1912                                         /* m->object NULL here */
1913                                         vm_object_drop(obj);
1914                                 } else {
1915                                         vm_page_deactivate(m);
1916                                         vm_page_wakeup(m);
1917                                 }
1918                         } else {
1919                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1920                                 vm_page_free(m);
1921                         }
1922                         goto loop;
1923                 }
1924
1925                 /*
1926                  * On failure return NULL
1927                  */
1928                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit, 1);
1929                 pagedaemon_wakeup();
1930                 return (NULL);
1931         } else {
1932                 /*
1933                  * No pages available, wakeup the pageout daemon and give up.
1934                  */
1935                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit, 1);
1936                 pagedaemon_wakeup();
1937                 return (NULL);
1938         }
1939
1940         /*
1941          * v_free_count can race so loop if we don't find the expected
1942          * page.
1943          */
1944         if (m == NULL) {
1945                 vmstats_rollup();
1946                 goto loop;
1947         }
1948
1949         /*
1950          * Good page found.  The page has already been busied for us and
1951          * removed from its queues.
1952          */
1953         KASSERT(m->dirty == 0,
1954                 ("vm_page_alloc: free/cache page %p was dirty", m));
1955         KKASSERT(m->queue == PQ_NONE);
1956
1957 #if 0
1958 done:
1959 #endif
1960         /*
1961          * Initialize the structure, inheriting some flags but clearing
1962          * all the rest.  The page has already been busied for us.
1963          */
1964         vm_page_flag_clear(m, ~(PG_BUSY | PG_SBUSY));
1965         KKASSERT(m->wire_count == 0);
1966         KKASSERT(m->busy == 0);
1967         m->act_count = 0;
1968         m->valid = 0;
1969
1970         /*
1971          * Caller must be holding the object lock (asserted by
1972          * vm_page_insert()).
1973          *
1974          * NOTE: Inserting a page here does not insert it into any pmaps
1975          *       (which could cause us to block allocating memory).
1976          *
1977          * NOTE: If no object an unassociated page is allocated, m->pindex
1978          *       can be used by the caller for any purpose.
1979          */
1980         if (object) {
1981                 if (vm_page_insert(m, object, pindex) == FALSE) {
1982                         vm_page_free(m);
1983                         if ((page_req & VM_ALLOC_NULL_OK) == 0)
1984                                 panic("PAGE RACE %p[%ld]/%p",
1985                                       object, (long)pindex, m);
1986                         m = NULL;
1987                 }
1988         } else {
1989                 m->pindex = pindex;
1990         }
1991
1992         /*
1993          * Don't wakeup too often - wakeup the pageout daemon when
1994          * we would be nearly out of memory.
1995          */
1996         pagedaemon_wakeup();
1997
1998         /*
1999          * A PG_BUSY page is returned.
2000          */
2001         return (m);
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Returns number of pages available in our DMA memory reserve
2006  * (adjusted with vm.dma_reserved=<value>m in /boot/loader.conf)
2007  */
2008 vm_size_t
2009 vm_contig_avail_pages(void)
2010 {
2011         alist_blk_t blk;
2012         alist_blk_t count;
2013         alist_blk_t bfree;
2014         spin_lock(&vm_contig_spin);
2015         bfree = alist_free_info(&vm_contig_alist, &blk, &count);
2016         spin_unlock(&vm_contig_spin);
2017
2018         return bfree;
2019 }
2020
2021 /*
2022  * Attempt to allocate contiguous physical memory with the specified
2023  * requirements.
2024  */
2025 vm_page_t
2026 vm_page_alloc_contig(vm_paddr_t low, vm_paddr_t high,
2027                      unsigned long alignment, unsigned long boundary,
2028                      unsigned long size, vm_memattr_t memattr)
2029 {
2030         alist_blk_t blk;
2031         vm_page_t m;
2032         int i;
2033
2034         alignment >>= PAGE_SHIFT;
2035         if (alignment == 0)
2036                 alignment = 1;
2037         boundary >>= PAGE_SHIFT;
2038         if (boundary == 0)
2039                 boundary = 1;
2040         size = (size + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
2041
2042         spin_lock(&vm_contig_spin);
2043         blk = alist_alloc(&vm_contig_alist, 0, size);
2044         if (blk == ALIST_BLOCK_NONE) {
2045                 spin_unlock(&vm_contig_spin);
2046                 if (bootverbose) {
2047                         kprintf("vm_page_alloc_contig: %ldk nospace\n",
2048                                 (size + PAGE_MASK) * (PAGE_SIZE / 1024));
2049                 }
2050                 return(NULL);
2051         }
2052         if (high && ((vm_paddr_t)(blk + size) << PAGE_SHIFT) > high) {
2053                 alist_free(&vm_contig_alist, blk, size);
2054                 spin_unlock(&vm_contig_spin);
2055                 if (bootverbose) {
2056                         kprintf("vm_page_alloc_contig: %ldk high "
2057                                 "%016jx failed\n",
2058                                 (size + PAGE_MASK) * (PAGE_SIZE / 1024),
2059                                 (intmax_t)high);
2060                 }
2061                 return(NULL);
2062         }
2063         spin_unlock(&vm_contig_spin);
2064         if (vm_contig_verbose) {
2065                 kprintf("vm_page_alloc_contig: %016jx/%ldk\n",
2066                         (intmax_t)(vm_paddr_t)blk << PAGE_SHIFT,
2067                         (size + PAGE_MASK) * (PAGE_SIZE / 1024));
2068         }
2069
2070         m = PHYS_TO_VM_PAGE((vm_paddr_t)blk << PAGE_SHIFT);
2071         if (memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2072                 for (i = 0;i < size;i++)
2073                         pmap_page_set_memattr(&m[i], memattr);
2074         return m;
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Free contiguously allocated pages.  The pages will be wired but not busy.
2079  * When freeing to the alist we leave them wired and not busy.
2080  */
2081 void
2082 vm_page_free_contig(vm_page_t m, unsigned long size)
2083 {
2084         vm_paddr_t pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2085         vm_pindex_t start = pa >> PAGE_SHIFT;
2086         vm_pindex_t pages = (size + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
2087
2088         if (vm_contig_verbose) {
2089                 kprintf("vm_page_free_contig:  %016jx/%ldk\n",
2090                         (intmax_t)pa, size / 1024);
2091         }
2092         if (pa < vm_low_phys_reserved) {
2093                 KKASSERT(pa + size <= vm_low_phys_reserved);
2094                 spin_lock(&vm_contig_spin);
2095                 alist_free(&vm_contig_alist, start, pages);
2096                 spin_unlock(&vm_contig_spin);
2097         } else {
2098                 while (pages) {
2099                         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "cpgfr");
2100                         vm_page_unwire(m, 0);
2101                         vm_page_free(m);
2102                         --pages;
2103                         ++m;
2104                 }
2105
2106         }
2107 }
2108
2109
2110 /*
2111  * Wait for sufficient free memory for nominal heavy memory use kernel
2112  * operations.
