]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/8.2.git/blob - sys/mips/mips/pmap.c
Copy stable/8 to releng/8.2 in preparation for FreeBSD-8.2 release.
[FreeBSD/releng/8.2.git] / sys / mips / mips / pmap.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 David Greenman
7  * All rights reserved.
8  *
9  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
10  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
11  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
12  *
13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
14  * modification, are permitted provided that the following conditions
15  * are met:
16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
23  *    without specific prior written permission.
24  *
25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
35  * SUCH DAMAGE.
36  *
37  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
38  *      from: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.8 2000/11/21 00:09:14 ps
39  *      JNPR: pmap.c,v 1.11.2.1 2007/08/16 11:51:06 girish
40  */
41
42 /*
43  *      Manages physical address maps.
44  *
45  *      In addition to hardware address maps, this
46  *      module is called upon to provide software-use-only
47  *      maps which may or may not be stored in the same
48  *      form as hardware maps.  These pseudo-maps are
49  *      used to store intermediate results from copy
50  *      operations to and from address spaces.
51  *
52  *      Since the information managed by this module is
53  *      also stored by the logical address mapping module,
54  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
55  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
56  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
57  *      requested.
58  *
59  *      In order to cope with hardware architectures which
60  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
61  *      this module may delay invalidate or reduced protection
62  *      operations until such time as they are actually
63  *      necessary.  This module is given full information as
64  *      to which processors are currently using which maps,
65  *      and to when physical maps must be made correct.
66  */
67
68 #include <sys/cdefs.h>
69 __FBSDID("$FreeBSD$");
70
71 #include "opt_msgbuf.h"
72 #include "opt_ddb.h"
73
74 #include <sys/param.h>
75 #include <sys/systm.h>
76 #include <sys/proc.h>
77 #include <sys/msgbuf.h>
78 #include <sys/vmmeter.h>
79 #include <sys/mman.h>
80 #include <sys/smp.h>
81 #ifdef DDB
82 #include <ddb/ddb.h>
83 #endif
84
85 #include <vm/vm.h>
86 #include <vm/vm_param.h>
87 #include <vm/vm_phys.h>
88 #include <sys/lock.h>
89 #include <sys/mutex.h>
90 #include <vm/vm_kern.h>
91 #include <vm/vm_page.h>
92 #include <vm/vm_map.h>
93 #include <vm/vm_object.h>
94 #include <vm/vm_extern.h>
95 #include <vm/vm_pageout.h>
96 #include <vm/vm_pager.h>
97 #include <vm/uma.h>
98 #include <sys/pcpu.h>
99 #include <sys/sched.h>
100 #ifdef SMP
101 #include <sys/smp.h>
102 #endif
103
104 #include <machine/cache.h>
105 #include <machine/md_var.h>
106 #include <machine/tlb.h>
107
108 #undef PMAP_DEBUG
109
110 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
111 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
112 #endif
113
114 #if !defined(DIAGNOSTIC)
115 #define PMAP_INLINE __inline
116 #else
117 #define PMAP_INLINE
118 #endif
119
120 /*
121  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
122  *
123  * XXX The & for pmap_segshift() is wrong, as is the fact that it doesn't
124  *     trim off gratuitous bits of the address space.  By having the &
125  *     there, we break defining NUSERPGTBLS below because the address space
126  *     is defined such that it ends immediately after NPDEPG*NPTEPG*PAGE_SIZE,
127  *     so we end up getting NUSERPGTBLS of 0.
128  */
129 #define pmap_seg_index(v)       (((v) >> SEGSHIFT) & (NPDEPG - 1))
130 #define pmap_pde_index(v)       (((v) >> PDRSHIFT) & (NPDEPG - 1))
131 #define pmap_pte_index(v)       (((v) >> PAGE_SHIFT) & (NPTEPG - 1))
132 #define pmap_pde_pindex(v)      ((v) >> PDRSHIFT)
133
134 #ifdef __mips_n64
135 #define NUPDE                   (NPDEPG * NPDEPG)
136 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE + NPDEPG)
137 #else
138 #define NUPDE                   (NPDEPG)
139 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE)
140 #endif
141
142 #define is_kernel_pmap(x)       ((x) == kernel_pmap)
143
144 struct pmap kernel_pmap_store;
145 pd_entry_t *kernel_segmap;
146
147 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
148 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
149
150 static int nkpt;
151 unsigned pmap_max_asid;         /* max ASID supported by the system */
152
153 #define PMAP_ASID_RESERVED      0
154
155 vm_offset_t kernel_vm_end = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
156
157 static void pmap_asid_alloc(pmap_t pmap);
158
159 /*
160  * Data for the pv entry allocation mechanism
161  */
162 static uma_zone_t pvzone;
163 static struct vm_object pvzone_obj;
164 static int pv_entry_count = 0, pv_entry_max = 0, pv_entry_high_water = 0;
165
166 static PMAP_INLINE void free_pv_entry(pv_entry_t pv);
167 static pv_entry_t get_pv_entry(pmap_t locked_pmap);
168 static void pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va);
169 static pv_entry_t pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap,
170     vm_offset_t va);
171 static __inline void pmap_changebit(vm_page_t m, int bit, boolean_t setem);
172 static vm_page_t pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
173     vm_page_t m, vm_prot_t prot, vm_page_t mpte);
174 static int pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va);
175 static void pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va);
176 static void pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va);
177 static boolean_t pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_page_t mpte,
178     vm_offset_t va, vm_page_t m);
179 static void pmap_update_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pt_entry_t pte);
180 static void pmap_invalidate_all(pmap_t pmap);
181 static void pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
182 static int _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m);
183
184 static vm_page_t pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int flags);
185 static vm_page_t _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex, int flags);
186 static int pmap_unuse_pt(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t);
187 static int init_pte_prot(vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot);
188 static vm_page_t pmap_alloc_pte_page(unsigned int index, int req);
189 static void pmap_grow_pte_page_cache(void);
190
191 #ifdef SMP
192 static void pmap_invalidate_page_action(void *arg);
193 static void pmap_invalidate_all_action(void *arg);
194 static void pmap_update_page_action(void *arg);
195 #endif
196
197 #ifndef __mips_n64
198 /*
199  * This structure is for high memory (memory above 512Meg in 32 bit)
200  * This memory area does not have direct mapping, so we a mechanism to do
201  * temporary per-CPU mapping to access these addresses.
202  *
203  * At bootup we reserve 2 virtual pages per CPU for mapping highmem pages, to 
204  * access a highmem physical address on a CPU, we will disable interrupts and
205  * add the mapping from the reserved virtual address for the CPU to the physical
206  * address in the kernel pagetable.
207  */
208 struct local_sysmaps {
209         vm_offset_t     base;
210         uint32_t        saved_intr;
211         uint16_t        valid1, valid2;
212 };
213 static struct local_sysmaps sysmap_lmem[MAXCPU];
214
215 static __inline void
216 pmap_alloc_lmem_map(void)
217 {
218         int i;
219
220         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
221                 sysmap_lmem[i].base = virtual_avail;
222                 virtual_avail += PAGE_SIZE * 2;
223                 sysmap_lmem[i].valid1 = sysmap_lmem[i].valid2 = 0;
224         }
225 }
226
227 static __inline vm_offset_t
228 pmap_lmem_map1(vm_paddr_t phys)
229 {
230         struct local_sysmaps *sysm;
231         pt_entry_t *pte, npte;
232         vm_offset_t va;
233         uint32_t intr;
234         int cpu;
235
236         intr = intr_disable();
237         cpu = PCPU_GET(cpuid);
238         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
239         sysm->saved_intr = intr;
240         va = sysm->base;
241         npte = TLBLO_PA_TO_PFN(phys) |
242             PTE_D | PTE_V | PTE_G | PTE_W | PTE_C_CACHE;
243         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va);
244         *pte = npte;
245         sysm->valid1 = 1;
246         return (va);
247 }
248
249 static __inline vm_offset_t
250 pmap_lmem_map2(vm_paddr_t phys1, vm_paddr_t phys2)
251 {
252         struct local_sysmaps *sysm;
253         pt_entry_t *pte, npte;
254         vm_offset_t va1, va2;
255         uint32_t intr;
256         int cpu;
257
258         intr = intr_disable();
259         cpu = PCPU_GET(cpuid);
260         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
261         sysm->saved_intr = intr;
262         va1 = sysm->base;
263         va2 = sysm->base + PAGE_SIZE;
264         npte = TLBLO_PA_TO_PFN(phys1) |
265             PTE_D | PTE_V | PTE_G | PTE_W | PTE_C_CACHE;
266         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va1);
267         *pte = npte;
268         npte =  TLBLO_PA_TO_PFN(phys2) |
269             PTE_D | PTE_V | PTE_G | PTE_W | PTE_C_CACHE;
270         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va2);
271         *pte = npte;
272         sysm->valid1 = 1;
273         sysm->valid2 = 1;
274         return (va1);
275 }
276
277 static __inline void
278 pmap_lmem_unmap(void)
279 {
280         struct local_sysmaps *sysm;
281         pt_entry_t *pte;
282         int cpu;
283
284         cpu = PCPU_GET(cpuid);
285         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
286         pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base);
287         *pte = PTE_G;
288         tlb_invalidate_address(kernel_pmap, sysm->base);
289         sysm->valid1 = 0;
290         if (sysm->valid2) {
291                 pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base + PAGE_SIZE);
292                 *pte = PTE_G;
293                 tlb_invalidate_address(kernel_pmap, sysm->base + PAGE_SIZE);
294                 sysm->valid2 = 0;
295         }
296         intr_restore(sysm->saved_intr);
297 }
298 #else  /* __mips_n64 */
299
300 static __inline void
301 pmap_alloc_lmem_map(void)
302 {
303 }
304
305 static __inline vm_offset_t
306 pmap_lmem_map1(vm_paddr_t phys)
307 {
308
309         return (0);
310 }
311
312 static __inline vm_offset_t
313 pmap_lmem_map2(vm_paddr_t phys1, vm_paddr_t phys2)
314 {
315
316         return (0);
317 }
318
319 static __inline vm_offset_t 
320 pmap_lmem_unmap(void)
321 {
322
323         return (0);
324 }
325 #endif /* !__mips_n64 */
326
327 /*
328  * Page table entry lookup routines.
329  */
330 static __inline pd_entry_t *
331 pmap_segmap(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
332 {
333
334         return (&pmap->pm_segtab[pmap_seg_index(va)]);
335 }
336
337 #ifdef __mips_n64
338 static __inline pd_entry_t *
339 pmap_pdpe_to_pde(pd_entry_t *pdpe, vm_offset_t va)
340 {
341         pd_entry_t *pde;
342
343         pde = (pd_entry_t *)*pdpe;
344         return (&pde[pmap_pde_index(va)]);
345 }
346
347 static __inline pd_entry_t *
348 pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
349 {
350         pd_entry_t *pdpe;
351
352         pdpe = pmap_segmap(pmap, va);
353         if (pdpe == NULL || *pdpe == NULL)
354                 return (NULL);
355
356         return (pmap_pdpe_to_pde(pdpe, va));
357 }
358 #else
359 static __inline pd_entry_t *
360 pmap_pdpe_to_pde(pd_entry_t *pdpe, vm_offset_t va)
361 {
362
363         return (pdpe);
364 }
365
366 static __inline 
367 pd_entry_t *pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
368 {
369
370         return (pmap_segmap(pmap, va));
371 }
372 #endif
373
374 static __inline pt_entry_t *
375 pmap_pde_to_pte(pd_entry_t *pde, vm_offset_t va)
376 {
377         pt_entry_t *pte;
378
379         pte = (pt_entry_t *)*pde;
380         return (&pte[pmap_pte_index(va)]);
381 }
382
383 pt_entry_t *
384 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
385 {
386         pd_entry_t *pde;
387
388         pde = pmap_pde(pmap, va);
389         if (pde == NULL || *pde == NULL)
390                 return (NULL);
391
392         return (pmap_pde_to_pte(pde, va));
393 }
394
395 vm_offset_t
396 pmap_steal_memory(vm_size_t size)
397 {
398         vm_size_t bank_size;
399         vm_offset_t pa, va;
400
401         size = round_page(size);
402
403         bank_size = phys_avail[1] - phys_avail[0];
404         while (size > bank_size) {
405                 int i;
406
407                 for (i = 0; phys_avail[i + 2]; i += 2) {
408                         phys_avail[i] = phys_avail[i + 2];
409                         phys_avail[i + 1] = phys_avail[i + 3];
410                 }
411                 phys_avail[i] = 0;
412                 phys_avail[i + 1] = 0;
413                 if (!phys_avail[0])
414                         panic("pmap_steal_memory: out of memory");
415                 bank_size = phys_avail[1] - phys_avail[0];
416         }
417
418         pa = phys_avail[0];
419         phys_avail[0] += size;
420         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa) == 0)
421                 panic("Out of memory below 512Meg?");
422         va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(pa);
423         bzero((caddr_t)va, size);
424         return (va);
425 }
426
427 /*
428  * Bootstrap the system enough to run with virtual memory.  This
429  * assumes that the phys_avail array has been initialized.
