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