]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/arm/arm/pmap-v6.c
Remove xscale support
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / arm / arm / pmap-v6.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause AND BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
5  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 1994 David Greenman
7  * Copyright (c) 2005-2010 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
8  * Copyright (c) 2014-2016 Svatopluk Kraus <skra@FreeBSD.org>
9  * Copyright (c) 2014-2016 Michal Meloun <mmel@FreeBSD.org>
10  * All rights reserved.
11  *
12  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
13  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
14  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
15  *
16  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
17  * modification, are permitted provided that the following conditions
18  * are met:
19  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
20  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
21  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
23  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
24  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
41  */
42 /*-
43  * Copyright (c) 2003 Networks Associates Technology, Inc.
44  * All rights reserved.
45  *
46  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jake Burkholder,
47  * Safeport Network Services, and Network Associates Laboratories, the
48  * Security Research Division of Network Associates, Inc. under
49  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA
50  * CHATS research program.
51  *
52  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
53  * modification, are permitted provided that the following conditions
54  * are met:
55  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
56  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
57  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
58  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
59  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
60  *
61  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
62  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
63  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
64  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
65  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
66  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
67  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
68  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
69  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
70  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
71  * SUCH DAMAGE.
72  */
73
74 #include <sys/cdefs.h>
75 __FBSDID("$FreeBSD$");
76
77 /*
78  *      Manages physical address maps.
79  *
80  *      Since the information managed by this module is
81  *      also stored by the logical address mapping module,
82  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
83  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
84  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
85  *      requested.
86  *
87  *      In order to cope with hardware architectures which
88  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
89  *      this module may delay invalidate or reduced protection
90  *      operations until such time as they are actually
91  *      necessary.  This module is given full information as
92  *      to which processors are currently using which maps,
93  *      and to when physical maps must be made correct.
94  */
95
96 #include "opt_vm.h"
97 #include "opt_pmap.h"
98 #include "opt_ddb.h"
99
100 #include <sys/param.h>
101 #include <sys/systm.h>
102 #include <sys/kernel.h>
103 #include <sys/ktr.h>
104 #include <sys/lock.h>
105 #include <sys/proc.h>
106 #include <sys/rwlock.h>
107 #include <sys/malloc.h>
108 #include <sys/vmmeter.h>
109 #include <sys/malloc.h>
110 #include <sys/mman.h>
111 #include <sys/sf_buf.h>
112 #include <sys/smp.h>
113 #include <sys/sched.h>
114 #include <sys/sysctl.h>
115
116 #ifdef DDB
117 #include <ddb/ddb.h>
118 #endif
119
120 #include <machine/physmem.h>
121
122 #include <vm/vm.h>
123 #include <vm/uma.h>
124 #include <vm/pmap.h>
125 #include <vm/vm_param.h>
126 #include <vm/vm_kern.h>
127 #include <vm/vm_object.h>
128 #include <vm/vm_map.h>
129 #include <vm/vm_page.h>
130 #include <vm/vm_pageout.h>
131 #include <vm/vm_phys.h>
132 #include <vm/vm_extern.h>
133 #include <vm/vm_reserv.h>
134 #include <sys/lock.h>
135 #include <sys/mutex.h>
136
137 #include <machine/md_var.h>
138 #include <machine/pmap_var.h>
139 #include <machine/cpu.h>
140 #include <machine/pcb.h>
141 #include <machine/sf_buf.h>
142 #ifdef SMP
143 #include <machine/smp.h>
144 #endif
145 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
146 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
147 #endif
148
149 #ifndef DIAGNOSTIC
150 #define PMAP_INLINE     __inline
151 #else
152 #define PMAP_INLINE
153 #endif
154
155 #ifdef PMAP_DEBUG
156 static void pmap_zero_page_check(vm_page_t m);
157 void pmap_debug(int level);
158 int pmap_pid_dump(int pid);
159
160 #define PDEBUG(_lev_,_stat_) \
161         if (pmap_debug_level >= (_lev_)) \
162                 ((_stat_))
163 #define dprintf printf
164 int pmap_debug_level = 1;
165 #else   /* PMAP_DEBUG */
166 #define PDEBUG(_lev_,_stat_) /* Nothing */
167 #define dprintf(x, arg...)
168 #endif  /* PMAP_DEBUG */
169
170 /*
171  *  Level 2 page tables map definion ('max' is excluded).
172  */
173
174 #define PT2V_MIN_ADDRESS        ((vm_offset_t)PT2MAP)
175 #define PT2V_MAX_ADDRESS        ((vm_offset_t)PT2MAP + PT2MAP_SIZE)
176
177 #define UPT2V_MIN_ADDRESS       ((vm_offset_t)PT2MAP)
178 #define UPT2V_MAX_ADDRESS \
179     ((vm_offset_t)(PT2MAP + (KERNBASE >> PT2MAP_SHIFT)))
180
181 /*
182  *  Promotion to a 1MB (PTE1) page mapping requires that the corresponding
183  *  4KB (PTE2) page mappings have identical settings for the following fields:
184  */
185 #define PTE2_PROMOTE    (PTE2_V | PTE2_A | PTE2_NM | PTE2_S | PTE2_NG | \
186                          PTE2_NX | PTE2_RO | PTE2_U | PTE2_W |          \
187                          PTE2_ATTR_MASK)
188
189 #define PTE1_PROMOTE    (PTE1_V | PTE1_A | PTE1_NM | PTE1_S | PTE1_NG | \
190                          PTE1_NX | PTE1_RO | PTE1_U | PTE1_W |          \
191                          PTE1_ATTR_MASK)
192
193 #define ATTR_TO_L1(l2_attr)     ((((l2_attr) & L2_TEX0) ? L1_S_TEX0 : 0) | \
194                                  (((l2_attr) & L2_C)    ? L1_S_C    : 0) | \
195                                  (((l2_attr) & L2_B)    ? L1_S_B    : 0) | \
196                                  (((l2_attr) & PTE2_A)  ? PTE1_A    : 0) | \
197                                  (((l2_attr) & PTE2_NM) ? PTE1_NM   : 0) | \
198                                  (((l2_attr) & PTE2_S)  ? PTE1_S    : 0) | \
199                                  (((l2_attr) & PTE2_NG) ? PTE1_NG   : 0) | \
200                                  (((l2_attr) & PTE2_NX) ? PTE1_NX   : 0) | \
201                                  (((l2_attr) & PTE2_RO) ? PTE1_RO   : 0) | \
202                                  (((l2_attr) & PTE2_U)  ? PTE1_U    : 0) | \
203                                  (((l2_attr) & PTE2_W)  ? PTE1_W    : 0))
204
205 #define ATTR_TO_L2(l1_attr)     ((((l1_attr) & L1_S_TEX0) ? L2_TEX0 : 0) | \
206                                  (((l1_attr) & L1_S_C)    ? L2_C    : 0) | \
207                                  (((l1_attr) & L1_S_B)    ? L2_B    : 0) | \
208                                  (((l1_attr) & PTE1_A)    ? PTE2_A  : 0) | \
209                                  (((l1_attr) & PTE1_NM)   ? PTE2_NM : 0) | \
210                                  (((l1_attr) & PTE1_S)    ? PTE2_S  : 0) | \
211                                  (((l1_attr) & PTE1_NG)   ? PTE2_NG : 0) | \
212                                  (((l1_attr) & PTE1_NX)   ? PTE2_NX : 0) | \
213                                  (((l1_attr) & PTE1_RO)   ? PTE2_RO : 0) | \
214                                  (((l1_attr) & PTE1_U)    ? PTE2_U  : 0) | \
215                                  (((l1_attr) & PTE1_W)    ? PTE2_W  : 0))
216
217 /*
218  *  PTE2 descriptors creation macros.
219  */
220 #define PTE2_ATTR_DEFAULT       vm_memattr_to_pte2(VM_MEMATTR_DEFAULT)
221 #define PTE2_ATTR_PT            vm_memattr_to_pte2(pt_memattr)
222
223 #define PTE2_KPT(pa)    PTE2_KERN(pa, PTE2_AP_KRW, PTE2_ATTR_PT)
224 #define PTE2_KPT_NG(pa) PTE2_KERN_NG(pa, PTE2_AP_KRW, PTE2_ATTR_PT)
225
226 #define PTE2_KRW(pa)    PTE2_KERN(pa, PTE2_AP_KRW, PTE2_ATTR_DEFAULT)
227 #define PTE2_KRO(pa)    PTE2_KERN(pa, PTE2_AP_KR, PTE2_ATTR_DEFAULT)
228
229 #define PV_STATS
230 #ifdef PV_STATS
231 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
232 #else
233 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
234 #endif
235
236 /*
237  *  The boot_pt1 is used temporary in very early boot stage as L1 page table.
238  *  We can init many things with no memory allocation thanks to its static
239  *  allocation and this brings two main advantages:
240  *  (1) other cores can be started very simply,
241  *  (2) various boot loaders can be supported as its arguments can be processed
242  *      in virtual address space and can be moved to safe location before
243  *      first allocation happened.
244  *  Only disadvantage is that boot_pt1 is used only in very early boot stage.
245  *  However, the table is uninitialized and so lays in bss. Therefore kernel
246  *  image size is not influenced.
247  *
248  *  QQQ: In the future, maybe, boot_pt1 can be used for soft reset and
249  *       CPU suspend/resume game.
250  */
251 extern pt1_entry_t boot_pt1[];
252
253 vm_paddr_t base_pt1;
254 pt1_entry_t *kern_pt1;
255 pt2_entry_t *kern_pt2tab;
256 pt2_entry_t *PT2MAP;
257
258 static uint32_t ttb_flags;
259 static vm_memattr_t pt_memattr;
260 ttb_entry_t pmap_kern_ttb;
261
262 struct pmap kernel_pmap_store;
263 LIST_HEAD(pmaplist, pmap);
264 static struct pmaplist allpmaps;
265 static struct mtx allpmaps_lock;
266
267 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
268 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
269
270 static vm_offset_t kernel_vm_end_new;
271 vm_offset_t kernel_vm_end = KERNBASE + NKPT2PG * NPT2_IN_PG * PTE1_SIZE;
272 vm_offset_t vm_max_kernel_address;
273 vm_paddr_t kernel_l1pa;
274
275 static struct rwlock __aligned(CACHE_LINE_SIZE) pvh_global_lock;
276
277 /*
278  *  Data for the pv entry allocation mechanism
279  */
280 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
281 static int pv_entry_count = 0, pv_entry_max = 0, pv_entry_high_water = 0;
282 static struct md_page *pv_table; /* XXX: Is it used only the list in md_page? */
283 static int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
284
285 struct pv_chunk *pv_chunkbase;          /* KVA block for pv_chunks */
286 int pv_maxchunks;                       /* How many chunks we have KVA for */
287 vm_offset_t pv_vafree;                  /* freelist stored in the PTE */
288
289 vm_paddr_t first_managed_pa;
290 #define pa_to_pvh(pa)   (&pv_table[pte1_index(pa - first_managed_pa)])
291
292 /*
293  *  All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
294  */
295 caddr_t _tmppt = 0;
296
297 /*
298  *  Crashdump maps.
299  */
300 static caddr_t crashdumpmap;
301
302 static pt2_entry_t *PMAP1 = NULL, *PMAP2;
303 static pt2_entry_t *PADDR1 = NULL, *PADDR2;
304 #ifdef DDB
305 static pt2_entry_t *PMAP3;
306 static pt2_entry_t *PADDR3;
307 static int PMAP3cpu __unused; /* for SMP only */
308 #endif
309 #ifdef SMP
310 static int PMAP1cpu;
311 static int PMAP1changedcpu;
312 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1changedcpu, CTLFLAG_RD,
313     &PMAP1changedcpu, 0,
314     "Number of times pmap_pte2_quick changed CPU with same PMAP1");
315 #endif
316 static int PMAP1changed;
317 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1changed, CTLFLAG_RD,
318     &PMAP1changed, 0,
319     "Number of times pmap_pte2_quick changed PMAP1");
320 static int PMAP1unchanged;
321 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1unchanged, CTLFLAG_RD,
322     &PMAP1unchanged, 0,
323     "Number of times pmap_pte2_quick didn't change PMAP1");
324 static struct mtx PMAP2mutex;
325
326 static __inline void pt2_wirecount_init(vm_page_t m);
327 static boolean_t pmap_demote_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p,
328     vm_offset_t va);
329 void cache_icache_sync_fresh(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_size_t size);
330
331 /*
332  *  Function to set the debug level of the pmap code.
333  */
334 #ifdef PMAP_DEBUG
335 void
336 pmap_debug(int level)
337 {
338
339         pmap_debug_level = level;
340         dprintf("pmap_debug: level=%d\n", pmap_debug_level);
341 }
342 #endif /* PMAP_DEBUG */
343
344 /*
345  *  This table must corespond with memory attribute configuration in vm.h.
346  *  First entry is used for normal system mapping.
347  *
348  *  Device memory is always marked as shared.
349  *  Normal memory is shared only in SMP .
350  *  Not outer shareable bits are not used yet.
351  *  Class 6 cannot be used on ARM11.
352  */
353 #define TEXDEF_TYPE_SHIFT       0
354 #define TEXDEF_TYPE_MASK        0x3
355 #define TEXDEF_INNER_SHIFT      2
356 #define TEXDEF_INNER_MASK       0x3
357 #define TEXDEF_OUTER_SHIFT      4
358 #define TEXDEF_OUTER_MASK       0x3
359 #define TEXDEF_NOS_SHIFT        6
360 #define TEXDEF_NOS_MASK         0x1
361
362 #define TEX(t, i, o, s)                         \
363                 ((t) << TEXDEF_TYPE_SHIFT) |    \
364                 ((i) << TEXDEF_INNER_SHIFT) |   \
365                 ((o) << TEXDEF_OUTER_SHIFT |    \
366                 ((s) << TEXDEF_NOS_SHIFT))
367
368 static uint32_t tex_class[8] = {
369 /*          type      inner cache outer cache */
370         TEX(PRRR_MEM, NMRR_WB_WA, NMRR_WB_WA, 0),  /* 0 - ATTR_WB_WA    */
371         TEX(PRRR_MEM, NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 1 - ATTR_NOCACHE  */
372         TEX(PRRR_DEV, NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 2 - ATTR_DEVICE   */
373         TEX(PRRR_SO,  NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 3 - ATTR_SO       */
374         TEX(PRRR_MEM, NMRR_WT,    NMRR_WT,    0),  /* 4 - ATTR_WT       */
375         TEX(PRRR_MEM, NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 5 - NOT USED YET  */
376         TEX(PRRR_MEM, NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 6 - NOT USED YET  */
377         TEX(PRRR_MEM, NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 7 - NOT USED YET  */
378 };
379 #undef TEX
380
381 static uint32_t pte2_attr_tab[8] = {
382         PTE2_ATTR_WB_WA,        /* 0 - VM_MEMATTR_WB_WA */
383         PTE2_ATTR_NOCACHE,      /* 1 - VM_MEMATTR_NOCACHE */
384         PTE2_ATTR_DEVICE,       /* 2 - VM_MEMATTR_DEVICE */
385         PTE2_ATTR_SO,           /* 3 - VM_MEMATTR_SO */
386         PTE2_ATTR_WT,           /* 4 - VM_MEMATTR_WRITE_THROUGH */
387         0,                      /* 5 - NOT USED YET */
388         0,                      /* 6 - NOT USED YET */
389         0                       /* 7 - NOT USED YET */
390 };
391 CTASSERT(VM_MEMATTR_WB_WA == 0);
392 CTASSERT(VM_MEMATTR_NOCACHE == 1);
393 CTASSERT(VM_MEMATTR_DEVICE == 2);
394 CTASSERT(VM_MEMATTR_SO == 3);
395 CTASSERT(VM_MEMATTR_WRITE_THROUGH == 4);
396
397 static inline uint32_t
398 vm_memattr_to_pte2(vm_memattr_t ma)
399 {
400
401         KASSERT((u_int)ma < 5, ("%s: bad vm_memattr_t %d", __func__, ma));
402         return (pte2_attr_tab[(u_int)ma]);
403 }
404
405 static inline uint32_t
406 vm_page_pte2_attr(vm_page_t m)
407 {
408
409         return (vm_memattr_to_pte2(m->md.pat_mode));
410 }
411
412 /*
413  * Convert TEX definition entry to TTB flags.