430  */
431 static void 
432 pmap_create_kernel_pagetable(void)
433 {
434         int i, j;
435         vm_offset_t ptaddr;
436         pt_entry_t *pte;
437 #ifdef __mips_n64
438         pd_entry_t *pde;
439         vm_offset_t pdaddr;
440         int npt, npde;
441 #endif
442
443         /*
444          * Allocate segment table for the kernel
445          */
446         kernel_segmap = (pd_entry_t *)pmap_steal_memory(PAGE_SIZE);
447
448         /*
449          * Allocate second level page tables for the kernel
450          */
451 #ifdef __mips_n64
452         npde = howmany(NKPT, NPDEPG);
453         pdaddr = pmap_steal_memory(PAGE_SIZE * npde);
454 #endif
455         nkpt = NKPT;
456         ptaddr = pmap_steal_memory(PAGE_SIZE * nkpt);
457
458         /*
459          * The R[4-7]?00 stores only one copy of the Global bit in the
460          * translation lookaside buffer for each 2 page entry. Thus invalid
461          * entrys must have the Global bit set so when Entry LO and Entry HI
462          * G bits are anded together they will produce a global bit to store
463          * in the tlb.
464          */
465         for (i = 0, pte = (pt_entry_t *)ptaddr; i < (nkpt * NPTEPG); i++, pte++)
466                 *pte = PTE_G;
467
468 #ifdef __mips_n64
469         for (i = 0,  npt = nkpt; npt > 0; i++) {
470                 kernel_segmap[i] = (pd_entry_t)(pdaddr + i * PAGE_SIZE);
471                 pde = (pd_entry_t *)kernel_segmap[i];
472
473                 for (j = 0; j < NPDEPG && npt > 0; j++, npt--)
474                         pde[j] = (pd_entry_t)(ptaddr + (i * NPDEPG + j) * PAGE_SIZE);
475         }
476 #else
477         for (i = 0, j = pmap_seg_index(VM_MIN_KERNEL_ADDRESS); i < nkpt; i++, j++)
478                 kernel_segmap[j] = (pd_entry_t)(ptaddr + (i * PAGE_SIZE));
479 #endif
480
481         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
482         kernel_pmap->pm_segtab = kernel_segmap;
483         kernel_pmap->pm_active = ~0;
484         TAILQ_INIT(&kernel_pmap->pm_pvlist);
485         kernel_pmap->pm_asid[0].asid = PMAP_ASID_RESERVED;
486         kernel_pmap->pm_asid[0].gen = 0;
487         kernel_vm_end += nkpt * NPTEPG * PAGE_SIZE;
488 }
489
490 void
491 pmap_bootstrap(void)
492 {
493         int i;
494         int need_local_mappings = 0; 
495
496         /* Sort. */
497 again:
498         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
499                 /*
500                  * Keep the memory aligned on page boundary.
501                  */
502                 phys_avail[i] = round_page(phys_avail[i]);
503                 phys_avail[i + 1] = trunc_page(phys_avail[i + 1]);
504
505                 if (i < 2)
506                         continue;
507                 if (phys_avail[i - 2] > phys_avail[i]) {
508                         vm_paddr_t ptemp[2];
509
510                         ptemp[0] = phys_avail[i + 0];
511                         ptemp[1] = phys_avail[i + 1];
512
513                         phys_avail[i + 0] = phys_avail[i - 2];
514                         phys_avail[i + 1] = phys_avail[i - 1];
515
516                         phys_avail[i - 2] = ptemp[0];
517                         phys_avail[i - 1] = ptemp[1];
518                         goto again;
519                 }
520         }
521
522         /*
523          * In 32 bit, we may have memory which cannot be mapped directly
524          * this memory will need temporary mapping before it can be
525          * accessed.
526          */
527         if (!MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys_avail[i - 1]))
528                 need_local_mappings = 1;
529
530         /*
531          * Copy the phys_avail[] array before we start stealing memory from it.
532          */
533         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
534                 physmem_desc[i] = phys_avail[i];
535                 physmem_desc[i + 1] = phys_avail[i + 1];
536         }
537
538         Maxmem = atop(phys_avail[i - 1]);
539
540         if (bootverbose) {
541                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
542                 for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
543                         vm_paddr_t size;
544
545                         size = phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
546                         printf("%#08jx - %#08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
547                             (uintmax_t) phys_avail[i],
548                             (uintmax_t) phys_avail[i + 1] - 1,
549                             (uintmax_t) size, (uintmax_t) size / PAGE_SIZE);
550                 }
551                 printf("Maxmem is 0x%0lx\n", ptoa(Maxmem));
552         }
553         /*
554          * Steal the message buffer from the beginning of memory.
555          */
556         msgbufp = (struct msgbuf *)pmap_steal_memory(MSGBUF_SIZE);
557         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
558
559         /*
560          * Steal thread0 kstack.
561          */
562         kstack0 = pmap_steal_memory(KSTACK_PAGES << PAGE_SHIFT);
563
564         virtual_avail = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
565         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
566
567 #ifdef SMP
568         /*
569          * Steal some virtual address space to map the pcpu area.
570          */
571         virtual_avail = roundup2(virtual_avail, PAGE_SIZE * 2);
572         pcpup = (struct pcpu *)virtual_avail;
573         virtual_avail += PAGE_SIZE * 2;
574
575         /*
576          * Initialize the wired TLB entry mapping the pcpu region for
577          * the BSP at 'pcpup'. Up until this point we were operating
578          * with the 'pcpup' for the BSP pointing to a virtual address
579          * in KSEG0 so there was no need for a TLB mapping.
580          */
581         mips_pcpu_tlb_init(PCPU_ADDR(0));
582
583         if (bootverbose)
584                 printf("pcpu is available at virtual address %p.\n", pcpup);
585 #endif
586
587         if (need_local_mappings)
588                 pmap_alloc_lmem_map();
589         pmap_create_kernel_pagetable();
590         pmap_max_asid = VMNUM_PIDS;
591         mips_wr_entryhi(0);
592         mips_wr_pagemask(0);
593 }
594
595 /*
596  * Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
597  */
598 void
599 pmap_page_init(vm_page_t m)
600 {
601
602         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
603         m->md.pv_list_count = 0;
604         m->md.pv_flags = 0;
605 }
606
607 /*
608  *      Initialize the pmap module.
609  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
610  *      system needs to map virtual memory.
611  *      pmap_init has been enhanced to support in a fairly consistant
612  *      way, discontiguous physical memory.
613  */
614 void
615 pmap_init(void)
616 {
617
618         /*
619          * Initialize the address space (zone) for the pv entries.  Set a
620          * high water mark so that the system can recover from excessive
621          * numbers of pv entries.
622          */
623         pvzone = uma_zcreate("PV ENTRY", sizeof(struct pv_entry), NULL, NULL,
624             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
625         pv_entry_max = PMAP_SHPGPERPROC * maxproc + cnt.v_page_count;
626         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
627         uma_zone_set_obj(pvzone, &pvzone_obj, pv_entry_max);
628 }
629
630 /***************************************************
631  * Low level helper routines.....
632  ***************************************************/
633
634 static __inline void
635 pmap_invalidate_all_local(pmap_t pmap)
636 {
637
638         if (pmap == kernel_pmap) {
639                 tlb_invalidate_all();
640                 return;
641         }
642         if (pmap->pm_active & PCPU_GET(cpumask))
643                 tlb_invalidate_all_user(pmap);
644         else
645                 pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].gen = 0;
646 }
647
648 #ifdef SMP
649 static void
650 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
651 {
652
653         smp_rendezvous(0, pmap_invalidate_all_action, 0, pmap);
654 }
655
656 static void
657 pmap_invalidate_all_action(void *arg)
658 {
659
660         pmap_invalidate_all_local((pmap_t)arg);
661 }
662 #else
663 static void
664 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
665 {
666
667         pmap_invalidate_all_local(pmap);
668 }
669 #endif
670
671 static __inline void
672 pmap_invalidate_page_local(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
673 {
674
675         if (is_kernel_pmap(pmap)) {
676                 tlb_invalidate_address(pmap, va);
677                 return;
678         }
679         if (pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].gen != PCPU_GET(asid_generation))
680                 return;
681         else if (!(pmap->pm_active & PCPU_GET(cpumask))) {
682                 pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].gen = 0;
683                 return;
684         }
685         tlb_invalidate_address(pmap, va);
686 }
687
688 #ifdef SMP
689 struct pmap_invalidate_page_arg {
690         pmap_t pmap;
691         vm_offset_t va;
692 };
693
694 static void
695 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
696 {
697         struct pmap_invalidate_page_arg arg;
698
699         arg.pmap = pmap;
700         arg.va = va;
701         smp_rendezvous(0, pmap_invalidate_page_action, 0, &arg);
702 }
703
704 static void
705 pmap_invalidate_page_action(void *arg)
706 {
707         struct pmap_invalidate_page_arg *p = arg;
708
709         pmap_invalidate_page_local(p->pmap, p->va);
710 }
711 #else
712 static void
713 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
714 {
715
716         pmap_invalidate_page_local(pmap, va);
717 }
718 #endif
719
720 static __inline void
721 pmap_update_page_local(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pt_entry_t pte)
722 {
723
724         if (is_kernel_pmap(pmap)) {
725                 tlb_update(pmap, va, pte);
726                 return;
727         }
728         if (pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].gen != PCPU_GET(asid_generation))
729                 return;
730         else if (!(pmap->pm_active & PCPU_GET(cpumask))) {
731                 pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].gen = 0;
732                 return;
733         }
734         tlb_update(pmap, va, pte);
735 }
736
737 #ifdef SMP
738 struct pmap_update_page_arg {
739         pmap_t pmap;
740         vm_offset_t va;
741         pt_entry_t pte;
742 };
743
744 static void
745 pmap_update_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pt_entry_t pte)
746 {
747         struct pmap_update_page_arg arg;
748
749         arg.pmap = pmap;
750         arg.va = va;
751         arg.pte = pte;
752         smp_rendezvous(0, pmap_update_page_action, 0, &arg);
753 }
754
755 static void
756 pmap_update_page_action(void *arg)
757 {
758         struct pmap_update_page_arg *p = arg;
759
760         pmap_update_page_local(p->pmap, p->va, p->pte);
761 }
762 #else
763 static void
764 pmap_update_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pt_entry_t pte)
765 {
766
767         pmap_update_page_local(pmap, va, pte);
768 }
769 #endif
770
771 /*
772  *      Routine:        pmap_extract
773  *      Function:
774  *              Extract the physical page address associated
775  *              with the given map/virtual_address pair.