2113  *
2114  * WARNING!  Be sure never to call this in any vm_pageout code path, which
2115  *           will trivially deadlock the system.
2116  */
2117 void
2118 vm_wait_nominal(void)
2119 {
2120         while (vm_page_count_min(0))
2121                 vm_wait(0);
2122 }
2123
2124 /*
2125  * Test if vm_wait_nominal() would block.
2126  */
2127 int
2128 vm_test_nominal(void)
2129 {
2130         if (vm_page_count_min(0))
2131                 return(1);
2132         return(0);
2133 }
2134
2135 /*
2136  * Block until free pages are available for allocation, called in various
2137  * places before memory allocations.
2138  *
2139  * The caller may loop if vm_page_count_min() == FALSE so we cannot be
2140  * more generous then that.
2141  */
2142 void
2143 vm_wait(int timo)
2144 {
2145         /*
2146          * never wait forever
2147          */
2148         if (timo == 0)
2149                 timo = hz;
2150         lwkt_gettoken(&vm_token);
2151
2152         if (curthread == pagethread) {
2153                 /*
2154                  * The pageout daemon itself needs pages, this is bad.
2155                  */
2156                 if (vm_page_count_min(0)) {
2157                         vm_pageout_pages_needed = 1;
2158                         tsleep(&vm_pageout_pages_needed, 0, "VMWait", timo);
2159                 }
2160         } else {
2161                 /*
2162                  * Wakeup the pageout daemon if necessary and wait.
2163                  *
2164                  * Do not wait indefinitely for the target to be reached,
2165                  * as load might prevent it from being reached any time soon.
2166                  * But wait a little to try to slow down page allocations
2167                  * and to give more important threads (the pagedaemon)
2168                  * allocation priority.
2169                  */
2170                 if (vm_page_count_target()) {
2171                         if (vm_pages_needed == 0) {
2172                                 vm_pages_needed = 1;
2173                                 wakeup(&vm_pages_needed);
2174                         }
2175                         ++vm_pages_waiting;     /* SMP race ok */
2176                         tsleep(&vmstats.v_free_count, 0, "vmwait", timo);
2177                 }
2178         }
2179         lwkt_reltoken(&vm_token);
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Block until free pages are available for allocation
2184  *
2185  * Called only from vm_fault so that processes page faulting can be
2186  * easily tracked.
2187  */
2188 void
2189 vm_wait_pfault(void)
2190 {
2191         /*
2192          * Wakeup the pageout daemon if necessary and wait.
2193          *
2194          * Do not wait indefinitely for the target to be reached,
2195          * as load might prevent it from being reached any time soon.
2196          * But wait a little to try to slow down page allocations
2197          * and to give more important threads (the pagedaemon)
2198          * allocation priority.
2199          */
2200         if (vm_page_count_min(0)) {
2201                 lwkt_gettoken(&vm_token);
2202                 while (vm_page_count_severe()) {
2203                         if (vm_page_count_target()) {
2204                                 thread_t td;
2205
2206                                 if (vm_pages_needed == 0) {
2207                                         vm_pages_needed = 1;
2208                                         wakeup(&vm_pages_needed);
2209                                 }
2210                                 ++vm_pages_waiting;     /* SMP race ok */
2211                                 tsleep(&vmstats.v_free_count, 0, "pfault", hz);
2212
2213                                 /*
2214                                  * Do not stay stuck in the loop if the system is trying
2215                                  * to kill the process.
2216                                  */
2217                                 td = curthread;
2218                                 if (td->td_proc && (td->td_proc->p_flags & P_LOWMEMKILL))
2219                                         break;
2220                         }
2221                 }
2222                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2223         }
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Put the specified page on the active list (if appropriate).  Ensure
2228  * that act_count is at least ACT_INIT but do not otherwise mess with it.
2229  *
2230  * The caller should be holding the page busied ? XXX
2231  * This routine may not block.
2232  */
2233 void
2234 vm_page_activate(vm_page_t m)
2235 {
2236         u_short oqueue;
2237
2238         vm_page_spin_lock(m);
2239         if (m->queue - m->pc != PQ_ACTIVE) {
2240                 _vm_page_queue_spin_lock(m);
2241                 oqueue = _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
2242                 /* page is left spinlocked, queue is unlocked */
2243
2244                 if (oqueue == PQ_CACHE)
2245                         mycpu->gd_cnt.v_reactivated++;
2246                 if (m->wire_count == 0 && (m->flags & PG_UNMANAGED) == 0) {
2247                         if (m->act_count < ACT_INIT)
2248                                 m->act_count = ACT_INIT;
2249                         _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_ACTIVE + m->pc, 0);
2250                 }
2251                 _vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
2252                 if (oqueue == PQ_CACHE || oqueue == PQ_FREE)
2253                         pagedaemon_wakeup();
2254         } else {
2255                 if (m->act_count < ACT_INIT)
2256                         m->act_count = ACT_INIT;
2257                 vm_page_spin_unlock(m);
2258         }
2259 }
2260
2261 /*
2262  * Helper routine for vm_page_free_toq() and vm_page_cache().  This
2263  * routine is called when a page has been added to the cache or free
2264  * queues.
2265  *
2266  * This routine may not block.
2267  */
2268 static __inline void
2269 vm_page_free_wakeup(void)
2270 {
2271         globaldata_t gd = mycpu;
2272
2273         /*
2274          * If the pageout daemon itself needs pages, then tell it that
2275          * there are some free.
2276          */
2277         if (vm_pageout_pages_needed &&
2278             gd->gd_vmstats.v_cache_count + gd->gd_vmstats.v_free_count >=
2279             gd->gd_vmstats.v_pageout_free_min
2280         ) {
2281                 vm_pageout_pages_needed = 0;
2282                 wakeup(&vm_pageout_pages_needed);
2283         }
2284
2285         /*
2286          * Wakeup processes that are waiting on memory.
2287          *
2288          * Generally speaking we want to wakeup stuck processes as soon as
2289          * possible.  !vm_page_count_min(0) is the absolute minimum point
2290          * where we can do this.  Wait a bit longer to reduce degenerate
2291          * re-blocking (vm_page_free_hysteresis).  The target check is just
2292          * to make sure the min-check w/hysteresis does not exceed the
2293          * normal target.