414  */
415 static uint32_t
416 encode_ttb_flags(int idx)
417 {
418         uint32_t inner, outer, nos, reg;
419
420         inner = (tex_class[idx] >> TEXDEF_INNER_SHIFT) &
421                 TEXDEF_INNER_MASK;
422         outer = (tex_class[idx] >> TEXDEF_OUTER_SHIFT) &
423                 TEXDEF_OUTER_MASK;
424         nos = (tex_class[idx] >> TEXDEF_NOS_SHIFT) &
425                 TEXDEF_NOS_MASK;
426
427         reg = nos << 5;
428         reg |= outer << 3;
429         if (cpuinfo.coherent_walk)
430                 reg |= (inner & 0x1) << 6;
431         reg |= (inner & 0x2) >> 1;
432 #ifdef SMP
433         ARM_SMP_UP(
434                 reg |= 1 << 1,
435         );
436 #endif
437         return reg;
438 }
439
440 /*
441  *  Set TEX remapping registers in current CPU.
442  */
443 void
444 pmap_set_tex(void)
445 {
446         uint32_t prrr, nmrr;
447         uint32_t type, inner, outer, nos;
448         int i;
449
450 #ifdef PMAP_PTE_NOCACHE
451         /* XXX fixme */
452         if (cpuinfo.coherent_walk) {
453                 pt_memattr = VM_MEMATTR_WB_WA;
454                 ttb_flags = encode_ttb_flags(0);
455         }
456         else {
457                 pt_memattr = VM_MEMATTR_NOCACHE;
458                 ttb_flags = encode_ttb_flags(1);
459         }
460 #else
461         pt_memattr = VM_MEMATTR_WB_WA;
462         ttb_flags = encode_ttb_flags(0);
463 #endif
464
465         prrr = 0;
466         nmrr = 0;
467
468         /* Build remapping register from TEX classes. */
469         for (i = 0; i < 8; i++) {
470                 type = (tex_class[i] >> TEXDEF_TYPE_SHIFT) &
471                         TEXDEF_TYPE_MASK;
472                 inner = (tex_class[i] >> TEXDEF_INNER_SHIFT) &
473                         TEXDEF_INNER_MASK;
474                 outer = (tex_class[i] >> TEXDEF_OUTER_SHIFT) &
475                         TEXDEF_OUTER_MASK;
476                 nos = (tex_class[i] >> TEXDEF_NOS_SHIFT) &
477                         TEXDEF_NOS_MASK;
478
479                 prrr |= type  << (i * 2);
480                 prrr |= nos   << (i + 24);
481                 nmrr |= inner << (i * 2);
482                 nmrr |= outer << (i * 2 + 16);
483         }
484         /* Add shareable bits for device memory. */
485         prrr |= PRRR_DS0 | PRRR_DS1;
486
487         /* Add shareable bits for normal memory in SMP case. */
488 #ifdef SMP
489         ARM_SMP_UP(
490                 prrr |= PRRR_NS1,
491         );
492 #endif
493         cp15_prrr_set(prrr);
494         cp15_nmrr_set(nmrr);
495
496         /* Caches are disabled, so full TLB flush should be enough. */
497         tlb_flush_all_local();
498 }
499
500 /*
501  * Remap one vm_meattr class to another one. This can be useful as
502  * workaround for SOC errata, e.g. if devices must be accessed using
503  * SO memory class.
504  *
505  * !!! Please note that this function is absolutely last resort thing.
506  * It should not be used under normal circumstances. !!!
507  *
508  * Usage rules:
509  * - it shall be called after pmap_bootstrap_prepare() and before
510  *   cpu_mp_start() (thus only on boot CPU). In practice, it's expected
511  *   to be called from platform_attach() or platform_late_init().
512  *
513  * - if remapping doesn't change caching mode, or until uncached class
514  *   is remapped to any kind of cached one, then no other restriction exists.
515  *
516  * - if pmap_remap_vm_attr() changes caching mode, but both (original and
517  *   remapped) remain cached, then caller is resposible for calling
518  *   of dcache_wbinv_poc_all().
519  *
520  * - remapping of any kind of cached class to uncached is not permitted.
521  */
522 void
523 pmap_remap_vm_attr(vm_memattr_t old_attr, vm_memattr_t new_attr)
524 {
525         int old_idx, new_idx;
526
527         /* Map VM memattrs to indexes to tex_class table. */
528         old_idx = PTE2_ATTR2IDX(pte2_attr_tab[(int)old_attr]);
529         new_idx = PTE2_ATTR2IDX(pte2_attr_tab[(int)new_attr]);
530
531         /* Replace TEX attribute and apply it. */
532         tex_class[old_idx] = tex_class[new_idx];
533         pmap_set_tex();
534 }
535
536 /*
537  * KERNBASE must be multiple of NPT2_IN_PG * PTE1_SIZE. In other words,
538  * KERNBASE is mapped by first L2 page table in L2 page table page. It
539  * meets same constrain due to PT2MAP being placed just under KERNBASE.
540  */
541 CTASSERT((KERNBASE & (NPT2_IN_PG * PTE1_SIZE - 1)) == 0);
542 CTASSERT((KERNBASE - VM_MAXUSER_ADDRESS) >= PT2MAP_SIZE);
543
544 /*
545  *  In crazy dreams, PAGE_SIZE could be a multiple of PTE2_SIZE in general.
546  *  For now, anyhow, the following check must be fulfilled.
547  */
548 CTASSERT(PAGE_SIZE == PTE2_SIZE);
549 /*
550  *  We don't want to mess up MI code with all MMU and PMAP definitions,
551  *  so some things, which depend on other ones, are defined independently.
552  *  Now, it is time to check that we don't screw up something.
553  */
554 CTASSERT(PDRSHIFT == PTE1_SHIFT);
555 /*
556  *  Check L1 and L2 page table entries definitions consistency.
557  */
558 CTASSERT(NB_IN_PT1 == (sizeof(pt1_entry_t) * NPTE1_IN_PT1));
559 CTASSERT(NB_IN_PT2 == (sizeof(pt2_entry_t) * NPTE2_IN_PT2));
560 /*
561  *  Check L2 page tables page consistency.
562  */
563 CTASSERT(PAGE_SIZE == (NPT2_IN_PG * NB_IN_PT2));
564 CTASSERT((1 << PT2PG_SHIFT) == NPT2_IN_PG);
565 /*
566  *  Check PT2TAB consistency.
567  *  PT2TAB_ENTRIES is defined as a division of NPTE1_IN_PT1 by NPT2_IN_PG.
568  *  This should be done without remainder.
569  */
570 CTASSERT(NPTE1_IN_PT1 == (PT2TAB_ENTRIES * NPT2_IN_PG));
571
572 /*
573  *      A PT2MAP magic.
574  *
575  *  All level 2 page tables (PT2s) are mapped continuously and accordingly
576  *  into PT2MAP address space. As PT2 size is less than PAGE_SIZE, this can
577  *  be done only if PAGE_SIZE is a multiple of PT2 size. All PT2s in one page
578  *  must be used together, but not necessary at once. The first PT2 in a page
579  *  must map things on correctly aligned address and the others must follow
580  *  in right order.
581  */
582 #define NB_IN_PT2TAB    (PT2TAB_ENTRIES * sizeof(pt2_entry_t))
583 #define NPT2_IN_PT2TAB  (NB_IN_PT2TAB / NB_IN_PT2)
584 #define NPG_IN_PT2TAB   (NB_IN_PT2TAB / PAGE_SIZE)
585
586 /*
587  *  Check PT2TAB consistency.
588  *  NPT2_IN_PT2TAB is defined as a division of NB_IN_PT2TAB by NB_IN_PT2.
589  *  NPG_IN_PT2TAB is defined as a division of NB_IN_PT2TAB by PAGE_SIZE.
590  *  The both should be done without remainder.
591  */
592 CTASSERT(NB_IN_PT2TAB == (NPT2_IN_PT2TAB * NB_IN_PT2));
593 CTASSERT(NB_IN_PT2TAB == (NPG_IN_PT2TAB * PAGE_SIZE));
594 /*
595  *  The implementation was made general, however, with the assumption
596  *  bellow in mind. In case of another value of NPG_IN_PT2TAB,
597  *  the code should be once more rechecked.
598  */
599 CTASSERT(NPG_IN_PT2TAB == 1);
600
601 /*
602  *  Get offset of PT2 in a page
603  *  associated with given PT1 index.
604  */
605 static __inline u_int
606 page_pt2off(u_int pt1_idx)
607 {
608
609         return ((pt1_idx & PT2PG_MASK) * NB_IN_PT2);
610 }
611
612 /*
613  *  Get physical address of PT2
614  *  associated with given PT2s page and PT1 index.
615  */
616 static __inline vm_paddr_t
617 page_pt2pa(vm_paddr_t pgpa, u_int pt1_idx)
618 {
619
620         return (pgpa + page_pt2off(pt1_idx));
621 }
622
623 /*
624  *  Get first entry of PT2
625  *  associated with given PT2s page and PT1 index.
626  */
627 static __inline pt2_entry_t *
628 page_pt2(vm_offset_t pgva, u_int pt1_idx)
629 {
630
631         return ((pt2_entry_t *)(pgva + page_pt2off(pt1_idx)));
632 }
633
634 /*
635  *  Get virtual address of PT2s page (mapped in PT2MAP)
636  *  which holds PT2 which holds entry which maps given virtual address.
637  */
638 static __inline vm_offset_t
639 pt2map_pt2pg(vm_offset_t va)
640 {
641
642         va &= ~(NPT2_IN_PG * PTE1_SIZE - 1);
643         return ((vm_offset_t)pt2map_entry(va));
644 }
645
646 /*****************************************************************************
647  *
648  *     THREE pmap initialization milestones exist:
649  *
650  *  locore.S
651  *    -> fundamental init (including MMU) in ASM
652  *
653  *  initarm()
654  *    -> fundamental init continues in C
655  *    -> first available physical address is known
656  *
657  *    pmap_bootstrap_prepare() -> FIRST PMAP MILESTONE (first epoch begins)
658  *      -> basic (safe) interface for physical address allocation is made
659  *      -> basic (safe) interface for virtual mapping is made
660  *      -> limited not SMP coherent work is possible
661  *
662  *    -> more fundamental init continues in C
663  *    -> locks and some more things are available
664  *    -> all fundamental allocations and mappings are done
665  *
666  *    pmap_bootstrap() -> SECOND PMAP MILESTONE (second epoch begins)
667  *      -> phys_avail[] and virtual_avail is set
668  *      -> control is passed to vm subsystem
669  *      -> physical and virtual address allocation are off limit
670  *      -> low level mapping functions, some SMP coherent,
671  *         are available, which cannot be used before vm subsystem
672  *         is being inited
673  *
674  *  mi_startup()
675  *    -> vm subsystem is being inited
676  *
677  *      pmap_init() -> THIRD PMAP MILESTONE (third epoch begins)
678  *        -> pmap is fully inited
679  *
680  *****************************************************************************/
681
682 /*****************************************************************************
683  *
684  *      PMAP first stage initialization and utility functions
685  *      for pre-bootstrap epoch.
686  *
687  *  After pmap_bootstrap_prepare() is called, the following functions
688  *  can be used:
689  *
690  *  (1) strictly only for this stage functions for physical page allocations,
691  *      virtual space allocations, and mappings:
692  *
693  *  vm_paddr_t pmap_preboot_get_pages(u_int num);
694  *  void pmap_preboot_map_pages(vm_paddr_t pa, vm_offset_t va, u_int num);
695  *  vm_offset_t pmap_preboot_reserve_pages(u_int num);
696  *  vm_offset_t pmap_preboot_get_vpages(u_int num);
697  *  void pmap_preboot_map_attr(vm_paddr_t pa, vm_offset_t va, vm_size_t size,
698  *      vm_prot_t prot, vm_memattr_t attr);
699  *
700  *  (2) for all stages:
701  *
702  *  vm_paddr_t pmap_kextract(vm_offset_t va);
703  *
704  *  NOTE: This is not SMP coherent stage.
705  *
706  *****************************************************************************/
707
708 #define KERNEL_P2V(pa) \
709     ((vm_offset_t)((pa) - arm_physmem_kernaddr + KERNVIRTADDR))
710 #define KERNEL_V2P(va) \
711     ((vm_paddr_t)((va) - KERNVIRTADDR + arm_physmem_kernaddr))
712
713 static vm_paddr_t last_paddr;
714
715 /*
716  *  Pre-bootstrap epoch page allocator.
717  */
718 vm_paddr_t
719 pmap_preboot_get_pages(u_int num)
720 {
721         vm_paddr_t ret;
722
723         ret = last_paddr;
724         last_paddr += num * PAGE_SIZE;
725
726         return (ret);
727 }
728
729 /*
730  *      The fundamental initialization of PMAP stuff.
731  *
732  *  Some things already happened in locore.S and some things could happen
733  *  before pmap_bootstrap_prepare() is called, so let's recall what is done:
734  *  1. Caches are disabled.
735  *  2. We are running on virtual addresses already with 'boot_pt1'
736  *     as L1 page table.
737  *  3. So far, all virtual addresses can be converted to physical ones and
738  *     vice versa by the following macros:
739  *       KERNEL_P2V(pa) .... physical to virtual ones,
740  *       KERNEL_V2P(va) .... virtual to physical ones.
741  *
742  *  What is done herein:
743  *  1. The 'boot_pt1' is replaced by real kernel L1 page table 'kern_pt1'.
744  *  2. PT2MAP magic is brought to live.
745  *  3. Basic preboot functions for page allocations and mappings can be used.
746  *  4. Everything is prepared for L1 cache enabling.
747  *
748  *  Variations:
749  *  1. To use second TTB register, so kernel and users page tables will be
750  *     separated. This way process forking - pmap_pinit() - could be faster,
751  *     it saves physical pages and KVA per a process, and it's simple change.
752  *     However, it will lead, due to hardware matter, to the following:
753  *     (a) 2G space for kernel and 2G space for users.
754  *     (b) 1G space for kernel in low addresses and 3G for users above it.
755  *     A question is: Is the case (b) really an option? Note that case (b)
756  *     does save neither physical memory and KVA.