776  */
777 vm_paddr_t
778 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
779 {
780         pt_entry_t *pte;
781         vm_offset_t retval = 0;
782
783         PMAP_LOCK(pmap);
784         pte = pmap_pte(pmap, va);
785         if (pte) {
786                 retval = TLBLO_PTE_TO_PA(*pte) | (va & PAGE_MASK);
787         }
788         PMAP_UNLOCK(pmap);
789         return (retval);
790 }
791
792 /*
793  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
794  *      Function:
795  *              Atomically extract and hold the physical page
796  *              with the given pmap and virtual address pair
797  *              if that mapping permits the given protection.
798  */
799 vm_page_t
800 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
801 {
802         pt_entry_t pte;
803         vm_page_t m;
804
805         m = NULL;
806         vm_page_lock_queues();
807         PMAP_LOCK(pmap);
808         pte = *pmap_pte(pmap, va);
809         if (pte != 0 && pte_test(&pte, PTE_V) &&
810             (pte_test(&pte, PTE_D) || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
811                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLBLO_PTE_TO_PA(pte));
812                 vm_page_hold(m);
813         }
814         vm_page_unlock_queues();
815         PMAP_UNLOCK(pmap);
816         return (m);
817 }
818
819 /***************************************************
820  * Low level mapping routines.....
821  ***************************************************/
822
823 /*
824  * add a wired page to the kva
825  */
826 void
827 pmap_kenter_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, int attr)
828 {
829         pt_entry_t *pte;
830         pt_entry_t opte, npte;
831
832 #ifdef PMAP_DEBUG
833         printf("pmap_kenter:  va: %p -> pa: %p\n", (void *)va, (void *)pa);
834 #endif
835         npte = TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | PTE_D | PTE_V | PTE_G | PTE_W | attr;
836
837         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va);
838         opte = *pte;
839         *pte = npte;
840         if (pte_test(&opte, PTE_V) && opte != npte)
841                 pmap_update_page(kernel_pmap, va, npte);
842 }
843
844 void
845 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
846 {
847
848         KASSERT(is_cacheable_mem(pa),
849                 ("pmap_kenter: memory at 0x%lx is not cacheable", (u_long)pa));
850
851         pmap_kenter_attr(va, pa, PTE_C_CACHE);
852 }
853
854 /*
855  * remove a page from the kernel pagetables
856  */
857  /* PMAP_INLINE */ void
858 pmap_kremove(vm_offset_t va)
859 {
860         pt_entry_t *pte;
861
862         /*
863          * Write back all caches from the page being destroyed
864          */
865         mips_dcache_wbinv_range_index(va, PAGE_SIZE);
866
867         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va);
868         *pte = PTE_G;
869         pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
870 }
871
872 /*
873  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
874  *      virtual address space.
875  *
876  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
877  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
878  *      physical to virtual region can return the appropriate address
879  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
880  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
881  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
882  *      region.
883  *
884  *      Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
885  */
886 vm_offset_t
887 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_offset_t start, vm_offset_t end, int prot)
888 {
889         vm_offset_t va, sva;
890
891         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(end))
892                 return (MIPS_PHYS_TO_DIRECT(start));
893
894         va = sva = *virt;
895         while (start < end) {
896                 pmap_kenter(va, start);
897                 va += PAGE_SIZE;
898                 start += PAGE_SIZE;
899         }
900         *virt = va;
901         return (sva);
902 }
903
904 /*
905  * Add a list of wired pages to the kva
906  * this routine is only used for temporary
907  * kernel mappings that do not need to have
908  * page modification or references recorded.
909  * Note that old mappings are simply written
910  * over.  The page *must* be wired.
911  */
912 void
913 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
914 {
915         int i;
916         vm_offset_t origva = va;
917
918         for (i = 0; i < count; i++) {
919                 pmap_flush_pvcache(m[i]);
920                 pmap_kenter(va, VM_PAGE_TO_PHYS(m[i]));
921                 va += PAGE_SIZE;
922         }
923
924         mips_dcache_wbinv_range_index(origva, PAGE_SIZE*count);
925 }
926
927 /*
928  * this routine jerks page mappings from the
929  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
930  */
931 void
932 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
933 {
934         /*
935          * No need to wb/inv caches here, 
936          *   pmap_kremove will do it for us
937          */
938
939         while (count-- > 0) {
940                 pmap_kremove(va);
941                 va += PAGE_SIZE;
942         }
943 }
944
945 /***************************************************
946  * Page table page management routines.....
947  ***************************************************/
948
949 /*  Revision 1.507
950  *
951  * Simplify the reference counting of page table pages.  Specifically, use
952  * the page table page's wired count rather than its hold count to contain
953  * the reference count.
954  */
955
956 /*
957  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
958  * drops to zero, then it decrements the wire count.
959  */
960 static PMAP_INLINE int
961 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
962 {
963         --m->wire_count;
964         if (m->wire_count == 0)
965                 return (_pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, m));
966         else
967                 return (0);
968 }
969
970 static int
971 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
972 {
973         pd_entry_t *pde;
974
975         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
976         /*
977          * unmap the page table page
978          */
979 #ifdef __mips_n64
980         if (m->pindex < NUPDE)
981                 pde = pmap_pde(pmap, va);
982         else
983                 pde = pmap_segmap(pmap, va);
984 #else
985         pde = pmap_pde(pmap, va);
986 #endif
987         *pde = 0;
988         pmap->pm_stats.resident_count--;
989
990 #ifdef __mips_n64
991         if (m->pindex < NUPDE) {
992                 pd_entry_t *pdp;
993                 vm_page_t pdpg;
994
995                 /*
996                  * Recursively decrement next level pagetable refcount
997                  */
998                 pdp = (pd_entry_t *)*pmap_segmap(pmap, va);
999                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(pdp));
1000                 pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, pdpg);
1001         }
1002 #endif
1003         if (pmap->pm_ptphint == m)
1004                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1005
1006         /*
1007          * If the page is finally unwired, simply free it.
1008          */
1009         vm_page_free_zero(m);
1010         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1011         return (1);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * After removing a page table entry, this routine is used to
1016  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1017  */
1018 static int
1019 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte)
1020 {
1021         unsigned ptepindex;
1022         pd_entry_t pteva;
1023
1024         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1025                 return (0);
1026
1027         if (mpte == NULL) {
1028                 ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
1029                 if (pmap->pm_ptphint &&
1030                     (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1031                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1032                 } else {
1033                         pteva = *pmap_pde(pmap, va);
1034                         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(pteva));
1035                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1036                 }
1037         }
1038         return (pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, mpte));
1039 }
1040
1041 void
1042 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1043 {
1044         int i;
1045
1046         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1047         pmap->pm_segtab = kernel_segmap;
1048         pmap->pm_active = 0;
1049         pmap->pm_ptphint = NULL;
1050         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1051                 pmap->pm_asid[i].asid = PMAP_ASID_RESERVED;
1052                 pmap->pm_asid[i].gen = 0;
1053         }
1054         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1055         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1056         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1057 }
1058
1059 static void
1060 pmap_grow_pte_page_cache()
1061 {
1062
1063 #ifdef __mips_n64
1064         vm_contig_grow_cache(3, 0, MIPS_XKPHYS_LARGEST_PHYS);
1065 #else
1066         vm_contig_grow_cache(3, 0, MIPS_KSEG0_LARGEST_PHYS);
1067 #endif
1068 }
1069
1070 static vm_page_t
1071 pmap_alloc_pte_page(unsigned int index, int req)
1072 {
1073         vm_page_t m;
1074
1075         m = vm_page_alloc_freelist(VM_FREELIST_DIRECT, req);
1076         if (m == NULL)
1077                 return (NULL);
1078
1079         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1080                 pmap_zero_page(m);
1081
1082         m->pindex = index;
1083         atomic_add_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1084         m->wire_count = 1;
1085         return (m);
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1090  * such as one in a vmspace structure.
1091  */
1092 int
1093 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1094 {
1095         vm_offset_t ptdva;
1096         vm_page_t ptdpg;
1097         int i;
1098
1099         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1100
1101         /*
1102          * allocate the page directory page
1103          */
1104         while ((ptdpg = pmap_alloc_pte_page(NUSERPGTBLS, VM_ALLOC_NORMAL)) == NULL)
1105                pmap_grow_pte_page_cache();
1106
1107         ptdva = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1108         pmap->pm_segtab = (pd_entry_t *)ptdva;
1109         pmap->pm_active = 0;
1110         pmap->pm_ptphint = NULL;
1111         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1112                 pmap->pm_asid[i].asid = PMAP_ASID_RESERVED;
1113                 pmap->pm_asid[i].gen = 0;
1114         }
1115         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1116         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1117
1118         return (1);
1119 }
1120
1121 /*
1122  * this routine is called if the page table page is not
1123  * mapped correctly.
1124  */
1125 static vm_page_t
1126 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex, int flags)
1127 {
1128         vm_offset_t pageva;
1129         vm_page_t m;
1130
1131         KASSERT((flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_NOWAIT ||
1132             (flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_WAITOK,
1133             ("_pmap_allocpte: flags is neither M_NOWAIT nor M_WAITOK"));
1134
1135         /*
1136          * Find or fabricate a new pagetable page
1137          */
1138         if ((m = pmap_alloc_pte_page(ptepindex, VM_ALLOC_NORMAL)) == NULL) {
1139                 if (flags & M_WAITOK) {
1140                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1141                         vm_page_unlock_queues();
1142                         pmap_grow_pte_page_cache();
1143                         vm_page_lock_queues();
1144                         PMAP_LOCK(pmap);
1145                 }
1146
1147                 /*
1148                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page
1149                  * table page may have been allocated.
1150                  */
1151                 return (NULL);
1152         }
1153
1154         /*
1155          * Map the pagetable page into the process address space, if it
1156          * isn't already there.
1157          */
1158         pageva = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1159
1160 #ifdef __mips_n64
1161         if (ptepindex >= NUPDE) {
1162                 pmap->pm_segtab[ptepindex - NUPDE] = (pd_entry_t)pageva;
1163         } else {
1164                 pd_entry_t *pdep, *pde;
1165                 int segindex = ptepindex >> (SEGSHIFT - PDRSHIFT);
1166                 int pdeindex = ptepindex & (NPDEPG - 1);
1167                 vm_page_t pg;
1168                 
1169                 pdep = &pmap->pm_segtab[segindex];
1170                 if (*pdep == NULL) { 
1171                         /* recurse for allocating page dir */
1172                         if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + segindex, 
1173                             flags) == NULL) {
1174                                 /* alloc failed, release current */
1175                                 --m->wire_count;
1176                                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1177                                 vm_page_free_zero(m);
1178                                 return (NULL);
1179                         }
1180                 } else {
1181                         pg = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(*pdep));
1182                         pg->wire_count++;
1183                 }
1184                 /* Next level entry */
1185                 pde = (pd_entry_t *)*pdep;
1186                 pde[pdeindex] = (pd_entry_t)pageva;
1187                 pmap->pm_ptphint = m;
1188         }
1189 #else
1190         pmap->pm_segtab[ptepindex] = (pd_entry_t)pageva;
1191 #endif
1192         pmap->pm_stats.resident_count++;
1193
1194         /*
1195          * Set the page table hint
1196          */
1197         pmap->pm_ptphint = m;
1198         return (m);
1199 }
1200
1201 static vm_page_t
1202 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int flags)
1203 {
1204         unsigned ptepindex;
1205         pd_entry_t *pde;
1206         vm_page_t m;
1207
1208         KASSERT((flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_NOWAIT ||
1209             (flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_WAITOK,
1210             ("pmap_allocpte: flags is neither M_NOWAIT nor M_WAITOK"));
1211
1212         /*
1213          * Calculate pagetable page index
1214          */
1215         ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
1216 retry:
1217         /*
1218          * Get the page directory entry
1219          */
1220         pde = pmap_pde(pmap, va);
1221
1222         /*
1223          * If the page table page is mapped, we just increment the hold
1224          * count, and activate it.
1225          */
1226         if (pde != NULL && *pde != NULL) {
1227                 /*
1228                  * In order to get the page table page, try the hint first.