2294          */
2295         if (vm_pages_waiting) {
2296                 if (!vm_page_count_min(vm_page_free_hysteresis) ||
2297                     !vm_page_count_target()) {
2298                         vm_pages_waiting = 0;
2299                         wakeup(&vmstats.v_free_count);
2300                         ++mycpu->gd_cnt.v_ppwakeups;
2301                 }
2302 #if 0
2303                 if (!vm_page_count_target()) {
2304                         /*
2305                          * Plenty of pages are free, wakeup everyone.
2306                          */
2307                         vm_pages_waiting = 0;
2308                         wakeup(&vmstats.v_free_count);
2309                         ++mycpu->gd_cnt.v_ppwakeups;
2310                 } else if (!vm_page_count_min(0)) {
2311                         /*
2312                          * Some pages are free, wakeup someone.
2313                          */
2314                         int wcount = vm_pages_waiting;
2315                         if (wcount > 0)
2316                                 --wcount;
2317                         vm_pages_waiting = wcount;
2318                         wakeup_one(&vmstats.v_free_count);
2319                         ++mycpu->gd_cnt.v_ppwakeups;
2320                 }
2321 #endif
2322         }
2323 }
2324
2325 /*
2326  * Returns the given page to the PQ_FREE or PQ_HOLD list and disassociates
2327  * it from its VM object.
2328  *
2329  * The vm_page must be PG_BUSY on entry.  PG_BUSY will be released on
2330  * return (the page will have been freed).
2331  */
2332 void
2333 vm_page_free_toq(vm_page_t m)
2334 {
2335         mycpu->gd_cnt.v_tfree++;
2336         KKASSERT((m->flags & PG_MAPPED) == 0);
2337         KKASSERT(m->flags & PG_BUSY);
2338
2339         if (m->busy || ((m->queue - m->pc) == PQ_FREE)) {
2340                 kprintf("vm_page_free: pindex(%lu), busy(%d), "
2341                         "PG_BUSY(%d), hold(%d)\n",
2342                         (u_long)m->pindex, m->busy,
2343                         ((m->flags & PG_BUSY) ? 1 : 0), m->hold_count);
2344                 if ((m->queue - m->pc) == PQ_FREE)
2345                         panic("vm_page_free: freeing free page");
2346                 else
2347                         panic("vm_page_free: freeing busy page");
2348         }
2349
2350         /*
2351          * Remove from object, spinlock the page and its queues and
2352          * remove from any queue.  No queue spinlock will be held
2353          * after this section (because the page was removed from any
2354          * queue).
2355          */
2356         vm_page_remove(m);
2357         vm_page_and_queue_spin_lock(m);
2358         _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
2359
2360         /*
2361          * No further management of fictitious pages occurs beyond object
2362          * and queue removal.
2363          */
2364         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
2365                 vm_page_spin_unlock(m);
2366                 vm_page_wakeup(m);
2367                 return;
2368         }
2369
2370         m->valid = 0;
2371         vm_page_undirty(m);
2372
2373         if (m->wire_count != 0) {
2374                 if (m->wire_count > 1) {
2375                     panic(
2376                         "vm_page_free: invalid wire count (%d), pindex: 0x%lx",
2377                         m->wire_count, (long)m->pindex);
2378                 }
2379                 panic("vm_page_free: freeing wired page");
2380         }
2381
2382         /*
2383          * Clear the UNMANAGED flag when freeing an unmanaged page.
2384          * Clear the NEED_COMMIT flag
2385          */
2386         if (m->flags & PG_UNMANAGED)
2387                 vm_page_flag_clear(m, PG_UNMANAGED);
2388         if (m->flags & PG_NEED_COMMIT)
2389                 vm_page_flag_clear(m, PG_NEED_COMMIT);
2390
2391         if (m->hold_count != 0) {
2392                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_HOLD + m->pc, 0);
2393         } else {
2394                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_FREE + m->pc, 0);
2395         }
2396
2397         /*
2398          * This sequence allows us to clear PG_BUSY while still holding
2399          * its spin lock, which reduces contention vs allocators.  We
2400          * must not leave the queue locked or _vm_page_wakeup() may
2401          * deadlock.
2402          */
2403         _vm_page_queue_spin_unlock(m);
2404         if (_vm_page_wakeup(m)) {
2405                 vm_page_spin_unlock(m);
2406                 wakeup(m);
2407         } else {
2408                 vm_page_spin_unlock(m);
2409         }
2410         vm_page_free_wakeup();
2411 }
2412
2413 /*
2414  * vm_page_unmanage()
2415  *
2416  * Prevent PV management from being done on the page.  The page is
2417  * removed from the paging queues as if it were wired, and as a 
2418  * consequence of no longer being managed the pageout daemon will not
2419  * touch it (since there is no way to locate the pte mappings for the
2420  * page).  madvise() calls that mess with the pmap will also no longer
2421  * operate on the page.
2422  *
2423  * Beyond that the page is still reasonably 'normal'.  Freeing the page
2424  * will clear the flag.
2425  *
2426  * This routine is used by OBJT_PHYS objects - objects using unswappable
2427  * physical memory as backing store rather then swap-backed memory and
2428  * will eventually be extended to support 4MB unmanaged physical 
2429  * mappings.
2430  *
2431  * Caller must be holding the page busy.
2432  */
2433 void
2434 vm_page_unmanage(vm_page_t m)
2435 {
2436         KKASSERT(m->flags & PG_BUSY);
2437         if ((m->flags & PG_UNMANAGED) == 0) {
2438                 if (m->wire_count == 0)
2439                         vm_page_unqueue(m);
2440         }
2441         vm_page_flag_set(m, PG_UNMANAGED);
2442 }
2443
2444 /*
2445  * Mark this page as wired down by yet another map, removing it from
2446  * paging queues as necessary.
2447  *
2448  * Caller must be holding the page busy.
2449  */
2450 void
2451 vm_page_wire(vm_page_t m)
2452 {
2453         /*
2454          * Only bump the wire statistics if the page is not already wired,
2455          * and only unqueue the page if it is on some queue (if it is unmanaged
2456          * it is already off the queues).  Don't do anything with fictitious
2457          * pages because they are always wired.