757  */
758 void
759 pmap_bootstrap_prepare(vm_paddr_t last)
760 {
761         vm_paddr_t pt2pg_pa, pt2tab_pa, pa, size;
762         vm_offset_t pt2pg_va;
763         pt1_entry_t *pte1p;
764         pt2_entry_t *pte2p;
765         u_int i;
766         uint32_t l1_attr;
767
768         /*
769          * Now, we are going to make real kernel mapping. Note that we are
770          * already running on some mapping made in locore.S and we expect
771          * that it's large enough to ensure nofault access to physical memory
772          * allocated herein before switch.
773          *
774          * As kernel image and everything needed before are and will be mapped
775          * by section mappings, we align last physical address to PTE1_SIZE.
776          */
777         last_paddr = pte1_roundup(last);
778
779         /*
780          * Allocate and zero page(s) for kernel L1 page table.
781          *
782          * Note that it's first allocation on space which was PTE1_SIZE
783          * aligned and as such base_pt1 is aligned to NB_IN_PT1 too.
784          */
785         base_pt1 = pmap_preboot_get_pages(NPG_IN_PT1);
786         kern_pt1 = (pt1_entry_t *)KERNEL_P2V(base_pt1);
787         bzero((void*)kern_pt1, NB_IN_PT1);
788         pte1_sync_range(kern_pt1, NB_IN_PT1);
789
790         /* Allocate and zero page(s) for kernel PT2TAB. */
791         pt2tab_pa = pmap_preboot_get_pages(NPG_IN_PT2TAB);
792         kern_pt2tab = (pt2_entry_t *)KERNEL_P2V(pt2tab_pa);
793         bzero(kern_pt2tab, NB_IN_PT2TAB);
794         pte2_sync_range(kern_pt2tab, NB_IN_PT2TAB);
795
796         /* Allocate and zero page(s) for kernel L2 page tables. */
797         pt2pg_pa = pmap_preboot_get_pages(NKPT2PG);
798         pt2pg_va = KERNEL_P2V(pt2pg_pa);
799         size = NKPT2PG * PAGE_SIZE;
800         bzero((void*)pt2pg_va, size);
801         pte2_sync_range((pt2_entry_t *)pt2pg_va, size);
802
803         /*
804          * Add a physical memory segment (vm_phys_seg) corresponding to the
805          * preallocated pages for kernel L2 page tables so that vm_page
806          * structures representing these pages will be created. The vm_page
807          * structures are required for promotion of the corresponding kernel
808          * virtual addresses to section mappings.
809          */
810         vm_phys_add_seg(pt2tab_pa, pmap_preboot_get_pages(0));
811
812         /*
813          * Insert allocated L2 page table pages to PT2TAB and make
814          * link to all PT2s in L1 page table. See how kernel_vm_end
815          * is initialized.
816          *
817          * We play simple and safe. So every KVA will have underlaying
818          * L2 page table, even kernel image mapped by sections.
819          */
820         pte2p = kern_pt2tab_entry(KERNBASE);
821         for (pa = pt2pg_pa; pa < pt2pg_pa + size; pa += PTE2_SIZE)
822                 pt2tab_store(pte2p++, PTE2_KPT(pa));
823
824         pte1p = kern_pte1(KERNBASE);
825         for (pa = pt2pg_pa; pa < pt2pg_pa + size; pa += NB_IN_PT2)
826                 pte1_store(pte1p++, PTE1_LINK(pa));
827
828         /* Make section mappings for kernel. */
829         l1_attr = ATTR_TO_L1(PTE2_ATTR_DEFAULT);
830         pte1p = kern_pte1(KERNBASE);
831         for (pa = KERNEL_V2P(KERNBASE); pa < last; pa += PTE1_SIZE)
832                 pte1_store(pte1p++, PTE1_KERN(pa, PTE1_AP_KRW, l1_attr));
833
834         /*
835          * Get free and aligned space for PT2MAP and make L1 page table links
836          * to L2 page tables held in PT2TAB.
837          *
838          * Note that pages holding PT2s are stored in PT2TAB as pt2_entry_t
839          * descriptors and PT2TAB page(s) itself is(are) used as PT2s. Thus
840          * each entry in PT2TAB maps all PT2s in a page. This implies that
841          * virtual address of PT2MAP must be aligned to NPT2_IN_PG * PTE1_SIZE.
842          */
843         PT2MAP = (pt2_entry_t *)(KERNBASE - PT2MAP_SIZE);
844         pte1p = kern_pte1((vm_offset_t)PT2MAP);
845         for (pa = pt2tab_pa, i = 0; i < NPT2_IN_PT2TAB; i++, pa += NB_IN_PT2) {
846                 pte1_store(pte1p++, PTE1_LINK(pa));
847         }
848
849         /*
850          * Store PT2TAB in PT2TAB itself, i.e. self reference mapping.
851          * Each pmap will hold own PT2TAB, so the mapping should be not global.
852          */
853         pte2p = kern_pt2tab_entry((vm_offset_t)PT2MAP);
854         for (pa = pt2tab_pa, i = 0; i < NPG_IN_PT2TAB; i++, pa += PTE2_SIZE) {
855                 pt2tab_store(pte2p++, PTE2_KPT_NG(pa));
856         }
857
858         /*
859          * Choose correct L2 page table and make mappings for allocations
860          * made herein which replaces temporary locore.S mappings after a while.
861          * Note that PT2MAP cannot be used until we switch to kern_pt1.
862          *
863          * Note, that these allocations started aligned on 1M section and
864          * kernel PT1 was allocated first. Making of mappings must follow
865          * order of physical allocations as we've used KERNEL_P2V() macro
866          * for virtual addresses resolution.
867          */
868         pte2p = kern_pt2tab_entry((vm_offset_t)kern_pt1);
869         pt2pg_va = KERNEL_P2V(pte2_pa(pte2_load(pte2p)));
870
871         pte2p = page_pt2(pt2pg_va, pte1_index((vm_offset_t)kern_pt1));
872
873         /* Make mapping for kernel L1 page table. */
874         for (pa = base_pt1, i = 0; i < NPG_IN_PT1; i++, pa += PTE2_SIZE)
875                 pte2_store(pte2p++, PTE2_KPT(pa));
876
877         /* Make mapping for kernel PT2TAB. */
878         for (pa = pt2tab_pa, i = 0; i < NPG_IN_PT2TAB; i++, pa += PTE2_SIZE)
879                 pte2_store(pte2p++, PTE2_KPT(pa));
880
881         /* Finally, switch from 'boot_pt1' to 'kern_pt1'. */
882         pmap_kern_ttb = base_pt1 | ttb_flags;
883         cpuinfo_reinit_mmu(pmap_kern_ttb);
884         /*
885          * Initialize the first available KVA. As kernel image is mapped by
886          * sections, we are leaving some gap behind.
887          */
888         virtual_avail = (vm_offset_t)kern_pt2tab + NPG_IN_PT2TAB * PAGE_SIZE;
889 }
890
891 /*
892  *  Setup L2 page table page for given KVA.
893  *  Used in pre-bootstrap epoch.
894  *
895  *  Note that we have allocated NKPT2PG pages for L2 page tables in advance
896  *  and used them for mapping KVA starting from KERNBASE. However, this is not
897  *  enough. Vectors and devices need L2 page tables too. Note that they are
898  *  even above VM_MAX_KERNEL_ADDRESS.
899  */
900 static __inline vm_paddr_t
901 pmap_preboot_pt2pg_setup(vm_offset_t va)
902 {
903         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
904         vm_paddr_t pt2pg_pa;
905
906         /* Get associated entry in PT2TAB. */
907         pte2p = kern_pt2tab_entry(va);
908
909         /* Just return, if PT2s page exists already. */
910         pte2 = pt2tab_load(pte2p);
911         if (pte2_is_valid(pte2))
912                 return (pte2_pa(pte2));
913
914         KASSERT(va >= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS,
915             ("%s: NKPT2PG too small", __func__));
916
917         /*
918          * Allocate page for PT2s and insert it to PT2TAB.
919          * In other words, map it into PT2MAP space.
920          */
921         pt2pg_pa = pmap_preboot_get_pages(1);
922         pt2tab_store(pte2p, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
923
924         /* Zero all PT2s in allocated page. */
925         bzero((void*)pt2map_pt2pg(va), PAGE_SIZE);
926         pte2_sync_range((pt2_entry_t *)pt2map_pt2pg(va), PAGE_SIZE);
927
928         return (pt2pg_pa);
929 }
930
931 /*
932  *  Setup L2 page table for given KVA.
933  *  Used in pre-bootstrap epoch.
934  */
935 static void
936 pmap_preboot_pt2_setup(vm_offset_t va)
937 {
938         pt1_entry_t *pte1p;
939         vm_paddr_t pt2pg_pa, pt2_pa;
940
941         /* Setup PT2's page. */
942         pt2pg_pa = pmap_preboot_pt2pg_setup(va);
943         pt2_pa = page_pt2pa(pt2pg_pa, pte1_index(va));
944
945         /* Insert PT2 to PT1. */
946         pte1p = kern_pte1(va);
947         pte1_store(pte1p, PTE1_LINK(pt2_pa));
948 }
949
950 /*
951  *  Get L2 page entry associated with given KVA.
952  *  Used in pre-bootstrap epoch.
953  */
954 static __inline pt2_entry_t*
955 pmap_preboot_vtopte2(vm_offset_t va)
956 {
957         pt1_entry_t *pte1p;
958
959         /* Setup PT2 if needed. */
960         pte1p = kern_pte1(va);
961         if (!pte1_is_valid(pte1_load(pte1p))) /* XXX - sections ?! */
962                 pmap_preboot_pt2_setup(va);
963
964         return (pt2map_entry(va));
965 }
966
967 /*
968  *  Pre-bootstrap epoch page(s) mapping(s).
969  */
970 void
971 pmap_preboot_map_pages(vm_paddr_t pa, vm_offset_t va, u_int num)
972 {
973         u_int i;
974         pt2_entry_t *pte2p;
975
976         /* Map all the pages. */
977         for (i = 0; i < num; i++) {
978                 pte2p = pmap_preboot_vtopte2(va);
979                 pte2_store(pte2p, PTE2_KRW(pa));
980                 va += PAGE_SIZE;
981                 pa += PAGE_SIZE;
982         }
983 }
984
985 /*
986  *  Pre-bootstrap epoch virtual space alocator.
987  */
988 vm_offset_t
989 pmap_preboot_reserve_pages(u_int num)
990 {
991         u_int i;
992         vm_offset_t start, va;
993         pt2_entry_t *pte2p;
994
995         /* Allocate virtual space. */
996         start = va = virtual_avail;
997         virtual_avail += num * PAGE_SIZE;
998
999         /* Zero the mapping. */
1000         for (i = 0; i < num; i++) {
1001                 pte2p = pmap_preboot_vtopte2(va);
1002                 pte2_store(pte2p, 0);
1003                 va += PAGE_SIZE;
1004         }
1005
1006         return (start);
1007 }
1008
1009 /*
1010  *  Pre-bootstrap epoch page(s) allocation and mapping(s).
1011  */
1012 vm_offset_t
1013 pmap_preboot_get_vpages(u_int num)
1014 {
1015         vm_paddr_t  pa;
1016         vm_offset_t va;
1017
1018         /* Allocate physical page(s). */
1019         pa = pmap_preboot_get_pages(num);
1020
1021         /* Allocate virtual space. */
1022         va = virtual_avail;
1023         virtual_avail += num * PAGE_SIZE;
1024
1025         /* Map and zero all. */
1026         pmap_preboot_map_pages(pa, va, num);
1027         bzero((void *)va, num * PAGE_SIZE);
1028
1029         return (va);
1030 }
1031
1032 /*
1033  *  Pre-bootstrap epoch page mapping(s) with attributes.
1034  */
1035 void
1036 pmap_preboot_map_attr(vm_paddr_t pa, vm_offset_t va, vm_size_t size,
1037     vm_prot_t prot, vm_memattr_t attr)
1038 {
1039         u_int num;
1040         u_int l1_attr, l1_prot, l2_prot, l2_attr;
1041         pt1_entry_t *pte1p;
1042         pt2_entry_t *pte2p;
1043
1044         l2_prot = prot & VM_PROT_WRITE ? PTE2_AP_KRW : PTE2_AP_KR;
1045         l2_prot |= (prot & VM_PROT_EXECUTE) ? PTE2_X : PTE2_NX;
1046         l2_attr = vm_memattr_to_pte2(attr);
1047         l1_prot = ATTR_TO_L1(l2_prot);
1048         l1_attr = ATTR_TO_L1(l2_attr);
1049
1050         /* Map all the pages. */
1051         num = round_page(size);
1052         while (num > 0) {
1053                 if ((((va | pa) & PTE1_OFFSET) == 0) && (num >= PTE1_SIZE)) {
1054                         pte1p = kern_pte1(va);
1055                         pte1_store(pte1p, PTE1_KERN(pa, l1_prot, l1_attr));
1056                         va += PTE1_SIZE;
1057                         pa += PTE1_SIZE;
1058                         num -= PTE1_SIZE;
1059                 } else {
1060                         pte2p = pmap_preboot_vtopte2(va);
1061                         pte2_store(pte2p, PTE2_KERN(pa, l2_prot, l2_attr));
1062                         va += PAGE_SIZE;
1063                         pa += PAGE_SIZE;
1064                         num -= PAGE_SIZE;
1065                 }
1066         }
1067 }
1068
1069 /*
1070  *  Extract from the kernel page table the physical address
1071  *  that is mapped by the given virtual address "va".
1072  */
1073 vm_paddr_t
1074 pmap_kextract(vm_offset_t va)
1075 {
1076         vm_paddr_t pa;
1077         pt1_entry_t pte1;
1078         pt2_entry_t pte2;
1079
1080         pte1 = pte1_load(kern_pte1(va));
1081         if (pte1_is_section(pte1)) {
1082                 pa = pte1_pa(pte1) | (va & PTE1_OFFSET);
1083         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
1084                 /*
1085                  * We should beware of concurrent promotion that changes
1086                  * pte1 at this point. However, it's not a problem as PT2
1087                  * page is preserved by promotion in PT2TAB. So even if
1088                  * it happens, using of PT2MAP is still safe.
1089                  *
1090                  * QQQ: However, concurrent removing is a problem which
1091                  *      ends in abort on PT2MAP space. Locking must be used
1092                  *      to deal with this.
1093                  */
1094                 pte2 = pte2_load(pt2map_entry(va));
1095                 pa = pte2_pa(pte2) | (va & PTE2_OFFSET);
1096         }
1097         else {
1098                 panic("%s: va %#x pte1 %#x", __func__, va, pte1);
1099         }
1100         return (pa);
1101 }
1102
1103 /*
1104  *  Extract from the kernel page table the physical address
1105  *  that is mapped by the given virtual address "va". Also
1106  *  return L2 page table entry which maps the address.
1107  *
1108  *  This is only intended to be used for panic dumps.