1229                  */
1230                 if (pmap->pm_ptphint &&
1231                     (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1232                         m = pmap->pm_ptphint;
1233                 } else {
1234                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(*pde));
1235                         pmap->pm_ptphint = m;
1236                 }
1237                 m->wire_count++;
1238         } else {
1239                 /*
1240                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been
1241                  * deallocated.
1242                  */
1243                 m = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex, flags);
1244                 if (m == NULL && (flags & M_WAITOK))
1245                         goto retry;
1246         }
1247         return (m);
1248 }
1249
1250
1251 /***************************************************
1252 * Pmap allocation/deallocation routines.
1253  ***************************************************/
1254 /*
1255  *  Revision 1.397
1256  *  - Merged pmap_release and pmap_release_free_page.  When pmap_release is
1257  *    called only the page directory page(s) can be left in the pmap pte
1258  *    object, since all page table pages will have been freed by
1259  *    pmap_remove_pages and pmap_remove.  In addition, there can only be one
1260  *    reference to the pmap and the page directory is wired, so the page(s)
1261  *    can never be busy.  So all there is to do is clear the magic mappings
1262  *    from the page directory and free the page(s).
1263  */
1264
1265
1266 /*
1267  * Release any resources held by the given physical map.
1268  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1269  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1270  */
1271 void
1272 pmap_release(pmap_t pmap)
1273 {
1274         vm_offset_t ptdva;
1275         vm_page_t ptdpg;
1276
1277         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1278             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1279             pmap->pm_stats.resident_count));
1280
1281         ptdva = (vm_offset_t)pmap->pm_segtab;
1282         ptdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(ptdva));
1283
1284         ptdpg->wire_count--;
1285         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1286         vm_page_free_zero(ptdpg);
1287         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
1288 }
1289
1290 /*
1291  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1292  */
1293 void
1294 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1295 {
1296         vm_page_t nkpg;
1297         pd_entry_t *pde, *pdpe;
1298         pt_entry_t *pte;
1299         int i;
1300
1301         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1302         addr = roundup2(addr, NBSEG);
1303         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
1304                 addr = kernel_map->max_offset;
1305         while (kernel_vm_end < addr) {
1306                 pdpe = pmap_segmap(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1307 #ifdef __mips_n64
1308                 if (*pdpe == 0) {
1309                         /* new intermediate page table entry */
1310                         nkpg = pmap_alloc_pte_page(nkpt, VM_ALLOC_INTERRUPT);
1311                         if (nkpg == NULL)
1312                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1313                         *pdpe = (pd_entry_t)MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg));
1314                         continue; /* try again */
1315                 }
1316 #endif
1317                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, kernel_vm_end);
1318                 if (*pde != 0) {
1319                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1320                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1321                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1322                                 break;
1323                         }
1324                         continue;
1325                 }
1326
1327                 /*
1328                  * This index is bogus, but out of the way
1329                  */
1330                 nkpg = pmap_alloc_pte_page(nkpt, VM_ALLOC_INTERRUPT);
1331                 if (!nkpg)
1332                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1333                 nkpt++;
1334                 *pde = (pd_entry_t)MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg));
1335
1336                 /*
1337                  * The R[4-7]?00 stores only one copy of the Global bit in
1338                  * the translation lookaside buffer for each 2 page entry.
1339                  * Thus invalid entrys must have the Global bit set so when
1340                  * Entry LO and Entry HI G bits are anded together they will
1341                  * produce a global bit to store in the tlb.
1342                  */
1343                 pte = (pt_entry_t *)*pde;
1344                 for (i = 0; i < NPTEPG; i++)
1345                         pte[i] = PTE_G;
1346
1347                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1348                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1349                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1350                         break;
1351                 }
1352         }
1353 }
1354
1355 /***************************************************
1356 * page management routines.
1357  ***************************************************/
1358
1359 /*
1360  * free the pv_entry back to the free list
1361  */
1362 static PMAP_INLINE void
1363 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1364 {
1365
1366         pv_entry_count--;
1367         uma_zfree(pvzone, pv);
1368 }
1369
1370 /*
1371  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1372  * when needed.
1373  * the memory allocation is performed bypassing the malloc code
1374  * because of the possibility of allocations at interrupt time.
1375  */
1376 static pv_entry_t
1377 get_pv_entry(pmap_t locked_pmap)
1378 {
1379         static const struct timeval printinterval = { 60, 0 };
1380         static struct timeval lastprint;
1381         struct vpgqueues *vpq;
1382         pt_entry_t *pte, oldpte;
1383         pmap_t pmap;
1384         pv_entry_t allocated_pv, next_pv, pv;
1385         vm_offset_t va;
1386         vm_page_t m;
1387
1388         PMAP_LOCK_ASSERT(locked_pmap, MA_OWNED);
1389         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1390         allocated_pv = uma_zalloc(pvzone, M_NOWAIT);
1391         if (allocated_pv != NULL) {
1392                 pv_entry_count++;
1393                 if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
1394                         pagedaemon_wakeup();
1395                 else
1396                         return (allocated_pv);
1397         }
1398         /*
1399          * Reclaim pv entries: At first, destroy mappings to inactive
1400          * pages.  After that, if a pv entry is still needed, destroy
1401          * mappings to active pages.
1402          */
1403         if (ratecheck(&lastprint, &printinterval))
1404                 printf("Approaching the limit on PV entries, "
1405                     "increase the vm.pmap.shpgperproc tunable.\n");
1406         vpq = &vm_page_queues[PQ_INACTIVE];
1407 retry:
1408         TAILQ_FOREACH(m, &vpq->pl, pageq) {
1409                 if (m->hold_count || m->busy)
1410                         continue;
1411                 TAILQ_FOREACH_SAFE(pv, &m->md.pv_list, pv_list, next_pv) {
1412                         va = pv->pv_va;
1413                         pmap = pv->pv_pmap;
1414                         /* Avoid deadlock and lock recursion. */
1415                         if (pmap > locked_pmap)
1416                                 PMAP_LOCK(pmap);
1417                         else if (pmap != locked_pmap && !PMAP_TRYLOCK(pmap))
1418                                 continue;
1419                         pmap->pm_stats.resident_count--;
1420                         pte = pmap_pte(pmap, va);
1421                         KASSERT(pte != NULL, ("pte"));
1422                         oldpte = *pte;
1423                         if (is_kernel_pmap(pmap))
1424                                 *pte = PTE_G;
1425                         else
1426                                 *pte = 0;
1427                         KASSERT(!pte_test(&oldpte, PTE_W),
1428                             ("wired pte for unwired page"));
1429                         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
1430                                 vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1431                         if (pte_test(&oldpte, PTE_D))
1432                                 vm_page_dirty(m);
1433                         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1434                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1435                         m->md.pv_list_count--;
1436                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1437                         pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem);
1438                         if (pmap != locked_pmap)
1439                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1440                         if (allocated_pv == NULL)
1441                                 allocated_pv = pv;
1442                         else
1443                                 free_pv_entry(pv);
1444                 }
1445                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list)) {
1446                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
1447                         m->md.pv_flags &= ~(PV_TABLE_REF | PV_TABLE_MOD);
1448                 }
1449         }
1450         if (allocated_pv == NULL) {
1451                 if (vpq == &vm_page_queues[PQ_INACTIVE]) {
1452                         vpq = &vm_page_queues[PQ_ACTIVE];
1453                         goto retry;
1454                 }
1455                 panic("get_pv_entry: increase the vm.pmap.shpgperproc tunable");
1456         }
1457         return (allocated_pv);
1458 }
1459
1460 /*
1461  *  Revision 1.370
1462  *
1463  *  Move pmap_collect() out of the machine-dependent code, rename it
1464  *  to reflect its new location, and add page queue and flag locking.
1465  *
1466  *  Notes: (1) alpha, i386, and ia64 had identical implementations
1467  *  of pmap_collect() in terms of machine-independent interfaces;
1468  *  (2) sparc64 doesn't require it; (3) powerpc had it as a TODO.
1469  *
1470  *  MIPS implementation was identical to alpha [Junos 8.2]
1471  */
1472
1473 /*
1474  * If it is the first entry on the list, it is actually
1475  * in the header and we must copy the following entry up
1476  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1477  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1478  */
1479
1480 static pv_entry_t
1481 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1482 {
1483         pv_entry_t pv;
1484
1485         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1486         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1487         if (pvh->pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1488                 TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
1489                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va)
1490                                 break;
1491                 }
1492         } else {
1493                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1494                         if (va == pv->pv_va)
1495                                 break;
1496                 }
1497         }
1498         if (pv != NULL) {
1499                 TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
1500                 pvh->pv_list_count--;
1501                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1502         }
1503         return (pv);
1504 }
1505
1506 static void
1507 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1508 {
1509         pv_entry_t pv;
1510
1511         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
1512         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found, pa %lx va %lx",
1513              (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(member2struct(vm_page, md, pvh)),
1514              (u_long)va));
1515         free_pv_entry(pv);
1516 }
1517
1518 static void
1519 pmap_remove_entry(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
1520 {
1521
1522         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1523         pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
1524         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1525                 vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Conditionally create a pv entry.
1530  */
1531 static boolean_t
1532 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_page_t mpte, vm_offset_t va,
1533     vm_page_t m)
1534 {
1535         pv_entry_t pv;
1536
1537         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1538         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1539         if (pv_entry_count < pv_entry_high_water && 
1540             (pv = uma_zalloc(pvzone, M_NOWAIT)) != NULL) {
1541                 pv_entry_count++;
1542                 pv->pv_va = va;
1543                 pv->pv_pmap = pmap;
1544                 pv->pv_ptem = mpte;
1545                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1546                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1547                 m->md.pv_list_count++;
1548                 return (TRUE);
1549         } else
1550                 return (FALSE);
1551 }
1552
1553 /*
1554  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process
1555  */
1556 static int
1557 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va)
1558 {
1559         pt_entry_t oldpte;
1560         vm_page_t m;
1561         vm_offset_t pa;
1562
1563         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1564         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1565
1566         oldpte = *ptq;
1567         if (is_kernel_pmap(pmap))
1568                 *ptq = PTE_G;
1569         else
1570                 *ptq = 0;
1571
1572         if (pte_test(&oldpte, PTE_W))
1573                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1574
1575         pmap->pm_stats.resident_count -= 1;
1576         pa = TLBLO_PTE_TO_PA(oldpte);
1577
1578         if (page_is_managed(pa)) {
1579                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1580                 if (pte_test(&oldpte, PTE_D)) {
1581                         KASSERT(!pte_test(&oldpte, PTE_RO),
1582                             ("%s: modified page not writable: va: %p, pte: 0x%x",
1583                             __func__, (void *)va, oldpte));
1584                         vm_page_dirty(m);
1585                 }
1586                 if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
1587                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1588                 m->md.pv_flags &= ~(PV_TABLE_REF | PV_TABLE_MOD);
1589
1590                 pmap_remove_entry(pmap, m, va);
1591         }
1592         return (pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL));
1593 }
1594
1595 /*
1596  * Remove a single page from a process address space
1597  */
1598 static void
1599 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va)
1600 {
1601         pt_entry_t *ptq;
1602
1603         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1604         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1605         ptq = pmap_pte(pmap, va);
1606
1607         /*
1608          * if there is no pte for this address, just skip it!!!
1609          */
1610         if (!ptq || !pte_test(ptq, PTE_V)) {
1611                 return;
1612         }
1613
1614         /*
1615          * Write back all caches from the page being destroyed
1616          */
1617         mips_dcache_wbinv_range_index(va, PAGE_SIZE);
1618
1619         /*
1620          * get a local va for mappings for this pmap.
1621          */
1622         (void)pmap_remove_pte(pmap, ptq, va);
1623         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1624
1625         return;
1626 }
1627
1628 /*
1629  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1630  *
1631  *      It is assumed that the start and end are properly
1632  *      rounded to the page size.
1633  */
1634 void
1635 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1636 {
1637         vm_offset_t va_next;
1638         pd_entry_t *pde, *pdpe;
1639         pt_entry_t *pte;
1640
1641         if (pmap == NULL)
1642                 return;
1643
1644         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1645                 return;
1646
1647         vm_page_lock_queues();
1648         PMAP_LOCK(pmap);
1649
1650         /*
1651          * special handling of removing one page.  a very common operation
1652          * and easy to short circuit some code.