2458          */
2459         KKASSERT(m->flags & PG_BUSY);
2460         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2461                 if (atomic_fetchadd_int(&m->wire_count, 1) == 0) {
2462                         if ((m->flags & PG_UNMANAGED) == 0)
2463                                 vm_page_unqueue(m);
2464                         atomic_add_int(&mycpu->gd_vmstats_adj.v_wire_count, 1);
2465                 }
2466                 KASSERT(m->wire_count != 0,
2467                         ("vm_page_wire: wire_count overflow m=%p", m));
2468         }
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Release one wiring of this page, potentially enabling it to be paged again.
2473  *
2474  * Many pages placed on the inactive queue should actually go
2475  * into the cache, but it is difficult to figure out which.  What
2476  * we do instead, if the inactive target is well met, is to put
2477  * clean pages at the head of the inactive queue instead of the tail.
2478  * This will cause them to be moved to the cache more quickly and
2479  * if not actively re-referenced, freed more quickly.  If we just
2480  * stick these pages at the end of the inactive queue, heavy filesystem
2481  * meta-data accesses can cause an unnecessary paging load on memory bound 
2482  * processes.  This optimization causes one-time-use metadata to be
2483  * reused more quickly.
2484  *
2485  * Pages marked PG_NEED_COMMIT are always activated and never placed on
2486  * the inactive queue.  This helps the pageout daemon determine memory
2487  * pressure and act on out-of-memory situations more quickly.
2488  *
2489  * BUT, if we are in a low-memory situation we have no choice but to
2490  * put clean pages on the cache queue.
2491  *
2492  * A number of routines use vm_page_unwire() to guarantee that the page
2493  * will go into either the inactive or active queues, and will NEVER
2494  * be placed in the cache - for example, just after dirtying a page.
2495  * dirty pages in the cache are not allowed.
2496  *
2497  * This routine may not block.
2498  */
2499 void
2500 vm_page_unwire(vm_page_t m, int activate)
2501 {
2502         KKASSERT(m->flags & PG_BUSY);
2503         if (m->flags & PG_FICTITIOUS) {
2504                 /* do nothing */
2505         } else if (m->wire_count <= 0) {
2506                 panic("vm_page_unwire: invalid wire count: %d", m->wire_count);
2507         } else {
2508                 if (atomic_fetchadd_int(&m->wire_count, -1) == 1) {
2509                         atomic_add_int(&mycpu->gd_vmstats_adj.v_wire_count, -1);
2510                         if (m->flags & PG_UNMANAGED) {
2511                                 ;
2512                         } else if (activate || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
2513                                 vm_page_spin_lock(m);
2514                                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m,
2515                                                         PQ_ACTIVE + m->pc, 0);
2516                                 _vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
2517                         } else {
2518                                 vm_page_spin_lock(m);
2519                                 vm_page_flag_clear(m, PG_WINATCFLS);
2520                                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m,
2521                                                         PQ_INACTIVE + m->pc, 0);
2522                                 ++vm_swapcache_inactive_heuristic;
2523                                 _vm_page_and_queue_spin_unlock(m);
2524                         }
2525                 }
2526         }
2527 }
2528
2529 /*
2530  * Move the specified page to the inactive queue.  If the page has
2531  * any associated swap, the swap is deallocated.
2532  *
2533  * Normally athead is 0 resulting in LRU operation.  athead is set
2534  * to 1 if we want this page to be 'as if it were placed in the cache',
2535  * except without unmapping it from the process address space.
2536  *
2537  * vm_page's spinlock must be held on entry and will remain held on return.
2538  * This routine may not block.
2539  */
2540 static void
2541 _vm_page_deactivate_locked(vm_page_t m, int athead)
2542 {
2543         u_short oqueue;
2544
2545         /*
2546          * Ignore if already inactive.
2547          */
2548         if (m->queue - m->pc == PQ_INACTIVE)
2549                 return;
2550         _vm_page_queue_spin_lock(m);
2551         oqueue = _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
2552
2553         if (m->wire_count == 0 && (m->flags & PG_UNMANAGED) == 0) {
2554                 if (oqueue == PQ_CACHE)
2555                         mycpu->gd_cnt.v_reactivated++;
2556                 vm_page_flag_clear(m, PG_WINATCFLS);
2557                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_INACTIVE + m->pc, athead);
2558                 if (athead == 0)
2559                         ++vm_swapcache_inactive_heuristic;
2560         }
2561         /* NOTE: PQ_NONE if condition not taken */
2562         _vm_page_queue_spin_unlock(m);
2563         /* leaves vm_page spinlocked */
2564 }
2565
2566 /*
2567  * Attempt to deactivate a page.
2568  *
2569  * No requirements.
2570  */
2571 void
2572 vm_page_deactivate(vm_page_t m)
2573 {
2574         vm_page_spin_lock(m);
2575         _vm_page_deactivate_locked(m, 0);
2576         vm_page_spin_unlock(m);
2577 }
2578
2579 void
2580 vm_page_deactivate_locked(vm_page_t m)
2581 {
2582         _vm_page_deactivate_locked(m, 0);
2583 }
2584
2585 /*
2586  * Attempt to move a busied page to PQ_CACHE, then unconditionally unbusy it.
2587  *
2588  * This function returns non-zero if it successfully moved the page to
2589  * PQ_CACHE.
2590  *
2591  * This function unconditionally unbusies the page on return.
2592  */
2593 int
2594 vm_page_try_to_cache(vm_page_t m)
2595 {
2596         vm_page_spin_lock(m);
2597         if (m->dirty || m->hold_count || m->wire_count ||
2598             (m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_NEED_COMMIT))) {
2599                 if (_vm_page_wakeup(m)) {
2600                         vm_page_spin_unlock(m);
2601                         wakeup(m);
2602                 } else {
2603                         vm_page_spin_unlock(m);
2604                 }
2605                 return(0);
2606         }
2607         vm_page_spin_unlock(m);
2608
2609         /*
2610          * Page busied by us and no longer spinlocked.  Dirty pages cannot
2611          * be moved to the cache.
2612          */
2613         vm_page_test_dirty(m);
2614         if (m->dirty || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
2615                 vm_page_wakeup(m);
2616                 return(0);
2617         }
2618         vm_page_cache(m);
2619         return(1);
2620 }
2621
2622 /*
2623  * Attempt to free the page.  If we cannot free it, we do nothing.
2624  * 1 is returned on success, 0 on failure.
2625  *
2626  * No requirements.
2627  */
2628 int
2629 vm_page_try_to_free(vm_page_t m)
2630 {
2631         vm_page_spin_lock(m);
2632         if (vm_page_busy_try(m, TRUE)) {
2633                 vm_page_spin_unlock(m);
2634                 return(0);
2635         }
2636
2637         /*
2638          * The page can be in any state, including already being on the free
2639          * queue.  Check to see if it really can be freed.