1109  */
1110 vm_paddr_t
1111 pmap_dump_kextract(vm_offset_t va, pt2_entry_t *pte2p)
1112 {
1113         vm_paddr_t pa;
1114         pt1_entry_t pte1;
1115         pt2_entry_t pte2;
1116
1117         pte1 = pte1_load(kern_pte1(va));
1118         if (pte1_is_section(pte1)) {
1119                 pa = pte1_pa(pte1) | (va & PTE1_OFFSET);
1120                 pte2 = pa | ATTR_TO_L2(pte1) | PTE2_V;
1121         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
1122                 pte2 = pte2_load(pt2map_entry(va));
1123                 pa = pte2_pa(pte2);
1124         } else {
1125                 pte2 = 0;
1126                 pa = 0;
1127         }
1128         if (pte2p != NULL)
1129                 *pte2p = pte2;
1130         return (pa);
1131 }
1132
1133 /*****************************************************************************
1134  *
1135  *      PMAP second stage initialization and utility functions
1136  *      for bootstrap epoch.
1137  *
1138  *  After pmap_bootstrap() is called, the following functions for
1139  *  mappings can be used:
1140  *
1141  *  void pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa);
1142  *  void pmap_kremove(vm_offset_t va);
1143  *  vm_offset_t pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end,
1144  *      int prot);
1145  *
1146  *  NOTE: This is not SMP coherent stage. And physical page allocation is not
1147  *        allowed during this stage.
1148  *
1149  *****************************************************************************/
1150
1151 /*
1152  *  Initialize kernel PMAP locks and lists, kernel_pmap itself, and
1153  *  reserve various virtual spaces for temporary mappings.
1154  */
1155 void
1156 pmap_bootstrap(vm_offset_t firstaddr)
1157 {
1158         pt2_entry_t *unused __unused;
1159         struct pcpu *pc;
1160
1161         /*
1162          * Initialize the kernel pmap (which is statically allocated).
1163          */
1164         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
1165         kernel_l1pa = (vm_paddr_t)kern_pt1;  /* for libkvm */
1166         kernel_pmap->pm_pt1 = kern_pt1;
1167         kernel_pmap->pm_pt2tab = kern_pt2tab;
1168         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);  /* don't allow deactivation */
1169         TAILQ_INIT(&kernel_pmap->pm_pvchunk);
1170
1171         /*
1172          * Initialize the global pv list lock.
1173          */
1174         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
1175
1176         LIST_INIT(&allpmaps);
1177
1178         /*
1179          * Request a spin mutex so that changes to allpmaps cannot be
1180          * preempted by smp_rendezvous_cpus().
1181          */
1182         mtx_init(&allpmaps_lock, "allpmaps", NULL, MTX_SPIN);
1183         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1184         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, kernel_pmap, pm_list);
1185         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1186
1187         /*
1188          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
1189          * mapping of pages.
1190          */
1191 #define SYSMAP(c, p, v, n)  do {                \
1192         v = (c)pmap_preboot_reserve_pages(n);   \
1193         p = pt2map_entry((vm_offset_t)v);       \
1194         } while (0)
1195
1196         /*
1197          * Local CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
1198          * Local CMAP2 is also used for data cache cleaning.
1199          */
1200         pc = get_pcpu();
1201         mtx_init(&pc->pc_cmap_lock, "SYSMAPS", NULL, MTX_DEF);
1202         SYSMAP(caddr_t, pc->pc_cmap1_pte2p, pc->pc_cmap1_addr, 1);
1203         SYSMAP(caddr_t, pc->pc_cmap2_pte2p, pc->pc_cmap2_addr, 1);
1204         SYSMAP(vm_offset_t, pc->pc_qmap_pte2p, pc->pc_qmap_addr, 1);
1205
1206         /*
1207          * Crashdump maps.
1208          */
1209         SYSMAP(caddr_t, unused, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
1210
1211         /*
1212          * _tmppt is used for reading arbitrary physical pages via /dev/mem.
1213          */
1214         SYSMAP(caddr_t, unused, _tmppt, 1);
1215
1216         /*
1217          * PADDR1 and PADDR2 are used by pmap_pte2_quick() and pmap_pte2(),
1218          * respectively. PADDR3 is used by pmap_pte2_ddb().
1219          */
1220         SYSMAP(pt2_entry_t *, PMAP1, PADDR1, 1);
1221         SYSMAP(pt2_entry_t *, PMAP2, PADDR2, 1);
1222 #ifdef DDB
1223         SYSMAP(pt2_entry_t *, PMAP3, PADDR3, 1);
1224 #endif
1225         mtx_init(&PMAP2mutex, "PMAP2", NULL, MTX_DEF);
1226
1227         /*
1228          * Note that in very short time in initarm(), we are going to
1229          * initialize phys_avail[] array and no further page allocation
1230          * can happen after that until vm subsystem will be initialized.
1231          */
1232         kernel_vm_end_new = kernel_vm_end;
1233         virtual_end = vm_max_kernel_address;
1234 }
1235
1236 static void
1237 pmap_init_reserved_pages(void)
1238 {
1239         struct pcpu *pc;
1240         vm_offset_t pages;
1241         int i;
1242
1243         CPU_FOREACH(i) {
1244                 pc = pcpu_find(i);
1245                 /*
1246                  * Skip if the mapping has already been initialized,
1247                  * i.e. this is the BSP.
1248                  */
1249                 if (pc->pc_cmap1_addr != 0)
1250                         continue;
1251                 mtx_init(&pc->pc_cmap_lock, "SYSMAPS", NULL, MTX_DEF);
1252                 pages = kva_alloc(PAGE_SIZE * 3);
1253                 if (pages == 0)
1254                         panic("%s: unable to allocate KVA", __func__);
1255                 pc->pc_cmap1_pte2p = pt2map_entry(pages);
1256                 pc->pc_cmap2_pte2p = pt2map_entry(pages + PAGE_SIZE);
1257                 pc->pc_qmap_pte2p = pt2map_entry(pages + (PAGE_SIZE * 2));
1258                 pc->pc_cmap1_addr = (caddr_t)pages;
1259                 pc->pc_cmap2_addr = (caddr_t)(pages + PAGE_SIZE);
1260                 pc->pc_qmap_addr = pages + (PAGE_SIZE * 2);
1261         }
1262 }
1263 SYSINIT(rpages_init, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_ANY, pmap_init_reserved_pages, NULL);
1264
1265 /*
1266  *  The function can already be use in second initialization stage.
1267  *  As such, the function DOES NOT call pmap_growkernel() where PT2
1268  *  allocation can happen. So if used, be sure that PT2 for given
1269  *  virtual address is allocated already!
1270  *
1271  *  Add a wired page to the kva.
1272  *  Note: not SMP coherent.
1273  */
1274 static __inline void
1275 pmap_kenter_prot_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, uint32_t prot,
1276     uint32_t attr)
1277 {
1278         pt1_entry_t *pte1p;
1279         pt2_entry_t *pte2p;
1280
1281         pte1p = kern_pte1(va);
1282         if (!pte1_is_valid(pte1_load(pte1p))) { /* XXX - sections ?! */
1283                 /*
1284                  * This is a very low level function, so PT2 and particularly
1285                  * PT2PG associated with given virtual address must be already
1286                  * allocated. It's a pain mainly during pmap initialization
1287                  * stage. However, called after pmap initialization with
1288                  * virtual address not under kernel_vm_end will lead to
1289                  * the same misery.
1290                  */
1291                 if (!pte2_is_valid(pte2_load(kern_pt2tab_entry(va))))
1292                         panic("%s: kernel PT2 not allocated!", __func__);
1293         }
1294
1295         pte2p = pt2map_entry(va);
1296         pte2_store(pte2p, PTE2_KERN(pa, prot, attr));
1297 }
1298
1299 PMAP_INLINE void
1300 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1301 {
1302
1303         pmap_kenter_prot_attr(va, pa, PTE2_AP_KRW, PTE2_ATTR_DEFAULT);
1304 }
1305
1306 /*
1307  *  Remove a page from the kernel pagetables.
1308  *  Note: not SMP coherent.
1309  */
1310 PMAP_INLINE void
1311 pmap_kremove(vm_offset_t va)
1312 {
1313         pt1_entry_t *pte1p;
1314         pt2_entry_t *pte2p;
1315
1316         pte1p = kern_pte1(va);
1317         if (pte1_is_section(pte1_load(pte1p))) {
1318                 pte1_clear(pte1p);
1319         } else {
1320                 pte2p = pt2map_entry(va);
1321                 pte2_clear(pte2p);
1322         }
1323 }
1324
1325 /*
1326  *  Share new kernel PT2PG with all pmaps.
1327  *  The caller is responsible for maintaining TLB consistency.
1328  */
1329 static void
1330 pmap_kenter_pt2tab(vm_offset_t va, pt2_entry_t npte2)
1331 {
1332         pmap_t pmap;
1333         pt2_entry_t *pte2p;
1334
1335         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1336         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
1337                 pte2p = pmap_pt2tab_entry(pmap, va);
1338                 pt2tab_store(pte2p, npte2);
1339         }
1340         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1341 }
1342
1343 /*
1344  *  Share new kernel PTE1 with all pmaps.
1345  *  The caller is responsible for maintaining TLB consistency.
1346  */
1347 static void
1348 pmap_kenter_pte1(vm_offset_t va, pt1_entry_t npte1)
1349 {
1350         pmap_t pmap;
1351         pt1_entry_t *pte1p;
1352
1353         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1354         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
1355                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
1356                 pte1_store(pte1p, npte1);
1357         }
1358         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1359 }
1360
1361 /*
1362  *  Used to map a range of physical addresses into kernel
1363  *  virtual address space.
1364  *
1365  *  The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
1366  *  the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
1367  *  physical to virtual region can return the appropriate address
1368  *  within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
1369  *  architectures should map the pages starting at '*virt' and
1370  *  update '*virt' with the first usable address after the mapped
1371  *  region.
1372  *
1373  *  NOTE: Read the comments above pmap_kenter_prot_attr() as
1374  *        the function is used herein!
1375  */
1376 vm_offset_t
1377 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1378 {
1379         vm_offset_t va, sva;
1380         vm_paddr_t pte1_offset;
1381         pt1_entry_t npte1;
1382         uint32_t l1prot, l2prot;
1383         uint32_t l1attr, l2attr;
1384
1385         PDEBUG(1, printf("%s: virt = %#x, start = %#x, end = %#x (size = %#x),"
1386             " prot = %d\n", __func__, *virt, start, end, end - start,  prot));
1387
1388         l2prot = (prot & VM_PROT_WRITE) ? PTE2_AP_KRW : PTE2_AP_KR;
1389         l2prot |= (prot & VM_PROT_EXECUTE) ? PTE2_X : PTE2_NX;
1390         l1prot = ATTR_TO_L1(l2prot);
1391
1392         l2attr = PTE2_ATTR_DEFAULT;
1393         l1attr = ATTR_TO_L1(l2attr);
1394
1395         va = *virt;
1396         /*
1397          * Does the physical address range's size and alignment permit at
1398          * least one section mapping to be created?
1399          */
1400         pte1_offset = start & PTE1_OFFSET;
1401         if ((end - start) - ((PTE1_SIZE - pte1_offset) & PTE1_OFFSET) >=
1402             PTE1_SIZE) {
1403                 /*
1404                  * Increase the starting virtual address so that its alignment
1405                  * does not preclude the use of section mappings.
1406                  */
1407                 if ((va & PTE1_OFFSET) < pte1_offset)
1408                         va = pte1_trunc(va) + pte1_offset;
1409                 else if ((va & PTE1_OFFSET) > pte1_offset)
1410                         va = pte1_roundup(va) + pte1_offset;
1411         }
1412         sva = va;
1413         while (start < end) {
1414                 if ((start & PTE1_OFFSET) == 0 && end - start >= PTE1_SIZE) {
1415                         KASSERT((va & PTE1_OFFSET) == 0,
1416                             ("%s: misaligned va %#x", __func__, va));
1417                         npte1 = PTE1_KERN(start, l1prot, l1attr);
1418                         pmap_kenter_pte1(va, npte1);
1419                         va += PTE1_SIZE;
1420                         start += PTE1_SIZE;
1421                 } else {
1422                         pmap_kenter_prot_attr(va, start, l2prot, l2attr);
1423                         va += PAGE_SIZE;
1424                         start += PAGE_SIZE;
1425                 }
1426         }
1427         tlb_flush_range(sva, va - sva);
1428         *virt = va;
1429         return (sva);
1430 }
1431
1432 /*
1433  *  Make a temporary mapping for a physical address.
1434  *  This is only intended to be used for panic dumps.
1435  */
1436 void *
1437 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
1438 {
1439         vm_offset_t va;
1440
1441         /* QQQ: 'i' should be less or equal to MAXDUMPPGS. */
1442
1443         va = (vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE);
1444         pmap_kenter(va, pa);
1445         tlb_flush_local(va);
1446         return ((void *)crashdumpmap);
1447 }
1448
1449
1450 /*************************************
1451  *
1452  *  TLB & cache maintenance routines.
1453  *
1454  *************************************/
1455
1456 /*
1457  *  We inline these within pmap.c for speed.
1458  */
1459 PMAP_INLINE void
1460 pmap_tlb_flush(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1461 {
1462
1463         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
1464                 tlb_flush(va);
1465 }
1466
1467 PMAP_INLINE void
1468 pmap_tlb_flush_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_size_t size)
1469 {
1470
1471         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
1472                 tlb_flush_range(sva, size);
1473 }
1474
1475 /*
1476  *  Abuse the pte2 nodes for unmapped kva to thread a kva freelist through.
1477  *  Requirements:
1478  *   - Must deal with pages in order to ensure that none of the PTE2_* bits
1479  *     are ever set, PTE2_V in particular.
1480  *   - Assumes we can write to pte2s without pte2_store() atomic ops.
1481  *   - Assumes nothing will ever test these addresses for 0 to indicate
1482  *     no mapping instead of correctly checking PTE2_V.
1483  *   - Assumes a vm_offset_t will fit in a pte2 (true for arm).
1484  *  Because PTE2_V is never set, there can be no mappings to invalidate.
1485  */
1486 static vm_offset_t
1487 pmap_pte2list_alloc(vm_offset_t *head)
1488 {
1489         pt2_entry_t *pte2p;
1490         vm_offset_t va;
1491
1492         va = *head;
1493         if (va == 0)
1494                 panic("pmap_ptelist_alloc: exhausted ptelist KVA");
1495         pte2p = pt2map_entry(va);
1496         *head = *pte2p;
1497         if (*head & PTE2_V)
1498                 panic("%s: va with PTE2_V set!", __func__);
1499         *pte2p = 0;
1500         return (va);
1501 }
1502
1503 static void
1504 pmap_pte2list_free(vm_offset_t *head, vm_offset_t va)
1505 {
1506         pt2_entry_t *pte2p;
1507
1508         if (va & PTE2_V)
1509                 panic("%s: freeing va with PTE2_V set!", __func__);
1510         pte2p = pt2map_entry(va);
1511         *pte2p = *head;         /* virtual! PTE2_V is 0 though */
1512         *head = va;
1513 }
1514
1515 static void
1516 pmap_pte2list_init(vm_offset_t *head, void *base, int npages)
1517 {
1518         int i;
1519         vm_offset_t va;
1520
1521         *head = 0;
1522         for (i = npages - 1; i >= 0; i--) {
1523                 va = (vm_offset_t)base + i * PAGE_SIZE;
1524                 pmap_pte2list_free(head, va);
1525         }
1526 }
1527
1528 /*****************************************************************************
1529  *
1530  *      PMAP third and final stage initialization.