1653          */
1654         if ((sva + PAGE_SIZE) == eva) {
1655                 pmap_remove_page(pmap, sva);
1656                 goto out;
1657         }
1658         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1659                 pdpe = pmap_segmap(pmap, sva);
1660 #ifdef __mips_n64
1661                 if (*pdpe == 0) {
1662                         va_next = (sva + NBSEG) & ~SEGMASK;
1663                         if (va_next < sva)
1664                                 va_next = eva;
1665                         continue;
1666                 }
1667 #endif
1668                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
1669                 if (va_next < sva)
1670                         va_next = eva;
1671
1672                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
1673                 if (*pde == 0)
1674                         continue;
1675                 if (va_next > eva)
1676                         va_next = eva;
1677                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; 
1678                     pte++, sva += PAGE_SIZE) {
1679                         pmap_remove_page(pmap, sva);
1680                 }
1681         }
1682 out:
1683         vm_page_unlock_queues();
1684         PMAP_UNLOCK(pmap);
1685 }
1686
1687 /*
1688  *      Routine:        pmap_remove_all
1689  *      Function:
1690  *              Removes this physical page from
1691  *              all physical maps in which it resides.
1692  *              Reflects back modify bits to the pager.
1693  *
1694  *      Notes:
1695  *              Original versions of this routine were very
1696  *              inefficient because they iteratively called
1697  *              pmap_remove (slow...)
1698  */
1699
1700 void
1701 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1702 {
1703         pv_entry_t pv;
1704         pt_entry_t *pte, tpte;
1705
1706         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0,
1707             ("pmap_remove_all: page %p is fictitious", m));
1708         vm_page_lock_queues();
1709
1710         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
1711                 vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1712
1713         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1714                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
1715
1716                 /*
1717                  * If it's last mapping writeback all caches from 
1718                  * the page being destroyed
1719                  */
1720                 if (m->md.pv_list_count == 1) 
1721                         mips_dcache_wbinv_range_index(pv->pv_va, PAGE_SIZE);
1722
1723                 pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count--;
1724
1725                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1726
1727                 tpte = *pte;
1728                 if (is_kernel_pmap(pv->pv_pmap))
1729                         *pte = PTE_G;
1730                 else
1731                         *pte = 0;
1732
1733                 if (pte_test(&tpte, PTE_W))
1734                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
1735
1736                 /*
1737                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1738                  */
1739                 if (pte_test(&tpte, PTE_D)) {
1740                         KASSERT(!pte_test(&tpte, PTE_RO),
1741                             ("%s: modified page not writable: va: %p, pte: 0x%x",
1742                             __func__, (void *)pv->pv_va, tpte));
1743                         vm_page_dirty(m);
1744                 }
1745                 pmap_invalidate_page(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1746
1747                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1748                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1749                 m->md.pv_list_count--;
1750                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem);
1751                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
1752                 free_pv_entry(pv);
1753         }
1754
1755         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
1756         m->md.pv_flags &= ~(PV_TABLE_REF | PV_TABLE_MOD);
1757         vm_page_unlock_queues();
1758 }
1759
1760 /*
1761  *      Set the physical protection on the
1762  *      specified range of this map as requested.
1763  */
1764 void
1765 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1766 {
1767         pt_entry_t *pte;
1768         pd_entry_t *pde, *pdpe;
1769         vm_offset_t va_next;
1770
1771         if (pmap == NULL)
1772                 return;
1773
1774         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1775                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1776                 return;
1777         }
1778         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1779                 return;
1780
1781         vm_page_lock_queues();
1782         PMAP_LOCK(pmap);
1783         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1784                 pt_entry_t pbits;
1785                 vm_page_t m;
1786                 vm_paddr_t pa;
1787
1788                 pdpe = pmap_segmap(pmap, sva);
1789 #ifdef __mips_n64
1790                 if (*pdpe == 0) {
1791                         va_next = (sva + NBSEG) & ~SEGMASK;
1792                         if (va_next < sva)
1793                                 va_next = eva;
1794                         continue;
1795                 }
1796 #endif
1797                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
1798                 if (va_next < sva)
1799                         va_next = eva;
1800
1801                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
1802                 if (pde == NULL || *pde == NULL)
1803                         continue;
1804                 if (va_next > eva)
1805                         va_next = eva;
1806
1807                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; pte++,
1808                      sva += PAGE_SIZE) {
1809
1810                         /* Skip invalid PTEs */
1811                         if (!pte_test(pte, PTE_V))
1812                                 continue;
1813                         pbits = *pte;
1814                         pa = TLBLO_PTE_TO_PA(pbits);
1815                         if (page_is_managed(pa) && pte_test(&pbits, PTE_D)) {
1816                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1817                                 vm_page_dirty(m);
1818                                 m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_MOD;
1819                         }
1820                         pte_clear(&pbits, PTE_D);
1821                         pte_set(&pbits, PTE_RO);
1822                         
1823                         if (pbits != *pte) {
1824                                 *pte = pbits;
1825                                 pmap_update_page(pmap, sva, pbits);
1826                         }
1827                 }
1828         }
1829         vm_page_unlock_queues();
1830         PMAP_UNLOCK(pmap);
1831 }
1832
1833 /*
1834  *      Insert the given physical page (p) at
1835  *      the specified virtual address (v) in the
1836  *      target physical map with the protection requested.
1837  *
1838  *      If specified, the page will be wired down, meaning
1839  *      that the related pte can not be reclaimed.
1840  *
1841  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
1842  *      or lose information.  That is, this routine must actually
1843  *      insert this page into the given map NOW.
1844  */
1845 void
1846 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t access, vm_page_t m,
1847     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
1848 {
1849         vm_offset_t pa, opa;
1850         pt_entry_t *pte;
1851         pt_entry_t origpte, newpte;
1852         pv_entry_t pv;
1853         vm_page_t mpte, om;
1854         int rw = 0;
1855
1856         if (pmap == NULL)
1857                 return;
1858
1859         va &= ~PAGE_MASK;
1860         KASSERT(va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS, ("pmap_enter: toobig"));
1861         KASSERT((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED)) != 0 ||
1862             (m->oflags & VPO_BUSY) != 0,
1863             ("pmap_enter: page %p is not busy", m));
1864
1865         mpte = NULL;
1866
1867         vm_page_lock_queues();
1868         PMAP_LOCK(pmap);
1869
1870         /*
1871          * In the case that a page table page is not resident, we are
1872          * creating it here.
1873          */
1874         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
1875                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va, M_WAITOK);
1876         }
1877         pte = pmap_pte(pmap, va);
1878
1879         /*
1880          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
1881          */
1882         if (pte == NULL) {
1883                 panic("pmap_enter: invalid page directory, pdir=%p, va=%p",
1884                     (void *)pmap->pm_segtab, (void *)va);
1885         }
1886         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1887         om = NULL;
1888         origpte = *pte;
1889         opa = TLBLO_PTE_TO_PA(origpte);
1890
1891         /*
1892          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
1893          */
1894         if (pte_test(&origpte, PTE_V) && opa == pa) {
1895                 /*
1896                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
1897                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
1898                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is
1899                  * wired, the PT page will be also.
1900                  */
1901                 if (wired && !pte_test(&origpte, PTE_W))
1902                         pmap->pm_stats.wired_count++;
1903                 else if (!wired && pte_test(&origpte, PTE_W))
1904                         pmap->pm_stats.wired_count--;
1905
1906                 KASSERT(!pte_test(&origpte, PTE_D | PTE_RO),
1907                     ("%s: modified page not writable: va: %p, pte: 0x%x",
1908                     __func__, (void *)va, origpte));
1909
1910                 /*
1911                  * Remove extra pte reference
1912                  */
1913                 if (mpte)
1914                         mpte->wire_count--;
1915
1916                 if (page_is_managed(opa)) {
1917                         om = m;
1918                 }
1919                 goto validate;
1920         }
1921
1922         pv = NULL;
1923
1924         /*
1925          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
1926          * handle validating new mapping.
1927          */
1928         if (opa) {
1929                 if (pte_test(&origpte, PTE_W))
1930                         pmap->pm_stats.wired_count--;
1931
1932                 if (page_is_managed(opa)) {
1933                         om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
1934                         pv = pmap_pvh_remove(&om->md, pmap, va);
1935                 }
1936                 if (mpte != NULL) {
1937                         mpte->wire_count--;
1938                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
1939                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
1940                             " va: %p", (void *)va));
1941                 }
1942         } else
1943                 pmap->pm_stats.resident_count++;
1944
1945         /*
1946          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
1947          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
1948          * called at interrupt time.
1949          */
1950         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED)) == 0) {
1951                 KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva,
1952                     ("pmap_enter: managed mapping within the clean submap"));
1953                 if (pv == NULL)
1954                         pv = get_pv_entry(pmap);
1955                 pv->pv_va = va;
1956                 pv->pv_pmap = pmap;
1957                 pv->pv_ptem = mpte;
1958                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1959                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1960                 m->md.pv_list_count++;
1961         } else if (pv != NULL)
1962                 free_pv_entry(pv);
1963
1964         /*
1965          * Increment counters
1966          */
1967         if (wired)
1968                 pmap->pm_stats.wired_count++;
1969
1970 validate:
1971         if ((access & VM_PROT_WRITE) != 0)
1972                 m->md.pv_flags |= PV_TABLE_MOD | PV_TABLE_REF;
1973         rw = init_pte_prot(va, m, prot);
1974
1975 #ifdef PMAP_DEBUG
1976         printf("pmap_enter:  va: %p -> pa: %p\n", (void *)va, (void *)pa);
1977 #endif
1978         /*
1979          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
1980          */
1981         newpte = TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | rw | PTE_V;
1982
1983         if (is_cacheable_mem(pa))
1984                 newpte |= PTE_C_CACHE;
1985         else
1986                 newpte |= PTE_C_UNCACHED;
1987
1988         if (wired)
1989                 newpte |= PTE_W;
1990
1991         if (is_kernel_pmap(pmap))
1992                  newpte |= PTE_G;
1993
1994         /*
1995          * if the mapping or permission bits are different, we need to
1996          * update the pte.
1997          */
1998         if (origpte != newpte) {
1999                 if (pte_test(&origpte, PTE_V)) {
2000                         *pte = newpte;
2001                         if (page_is_managed(opa) && (opa != pa)) {
2002                                 if (om->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
2003                                         vm_page_flag_set(om, PG_REFERENCED);
2004                                 om->md.pv_flags &=
2005                                     ~(PV_TABLE_REF | PV_TABLE_MOD);
2006                         }
2007                         if (pte_test(&origpte, PTE_D)) {
2008                                 KASSERT(!pte_test(&origpte, PTE_RO),
2009                                     ("pmap_enter: modified page not writable:"
2010                                     " va: %p, pte: 0x%x", (void *)va, origpte));
2011                                 if (page_is_managed(opa))
2012                                         vm_page_dirty(om);
2013                         }
2014                         if (page_is_managed(opa) &&
2015                             TAILQ_EMPTY(&om->md.pv_list))
2016                                 vm_page_flag_clear(om, PG_WRITEABLE);
2017                 } else {
2018                         *pte = newpte;
2019                 }
2020         }
2021         pmap_update_page(pmap, va, newpte);
2022
2023         /*
2024          * Sync I & D caches for executable pages.  Do this only if the the
2025          * target pmap belongs to the current process.  Otherwise, an
2026          * unresolvable TLB miss may occur.
2027          */
2028         if (!is_kernel_pmap(pmap) && (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap) &&
2029             (prot & VM_PROT_EXECUTE)) {
2030                 mips_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
2031                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2032         }
2033         vm_page_unlock_queues();
2034         PMAP_UNLOCK(pmap);
2035 }
2036
2037 /*
2038  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2039  * 1. Current pmap & pmap exists.