2640          */
2641         if (m->dirty ||                         /* can't free if it is dirty */
2642             m->hold_count ||                    /* or held (XXX may be wrong) */
2643             m->wire_count ||                    /* or wired */
2644             (m->flags & (PG_UNMANAGED |         /* or unmanaged */
2645                          PG_NEED_COMMIT)) ||    /* or needs a commit */
2646             m->queue - m->pc == PQ_FREE ||      /* already on PQ_FREE */
2647             m->queue - m->pc == PQ_HOLD) {      /* already on PQ_HOLD */
2648                 if (_vm_page_wakeup(m)) {
2649                         vm_page_spin_unlock(m);
2650                         wakeup(m);
2651                 } else {
2652                         vm_page_spin_unlock(m);
2653                 }
2654                 return(0);
2655         }
2656         vm_page_spin_unlock(m);
2657
2658         /*
2659          * We can probably free the page.
2660          *
2661          * Page busied by us and no longer spinlocked.  Dirty pages will
2662          * not be freed by this function.    We have to re-test the
2663          * dirty bit after cleaning out the pmaps.
2664          */
2665         vm_page_test_dirty(m);
2666         if (m->dirty || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
2667                 vm_page_wakeup(m);
2668                 return(0);
2669         }
2670         vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
2671         if (m->dirty || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
2672                 vm_page_wakeup(m);
2673                 return(0);
2674         }
2675         vm_page_free(m);
2676         return(1);
2677 }
2678
2679 /*
2680  * vm_page_cache
2681  *
2682  * Put the specified page onto the page cache queue (if appropriate).
2683  *
2684  * The page must be busy, and this routine will release the busy and
2685  * possibly even free the page.
2686  */
2687 void
2688 vm_page_cache(vm_page_t m)
2689 {
2690         /*
2691          * Not suitable for the cache
2692          */
2693         if ((m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_NEED_COMMIT)) ||
2694             m->busy || m->wire_count || m->hold_count) {
2695                 vm_page_wakeup(m);
2696                 return;
2697         }
2698
2699         /*
2700          * Already in the cache (and thus not mapped)
2701          */
2702         if ((m->queue - m->pc) == PQ_CACHE) {
2703                 KKASSERT((m->flags & PG_MAPPED) == 0);
2704                 vm_page_wakeup(m);
2705                 return;
2706         }
2707
2708         /*
2709          * Caller is required to test m->dirty, but note that the act of
2710          * removing the page from its maps can cause it to become dirty
2711          * on an SMP system due to another cpu running in usermode.
2712          */
2713         if (m->dirty) {
2714                 panic("vm_page_cache: caching a dirty page, pindex: %ld",
2715                         (long)m->pindex);
2716         }
2717
2718         /*
2719          * Remove all pmaps and indicate that the page is not
2720          * writeable or mapped.  Our vm_page_protect() call may
2721          * have blocked (especially w/ VM_PROT_NONE), so recheck
2722          * everything.
2723          */
2724         vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
2725         if ((m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_MAPPED)) ||
2726             m->busy || m->wire_count || m->hold_count) {
2727                 vm_page_wakeup(m);
2728         } else if (m->dirty || (m->flags & PG_NEED_COMMIT)) {
2729                 vm_page_deactivate(m);
2730                 vm_page_wakeup(m);
2731         } else {
2732                 _vm_page_and_queue_spin_lock(m);
2733                 _vm_page_rem_queue_spinlocked(m);
2734                 _vm_page_add_queue_spinlocked(m, PQ_CACHE + m->pc, 0);
2735                 _vm_page_queue_spin_unlock(m);
2736                 if (_vm_page_wakeup(m)) {
2737                         vm_page_spin_unlock(m);
2738                         wakeup(m);
2739                 } else {
2740                         vm_page_spin_unlock(m);
2741                 }
2742                 vm_page_free_wakeup();
2743         }
2744 }
2745
2746 /*
2747  * vm_page_dontneed()
2748  *
2749  * Cache, deactivate, or do nothing as appropriate.  This routine
2750  * is typically used by madvise() MADV_DONTNEED.
2751  *
2752  * Generally speaking we want to move the page into the cache so
2753  * it gets reused quickly.  However, this can result in a silly syndrome
2754  * due to the page recycling too quickly.  Small objects will not be
2755  * fully cached.  On the otherhand, if we move the page to the inactive
2756  * queue we wind up with a problem whereby very large objects 
2757  * unnecessarily blow away our inactive and cache queues.
2758  *
2759  * The solution is to move the pages based on a fixed weighting.  We
2760  * either leave them alone, deactivate them, or move them to the cache,
2761  * where moving them to the cache has the highest weighting.
2762  * By forcing some pages into other queues we eventually force the
2763  * system to balance the queues, potentially recovering other unrelated
2764  * space from active.  The idea is to not force this to happen too
2765  * often.
2766  *
2767  * The page must be busied.
2768  */
2769 void
2770 vm_page_dontneed(vm_page_t m)
2771 {
2772         static int dnweight;
2773         int dnw;
2774         int head;
2775
2776         dnw = ++dnweight;
2777
2778         /*
2779          * occassionally leave the page alone
2780          */
2781         if ((dnw & 0x01F0) == 0 ||
2782             m->queue - m->pc == PQ_INACTIVE ||
2783             m->queue - m->pc == PQ_CACHE
2784         ) {
2785                 if (m->act_count >= ACT_INIT)
2786                         --m->act_count;
2787                 return;
2788         }
2789
2790         /*
2791          * If vm_page_dontneed() is inactivating a page, it must clear
2792          * the referenced flag; otherwise the pagedaemon will see references
2793          * on the page in the inactive queue and reactivate it. Until the 
2794          * page can move to the cache queue, madvise's job is not done.
2795          */
2796         vm_page_flag_clear(m, PG_REFERENCED);
2797         pmap_clear_reference(m);
2798
2799         if (m->dirty == 0)
2800                 vm_page_test_dirty(m);
2801
2802         if (m->dirty || (dnw & 0x0070) == 0) {
2803                 /*
2804                  * Deactivate the page 3 times out of 32.
2805                  */
2806                 head = 0;
2807         } else {
2808                 /*
2809                  * Cache the page 28 times out of every 32.  Note that
2810                  * the page is deactivated instead of cached, but placed
2811                  * at the head of the queue instead of the tail.