1531  *
1532  *  After pmap_init() is called, PMAP subsystem is fully initialized.
1533  *
1534  *****************************************************************************/
1535
1536 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, pmap, CTLFLAG_RD, 0, "VM/pmap parameters");
1537
1538 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_max, CTLFLAG_RD, &pv_entry_max, 0,
1539     "Max number of PV entries");
1540 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, shpgperproc, CTLFLAG_RD, &shpgperproc, 0,
1541     "Page share factor per proc");
1542
1543 static u_long nkpt2pg = NKPT2PG;
1544 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap, OID_AUTO, nkpt2pg, CTLFLAG_RD,
1545     &nkpt2pg, 0, "Pre-allocated pages for kernel PT2s");
1546
1547 static int sp_enabled = 1;
1548 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, sp_enabled, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH,
1549     &sp_enabled, 0, "Are large page mappings enabled?");
1550
1551 static SYSCTL_NODE(_vm_pmap, OID_AUTO, pte1, CTLFLAG_RD, 0,
1552     "1MB page mapping counters");
1553
1554 static u_long pmap_pte1_demotions;
1555 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, demotions, CTLFLAG_RD,
1556     &pmap_pte1_demotions, 0, "1MB page demotions");
1557
1558 static u_long pmap_pte1_mappings;
1559 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, mappings, CTLFLAG_RD,
1560     &pmap_pte1_mappings, 0, "1MB page mappings");
1561
1562 static u_long pmap_pte1_p_failures;
1563 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, p_failures, CTLFLAG_RD,
1564     &pmap_pte1_p_failures, 0, "1MB page promotion failures");
1565
1566 static u_long pmap_pte1_promotions;
1567 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, promotions, CTLFLAG_RD,
1568     &pmap_pte1_promotions, 0, "1MB page promotions");
1569
1570 static u_long pmap_pte1_kern_demotions;
1571 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, kern_demotions, CTLFLAG_RD,
1572     &pmap_pte1_kern_demotions, 0, "1MB page kernel demotions");
1573
1574 static u_long pmap_pte1_kern_promotions;
1575 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, kern_promotions, CTLFLAG_RD,
1576     &pmap_pte1_kern_promotions, 0, "1MB page kernel promotions");
1577
1578 static __inline ttb_entry_t
1579 pmap_ttb_get(pmap_t pmap)
1580 {
1581
1582         return (vtophys(pmap->pm_pt1) | ttb_flags);
1583 }
1584
1585 /*
1586  *  Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
1587  *
1588  *  Variations:
1589  *  1. Pages for L2 page tables are always not managed. So, pv_list and
1590  *     pt2_wirecount can share same physical space. However, proper
1591  *     initialization on a page alloc for page tables and reinitialization
1592  *     on the page free must be ensured.
1593  */
1594 void
1595 pmap_page_init(vm_page_t m)
1596 {
1597
1598         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
1599         pt2_wirecount_init(m);
1600         m->md.pat_mode = VM_MEMATTR_DEFAULT;
1601 }
1602
1603 /*
1604  *  Virtualization for faster way how to zero whole page.
1605  */
1606 static __inline void
1607 pagezero(void *page)
1608 {
1609
1610         bzero(page, PAGE_SIZE);
1611 }
1612
1613 /*
1614  *  Zero L2 page table page.
1615  *  Use same KVA as in pmap_zero_page().
1616  */
1617 static __inline vm_paddr_t
1618 pmap_pt2pg_zero(vm_page_t m)
1619 {
1620         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
1621         vm_paddr_t pa;
1622         struct pcpu *pc;
1623
1624         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1625
1626         /*
1627          * XXX: For now, we map whole page even if it's already zero,
1628          *      to sync it even if the sync is only DSB.
1629          */
1630         sched_pin();
1631         pc = get_pcpu();
1632         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
1633         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
1634         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
1635                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
1636         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(pa, PTE2_AP_KRW,
1637             vm_page_pte2_attr(m)));
1638         /*  Even VM_ALLOC_ZERO request is only advisory. */
1639         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1640                 pagezero(pc->pc_cmap2_addr);
1641         pte2_sync_range((pt2_entry_t *)pc->pc_cmap2_addr, PAGE_SIZE);
1642         pte2_clear(cmap2_pte2p);
1643         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
1644
1645         /*
1646          * Unpin the thread before releasing the lock.  Otherwise the thread
1647          * could be rescheduled while still bound to the current CPU, only
1648          * to unpin itself immediately upon resuming execution.
1649          */
1650         sched_unpin();
1651         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
1652
1653         return (pa);
1654 }
1655
1656 /*
1657  *  Init just allocated page as L2 page table(s) holder
1658  *  and return its physical address.
1659  */
1660 static __inline vm_paddr_t
1661 pmap_pt2pg_init(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
1662 {
1663         vm_paddr_t pa;
1664         pt2_entry_t *pte2p;
1665
1666         /* Check page attributes. */
1667         if (m->md.pat_mode != pt_memattr)
1668                 pmap_page_set_memattr(m, pt_memattr);
1669
1670         /* Zero page and init wire counts. */
1671         pa = pmap_pt2pg_zero(m);
1672         pt2_wirecount_init(m);
1673
1674         /*
1675          * Map page to PT2MAP address space for given pmap.
1676          * Note that PT2MAP space is shared with all pmaps.
1677          */
1678         if (pmap == kernel_pmap)
1679                 pmap_kenter_pt2tab(va, PTE2_KPT(pa));
1680         else {
1681                 pte2p = pmap_pt2tab_entry(pmap, va);
1682                 pt2tab_store(pte2p, PTE2_KPT_NG(pa));
1683         }
1684
1685         return (pa);
1686 }
1687
1688 /*
1689  *  Initialize the pmap module.
1690  *  Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
1691  *  system needs to map virtual memory.
1692  */
1693 void
1694 pmap_init(void)
1695 {
1696         vm_size_t s;
1697         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
1698         u_int i, pte1_idx, pv_npg;
1699
1700         PDEBUG(1, printf("%s: phys_start = %#x\n", __func__, PHYSADDR));
1701
1702         /*
1703          * Initialize the vm page array entries for kernel pmap's
1704          * L2 page table pages allocated in advance.
1705          */
1706         pte1_idx = pte1_index(KERNBASE - PT2MAP_SIZE);
1707         pte2p = kern_pt2tab_entry(KERNBASE - PT2MAP_SIZE);
1708         for (i = 0; i < nkpt2pg + NPG_IN_PT2TAB; i++, pte2p++) {
1709                 vm_paddr_t pa;
1710                 vm_page_t m;
1711
1712                 pte2 = pte2_load(pte2p);
1713                 KASSERT(pte2_is_valid(pte2), ("%s: no valid entry", __func__));
1714
1715                 pa = pte2_pa(pte2);
1716                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1717                 KASSERT(m >= vm_page_array &&
1718                     m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
1719                     ("%s: L2 page table page is out of range", __func__));
1720
1721                 m->pindex = pte1_idx;
1722                 m->phys_addr = pa;
1723                 pte1_idx += NPT2_IN_PG;
1724         }
1725
1726         /*
1727          * Initialize the address space (zone) for the pv entries.  Set a
1728          * high water mark so that the system can recover from excessive
1729          * numbers of pv entries.
1730          */
1731         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
1732         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_cnt.v_page_count;
1733         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
1734         pv_entry_max = roundup(pv_entry_max, _NPCPV);
1735         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
1736
1737         /*
1738          * Are large page mappings enabled?
1739          */
1740         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.sp_enabled", &sp_enabled);
1741         if (sp_enabled) {
1742                 KASSERT(MAXPAGESIZES > 1 && pagesizes[1] == 0,
1743                     ("%s: can't assign to pagesizes[1]", __func__));
1744                 pagesizes[1] = PTE1_SIZE;
1745         }
1746
1747         /*
1748          * Calculate the size of the pv head table for sections.
1749          * Handle the possibility that "vm_phys_segs[...].end" is zero.
1750          * Note that the table is only for sections which could be promoted.
1751          */
1752         first_managed_pa = pte1_trunc(vm_phys_segs[0].start);
1753         pv_npg = (pte1_trunc(vm_phys_segs[vm_phys_nsegs - 1].end - PAGE_SIZE)
1754             - first_managed_pa) / PTE1_SIZE + 1;
1755
1756         /*
1757          * Allocate memory for the pv head table for sections.
1758          */
1759         s = (vm_size_t)(pv_npg * sizeof(struct md_page));
1760         s = round_page(s);
1761         pv_table = (struct md_page *)kmem_malloc(kernel_arena, s,
1762             M_WAITOK | M_ZERO);
1763         for (i = 0; i < pv_npg; i++)
1764                 TAILQ_INIT(&pv_table[i].pv_list);
1765
1766         pv_maxchunks = MAX(pv_entry_max / _NPCPV, maxproc);
1767         pv_chunkbase = (struct pv_chunk *)kva_alloc(PAGE_SIZE * pv_maxchunks);
1768         if (pv_chunkbase == NULL)
1769                 panic("%s: not enough kvm for pv chunks", __func__);
1770         pmap_pte2list_init(&pv_vafree, pv_chunkbase, pv_maxchunks);
1771 }
1772
1773 /*
1774  *  Add a list of wired pages to the kva
1775  *  this routine is only used for temporary
1776  *  kernel mappings that do not need to have
1777  *  page modification or references recorded.
1778  *  Note that old mappings are simply written
1779  *  over.  The page *must* be wired.
1780  *  Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1781  */
1782 void
1783 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
1784 {
1785         u_int anychanged;
1786         pt2_entry_t *epte2p, *pte2p, pte2;
1787         vm_page_t m;
1788         vm_paddr_t pa;
1789
1790         anychanged = 0;
1791         pte2p = pt2map_entry(sva);
1792         epte2p = pte2p + count;
1793         while (pte2p < epte2p) {
1794                 m = *ma++;
1795                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1796                 pte2 = pte2_load(pte2p);
1797                 if ((pte2_pa(pte2) != pa) ||
1798                     (pte2_attr(pte2) != vm_page_pte2_attr(m))) {
1799                         anychanged++;
1800                         pte2_store(pte2p, PTE2_KERN(pa, PTE2_AP_KRW,
1801                             vm_page_pte2_attr(m)));
1802                 }
1803                 pte2p++;
1804         }
1805         if (__predict_false(anychanged))
1806                 tlb_flush_range(sva, count * PAGE_SIZE);
1807 }
1808
1809 /*
1810  *  This routine tears out page mappings from the
1811  *  kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1812  *  Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1813  */
1814 void
1815 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
1816 {
1817         vm_offset_t va;
1818
1819         va = sva;
1820         while (count-- > 0) {
1821                 pmap_kremove(va);
1822                 va += PAGE_SIZE;
1823         }
1824         tlb_flush_range(sva, va - sva);
1825 }
1826
1827 /*
1828  *  Are we current address space or kernel?
1829  */
1830 static __inline int
1831 pmap_is_current(pmap_t pmap)
1832 {
1833
1834         return (pmap == kernel_pmap ||
1835                 (pmap == vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace)));
1836 }
1837
1838 /*
1839  *  If the given pmap is not the current or kernel pmap, the returned
1840  *  pte2 must be released by passing it to pmap_pte2_release().
1841  */
1842 static pt2_entry_t *
1843 pmap_pte2(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1844 {
1845         pt1_entry_t pte1;
1846         vm_paddr_t pt2pg_pa;
1847
1848         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
1849         if (pte1_is_section(pte1))
1850                 panic("%s: attempt to map PTE1", __func__);
1851         if (pte1_is_link(pte1)) {
1852                 /* Are we current address space or kernel? */
1853                 if (pmap_is_current(pmap))
1854                         return (pt2map_entry(va));
1855                 /* Note that L2 page table size is not equal to PAGE_SIZE. */
1856                 pt2pg_pa = trunc_page(pte1_link_pa(pte1));
1857                 mtx_lock(&PMAP2mutex);
1858                 if (pte2_pa(pte2_load(PMAP2)) != pt2pg_pa) {
1859                         pte2_store(PMAP2, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
1860                         tlb_flush((vm_offset_t)PADDR2);
1861                 }
1862                 return (PADDR2 + (arm32_btop(va) & (NPTE2_IN_PG - 1)));
1863         }
1864         return (NULL);
1865 }
1866
1867 /*
1868  *  Releases a pte2 that was obtained from pmap_pte2().
1869  *  Be prepared for the pte2p being NULL.
1870  */
1871 static __inline void
1872 pmap_pte2_release(pt2_entry_t *pte2p)
1873 {
1874
1875         if ((pt2_entry_t *)(trunc_page((vm_offset_t)pte2p)) == PADDR2) {
1876                 mtx_unlock(&PMAP2mutex);
1877         }
1878 }
1879
1880 /*
1881  *  Super fast pmap_pte2 routine best used when scanning
1882  *  the pv lists.  This eliminates many coarse-grained
1883  *  invltlb calls.  Note that many of the pv list
1884  *  scans are across different pmaps.  It is very wasteful
1885  *  to do an entire tlb flush for checking a single mapping.
1886  *
1887  *  If the given pmap is not the current pmap, pvh_global_lock
1888  *  must be held and curthread pinned to a CPU.
1889  */
1890 static pt2_entry_t *
1891 pmap_pte2_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1892 {
1893         pt1_entry_t pte1;
1894         vm_paddr_t pt2pg_pa;
1895
1896         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
1897         if (pte1_is_section(pte1))
1898                 panic("%s: attempt to map PTE1", __func__);
1899         if (pte1_is_link(pte1)) {
1900                 /* Are we current address space or kernel? */
1901                 if (pmap_is_current(pmap))
1902                         return (pt2map_entry(va));
1903                 rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1904                 KASSERT(curthread->td_pinned > 0,
1905                     ("%s: curthread not pinned", __func__));
1906                 /* Note that L2 page table size is not equal to PAGE_SIZE. */
1907                 pt2pg_pa = trunc_page(pte1_link_pa(pte1));
1908                 if (pte2_pa(pte2_load(PMAP1)) != pt2pg_pa) {
1909                         pte2_store(PMAP1, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
1910 #ifdef SMP
1911                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1912 #endif
1913                         tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR1);
1914                         PMAP1changed++;
1915                 } else
1916 #ifdef SMP
1917                 if (PMAP1cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
1918                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1919                         tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR1);
1920                         PMAP1changedcpu++;
1921                 } else
1922 #endif
1923                         PMAP1unchanged++;
1924                 return (PADDR1 + (arm32_btop(va) & (NPTE2_IN_PG - 1)));
1925         }
1926         return (NULL);
1927 }
1928
1929 /*
1930  *  Routine: pmap_extract
1931  *  Function:
1932  *      Extract the physical page address associated
1933  *      with the given map/virtual_address pair.
1934  */
1935 vm_paddr_t
1936 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1937 {
1938         vm_paddr_t pa;
1939         pt1_entry_t pte1;
1940         pt2_entry_t *pte2p;
1941
1942         PMAP_LOCK(pmap);
1943         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
1944         if (pte1_is_section(pte1))
1945                 pa = pte1_pa(pte1) | (va & PTE1_OFFSET);
1946         else if (pte1_is_link(pte1)) {
1947                 pte2p = pmap_pte2(pmap, va);
1948                 pa = pte2_pa(pte2_load(pte2p)) | (va & PTE2_OFFSET);
1949                 pmap_pte2_release(pte2p);
1950         } else
1951                 pa = 0;
1952         PMAP_UNLOCK(pmap);
1953         return (pa);
1954 }
1955
1956 /*
1957  *  Routine: pmap_extract_and_hold
1958  *  Function:
1959  *      Atomically extract and hold the physical page
1960  *      with the given pmap and virtual address pair
1961  *      if that mapping permits the given protection.