2040  * 2. Not wired.
2041  * 3. Read access.
2042  * 4. No page table pages.
2043  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2044  */
2045
2046 void
2047 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2048 {
2049
2050         vm_page_lock_queues();
2051         PMAP_LOCK(pmap);
2052         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL);
2053         vm_page_unlock_queues();
2054         PMAP_UNLOCK(pmap);
2055 }
2056
2057 static vm_page_t
2058 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2059     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte)
2060 {
2061         pt_entry_t *pte;
2062         vm_offset_t pa;
2063
2064         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2065             (m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED)) != 0,
2066             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2067         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2068         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2069
2070         /*
2071          * In the case that a page table page is not resident, we are
2072          * creating it here.
2073          */
2074         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2075                 pd_entry_t *pde;
2076                 unsigned ptepindex;
2077
2078                 /*
2079                  * Calculate pagetable page index
2080                  */
2081                 ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
2082                 if (mpte && (mpte->pindex == ptepindex)) {
2083                         mpte->wire_count++;
2084                 } else {
2085                         /*
2086                          * Get the page directory entry
2087                          */
2088                         pde = pmap_pde(pmap, va);
2089
2090                         /*
2091                          * If the page table page is mapped, we just
2092                          * increment the hold count, and activate it.
2093                          */
2094                         if (pde && *pde != 0) {
2095                                 if (pmap->pm_ptphint &&
2096                                     (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2097                                         mpte = pmap->pm_ptphint;
2098                                 } else {
2099                                         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(
2100                                                 MIPS_DIRECT_TO_PHYS(*pde));
2101                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2102                                 }
2103                                 mpte->wire_count++;
2104                         } else {
2105                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex,
2106                                     M_NOWAIT);
2107                                 if (mpte == NULL)
2108                                         return (mpte);
2109                         }
2110                 }
2111         } else {
2112                 mpte = NULL;
2113         }
2114
2115         pte = pmap_pte(pmap, va);
2116         if (pte_test(pte, PTE_V)) {
2117                 if (mpte != NULL) {
2118                         mpte->wire_count--;
2119                         mpte = NULL;
2120                 }
2121                 return (mpte);
2122         }
2123
2124         /*
2125          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2126          */
2127         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED)) == 0 &&
2128             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, mpte, va, m)) {
2129                 if (mpte != NULL) {
2130                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, mpte);
2131                         mpte = NULL;
2132                 }
2133                 return (mpte);
2134         }
2135
2136         /*
2137          * Increment counters
2138          */
2139         pmap->pm_stats.resident_count++;
2140
2141         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2142
2143         /*
2144          * Now validate mapping with RO protection
2145          */
2146         *pte = TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | PTE_V;
2147
2148         if (is_cacheable_mem(pa))
2149                 *pte |= PTE_C_CACHE;
2150         else
2151                 *pte |= PTE_C_UNCACHED;
2152
2153         if (is_kernel_pmap(pmap))
2154                 *pte |= PTE_G;
2155         else {
2156                 *pte |= PTE_RO;
2157                 /*
2158                  * Sync I & D caches.  Do this only if the the target pmap
2159                  * belongs to the current process.  Otherwise, an
2160                  * unresolvable TLB miss may occur. */
2161                 if (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap) {
2162                         va &= ~PAGE_MASK;
2163                         mips_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
2164                         mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2165                 }
2166         }
2167         return (mpte);
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2172  * to be used for panic dumps.
2173  *
2174  * Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
2175  */
2176 void *
2177 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
2178 {
2179         vm_offset_t va;
2180
2181         if (i != 0)
2182                 printf("%s: ERROR!!! More than one page of virtual address mapping not supported\n",
2183                     __func__);
2184
2185         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa)) {
2186                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(pa);
2187         } else {
2188 #ifndef __mips_n64    /* XXX : to be converted to new style */
2189                 int cpu;
2190                 register_t intr;
2191                 struct local_sysmaps *sysm;
2192                 pt_entry_t *pte, npte;
2193
2194                 /* If this is used other than for dumps, we may need to leave
2195                  * interrupts disasbled on return. If crash dumps don't work when
2196                  * we get to this point, we might want to consider this (leaving things
2197                  * disabled as a starting point ;-)
2198                  */
2199                 intr = intr_disable();
2200                 cpu = PCPU_GET(cpuid);
2201                 sysm = &sysmap_lmem[cpu];
2202                 /* Since this is for the debugger, no locks or any other fun */
2203                 npte = TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | PTE_D | PTE_V | PTE_G | PTE_W | PTE_C_CACHE;
2204                 pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base);
2205                 *pte = npte;
2206                 sysm->valid1 = 1;
2207                 pmap_update_page(kernel_pmap, sysm->base, npte);
2208                 va = sysm->base;
2209                 intr_restore(intr);
2210 #endif
2211         }
2212         return ((void *)va);
2213 }
2214
2215 void
2216 pmap_kenter_temporary_free(vm_paddr_t pa)
2217 {
2218 #ifndef __mips_n64    /* XXX : to be converted to new style */
2219         int cpu;
2220         register_t intr;
2221         struct local_sysmaps *sysm;
2222 #endif
2223
2224         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa)) {
2225                 /* nothing to do for this case */
2226                 return;
2227         }
2228 #ifndef __mips_n64    /* XXX : to be converted to new style */
2229         cpu = PCPU_GET(cpuid);
2230         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
2231         if (sysm->valid1) {
2232                 pt_entry_t *pte;
2233
2234                 intr = intr_disable();
2235                 pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base);
2236                 *pte = PTE_G;
2237                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, sysm->base);
2238                 intr_restore(intr);
2239                 sysm->valid1 = 0;
2240         }
2241 #endif
2242 }
2243
2244 /*
2245  * Moved the code to Machine Independent
2246  *       vm_map_pmap_enter()
2247  */
2248
2249 /*
2250  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2251  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2252  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2253  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2254  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2255  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2256  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2257  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2258  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2259  * corresponding offset from m_start are mapped.
2260  */
2261 void
2262 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2263     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2264 {
2265         vm_page_t m, mpte;
2266         vm_pindex_t diff, psize;
2267
2268         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m_start->object, MA_OWNED);
2269         psize = atop(end - start);
2270         mpte = NULL;
2271         m = m_start;
2272         vm_page_lock_queues();
2273         PMAP_LOCK(pmap);
2274         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2275                 mpte = pmap_enter_quick_locked(pmap, start + ptoa(diff), m,
2276                     prot, mpte);
2277                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2278         }
2279         vm_page_unlock_queues();
2280         PMAP_UNLOCK(pmap);
2281 }
2282
2283 /*
2284  * pmap_object_init_pt preloads the ptes for a given object
2285  * into the specified pmap.  This eliminates the blast of soft
2286  * faults on process startup and immediately after an mmap.
2287  */
2288 void
2289 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr,
2290     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2291 {
2292         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2293         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2294             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
2295 }
2296
2297 /*
2298  *      Routine:        pmap_change_wiring
2299  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
2300  *                      pair.
2301  *      In/out conditions:
2302  *                      The mapping must already exist in the pmap.
2303  */
2304 void
2305 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2306 {
2307         pt_entry_t *pte;
2308
2309         if (pmap == NULL)
2310                 return;
2311
2312         PMAP_LOCK(pmap);
2313         pte = pmap_pte(pmap, va);
2314
2315         if (wired && !pte_test(pte, PTE_W))
2316                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2317         else if (!wired && pte_test(pte, PTE_W))
2318                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2319
2320         /*
2321          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2322          * invalidate TLB.
2323          */
2324         if (wired)
2325                 pte_set(pte, PTE_W);
2326         else
2327                 pte_clear(pte, PTE_W);
2328         PMAP_UNLOCK(pmap);
2329 }
2330
2331 /*
2332  *      Copy the range specified by src_addr/len
2333  *      from the source map to the range dst_addr/len
2334  *      in the destination map.
2335  *
2336  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2337  */
2338
2339 void
2340 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr,
2341     vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2342 {
2343 }
2344
2345 /*
2346  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
2347  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2348  *
2349  *      Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
2350  */
2351 void
2352 pmap_zero_page(vm_page_t m)
2353 {
2354         vm_offset_t va;
2355         vm_paddr_t phys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2356
2357         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys)) {
2358                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys);
2359                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2360                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2361         } else {
2362                 va = pmap_lmem_map1(phys);
2363                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2364                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2365                 pmap_lmem_unmap();
2366         }
2367 }
2368
2369 /*
2370  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping
2371  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2372  *
2373  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2374  */
2375 void
2376 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
2377 {
2378         vm_offset_t va;
2379         vm_paddr_t phys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2380
2381         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys)) {
2382                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys);
2383                 bzero((char *)(caddr_t)va + off, size);
2384                 mips_dcache_wbinv_range(va + off, size);
2385         } else {
2386                 va = pmap_lmem_map1(phys);
2387                 bzero((char *)va + off, size);
2388                 mips_dcache_wbinv_range(va + off, size);
2389                 pmap_lmem_unmap();
2390         }
2391 }
2392
2393 void
2394 pmap_zero_page_idle(vm_page_t m)
2395 {
2396         vm_offset_t va;
2397         vm_paddr_t phys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2398
2399         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys)) {
2400                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys);
2401                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2402                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2403         } else {
2404                 va = pmap_lmem_map1(phys);
2405                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2406                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2407                 pmap_lmem_unmap();
2408         }
2409 }
2410
2411 /*
2412  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
2413  *      page by mapping the page into virtual memory and using
2414  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
2415  *      time.
2416  *
2417  *      Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
2418  */
2419 void
2420 pmap_copy_page(vm_page_t src, vm_page_t dst)
2421 {
2422         vm_offset_t va_src, va_dst;
2423         vm_paddr_t phys_src = VM_PAGE_TO_PHYS(src);
2424         vm_paddr_t phys_dst = VM_PAGE_TO_PHYS(dst);
2425
2426         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys_src) && MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys_dst)) {
2427                 /* easy case, all can be accessed via KSEG0 */
2428                 /*
2429                  * Flush all caches for VA that are mapped to this page
2430                  * to make sure that data in SDRAM is up to date
2431                  */
2432                 pmap_flush_pvcache(src);
2433                 mips_dcache_wbinv_range_index(
2434                     MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys_dst), PAGE_SIZE);
2435                 va_src = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys_src);
2436                 va_dst = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys_dst);
2437                 bcopy((caddr_t)va_src, (caddr_t)va_dst, PAGE_SIZE);
2438                 mips_dcache_wbinv_range(va_dst, PAGE_SIZE);
2439         } else {
2440                 va_src = pmap_lmem_map2(phys_src, phys_dst);
2441                 va_dst = va_src + PAGE_SIZE;
2442                 bcopy((void *)va_src, (void *)va_dst, PAGE_SIZE);
2443                 mips_dcache_wbinv_range(va_dst, PAGE_SIZE);
2444                 pmap_lmem_unmap();
2445         }
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2450  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2451  * be changed upwards or downwards in the future; it
2452  * is only necessary that true be returned for a small
2453  * subset of pmaps for proper page aging.
2454  */
2455 boolean_t
2456 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2457 {
2458         pv_entry_t pv;
2459         int loops = 0;
2460         boolean_t rv;
2461
2462         KASSERT((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED)) == 0,
2463             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2464         rv = FALSE;
2465         vm_page_lock_queues();
2466         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2467                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2468                         rv = TRUE;
2469                         break;
2470                 }
2471                 loops++;
2472                 if (loops >= 16)
2473                         break;
2474         }
2475         vm_page_unlock_queues();
2476         return (rv);
2477 }
2478
2479 /*
2480  * Remove all pages from specified address space
2481  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2482  * is special cased for current process only, but
2483  * can have the more generic (and slightly slower)
2484  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2485  * in the case of running down an entire address space.