2812                  */
2813                 head = 1;
2814         }
2815         vm_page_spin_lock(m);
2816         _vm_page_deactivate_locked(m, head);
2817         vm_page_spin_unlock(m);
2818 }
2819
2820 /*
2821  * These routines manipulate the 'soft busy' count for a page.  A soft busy
2822  * is almost like PG_BUSY except that it allows certain compatible operations
2823  * to occur on the page while it is busy.  For example, a page undergoing a
2824  * write can still be mapped read-only.
2825  *
2826  * Because vm_pages can overlap buffers m->busy can be > 1.  m->busy is only
2827  * adjusted while the vm_page is PG_BUSY so the flash will occur when the
2828  * busy bit is cleared.
2829  */
2830 void
2831 vm_page_io_start(vm_page_t m)
2832 {
2833         KASSERT(m->flags & PG_BUSY, ("vm_page_io_start: page not busy!!!"));
2834         atomic_add_char(&m->busy, 1);
2835         vm_page_flag_set(m, PG_SBUSY);
2836 }
2837
2838 void
2839 vm_page_io_finish(vm_page_t m)
2840 {
2841         KASSERT(m->flags & PG_BUSY, ("vm_page_io_finish: page not busy!!!"));
2842         atomic_subtract_char(&m->busy, 1);
2843         if (m->busy == 0)
2844                 vm_page_flag_clear(m, PG_SBUSY);
2845 }
2846
2847 /*
2848  * Indicate that a clean VM page requires a filesystem commit and cannot
2849  * be reused.  Used by tmpfs.
2850  */
2851 void
2852 vm_page_need_commit(vm_page_t m)
2853 {
2854         vm_page_flag_set(m, PG_NEED_COMMIT);
2855         vm_object_set_writeable_dirty(m->object);
2856 }
2857
2858 void
2859 vm_page_clear_commit(vm_page_t m)
2860 {
2861         vm_page_flag_clear(m, PG_NEED_COMMIT);
2862 }
2863
2864 /*
2865  * Grab a page, blocking if it is busy and allocating a page if necessary.
2866  * A busy page is returned or NULL.  The page may or may not be valid and
2867  * might not be on a queue (the caller is responsible for the disposition of
2868  * the page).
2869  *
2870  * If VM_ALLOC_ZERO is specified and the grab must allocate a new page, the
2871  * page will be zero'd and marked valid.
2872  *
2873  * If VM_ALLOC_FORCE_ZERO is specified the page will be zero'd and marked
2874  * valid even if it already exists.
2875  *
2876  * If VM_ALLOC_RETRY is specified this routine will never return NULL.  Also
2877  * note that VM_ALLOC_NORMAL must be specified if VM_ALLOC_RETRY is specified.
2878  * VM_ALLOC_NULL_OK is implied when VM_ALLOC_RETRY is specified.
2879  *
2880  * This routine may block, but if VM_ALLOC_RETRY is not set then NULL is
2881  * always returned if we had blocked.  
2882  *
2883  * This routine may not be called from an interrupt.
2884  *
2885  * No other requirements.
2886  */
2887 vm_page_t
2888 vm_page_grab(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags)
2889 {
2890         vm_page_t m;
2891         int error;
2892         int shared = 1;
2893
2894         KKASSERT(allocflags &
2895                 (VM_ALLOC_NORMAL|VM_ALLOC_INTERRUPT|VM_ALLOC_SYSTEM));
2896         vm_object_hold_shared(object);
2897         for (;;) {
2898                 m = vm_page_lookup_busy_try(object, pindex, TRUE, &error);
2899                 if (error) {
2900                         vm_page_sleep_busy(m, TRUE, "pgrbwt");
2901                         if ((allocflags & VM_ALLOC_RETRY) == 0) {
2902                                 m = NULL;
2903                                 break;
2904                         }
2905                         /* retry */
2906                 } else if (m == NULL) {
2907                         if (shared) {
2908                                 vm_object_upgrade(object);
2909                                 shared = 0;
2910                         }
2911                         if (allocflags & VM_ALLOC_RETRY)
2912                                 allocflags |= VM_ALLOC_NULL_OK;
2913                         m = vm_page_alloc(object, pindex,
2914                                           allocflags & ~VM_ALLOC_RETRY);
2915                         if (m)
2916                                 break;
2917                         vm_wait(0);
2918                         if ((allocflags & VM_ALLOC_RETRY) == 0)
2919                                 goto failed;
2920                 } else {
2921                         /* m found */
2922                         break;
2923                 }
2924         }
2925
2926         /*
2927          * If VM_ALLOC_ZERO an invalid page will be zero'd and set valid.
2928          *
2929          * If VM_ALLOC_FORCE_ZERO the page is unconditionally zero'd and set
2930          * valid even if already valid.
2931          *
2932          * NOTE!  We have removed all of the PG_ZERO optimizations and also
2933          *        removed the idle zeroing code.  These optimizations actually
2934          *        slow things down on modern cpus because the zerod area is
2935          *        likely uncached, placing a memory-access burden on the
2936          *        accesors taking the fault.
2937          *
2938          *        By always zeroing the page in-line with the fault, no
2939          *        dynamic ram reads are needed and the caches are hot, ready
2940          *        for userland to access the memory.
2941          */
2942         if (m->valid == 0) {
2943                 if (allocflags & (VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_FORCE_ZERO)) {
2944                         pmap_zero_page(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2945                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
2946                 }
2947         } else if (allocflags & VM_ALLOC_FORCE_ZERO) {
2948                 pmap_zero_page(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2949                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
2950         }
2951 failed:
2952         vm_object_drop(object);
2953         return(m);
2954 }
2955
2956 /*
2957  * Mapping function for valid bits or for dirty bits in
2958  * a page.  May not block.
2959  *
2960  * Inputs are required to range within a page.
2961  *
2962  * No requirements.
2963  * Non blocking.
2964  */
2965 int
2966 vm_page_bits(int base, int size)
2967 {
2968         int first_bit;
2969         int last_bit;
2970
2971         KASSERT(
2972             base + size <= PAGE_SIZE,
2973             ("vm_page_bits: illegal base/size %d/%d", base, size)
2974         );
2975
2976         if (size == 0)          /* handle degenerate case */
2977                 return(0);
2978
2979         first_bit = base >> DEV_BSHIFT;
2980         last_bit = (base + size - 1) >> DEV_BSHIFT;
2981
2982         return ((2 << last_bit) - (1 << first_bit));
2983 }
2984
2985 /*
2986  * Sets portions of a page valid and clean.  The arguments are expected
2987  * to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
2988  * of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
2989  * such chunks will be zero'd.
2990  *
2991  * NOTE: When truncating a buffer vnode_pager_setsize() will automatically
2992  *       align base to DEV_BSIZE so as not to mark clean a partially
2993  *       truncated device block.  Otherwise the dirty page status might be
2994  *       lost.