1962  */
1963 vm_page_t
1964 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
1965 {
1966         vm_paddr_t pa, lockpa;
1967         pt1_entry_t pte1;
1968         pt2_entry_t pte2, *pte2p;
1969         vm_page_t m;
1970
1971         lockpa = 0;
1972         m = NULL;
1973         PMAP_LOCK(pmap);
1974 retry:
1975         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
1976         if (pte1_is_section(pte1)) {
1977                 if (!(pte1 & PTE1_RO) || !(prot & VM_PROT_WRITE)) {
1978                         pa = pte1_pa(pte1) | (va & PTE1_OFFSET);
1979                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, &lockpa))
1980                                 goto retry;
1981                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1982                         vm_page_hold(m);
1983                 }
1984         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
1985                 pte2p = pmap_pte2(pmap, va);
1986                 pte2 = pte2_load(pte2p);
1987                 pmap_pte2_release(pte2p);
1988                 if (pte2_is_valid(pte2) &&
1989                     (!(pte2 & PTE2_RO) || !(prot & VM_PROT_WRITE))) {
1990                         pa = pte2_pa(pte2);
1991                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, &lockpa))
1992                                 goto retry;
1993                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1994                         vm_page_hold(m);
1995                 }
1996         }
1997         PA_UNLOCK_COND(lockpa);
1998         PMAP_UNLOCK(pmap);
1999         return (m);
2000 }
2001
2002 /*
2003  *  Grow the number of kernel L2 page table entries, if needed.
2004  */
2005 void
2006 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
2007 {
2008         vm_page_t m;
2009         vm_paddr_t pt2pg_pa, pt2_pa;
2010         pt1_entry_t pte1;
2011         pt2_entry_t pte2;
2012
2013         PDEBUG(1, printf("%s: addr = %#x\n", __func__, addr));
2014         /*
2015          * All the time kernel_vm_end is first KVA for which underlying
2016          * L2 page table is either not allocated or linked from L1 page table
2017          * (not considering sections). Except for two possible cases:
2018          *
2019          *   (1) in the very beginning as long as pmap_growkernel() was
2020          *       not called, it could be first unused KVA (which is not
2021          *       rounded up to PTE1_SIZE),
2022          *
2023          *   (2) when all KVA space is mapped and kernel_map->max_offset
2024          *       address is not rounded up to PTE1_SIZE. (For example,
2025          *       it could be 0xFFFFFFFF.)
2026          */
2027         kernel_vm_end = pte1_roundup(kernel_vm_end);
2028         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
2029         addr = roundup2(addr, PTE1_SIZE);
2030         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
2031                 addr = kernel_map->max_offset;
2032         while (kernel_vm_end < addr) {
2033                 pte1 = pte1_load(kern_pte1(kernel_vm_end));
2034                 if (pte1_is_valid(pte1)) {
2035                         kernel_vm_end += PTE1_SIZE;
2036                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
2037                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
2038                                 break;
2039                         }
2040                         continue;
2041                 }
2042
2043                 /*
2044                  * kernel_vm_end_new is used in pmap_pinit() when kernel
2045                  * mappings are entered to new pmap all at once to avoid race
2046                  * between pmap_kenter_pte1() and kernel_vm_end increase.
2047                  * The same aplies to pmap_kenter_pt2tab().
2048                  */
2049                 kernel_vm_end_new = kernel_vm_end + PTE1_SIZE;
2050
2051                 pte2 = pt2tab_load(kern_pt2tab_entry(kernel_vm_end));
2052                 if (!pte2_is_valid(pte2)) {
2053                         /*
2054                          * Install new PT2s page into kernel PT2TAB.
2055                          */
2056                         m = vm_page_alloc(NULL,
2057                             pte1_index(kernel_vm_end) & ~PT2PG_MASK,
2058                             VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ |
2059                             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
2060                         if (m == NULL)
2061                                 panic("%s: no memory to grow kernel", __func__);
2062                         /*
2063                          * QQQ: To link all new L2 page tables from L1 page
2064                          *      table now and so pmap_kenter_pte1() them
2065                          *      at once together with pmap_kenter_pt2tab()
2066                          *      could be nice speed up. However,
2067                          *      pmap_growkernel() does not happen so often...
2068                          * QQQ: The other TTBR is another option.
2069                          */
2070                         pt2pg_pa = pmap_pt2pg_init(kernel_pmap, kernel_vm_end,
2071                             m);
2072                 } else
2073                         pt2pg_pa = pte2_pa(pte2);
2074
2075                 pt2_pa = page_pt2pa(pt2pg_pa, pte1_index(kernel_vm_end));
2076                 pmap_kenter_pte1(kernel_vm_end, PTE1_LINK(pt2_pa));
2077
2078                 kernel_vm_end = kernel_vm_end_new;
2079                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
2080                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
2081                         break;
2082                 }
2083         }
2084 }
2085
2086 static int
2087 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2088 {
2089         unsigned long ksize = vm_max_kernel_address - KERNBASE;
2090
2091         return (sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req));
2092 }
2093 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD,
2094     0, 0, kvm_size, "IU", "Size of KVM");
2095
2096 static int
2097 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2098 {
2099         unsigned long kfree = vm_max_kernel_address - kernel_vm_end;
2100
2101         return (sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req));
2102 }
2103 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD,
2104     0, 0, kvm_free, "IU", "Amount of KVM free");
2105
2106 /***********************************************
2107  *
2108  *  Pmap allocation/deallocation routines.
2109  *
2110  ***********************************************/
2111
2112 /*
2113  *  Initialize the pmap for the swapper process.
2114  */
2115 void
2116 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
2117 {
2118         PDEBUG(1, printf("%s: pmap = %p\n", __func__, pmap));
2119
2120         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
2121
2122         /*
2123          * Kernel page table directory and pmap stuff around is already
2124          * initialized, we are using it right now and here. So, finish
2125          * only PMAP structures initialization for process0 ...
2126          *
2127          * Since the L1 page table and PT2TAB is shared with the kernel pmap,
2128          * which is already included in the list "allpmaps", this pmap does
2129          * not need to be inserted into that list.
2130          */
2131         pmap->pm_pt1 = kern_pt1;
2132         pmap->pm_pt2tab = kern_pt2tab;
2133         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
2134         PCPU_SET(curpmap, pmap);
2135         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
2136         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
2137         CPU_SET(0, &pmap->pm_active);
2138 }
2139
2140 static __inline void
2141 pte1_copy_nosync(pt1_entry_t *spte1p, pt1_entry_t *dpte1p, vm_offset_t sva,
2142     vm_offset_t eva)
2143 {
2144         u_int idx, count;
2145
2146         idx = pte1_index(sva);
2147         count = (pte1_index(eva) - idx + 1) * sizeof(pt1_entry_t);
2148         bcopy(spte1p + idx, dpte1p + idx, count);
2149 }
2150
2151 static __inline void
2152 pt2tab_copy_nosync(pt2_entry_t *spte2p, pt2_entry_t *dpte2p, vm_offset_t sva,
2153     vm_offset_t eva)
2154 {
2155         u_int idx, count;
2156
2157         idx = pt2tab_index(sva);
2158         count = (pt2tab_index(eva) - idx + 1) * sizeof(pt2_entry_t);
2159         bcopy(spte2p + idx, dpte2p + idx, count);
2160 }
2161
2162 /*
2163  *  Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
2164  *  such as one in a vmspace structure.
2165  */
2166 int
2167 pmap_pinit(pmap_t pmap)
2168 {
2169         pt1_entry_t *pte1p;
2170         pt2_entry_t *pte2p;
2171         vm_paddr_t pa, pt2tab_pa;
2172         u_int i;
2173
2174         PDEBUG(6, printf("%s: pmap = %p, pm_pt1 = %p\n", __func__, pmap,
2175             pmap->pm_pt1));
2176
2177         /*
2178          * No need to allocate L2 page table space yet but we do need
2179          * a valid L1 page table and PT2TAB table.
2180          *
2181          * Install shared kernel mappings to these tables. It's a little
2182          * tricky as some parts of KVA are reserved for vectors, devices,
2183          * and whatever else. These parts are supposed to be above
2184          * vm_max_kernel_address. Thus two regions should be installed:
2185          *
2186          *   (1) <KERNBASE, kernel_vm_end),
2187          *   (2) <vm_max_kernel_address, 0xFFFFFFFF>.
2188          *
2189          * QQQ: The second region should be stable enough to be installed
2190          *      only once in time when the tables are allocated.
2191          * QQQ: Maybe copy of both regions at once could be faster ...
2192          * QQQ: Maybe the other TTBR is an option.
2193          *
2194          * Finally, install own PT2TAB table to these tables.
2195          */
2196
2197         if (pmap->pm_pt1 == NULL) {
2198                 pmap->pm_pt1 = (pt1_entry_t *)kmem_alloc_contig(kernel_arena,
2199                     NB_IN_PT1, M_NOWAIT | M_ZERO, 0, -1UL, NB_IN_PT1, 0,
2200                     pt_memattr);
2201                 if (pmap->pm_pt1 == NULL)
2202                         return (0);
2203         }
2204         if (pmap->pm_pt2tab == NULL) {
2205                 /*
2206                  * QQQ: (1) PT2TAB must be contiguous. If PT2TAB is one page
2207                  *      only, what should be the only size for 32 bit systems,
2208                  *      then we could allocate it with vm_page_alloc() and all
2209                  *      the stuff needed as other L2 page table pages.
2210                  *      (2) Note that a process PT2TAB is special L2 page table
2211                  *      page. Its mapping in kernel_arena is permanent and can
2212                  *      be used no matter which process is current. Its mapping
2213                  *      in PT2MAP can be used only for current process.
2214                  */
2215                 pmap->pm_pt2tab = (pt2_entry_t *)kmem_alloc_attr(kernel_arena,
2216                     NB_IN_PT2TAB, M_NOWAIT | M_ZERO, 0, -1UL, pt_memattr);
2217                 if (pmap->pm_pt2tab == NULL) {
2218                         /*
2219                          * QQQ: As struct pmap is allocated from UMA with
2220                          *      UMA_ZONE_NOFREE flag, it's important to leave
2221                          *      no allocation in pmap if initialization failed.
2222                          */
2223                         kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)pmap->pm_pt1,
2224                             NB_IN_PT1);
2225                         pmap->pm_pt1 = NULL;
2226                         return (0);
2227                 }
2228                 /*
2229                  * QQQ: Each L2 page table page vm_page_t has pindex set to
2230                  *      pte1 index of virtual address mapped by this page.
2231                  *      It's not valid for non kernel PT2TABs themselves.
2232                  *      The pindex of these pages can not be altered because
2233                  *      of the way how they are allocated now. However, it
2234                  *      should not be a problem.
2235                  */
2236         }
2237
2238         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
2239         /*
2240          * To avoid race with pmap_kenter_pte1() and pmap_kenter_pt2tab(),
2241          * kernel_vm_end_new is used here instead of kernel_vm_end.
2242          */
2243         pte1_copy_nosync(kern_pt1, pmap->pm_pt1, KERNBASE,
2244             kernel_vm_end_new - 1);
2245         pte1_copy_nosync(kern_pt1, pmap->pm_pt1, vm_max_kernel_address,
2246             0xFFFFFFFF);
2247         pt2tab_copy_nosync(kern_pt2tab, pmap->pm_pt2tab, KERNBASE,
2248             kernel_vm_end_new - 1);
2249         pt2tab_copy_nosync(kern_pt2tab, pmap->pm_pt2tab, vm_max_kernel_address,
2250             0xFFFFFFFF);
2251         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, pmap, pm_list);
2252         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
2253
2254         /*
2255          * Store PT2MAP PT2 pages (a.k.a. PT2TAB) in PT2TAB itself.
2256          * I.e. self reference mapping.  The PT2TAB is private, however mapped
2257          * into shared PT2MAP space, so the mapping should be not global.
2258          */
2259         pt2tab_pa = vtophys(pmap->pm_pt2tab);
2260         pte2p = pmap_pt2tab_entry(pmap, (vm_offset_t)PT2MAP);
2261         for (pa = pt2tab_pa, i = 0; i < NPG_IN_PT2TAB; i++, pa += PTE2_SIZE) {
2262                 pt2tab_store(pte2p++, PTE2_KPT_NG(pa));
2263         }
2264
2265         /* Insert PT2MAP PT2s into pmap PT1. */
2266         pte1p = pmap_pte1(pmap, (vm_offset_t)PT2MAP);
2267         for (pa = pt2tab_pa, i = 0; i < NPT2_IN_PT2TAB; i++, pa += NB_IN_PT2) {
2268                 pte1_store(pte1p++, PTE1_LINK(pa));
2269         }
2270
2271         /*
2272          * Now synchronize new mapping which was made above.
2273          */
2274         pte1_sync_range(pmap->pm_pt1, NB_IN_PT1);
2275         pte2_sync_range(pmap->pm_pt2tab, NB_IN_PT2TAB);
2276
2277         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
2278         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
2279         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
2280
2281         return (1);
2282 }
2283
2284 #ifdef INVARIANTS
2285 static boolean_t
2286 pt2tab_user_is_empty(pt2_entry_t *tab)
2287 {
2288         u_int i, end;
2289
2290         end = pt2tab_index(VM_MAXUSER_ADDRESS);
2291         for (i = 0; i < end; i++)
2292                 if (tab[i] != 0) return (FALSE);
2293         return (TRUE);
2294 }
2295 #endif
2296 /*
2297  *  Release any resources held by the given physical map.
2298  *  Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
2299  *  Should only be called if the map contains no valid mappings.
2300  */
2301 void
2302 pmap_release(pmap_t pmap)
2303 {
2304 #ifdef INVARIANTS
2305         vm_offset_t start, end;
2306 #endif
2307         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
2308             ("%s: pmap resident count %ld != 0", __func__,
2309             pmap->pm_stats.resident_count));
2310         KASSERT(pt2tab_user_is_empty(pmap->pm_pt2tab),
2311             ("%s: has allocated user PT2(s)", __func__));
2312         KASSERT(CPU_EMPTY(&pmap->pm_active),
2313             ("%s: pmap %p is active on some CPU(s)", __func__, pmap));
2314
2315         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
2316         LIST_REMOVE(pmap, pm_list);
2317         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
2318
2319 #ifdef INVARIANTS
2320         start = pte1_index(KERNBASE) * sizeof(pt1_entry_t);
2321         end = (pte1_index(0xFFFFFFFF) + 1) * sizeof(pt1_entry_t);
2322         bzero((char *)pmap->pm_pt1 + start, end - start);
2323
2324         start = pt2tab_index(KERNBASE) * sizeof(pt2_entry_t);
2325         end = (pt2tab_index(0xFFFFFFFF) + 1) * sizeof(pt2_entry_t);
2326         bzero((char *)pmap->pm_pt2tab + start, end - start);
2327 #endif
2328         /*
2329          * We are leaving PT1 and PT2TAB allocated on released pmap,
2330          * so hopefully UMA vmspace_zone will always be inited with
2331          * UMA_ZONE_NOFREE flag.