2486  */
2487 void
2488 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
2489 {
2490         pt_entry_t *pte, tpte;
2491         pv_entry_t pv, npv;
2492         vm_page_t m;
2493
2494         if (pmap != vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace)) {
2495                 printf("warning: pmap_remove_pages called with non-current pmap\n");
2496                 return;
2497         }
2498         vm_page_lock_queues();
2499         PMAP_LOCK(pmap);
2500         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv != NULL; pv = npv) {
2501
2502                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2503                 if (!pte_test(pte, PTE_V))
2504                         panic("pmap_remove_pages: page on pm_pvlist has no pte");
2505                 tpte = *pte;
2506
2507 /*
2508  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
2509  */
2510                 if (pte_test(&tpte, PTE_W)) {
2511                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2512                         continue;
2513                 }
2514                 *pte = is_kernel_pmap(pmap) ? PTE_G : 0;
2515
2516                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLBLO_PTE_TO_PA(tpte));
2517                 KASSERT(m != NULL,
2518                     ("pmap_remove_pages: bad tpte %x", tpte));
2519
2520                 pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count--;
2521
2522                 /*
2523                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2524                  */
2525                 if (pte_test(&tpte, PTE_D)) {
2526                         vm_page_dirty(m);
2527                 }
2528                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2529                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2530
2531                 m->md.pv_list_count--;
2532                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2533                 if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL) {
2534                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
2535                 }
2536                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem);
2537                 free_pv_entry(pv);
2538         }
2539         pmap_invalidate_all(pmap);
2540         PMAP_UNLOCK(pmap);
2541         vm_page_unlock_queues();
2542 }
2543
2544 /*
2545  * pmap_testbit tests bits in pte's
2546  * note that the testbit/changebit routines are inline,
2547  * and a lot of things compile-time evaluate.
2548  */
2549 static boolean_t
2550 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2551 {
2552         pv_entry_t pv;
2553         pt_entry_t *pte;
2554         boolean_t rv = FALSE;
2555
2556         if (m->flags & PG_FICTITIOUS)
2557                 return (rv);
2558
2559         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
2560                 return (rv);
2561
2562         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2563         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2564                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2565                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2566                 rv = pte_test(pte, bit);
2567                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2568                 if (rv)
2569                         break;
2570         }
2571         return (rv);
2572 }
2573
2574 /*
2575  * this routine is used to clear dirty bits in ptes
2576  */
2577 static __inline void
2578 pmap_changebit(vm_page_t m, int bit, boolean_t setem)
2579 {
2580         pv_entry_t pv;
2581         pt_entry_t *pte;
2582
2583         if (m->flags & PG_FICTITIOUS)
2584                 return;
2585
2586         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2587         /*
2588          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
2589          * setting RO do we need to clear the VAC?
2590          */
2591         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2592                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2593                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2594                 if (setem) {
2595                         *pte |= bit;
2596                         pmap_update_page(pv->pv_pmap, pv->pv_va, *pte);
2597                 } else {
2598                         pt_entry_t pbits = *pte;
2599
2600                         if (pbits & bit) {
2601                                 if (bit == PTE_D) {
2602                                         if (pbits & PTE_D)
2603                                                 vm_page_dirty(m);
2604                                         *pte = (pbits & ~PTE_D) | PTE_RO;
2605                                 } else {
2606                                         *pte = pbits & ~bit;
2607                                 }
2608                                 pmap_update_page(pv->pv_pmap, pv->pv_va, *pte);
2609                         }
2610                 }
2611                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2612         }
2613         if (!setem && bit == PTE_D)
2614                 vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
2615 }
2616
2617 /*
2618  *      pmap_page_wired_mappings:
2619  *
2620  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
2621  *      that are wired.
2622  */
2623 int
2624 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
2625 {
2626         pv_entry_t pv;
2627         pmap_t pmap;
2628         pt_entry_t *pte;
2629         int count;
2630
2631         count = 0;
2632         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
2633                 return (count);
2634         vm_page_lock_queues();
2635         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2636                 pmap = pv->pv_pmap;
2637                 PMAP_LOCK(pmap);
2638                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
2639                 if (pte_test(pte, PTE_W))
2640                         count++;
2641                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2642         }
2643         vm_page_unlock_queues();
2644         return (count);
2645 }
2646
2647 /*
2648  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
2649  */
2650 void
2651 pmap_remove_write(vm_page_t m)
2652 {
2653         pv_entry_t pv, npv;
2654         vm_offset_t va;
2655         pt_entry_t *pte;
2656
2657         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2658         if ((m->flags & PG_WRITEABLE) == 0)
2659                 return;
2660
2661         /*
2662          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos.
2663          */
2664         for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list); pv; pv = npv) {
2665                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2666                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2667                 if (pte == NULL || !pte_test(pte, PTE_V))
2668                         panic("page on pm_pvlist has no pte");
2669
2670                 va = pv->pv_va;
2671                 pmap_protect(pv->pv_pmap, va, va + PAGE_SIZE,
2672                     VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE);
2673         }
2674         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
2675 }
2676
2677 /*
2678  *      pmap_ts_referenced:
2679  *
2680  *      Return the count of reference bits for a page, clearing all of them.
2681  */
2682 int
2683 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
2684 {
2685
2686         if (m->flags & PG_FICTITIOUS)
2687                 return (0);
2688
2689         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF) {
2690                 m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_REF;
2691                 return (1);
2692         }
2693         return (0);
2694 }
2695
2696 /*
2697  *      pmap_is_modified:
2698  *
2699  *      Return whether or not the specified physical page was modified
2700  *      in any physical maps.
2701  */
2702 boolean_t
2703 pmap_is_modified(vm_page_t m)
2704 {
2705
2706         if (m->flags & PG_FICTITIOUS)
2707                 return (FALSE);
2708
2709         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_MOD)
2710                 return (TRUE);
2711         else
2712                 return (pmap_testbit(m, PTE_D));
2713 }
2714
2715 /* N/C */
2716
2717 /*
2718  *      pmap_is_prefaultable:
2719  *
2720  *      Return whether or not the specified virtual address is elgible
2721  *      for prefault.
2722  */
2723 boolean_t
2724 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2725 {
2726         pd_entry_t *pde;
2727         pt_entry_t *pte;
2728         boolean_t rv;
2729
2730         rv = FALSE;
2731         PMAP_LOCK(pmap);
2732         pde = pmap_pde(pmap, addr);
2733         if (pde != NULL && *pde != 0) {
2734                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, addr);
2735                 rv = (*pte == 0);
2736         }
2737         PMAP_UNLOCK(pmap);
2738         return (rv);
2739 }
2740
2741 /*
2742  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
2743  */
2744 void
2745 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
2746 {
2747         if (m->flags & PG_FICTITIOUS)
2748                 return;
2749         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2750         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_MOD) {
2751                 pmap_changebit(m, PTE_D, FALSE);
2752                 m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_MOD;
2753         }
2754 }
2755
2756 /*
2757  *      pmap_clear_reference:
2758  *
2759  *      Clear the reference bit on the specified physical page.
2760  */
2761 void
2762 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
2763 {
2764         if (m->flags & PG_FICTITIOUS)
2765                 return;
2766
2767         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2768         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF) {
2769                 m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_REF;
2770         }
2771 }
2772
2773 /*
2774  * Miscellaneous support routines follow
2775  */
2776
2777 /*
2778  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
2779  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
2780  * routine is intended to be used for mapping device memory,
2781  * NOT real memory.
2782  */
2783
2784 /*
2785  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
2786  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
2787  * routine is intended to be used for mapping device memory,
2788  * NOT real memory.
2789  *
2790  * Use XKPHYS uncached for 64 bit, and KSEG1 where possible for 32 bit.
2791  */
2792 void *
2793 pmap_mapdev(vm_offset_t pa, vm_size_t size)
2794 {
2795         vm_offset_t va, tmpva, offset;
2796
2797         /* 
2798          * KSEG1 maps only first 512M of phys address space. For 
2799          * pa > 0x20000000 we should make proper mapping * using pmap_kenter.
2800          */
2801         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa + size - 1))
2802                 return ((void *)MIPS_PHYS_TO_DIRECT_UNCACHED(pa));
2803         else {
2804                 offset = pa & PAGE_MASK;
2805                 size = roundup(size + offset, PAGE_SIZE);
2806         
2807                 va = kmem_alloc_nofault(kernel_map, size);
2808                 if (!va)
2809                         panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
2810                 pa = trunc_page(pa);
2811                 for (tmpva = va; size > 0;) {
2812                         pmap_kenter_attr(tmpva, pa, PTE_C_UNCACHED);
2813                         size -= PAGE_SIZE;
2814                         tmpva += PAGE_SIZE;
2815                         pa += PAGE_SIZE;
2816                 }
2817         }
2818
2819         return ((void *)(va + offset));
2820 }
2821
2822 void
2823 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
2824 {
2825 #ifndef __mips_n64
2826         vm_offset_t base, offset, tmpva;
2827
2828         /* If the address is within KSEG1 then there is nothing to do */
2829         if (va >= MIPS_KSEG1_START && va <= MIPS_KSEG1_END)
2830                 return;
2831
2832         base = trunc_page(va);
2833         offset = va & PAGE_MASK;
2834         size = roundup(size + offset, PAGE_SIZE);
2835         for (tmpva = base; tmpva < base + size; tmpva += PAGE_SIZE)
2836                 pmap_kremove(tmpva);
2837         kmem_free(kernel_map, base, size);
2838 #endif
2839 }
2840
2841 /*
2842  * perform the pmap work for mincore
2843  */
2844 int
2845 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2846 {
2847         pt_entry_t *ptep, pte;
2848         vm_page_t m;
2849         int val = 0;
2850
2851         PMAP_LOCK(pmap);
2852         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
2853         pte = (ptep != NULL) ? *ptep : 0;
2854         PMAP_UNLOCK(pmap);
2855
2856         if (pte_test(&pte, PTE_V)) {
2857                 vm_offset_t pa;
2858
2859                 val = MINCORE_INCORE;
2860                 pa = TLBLO_PTE_TO_PA(pte);
2861                 if (!page_is_managed(pa))
2862                         return (val);
2863
2864                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2865
2866                 /*
2867                 * Modified by us
2868                 */
2869                 if (pte_test(&pte, PTE_D))
2870                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
2871                 /*
2872                 * Modified by someone
2873                 */
2874                 else {
2875                         vm_page_lock_queues();
2876                         if (m->dirty || pmap_is_modified(m))
2877                                 val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
2878                         vm_page_unlock_queues();
2879                 }
2880                 /*
2881                 * Referenced by us or someone
2882                 */
2883                 vm_page_lock_queues();
2884                 if ((m->flags & PG_REFERENCED) || pmap_ts_referenced(m)) {
2885                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
2886                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2887                 }
2888                 vm_page_unlock_queues();
2889         }
2890         return (val);
2891 }
2892
2893
2894 void
2895 pmap_activate(struct thread *td)
2896 {
2897         pmap_t pmap, oldpmap;
2898         struct proc *p = td->td_proc;
2899
2900         critical_enter();
2901
2902         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
2903         oldpmap = PCPU_GET(curpmap);
2904
2905         if (oldpmap)
2906                 atomic_clear_32(&oldpmap->pm_active, PCPU_GET(cpumask));
2907         atomic_set_32(&pmap->pm_active, PCPU_GET(cpumask));
2908         pmap_asid_alloc(pmap);
2909         if (td == curthread) {
2910                 PCPU_SET(segbase, pmap->pm_segtab);
2911                 mips_wr_entryhi(pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].asid);
2912         }
2913
2914         PCPU_SET(curpmap, pmap);
2915         critical_exit();
2916 }
2917
2918 void
2919 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
2920 {
2921 }
2922
2923 /*
2924  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
2925  *      different alignment might result in more superpage mappings.