2995  *
2996  * This routine may not block.
2997  *
2998  * (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
2999  */
3000 static void
3001 _vm_page_zero_valid(vm_page_t m, int base, int size)
3002 {
3003         int frag;
3004         int endoff;
3005
3006         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
3007                 return;
3008
3009         /*
3010          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
3011          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
3012          * first block.
3013          */
3014
3015         if ((frag = base & ~(DEV_BSIZE - 1)) != base &&
3016             (m->valid & (1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0
3017         ) {
3018                 pmap_zero_page_area(
3019                     VM_PAGE_TO_PHYS(m),
3020                     frag,
3021                     base - frag
3022                 );
3023         }
3024
3025         /*
3026          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the 
3027          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
3028          * the last block.
3029          */
3030
3031         endoff = base + size;
3032
3033         if ((frag = endoff & ~(DEV_BSIZE - 1)) != endoff &&
3034             (m->valid & (1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0
3035         ) {
3036                 pmap_zero_page_area(
3037                     VM_PAGE_TO_PHYS(m),
3038                     endoff,
3039                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1))
3040                 );
3041         }
3042 }
3043
3044 /*
3045  * Set valid, clear dirty bits.  If validating the entire
3046  * page we can safely clear the pmap modify bit.  We also
3047  * use this opportunity to clear the PG_NOSYNC flag.  If a process
3048  * takes a write fault on a MAP_NOSYNC memory area the flag will
3049  * be set again.
3050  *
3051  * We set valid bits inclusive of any overlap, but we can only
3052  * clear dirty bits for DEV_BSIZE chunks that are fully within
3053  * the range.
3054  *
3055  * Page must be busied?
3056  * No other requirements.
3057  */
3058 void
3059 vm_page_set_valid(vm_page_t m, int base, int size)
3060 {
3061         _vm_page_zero_valid(m, base, size);
3062         m->valid |= vm_page_bits(base, size);
3063 }
3064
3065
3066 /*
3067  * Set valid bits and clear dirty bits.
3068  *
3069  * Page must be busied by caller.
3070  *
3071  * NOTE: This function does not clear the pmap modified bit.
3072  *       Also note that e.g. NFS may use a byte-granular base
3073  *       and size.
3074  *
3075  * No other requirements.
3076  */
3077 void
3078 vm_page_set_validclean(vm_page_t m, int base, int size)
3079 {
3080         int pagebits;
3081
3082         _vm_page_zero_valid(m, base, size);
3083         pagebits = vm_page_bits(base, size);
3084         m->valid |= pagebits;
3085         m->dirty &= ~pagebits;
3086         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
3087                 /*pmap_clear_modify(m);*/
3088                 vm_page_flag_clear(m, PG_NOSYNC);
3089         }
3090 }
3091
3092 /*
3093  * Set valid & dirty.  Used by buwrite()
3094  *
3095  * Page must be busied by caller.
3096  */
3097 void
3098 vm_page_set_validdirty(vm_page_t m, int base, int size)
3099 {
3100         int pagebits;
3101
3102         pagebits = vm_page_bits(base, size);
3103         m->valid |= pagebits;
3104         m->dirty |= pagebits;
3105         if (m->object)
3106                vm_object_set_writeable_dirty(m->object);
3107 }
3108
3109 /*
3110  * Clear dirty bits.
3111  *
3112  * NOTE: This function does not clear the pmap modified bit.
3113  *       Also note that e.g. NFS may use a byte-granular base
3114  *       and size.
3115  *
3116  * Page must be busied?
3117  * No other requirements.
3118  */
3119 void
3120 vm_page_clear_dirty(vm_page_t m, int base, int size)
3121 {
3122         m->dirty &= ~vm_page_bits(base, size);
3123         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
3124                 /*pmap_clear_modify(m);*/
3125                 vm_page_flag_clear(m, PG_NOSYNC);
3126         }
3127 }
3128
3129 /*
3130  * Make the page all-dirty.
3131  *
3132  * Also make sure the related object and vnode reflect the fact that the
3133  * object may now contain a dirty page.
3134  *
3135  * Page must be busied?
3136  * No other requirements.
3137  */
3138 void
3139 vm_page_dirty(vm_page_t m)
3140 {
3141 #ifdef INVARIANTS
3142         int pqtype = m->queue - m->pc;
3143 #endif
3144         KASSERT(pqtype != PQ_CACHE && pqtype != PQ_FREE,
3145                 ("vm_page_dirty: page in free/cache queue!"));
3146         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) {
3147                 m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
3148                 if (m->object)
3149                         vm_object_set_writeable_dirty(m->object);
3150         }
3151 }
3152
3153 /*
3154  * Invalidates DEV_BSIZE'd chunks within a page.  Both the
3155  * valid and dirty bits for the effected areas are cleared.
3156  *
3157  * Page must be busied?
3158  * Does not block.
3159  * No other requirements.
3160  */
3161 void
3162 vm_page_set_invalid(vm_page_t m, int base, int size)
3163 {
3164         int bits;
3165
3166         bits = vm_page_bits(base, size);
3167         m->valid &= ~bits;
3168         m->dirty &= ~bits;
3169         m->object->generation++;
3170 }
3171
3172 /*
3173  * The kernel assumes that the invalid portions of a page contain 
3174  * garbage, but such pages can be mapped into memory by user code.
3175  * When this occurs, we must zero out the non-valid portions of the
3176  * page so user code sees what it expects.
3177  *
3178  * Pages are most often semi-valid when the end of a file is mapped 
3179  * into memory and the file's size is not page aligned.
3180  *
3181  * Page must be busied?
3182  * No other requirements.
3183  */
3184 void
3185 vm_page_zero_invalid(vm_page_t m, boolean_t setvalid)
3186 {
3187         int b;
3188         int i;
3189
3190         /*
3191          * Scan the valid bits looking for invalid sections that
3192          * must be zerod.  Invalid sub-DEV_BSIZE'd areas ( where the
3193          * valid bit may be set ) have already been zerod by
3194          * vm_page_set_validclean().
3195          */
3196         for (b = i = 0; i <= PAGE_SIZE / DEV_BSIZE; ++i) {
3197                 if (i == (PAGE_SIZE / DEV_BSIZE) || 
3198                     (m->valid & (1 << i))
3199                 ) {
3200                         if (i > b) {
3201                                 pmap_zero_page_area(
3202                                     VM_PAGE_TO_PHYS(m), 
3203                                     b << DEV_BSHIFT,
3204                                     (i - b) << DEV_BSHIFT
3205                                 );
3206                         }
3207                         b = i + 1;
3208                 }
3209         }
3210
3211         /*
3212          * setvalid is TRUE when we can safely set the zero'd areas
3213          * as being valid.  We can do this if there are no cache consistency
3214          * issues.  e.g. it is ok to do with UFS, but not ok to do with NFS.