2332          */
2333 }
2334
2335 /*********************************************************
2336  *
2337  *  L2 table pages and their pages management routines.
2338  *
2339  *********************************************************/
2340
2341 /*
2342  *  Virtual interface for L2 page table wire counting.
2343  *
2344  *  Each L2 page table in a page has own counter which counts a number of
2345  *  valid mappings in a table. Global page counter counts mappings in all
2346  *  tables in a page plus a single itself mapping in PT2TAB.
2347  *
2348  *  During a promotion we leave the associated L2 page table counter
2349  *  untouched, so the table (strictly speaking a page which holds it)
2350  *  is never freed if promoted.
2351  *
2352  *  If a page m->wire_count == 1 then no valid mappings exist in any L2 page
2353  *  table in the page and the page itself is only mapped in PT2TAB.
2354  */
2355
2356 static __inline void
2357 pt2_wirecount_init(vm_page_t m)
2358 {
2359         u_int i;
2360
2361         /*
2362          * Note: A page m is allocated with VM_ALLOC_WIRED flag and
2363          *       m->wire_count should be already set correctly.
2364          *       So, there is no need to set it again herein.
2365          */
2366         for (i = 0; i < NPT2_IN_PG; i++)
2367                 m->md.pt2_wirecount[i] = 0;
2368 }
2369
2370 static __inline void
2371 pt2_wirecount_inc(vm_page_t m, uint32_t pte1_idx)
2372 {
2373
2374         /*
2375          * Note: A just modificated pte2 (i.e. already allocated)
2376          *       is acquiring one extra reference which must be
2377          *       explicitly cleared. It influences the KASSERTs herein.
2378          *       All L2 page tables in a page always belong to the same
2379          *       pmap, so we allow only one extra reference for the page.
2380          */
2381         KASSERT(m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK] < (NPTE2_IN_PT2 + 1),
2382             ("%s: PT2 is overflowing ...", __func__));
2383         KASSERT(m->wire_count <= (NPTE2_IN_PG + 1),
2384             ("%s: PT2PG is overflowing ...", __func__));
2385
2386         m->wire_count++;
2387         m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK]++;
2388 }
2389
2390 static __inline void
2391 pt2_wirecount_dec(vm_page_t m, uint32_t pte1_idx)
2392 {
2393
2394         KASSERT(m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK] != 0,
2395             ("%s: PT2 is underflowing ...", __func__));
2396         KASSERT(m->wire_count > 1,
2397             ("%s: PT2PG is underflowing ...", __func__));
2398
2399         m->wire_count--;
2400         m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK]--;
2401 }
2402
2403 static __inline void
2404 pt2_wirecount_set(vm_page_t m, uint32_t pte1_idx, uint16_t count)
2405 {
2406
2407         KASSERT(count <= NPTE2_IN_PT2,
2408             ("%s: invalid count %u", __func__, count));
2409         KASSERT(m->wire_count >  m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK],
2410             ("%s: PT2PG corrupting (%u, %u) ...", __func__, m->wire_count,
2411             m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK]));
2412
2413         m->wire_count -= m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK];
2414         m->wire_count += count;
2415         m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK] = count;
2416
2417         KASSERT(m->wire_count <= (NPTE2_IN_PG + 1),
2418             ("%s: PT2PG is overflowed (%u) ...", __func__, m->wire_count));
2419 }
2420
2421 static __inline uint32_t
2422 pt2_wirecount_get(vm_page_t m, uint32_t pte1_idx)
2423 {
2424
2425         return (m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK]);
2426 }
2427
2428 static __inline boolean_t
2429 pt2_is_empty(vm_page_t m, vm_offset_t va)
2430 {
2431
2432         return (m->md.pt2_wirecount[pte1_index(va) & PT2PG_MASK] == 0);
2433 }
2434
2435 static __inline boolean_t
2436 pt2_is_full(vm_page_t m, vm_offset_t va)
2437 {
2438
2439         return (m->md.pt2_wirecount[pte1_index(va) & PT2PG_MASK] ==
2440             NPTE2_IN_PT2);
2441 }
2442
2443 static __inline boolean_t
2444 pt2pg_is_empty(vm_page_t m)
2445 {
2446
2447         return (m->wire_count == 1);
2448 }
2449
2450 /*
2451  *  This routine is called if the L2 page table
2452  *  is not mapped correctly.
2453  */
2454 static vm_page_t
2455 _pmap_allocpte2(pmap_t pmap, vm_offset_t va, u_int flags)
2456 {
2457         uint32_t pte1_idx;
2458         pt1_entry_t *pte1p;
2459         pt2_entry_t pte2;
2460         vm_page_t  m;
2461         vm_paddr_t pt2pg_pa, pt2_pa;
2462
2463         pte1_idx = pte1_index(va);
2464         pte1p = pmap->pm_pt1 + pte1_idx;
2465
2466         KASSERT(pte1_load(pte1p) == 0,
2467             ("%s: pm_pt1[%#x] is not zero: %#x", __func__, pte1_idx,
2468             pte1_load(pte1p)));
2469
2470         pte2 = pt2tab_load(pmap_pt2tab_entry(pmap, va));
2471         if (!pte2_is_valid(pte2)) {
2472                 /*
2473                  * Install new PT2s page into pmap PT2TAB.
2474                  */
2475                 m = vm_page_alloc(NULL, pte1_idx & ~PT2PG_MASK,
2476                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
2477                 if (m == NULL) {
2478                         if ((flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) == 0) {
2479                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2480                                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2481                                 vm_wait(NULL);
2482                                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
2483                                 PMAP_LOCK(pmap);
2484                         }
2485
2486                         /*
2487                          * Indicate the need to retry.  While waiting,
2488                          * the L2 page table page may have been allocated.
2489                          */
2490                         return (NULL);
2491                 }
2492                 pmap->pm_stats.resident_count++;
2493                 pt2pg_pa = pmap_pt2pg_init(pmap, va, m);
2494         } else {
2495                 pt2pg_pa = pte2_pa(pte2);
2496                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pt2pg_pa);
2497         }
2498
2499         pt2_wirecount_inc(m, pte1_idx);
2500         pt2_pa = page_pt2pa(pt2pg_pa, pte1_idx);
2501         pte1_store(pte1p, PTE1_LINK(pt2_pa));
2502
2503         return (m);
2504 }
2505
2506 static vm_page_t
2507 pmap_allocpte2(pmap_t pmap, vm_offset_t va, u_int flags)
2508 {
2509         u_int pte1_idx;
2510         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
2511         vm_page_t m;
2512
2513         pte1_idx = pte1_index(va);
2514 retry:
2515         pte1p = pmap->pm_pt1 + pte1_idx;
2516         pte1 = pte1_load(pte1p);
2517
2518         /*
2519          * This supports switching from a 1MB page to a
2520          * normal 4K page.
2521          */
2522         if (pte1_is_section(pte1)) {
2523                 (void)pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, va);
2524                 /*
2525                  * Reload pte1 after demotion.
2526                  *
2527                  * Note: Demotion can even fail as either PT2 is not find for
2528                  *       the virtual address or PT2PG can not be allocated.
2529                  */
2530                 pte1 = pte1_load(pte1p);
2531         }
2532
2533         /*
2534          * If the L2 page table page is mapped, we just increment the
2535          * hold count, and activate it.
2536          */
2537         if (pte1_is_link(pte1)) {
2538                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_link_pa(pte1));
2539                 pt2_wirecount_inc(m, pte1_idx);
2540         } else  {
2541                 /*
2542                  * Here if the PT2 isn't mapped, or if it has
2543                  * been deallocated.
2544                  */
2545                 m = _pmap_allocpte2(pmap, va, flags);
2546                 if (m == NULL && (flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) == 0)
2547                         goto retry;
2548         }
2549
2550         return (m);
2551 }
2552
2553 /*
2554  *  Schedule the specified unused L2 page table page to be freed. Specifically,
2555  *  add the page to the specified list of pages that will be released to the
2556  *  physical memory manager after the TLB has been updated.
2557  */
2558 static __inline void
2559 pmap_add_delayed_free_list(vm_page_t m, struct spglist *free)
2560 {
2561
2562         /*
2563          * Put page on a list so that it is released after
2564          * *ALL* TLB shootdown is done
2565          */
2566 #ifdef PMAP_DEBUG
2567         pmap_zero_page_check(m);
2568 #endif
2569         m->flags |= PG_ZERO;
2570         SLIST_INSERT_HEAD(free, m, plinks.s.ss);
2571 }
2572
2573 /*
2574  *  Unwire L2 page tables page.
2575  */
2576 static void
2577 pmap_unwire_pt2pg(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2578 {
2579         pt1_entry_t *pte1p, opte1 __unused;
2580         pt2_entry_t *pte2p;
2581         uint32_t i;
2582
2583         KASSERT(pt2pg_is_empty(m),
2584             ("%s: pmap %p PT2PG %p wired", __func__, pmap, m));
2585
2586         /*
2587          * Unmap all L2 page tables in the page from L1 page table.
2588          *
2589          * QQQ: Individual L2 page tables (except the last one) can be unmapped
2590          * earlier. However, we are doing that this way.
2591          */
2592         KASSERT(m->pindex == (pte1_index(va) & ~PT2PG_MASK),
2593             ("%s: pmap %p va %#x PT2PG %p bad index", __func__, pmap, va, m));
2594         pte1p = pmap->pm_pt1 + m->pindex;
2595         for (i = 0; i < NPT2_IN_PG; i++, pte1p++) {
2596                 KASSERT(m->md.pt2_wirecount[i] == 0,
2597                     ("%s: pmap %p PT2 %u (PG %p) wired", __func__, pmap, i, m));
2598                 opte1 = pte1_load(pte1p);
2599                 if (pte1_is_link(opte1)) {
2600                         pte1_clear(pte1p);
2601                         /*
2602                          * Flush intermediate TLB cache.
2603                          */
2604                         pmap_tlb_flush(pmap, (m->pindex + i) << PTE1_SHIFT);
2605                 }
2606 #ifdef INVARIANTS
2607                 else
2608                         KASSERT((opte1 == 0) || pte1_is_section(opte1),
2609                             ("%s: pmap %p va %#x bad pte1 %x at %u", __func__,
2610                             pmap, va, opte1, i));
2611 #endif
2612         }
2613
2614         /*
2615          * Unmap the page from PT2TAB.
2616          */
2617         pte2p = pmap_pt2tab_entry(pmap, va);
2618         (void)pt2tab_load_clear(pte2p);
2619         pmap_tlb_flush(pmap, pt2map_pt2pg(va));
2620
2621         m->wire_count = 0;
2622         pmap->pm_stats.resident_count--;
2623
2624         /*
2625          * This barrier is so that the ordinary store unmapping
2626          * the L2 page table page is globally performed before TLB shoot-
2627          * down is begun.
2628          */
2629         wmb();
2630         vm_wire_sub(1);
2631 }
2632
2633 /*
2634  *  Decrements a L2 page table page's wire count, which is used to record the
2635  *  number of valid page table entries within the page.  If the wire count
2636  *  drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
2637  *  page table page was unmapped and FALSE otherwise.
2638  */
2639 static __inline boolean_t
2640 pmap_unwire_pt2(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
2641 {
2642         pt2_wirecount_dec(m, pte1_index(va));
2643         if (pt2pg_is_empty(m)) {
2644                 /*
2645                  * QQQ: Wire count is zero, so whole page should be zero and
2646                  *      we can set PG_ZERO flag to it.
2647                  *      Note that when promotion is enabled, it takes some
2648                  *      more efforts. See pmap_unwire_pt2_all() below.
2649                  */
2650                 pmap_unwire_pt2pg(pmap, va, m);
2651                 pmap_add_delayed_free_list(m, free);
2652                 return (TRUE);
2653         } else
2654                 return (FALSE);
2655 }
2656
2657 /*
2658  *  Drop a L2 page table page's wire count at once, which is used to record
2659  *  the number of valid L2 page table entries within the page. If the wire
2660  *  count drops to zero, then the L2 page table page is unmapped.
2661  */
2662 static __inline void
2663 pmap_unwire_pt2_all(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2664     struct spglist *free)
2665 {
2666         u_int pte1_idx = pte1_index(va);
2667
2668         KASSERT(m->pindex == (pte1_idx & ~PT2PG_MASK),
2669                 ("%s: PT2 page's pindex is wrong", __func__));
2670         KASSERT(m->wire_count > pt2_wirecount_get(m, pte1_idx),
2671             ("%s: bad pt2 wire count %u > %u", __func__, m->wire_count,
2672             pt2_wirecount_get(m, pte1_idx)));
2673
2674         /*
2675          * It's possible that the L2 page table was never used.
2676          * It happened in case that a section was created without promotion.
2677          */
2678         if (pt2_is_full(m, va)) {
2679                 pt2_wirecount_set(m, pte1_idx, 0);
2680
2681                 /*
2682                  * QQQ: We clear L2 page table now, so when L2 page table page
2683                  *      is going to be freed, we can set it PG_ZERO flag ...
2684                  *      This function is called only on section mappings, so
2685                  *      hopefully it's not to big overload.
2686                  *
2687                  * XXX: If pmap is current, existing PT2MAP mapping could be
2688                  *      used for zeroing.
2689                  */
2690                 pmap_zero_page_area(m, page_pt2off(pte1_idx), NB_IN_PT2);
2691         }
2692 #ifdef INVARIANTS
2693         else
2694                 KASSERT(pt2_is_empty(m, va), ("%s: PT2 is not empty (%u)",
2695                     __func__, pt2_wirecount_get(m, pte1_idx)));
2696 #endif
2697         if (pt2pg_is_empty(m)) {
2698                 pmap_unwire_pt2pg(pmap, va, m);
2699                 pmap_add_delayed_free_list(m, free);
2700         }
2701 }
2702
2703 /*
2704  *  After removing a L2 page table entry, this routine is used to
2705  *  conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
2706  */
2707 static boolean_t
2708 pmap_unuse_pt2(pmap_t pmap, vm_offset_t va, struct spglist *free)
2709 {
2710         pt1_entry_t pte1;
2711         vm_page_t mpte;
2712
2713         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2714                 return (FALSE);
2715         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
2716         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_link_pa(pte1));
2717         return (pmap_unwire_pt2(pmap, va, mpte, free));
2718 }
2719
2720 /*************************************
2721  *
2722  *  Page management routines.
2723  *
2724  *************************************/
2725
2726 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
2727 CTASSERT(_NPCM == 11);
2728 CTASSERT(_NPCPV == 336);
2729
2730 static __inline struct pv_chunk *
2731 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
2732 {
2733
2734         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
2735 }
2736
2737 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
2738
2739 #define PC_FREE0_9      0xfffffffful    /* Free values for index 0 through 9 */
2740 #define PC_FREE10       0x0000fffful    /* Free values for index 10 */
2741
2742 static const uint32_t pc_freemask[_NPCM] = {
2743         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
2744         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
2745         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
2746         PC_FREE0_9, PC_FREE10
2747 };
2748
2749 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
2750         "Current number of pv entries");
2751
2752 #ifdef PV_STATS
2753 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
2754
2755 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
2756     "Current number of pv entry chunks");
2757 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
2758     "Current number of pv entry chunks allocated");
2759 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
2760     "Current number of pv entry chunks frees");
2761 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail,
2762     0, "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
2763
2764 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs;
2765 static int pv_entry_spare;
2766
2767 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
2768     "Current number of pv entry frees");
2769 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs,
2770     0, "Current number of pv entry allocs");
2771 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
2772     "Current number of spare pv entries");
2773 #endif
2774
2775 /*
2776  *  Is given page managed?