2926  */
2927 void
2928 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
2929     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
2930 {
2931         vm_offset_t superpage_offset;
2932
2933         if (size < NBSEG)
2934                 return;
2935         if (object != NULL && (object->flags & OBJ_COLORED) != 0)
2936                 offset += ptoa(object->pg_color);
2937         superpage_offset = offset & SEGMASK;
2938         if (size - ((NBSEG - superpage_offset) & SEGMASK) < NBSEG ||
2939             (*addr & SEGMASK) == superpage_offset)
2940                 return;
2941         if ((*addr & SEGMASK) < superpage_offset)
2942                 *addr = (*addr & ~SEGMASK) + superpage_offset;
2943         else
2944                 *addr = ((*addr + SEGMASK) & ~SEGMASK) + superpage_offset;
2945 }
2946
2947 /*
2948  *      Increase the starting virtual address of the given mapping so
2949  *      that it is aligned to not be the second page in a TLB entry.
2950  *      This routine assumes that the length is appropriately-sized so
2951  *      that the allocation does not share a TLB entry at all if required.
2952  */
2953 void
2954 pmap_align_tlb(vm_offset_t *addr)
2955 {
2956         if ((*addr & PAGE_SIZE) == 0)
2957                 return;
2958         *addr += PAGE_SIZE;
2959         return;
2960 }
2961
2962 #ifdef DDB
2963 DB_SHOW_COMMAND(ptable, ddb_pid_dump)
2964 {
2965         pmap_t pmap;
2966         struct thread *td = NULL;
2967         struct proc *p;
2968         int i, j, k;
2969         vm_paddr_t pa;
2970         vm_offset_t va;
2971
2972         if (have_addr) {
2973                 td = db_lookup_thread(addr, TRUE);
2974                 if (td == NULL) {
2975                         db_printf("Invalid pid or tid");
2976                         return;
2977                 }
2978                 p = td->td_proc;
2979                 if (p->p_vmspace == NULL) {
2980                         db_printf("No vmspace for process");
2981                         return;
2982                 }
2983                         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
2984         } else
2985                 pmap = kernel_pmap;
2986
2987         db_printf("pmap:%p segtab:%p asid:%x generation:%x\n",
2988             pmap, pmap->pm_segtab, pmap->pm_asid[0].asid,
2989             pmap->pm_asid[0].gen);
2990         for (i = 0; i < NPDEPG; i++) {
2991                 pd_entry_t *pdpe;
2992                 pt_entry_t *pde;
2993                 pt_entry_t pte;
2994
2995                 pdpe = (pd_entry_t *)pmap->pm_segtab[i];
2996                 if (pdpe == NULL)
2997                         continue;
2998                 db_printf("[%4d] %p\n", i, pdpe);
2999 #ifdef __mips_n64
3000                 for (j = 0; j < NPDEPG; j++) {
3001                         pde = (pt_entry_t *)pdpe[j];
3002                         if (pde == NULL)
3003                                 continue;
3004                         db_printf("\t[%4d] %p\n", j, pde);
3005 #else
3006                 {
3007                         j = 0;
3008                         pde =  (pt_entry_t *)pdpe;
3009 #endif
3010                         for (k = 0; k < NPTEPG; k++) {
3011                                 pte = pde[k];
3012                                 if (pte == 0 || !pte_test(&pte, PTE_V))
3013                                         continue;
3014                                 pa = TLBLO_PTE_TO_PA(pte);
3015                                 va = ((u_long)i << SEGSHIFT) | (j << PDRSHIFT) | (k << PAGE_SHIFT);
3016                                 db_printf("\t\t[%04d] va: %p pte: %8x pa:%lx\n",
3017                                        k, (void *)va, pte, (u_long)pa);
3018                         }
3019                 }
3020         }
3021 }
3022 #endif
3023
3024 #if defined(DEBUG)
3025
3026 static void pads(pmap_t pm);
3027 void pmap_pvdump(vm_offset_t pa);
3028
3029 /* print address space of pmap*/
3030 static void
3031 pads(pmap_t pm)
3032 {
3033         unsigned va, i, j;
3034         pt_entry_t *ptep;
3035
3036         if (pm == kernel_pmap)
3037                 return;
3038         for (i = 0; i < NPTEPG; i++)
3039                 if (pm->pm_segtab[i])
3040                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
3041                                 va = (i << SEGSHIFT) + (j << PAGE_SHIFT);
3042                                 if (pm == kernel_pmap && va < KERNBASE)
3043                                         continue;
3044                                 if (pm != kernel_pmap &&
3045                                     va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
3046                                         continue;
3047                                 ptep = pmap_pte(pm, va);
3048                                 if (pmap_pte_v(ptep))
3049                                         printf("%x:%x ", va, *(int *)ptep);
3050                         }
3051
3052 }
3053
3054 void
3055 pmap_pvdump(vm_offset_t pa)
3056 {
3057         register pv_entry_t pv;
3058         vm_page_t m;
3059
3060         printf("pa %x", pa);
3061         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3062         for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list); pv;
3063             pv = TAILQ_NEXT(pv, pv_list)) {
3064                 printf(" -> pmap %p, va %x", (void *)pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3065                 pads(pv->pv_pmap);
3066         }
3067         printf(" ");
3068 }
3069
3070 /* N/C */
3071 #endif
3072
3073
3074 /*
3075  * Allocate TLB address space tag (called ASID or TLBPID) and return it.
3076  * It takes almost as much or more time to search the TLB for a
3077  * specific ASID and flush those entries as it does to flush the entire TLB.
3078  * Therefore, when we allocate a new ASID, we just take the next number. When
3079  * we run out of numbers, we flush the TLB, increment the generation count
3080  * and start over. ASID zero is reserved for kernel use.
3081  */
3082 static void
3083 pmap_asid_alloc(pmap)
3084         pmap_t pmap;
3085 {
3086         if (pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].asid != PMAP_ASID_RESERVED &&
3087             pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].gen == PCPU_GET(asid_generation));
3088         else {
3089                 if (PCPU_GET(next_asid) == pmap_max_asid) {
3090                         tlb_invalidate_all_user(NULL);
3091                         PCPU_SET(asid_generation,
3092                             (PCPU_GET(asid_generation) + 1) & ASIDGEN_MASK);
3093                         if (PCPU_GET(asid_generation) == 0) {
3094                                 PCPU_SET(asid_generation, 1);
3095                         }
3096                         PCPU_SET(next_asid, 1); /* 0 means invalid */
3097                 }
3098                 pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].asid = PCPU_GET(next_asid);
3099                 pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].gen = PCPU_GET(asid_generation);
3100                 PCPU_SET(next_asid, PCPU_GET(next_asid) + 1);
3101         }
3102 }
3103
3104 int
3105 page_is_managed(vm_offset_t pa)
3106 {
3107         vm_offset_t pgnum = mips_btop(pa);
3108
3109         if (pgnum >= first_page) {
3110                 vm_page_t m;
3111
3112                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3113                 if (m == NULL)
3114                         return (0);
3115                 if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED)) == 0)
3116                         return (1);
3117         }
3118         return (0);
3119 }
3120
3121 static int
3122 init_pte_prot(vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3123 {
3124         int rw;
3125
3126         if (!(prot & VM_PROT_WRITE))
3127                 rw =  PTE_V | PTE_RO | PTE_C_CACHE;
3128         else if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED)) == 0) {
3129                 if ((m->md.pv_flags & PV_TABLE_MOD) != 0)
3130                         rw =  PTE_V | PTE_D | PTE_C_CACHE;
3131                 else
3132                         rw = PTE_V | PTE_C_CACHE;
3133                 vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
3134         } else
3135                 /* Needn't emulate a modified bit for unmanaged pages. */
3136                 rw =  PTE_V | PTE_D | PTE_C_CACHE;
3137         return (rw);
3138 }
3139
3140 /*
3141  * pmap_emulate_modified : do dirty bit emulation
3142  *
3143  * On SMP, update just the local TLB, other CPUs will update their
3144  * TLBs from PTE lazily, if they get the exception.
3145  * Returns 0 in case of sucess, 1 if the page is read only and we
3146  * need to fault.
3147  */
3148 int
3149 pmap_emulate_modified(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3150 {
3151         vm_page_t m;
3152         pt_entry_t *pte;
3153         vm_offset_t pa;
3154
3155         PMAP_LOCK(pmap);
3156         pte = pmap_pte(pmap, va);
3157         if (pte == NULL)
3158                 panic("pmap_emulate_modified: can't find PTE");
3159 #ifdef SMP
3160         /* It is possible that some other CPU changed m-bit */
3161         if (!pte_test(pte, PTE_V) || pte_test(pte, PTE_D)) {
3162                 pmap_update_page_local(pmap, va, *pte);
3163                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3164                 return (0);
3165         }
3166 #else
3167         if (!pte_test(pte, PTE_V) || pte_test(pte, PTE_D))
3168                 panic("pmap_emulate_modified: invalid pte");
3169 #endif
3170         if (pte_test(pte, PTE_RO)) {
3171                 /* write to read only page in the kernel */
3172                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3173                 return (1);
3174         }
3175         pte_set(pte, PTE_D);
3176         pmap_update_page_local(pmap, va, *pte);
3177         pa = TLBLO_PTE_TO_PA(*pte);
3178         if (!page_is_managed(pa))
3179                 panic("pmap_emulate_modified: unmanaged page");
3180         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3181         m->md.pv_flags |= (PV_TABLE_REF | PV_TABLE_MOD);
3182         PMAP_UNLOCK(pmap);
3183         return (0);
3184 }
3185
3186 /*
3187  *      Routine:        pmap_kextract
3188  *      Function:
3189  *              Extract the physical page address associated
3190  *              virtual address.
3191  */
3192  /* PMAP_INLINE */ vm_offset_t
3193 pmap_kextract(vm_offset_t va)
3194 {
3195         int mapped;
3196
3197         /*
3198          * First, the direct-mapped regions.
3199          */
3200 #if defined(__mips_n64)
3201         if (va >= MIPS_XKPHYS_START && va < MIPS_XKPHYS_END)
3202                 return (MIPS_XKPHYS_TO_PHYS(va));
3203 #endif
3204         if (va >= MIPS_KSEG0_START && va < MIPS_KSEG0_END)
3205                 return (MIPS_KSEG0_TO_PHYS(va));
3206
3207         if (va >= MIPS_KSEG1_START && va < MIPS_KSEG1_END)
3208                 return (MIPS_KSEG1_TO_PHYS(va));
3209
3210         /*
3211          * User virtual addresses.
3212          */
3213         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
3214                 pt_entry_t *ptep;
3215
3216                 if (curproc && curproc->p_vmspace) {
3217                         ptep = pmap_pte(&curproc->p_vmspace->vm_pmap, va);
3218                         if (ptep) {
3219                                 return (TLBLO_PTE_TO_PA(*ptep) |
3220                                     (va & PAGE_MASK));
3221                         }
3222                         return (0);
3223                 }
3224         }
3225
3226         /*
3227          * Should be kernel virtual here, otherwise fail
3228          */
3229         mapped = (va >= MIPS_KSEG2_START || va < MIPS_KSEG2_END);
3230 #if defined(__mips_n64)
3231         mapped = mapped || (va >= MIPS_XKSEG_START || va < MIPS_XKSEG_END);
3232 #endif 
3233         /*
3234          * Kernel virtual.
3235          */
3236
3237         if (mapped) {
3238                 pt_entry_t *ptep;
3239
3240                 /* Is the kernel pmap initialized? */
3241                 if (kernel_pmap->pm_active) {
3242                         /* It's inside the virtual address range */
3243                         ptep = pmap_pte(kernel_pmap, va);
3244                         if (ptep) {
3245                                 return (TLBLO_PTE_TO_PA(*ptep) |
3246                                     (va & PAGE_MASK));
3247                         }
3248                 }
3249                 return (0);
3250         }
3251
3252         panic("%s for unknown address space %p.", __func__, (void *)va);
3253 }
3254
3255
3256 void 
3257 pmap_flush_pvcache(vm_page_t m)
3258 {
3259         pv_entry_t pv;
3260
3261         if (m != NULL) {
3262                 for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list); pv;
3263                     pv = TAILQ_NEXT(pv, pv_list)) {
3264                         mips_dcache_wbinv_range_index(pv->pv_va, PAGE_SIZE);
3265                 }
3266         }
3267 }