3215          */
3216         if (setvalid)
3217                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3218 }
3219
3220 /*
3221  * Is a (partial) page valid?  Note that the case where size == 0
3222  * will return FALSE in the degenerate case where the page is entirely
3223  * invalid, and TRUE otherwise.
3224  *
3225  * Does not block.
3226  * No other requirements.
3227  */
3228 int
3229 vm_page_is_valid(vm_page_t m, int base, int size)
3230 {
3231         int bits = vm_page_bits(base, size);
3232
3233         if (m->valid && ((m->valid & bits) == bits))
3234                 return 1;
3235         else
3236                 return 0;
3237 }
3238
3239 /*
3240  * update dirty bits from pmap/mmu.  May not block.
3241  *
3242  * Caller must hold the page busy
3243  */
3244 void
3245 vm_page_test_dirty(vm_page_t m)
3246 {
3247         if ((m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) && pmap_is_modified(m)) {
3248                 vm_page_dirty(m);
3249         }
3250 }
3251
3252 /*
3253  * Register an action, associating it with its vm_page
3254  */
3255 void
3256 vm_page_register_action(vm_page_action_t action, vm_page_event_t event)
3257 {
3258         struct vm_page_action_hash *hash;
3259         int hv;
3260
3261         hv = (int)((intptr_t)action->m >> 8) & VMACTION_HMASK;
3262         hash = &action_hash[hv];
3263
3264         lockmgr(&hash->lk, LK_EXCLUSIVE);
3265         vm_page_flag_set(action->m, PG_ACTIONLIST);
3266         action->event = event;
3267         LIST_INSERT_HEAD(&hash->list, action, entry);
3268         lockmgr(&hash->lk, LK_RELEASE);
3269 }
3270
3271 /*
3272  * Unregister an action, disassociating it from its related vm_page
3273  */
3274 void
3275 vm_page_unregister_action(vm_page_action_t action)
3276 {
3277         struct vm_page_action_hash *hash;
3278         int hv;
3279
3280         hv = (int)((intptr_t)action->m >> 8) & VMACTION_HMASK;
3281         hash = &action_hash[hv];
3282         lockmgr(&hash->lk, LK_EXCLUSIVE);
3283         if (action->event != VMEVENT_NONE) {
3284                 action->event = VMEVENT_NONE;
3285                 LIST_REMOVE(action, entry);
3286
3287                 if (LIST_EMPTY(&hash->list))
3288                         vm_page_flag_clear(action->m, PG_ACTIONLIST);
3289         }
3290         lockmgr(&hash->lk, LK_RELEASE);
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Issue an event on a VM page.  Corresponding action structures are
3295  * removed from the page's list and called.
3296  *
3297  * If the vm_page has no more pending action events we clear its
3298  * PG_ACTIONLIST flag.
3299  */
3300 void
3301 vm_page_event_internal(vm_page_t m, vm_page_event_t event)
3302 {
3303         struct vm_page_action_hash *hash;
3304         struct vm_page_action *scan;
3305         struct vm_page_action *next;
3306         int hv;
3307         int all;
3308
3309         hv = (int)((intptr_t)m >> 8) & VMACTION_HMASK;
3310         hash = &action_hash[hv];
3311         all = 1;
3312
3313         lockmgr(&hash->lk, LK_EXCLUSIVE);
3314         LIST_FOREACH_MUTABLE(scan, &hash->list, entry, next) {
3315                 if (scan->m == m) {
3316                         if (scan->event == event) {
3317                                 scan->event = VMEVENT_NONE;
3318                                 LIST_REMOVE(scan, entry);
3319                                 scan->func(m, scan);
3320                                 /* XXX */
3321                         } else {
3322                                 all = 0;
3323                         }
3324                 }
3325         }
3326         if (all)
3327                 vm_page_flag_clear(m, PG_ACTIONLIST);
3328         lockmgr(&hash->lk, LK_RELEASE);
3329 }
3330
3331 #include "opt_ddb.h"
3332 #ifdef DDB
3333 #include <sys/kernel.h>
3334
3335 #include <ddb/ddb.h>
3336
3337 DB_SHOW_COMMAND(page, vm_page_print_page_info)
3338 {
3339         db_printf("vmstats.v_free_count: %d\n", vmstats.v_free_count);
3340         db_printf("vmstats.v_cache_count: %d\n", vmstats.v_cache_count);
3341         db_printf("vmstats.v_inactive_count: %d\n", vmstats.v_inactive_count);
3342         db_printf("vmstats.v_active_count: %d\n", vmstats.v_active_count);
3343         db_printf("vmstats.v_wire_count: %d\n", vmstats.v_wire_count);
3344         db_printf("vmstats.v_free_reserved: %d\n", vmstats.v_free_reserved);
3345         db_printf("vmstats.v_free_min: %d\n", vmstats.v_free_min);
3346         db_printf("vmstats.v_free_target: %d\n", vmstats.v_free_target);
3347         db_printf("vmstats.v_cache_min: %d\n", vmstats.v_cache_min);
3348         db_printf("vmstats.v_inactive_target: %d\n", vmstats.v_inactive_target);
3349 }
3350
3351 DB_SHOW_COMMAND(pageq, vm_page_print_pageq_info)
3352 {
3353         int i;
3354         db_printf("PQ_FREE:");
3355         for (i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++) {
3356                 db_printf(" %d", vm_page_queues[PQ_FREE + i].lcnt);
3357         }
3358         db_printf("\n");
3359                 
3360         db_printf("PQ_CACHE:");
3361         for(i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++) {
3362                 db_printf(" %d", vm_page_queues[PQ_CACHE + i].lcnt);
3363         }
3364         db_printf("\n");
3365
3366         db_printf("PQ_ACTIVE:");
3367         for(i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++) {
3368                 db_printf(" %d", vm_page_queues[PQ_ACTIVE + i].lcnt);
3369         }
3370         db_printf("\n");
3371
3372         db_printf("PQ_INACTIVE:");
3373         for(i = 0; i < PQ_L2_SIZE; i++) {
3374                 db_printf(" %d", vm_page_queues[PQ_INACTIVE + i].lcnt);
3375         }
3376         db_printf("\n");
3377 }
3378 #endif /* DDB */