2777  */
2778 static __inline bool
2779 is_managed(vm_paddr_t pa)
2780 {
2781         vm_page_t m;
2782
2783         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2784         if (m == NULL)
2785                 return (false);
2786         return ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0);
2787 }
2788
2789 static __inline bool
2790 pte1_is_managed(pt1_entry_t pte1)
2791 {
2792
2793         return (is_managed(pte1_pa(pte1)));
2794 }
2795
2796 static __inline bool
2797 pte2_is_managed(pt2_entry_t pte2)
2798 {
2799
2800         return (is_managed(pte2_pa(pte2)));
2801 }
2802
2803 /*
2804  *  We are in a serious low memory condition.  Resort to
2805  *  drastic measures to free some pages so we can allocate
2806  *  another pv entry chunk.
2807  */
2808 static vm_page_t
2809 pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap)
2810 {
2811         struct pch newtail;
2812         struct pv_chunk *pc;
2813         struct md_page *pvh;
2814         pt1_entry_t *pte1p;
2815         pmap_t pmap;
2816         pt2_entry_t *pte2p, tpte2;
2817         pv_entry_t pv;
2818         vm_offset_t va;
2819         vm_page_t m, m_pc;
2820         struct spglist free;
2821         uint32_t inuse;
2822         int bit, field, freed;
2823
2824         PMAP_LOCK_ASSERT(locked_pmap, MA_OWNED);
2825         pmap = NULL;
2826         m_pc = NULL;
2827         SLIST_INIT(&free);
2828         TAILQ_INIT(&newtail);
2829         while ((pc = TAILQ_FIRST(&pv_chunks)) != NULL && (pv_vafree == 0 ||
2830             SLIST_EMPTY(&free))) {
2831                 TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2832                 if (pmap != pc->pc_pmap) {
2833                         if (pmap != NULL) {
2834                                 if (pmap != locked_pmap)
2835                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2836                         }
2837                         pmap = pc->pc_pmap;
2838                         /* Avoid deadlock and lock recursion. */
2839                         if (pmap > locked_pmap)
2840                                 PMAP_LOCK(pmap);
2841                         else if (pmap != locked_pmap && !PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2842                                 pmap = NULL;
2843                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2844                                 continue;
2845                         }
2846                 }
2847
2848                 /*
2849                  * Destroy every non-wired, 4 KB page mapping in the chunk.
2850                  */
2851                 freed = 0;
2852                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2853                         for (inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2854                             inuse != 0; inuse &= ~(1UL << bit)) {
2855                                 bit = ffs(inuse) - 1;
2856                                 pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
2857                                 va = pv->pv_va;
2858                                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
2859                                 if (pte1_is_section(pte1_load(pte1p)))
2860                                         continue;
2861                                 pte2p = pmap_pte2(pmap, va);
2862                                 tpte2 = pte2_load(pte2p);
2863                                 if ((tpte2 & PTE2_W) == 0)
2864                                         tpte2 = pte2_load_clear(pte2p);
2865                                 pmap_pte2_release(pte2p);
2866                                 if ((tpte2 & PTE2_W) != 0)
2867                                         continue;
2868                                 KASSERT(tpte2 != 0,
2869                                     ("pmap_pv_reclaim: pmap %p va %#x zero pte",
2870                                     pmap, va));
2871                                 pmap_tlb_flush(pmap, va);
2872                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(tpte2));
2873                                 if (pte2_is_dirty(tpte2))
2874                                         vm_page_dirty(m);
2875                                 if ((tpte2 & PTE2_A) != 0)
2876                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2877                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2878                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) &&
2879                                     (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2880                                         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2881                                         if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list)) {
2882                                                 vm_page_aflag_clear(m,
2883                                                     PGA_WRITEABLE);
2884                                         }
2885                                 }
2886                                 pc->pc_map[field] |= 1UL << bit;
2887                                 pmap_unuse_pt2(pmap, va, &free);
2888                                 freed++;
2889                         }
2890                 }
2891                 if (freed == 0) {
2892                         TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2893                         continue;
2894                 }
2895                 /* Every freed mapping is for a 4 KB page. */
2896                 pmap->pm_stats.resident_count -= freed;
2897                 PV_STAT(pv_entry_frees += freed);
2898                 PV_STAT(pv_entry_spare += freed);
2899                 pv_entry_count -= freed;
2900                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2901                 for (field = 0; field < _NPCM; field++)
2902                         if (pc->pc_map[field] != pc_freemask[field]) {
2903                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2904                                     pc_list);
2905                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2906
2907                                 /*
2908                                  * One freed pv entry in locked_pmap is
2909                                  * sufficient.
2910                                  */
2911                                 if (pmap == locked_pmap)
2912                                         goto out;
2913                                 break;
2914                         }
2915                 if (field == _NPCM) {
2916                         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2917                         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2918                         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2919                         /* Entire chunk is free; return it. */
2920                         m_pc = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2921                         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2922                         pmap_pte2list_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2923                         break;
2924                 }
2925         }
2926 out:
2927         TAILQ_CONCAT(&pv_chunks, &newtail, pc_lru);
2928         if (pmap != NULL) {
2929                 if (pmap != locked_pmap)
2930                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2931         }
2932         if (m_pc == NULL && pv_vafree != 0 && SLIST_EMPTY(&free)) {
2933                 m_pc = SLIST_FIRST(&free);
2934                 SLIST_REMOVE_HEAD(&free, plinks.s.ss);
2935                 /* Recycle a freed page table page. */
2936                 m_pc->wire_count = 1;
2937                 vm_wire_add(1);
2938         }
2939         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
2940         return (m_pc);
2941 }
2942
2943 static void
2944 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
2945 {
2946         vm_page_t m;
2947
2948         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2949         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2950         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2951         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2952         /* entire chunk is free, return it */
2953         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2954         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2955         vm_page_unwire(m, PQ_NONE);
2956         vm_page_free(m);
2957         pmap_pte2list_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2958 }
2959
2960 /*
2961  *  Free the pv_entry back to the free list.
2962  */
2963 static void
2964 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
2965 {
2966         struct pv_chunk *pc;
2967         int idx, field, bit;
2968
2969         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2970         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2971         PV_STAT(pv_entry_frees++);
2972         PV_STAT(pv_entry_spare++);
2973         pv_entry_count--;
2974         pc = pv_to_chunk(pv);
2975         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
2976         field = idx / 32;
2977         bit = idx % 32;
2978         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
2979         for (idx = 0; idx < _NPCM; idx++)
2980                 if (pc->pc_map[idx] != pc_freemask[idx]) {
2981                         /*
2982                          * 98% of the time, pc is already at the head of the
2983                          * list.  If it isn't already, move it to the head.
2984                          */
2985                         if (__predict_false(TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk) !=
2986                             pc)) {
2987                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2988                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2989                                     pc_list);
2990                         }
2991                         return;
2992                 }
2993         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2994         free_pv_chunk(pc);
2995 }
2996
2997 /*
2998  *  Get a new pv_entry, allocating a block from the system
2999  *  when needed.
3000  */
3001 static pv_entry_t
3002 get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try)
3003 {
3004         static const struct timeval printinterval = { 60, 0 };
3005         static struct timeval lastprint;
3006         int bit, field;
3007         pv_entry_t pv;
3008         struct pv_chunk *pc;
3009         vm_page_t m;
3010
3011         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3012         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3013         PV_STAT(pv_entry_allocs++);
3014         pv_entry_count++;
3015         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
3016                 if (ratecheck(&lastprint, &printinterval))
3017                         printf("Approaching the limit on PV entries, consider "
3018                             "increasing either the vm.pmap.shpgperproc or the "
3019                             "vm.pmap.pv_entry_max tunable.\n");
3020 retry:
3021         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
3022         if (pc != NULL) {
3023                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
3024                         if (pc->pc_map[field]) {
3025                                 bit = ffs(pc->pc_map[field]) - 1;
3026                                 break;
3027                         }
3028                 }
3029                 if (field < _NPCM) {
3030                         pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
3031                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
3032                         /* If this was the last item, move it to tail */
3033                         for (field = 0; field < _NPCM; field++)
3034                                 if (pc->pc_map[field] != 0) {
3035                                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
3036                                         return (pv);    /* not full, return */
3037                                 }
3038                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
3039                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
3040                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
3041                         return (pv);
3042                 }
3043         }
3044         /*
3045          * Access to the pte2list "pv_vafree" is synchronized by the pvh
3046          * global lock.  If "pv_vafree" is currently non-empty, it will
3047          * remain non-empty until pmap_pte2list_alloc() completes.
3048          */
3049         if (pv_vafree == 0 || (m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
3050             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
3051                 if (try) {
3052                         pv_entry_count--;
3053                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
3054                         return (NULL);
3055                 }
3056                 m = pmap_pv_reclaim(pmap);
3057                 if (m == NULL)
3058                         goto retry;
3059         }
3060         PV_STAT(pc_chunk_count++);
3061         PV_STAT(pc_chunk_allocs++);
3062         pc = (struct pv_chunk *)pmap_pte2list_alloc(&pv_vafree);
3063         pmap_qenter((vm_offset_t)pc, &m, 1);
3064         pc->pc_pmap = pmap;
3065         pc->pc_map[0] = pc_freemask[0] & ~1ul;  /* preallocated bit 0 */
3066         for (field = 1; field < _NPCM; field++)
3067                 pc->pc_map[field] = pc_freemask[field];
3068         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
3069         pv = &pc->pc_pventry[0];
3070         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
3071         PV_STAT(pv_entry_spare += _NPCPV - 1);
3072         return (pv);
3073 }
3074
3075 /*
3076  *  Create a pv entry for page at pa for
3077  *  (pmap, va).
3078  */
3079 static void
3080 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
3081 {
3082         pv_entry_t pv;
3083
3084         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3085         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3086         pv = get_pv_entry(pmap, FALSE);
3087         pv->pv_va = va;
3088         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3089 }
3090
3091 static __inline pv_entry_t
3092 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3093 {
3094         pv_entry_t pv;
3095
3096         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3097         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
3098                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
3099                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
3100                         break;
3101                 }
3102         }
3103         return (pv);
3104 }
3105
3106 static void
3107 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3108 {
3109         pv_entry_t pv;
3110
3111         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
3112         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
3113         free_pv_entry(pmap, pv);
3114 }
3115
3116 static void
3117 pmap_remove_entry(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
3118 {
3119         struct md_page *pvh;
3120
3121         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3122         pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
3123         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
3124                 pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
3125                 if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list))
3126                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3127         }
3128 }
3129
3130 static void
3131 pmap_pv_demote_pte1(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
3132 {
3133         struct md_page *pvh;
3134         pv_entry_t pv;
3135         vm_offset_t va_last;
3136         vm_page_t m;
3137
3138         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3139         KASSERT((pa & PTE1_OFFSET) == 0,
3140             ("pmap_pv_demote_pte1: pa is not 1mpage aligned"));
3141
3142         /*
3143          * Transfer the 1mpage's pv entry for this mapping to the first
3144          * page's pv list.
3145          */
3146         pvh = pa_to_pvh(pa);
3147         va = pte1_trunc(va);
3148         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
3149         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pv_demote_pte1: pv not found"));
3150         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3151         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3152         /* Instantiate the remaining NPTE2_IN_PT2 - 1 pv entries. */
3153         va_last = va + PTE1_SIZE - PAGE_SIZE;
3154         do {
3155                 m++;
3156                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3157                     ("pmap_pv_demote_pte1: page %p is not managed", m));
3158                 va += PAGE_SIZE;
3159                 pmap_insert_entry(pmap, va, m);
3160         } while (va < va_last);
3161 }
3162
3163 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
3164 static void
3165 pmap_pv_promote_pte1(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
3166 {
3167         struct md_page *pvh;
3168         pv_entry_t pv;
3169         vm_offset_t va_last;
3170         vm_page_t m;
3171
3172         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3173         KASSERT((pa & PTE1_OFFSET) == 0,
3174             ("pmap_pv_promote_pte1: pa is not 1mpage aligned"));
3175
3176         /*
3177          * Transfer the first page's pv entry for this mapping to the
3178          * 1mpage's pv list.  Aside from avoiding the cost of a call
3179          * to get_pv_entry(), a transfer avoids the possibility that
3180          * get_pv_entry() calls pmap_pv_reclaim() and that pmap_pv_reclaim()
3181          * removes one of the mappings that is being promoted.
3182          */
3183         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3184         va = pte1_trunc(va);
3185         pv = pmap_pvh_remove(&m->md, pmap, va);
3186         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pv_promote_pte1: pv not found"));
3187         pvh = pa_to_pvh(pa);
3188         TAILQ_INSERT_TAIL(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
3189         /* Free the remaining NPTE2_IN_PT2 - 1 pv entries. */
3190         va_last = va + PTE1_SIZE - PAGE_SIZE;
3191         do {
3192                 m++;
3193                 va += PAGE_SIZE;
3194                 pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
3195         } while (va < va_last);
3196 }
3197 #endif
3198
3199 /*
3200  *  Conditionally create a pv entry.
3201  */
3202 static boolean_t
3203 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
3204 {
3205         pv_entry_t pv;
3206
3207         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3208         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3209         if (pv_entry_count < pv_entry_high_water &&
3210             (pv = get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
3211                 pv->pv_va = va;
3212                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3213                 return (TRUE);
3214         } else
3215                 return (FALSE);
3216 }
3217
3218 /*
3219  *  Create the pv entries for each of the pages within a section.
3220  */
3221 static boolean_t
3222 pmap_pv_insert_pte1(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
3223 {
3224         struct md_page *pvh;
3225         pv_entry_t pv;
3226
3227         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3228         if (pv_entry_count < pv_entry_high_water &&
3229             (pv = get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
3230                 pv->pv_va = va;
3231                 pvh = pa_to_pvh(pa);
3232                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
3233                 return (TRUE);
3234         } else
3235                 return (FALSE);
3236 }
3237
3238 static inline void
3239 pmap_tlb_flush_pte1(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pt1_entry_t npte1)
3240 {
3241
3242         /* Kill all the small mappings or the big one only. */
3243         if (pte1_is_section(npte1))
3244                 pmap_tlb_flush_range(pmap, pte1_trunc(va), PTE1_SIZE);
3245         else
3246                 pmap_tlb_flush(pmap, pte1_trunc(va));
3247 }
3248
3249 /*
3250  *  Update kernel pte1 on all pmaps.
3251  *
3252  *  The following function is called only on one cpu with disabled interrupts.
3253  *  In SMP case, smp_rendezvous_cpus() is used to stop other cpus. This way
3254  *  nobody can invoke explicit hardware table walk during the update of pte1.
3255  *  Unsolicited hardware table walk can still happen, invoked by speculative
3256  *  data or instruction prefetch or even by speculative hardware table walk.
3257  *
3258  *  The break-before-make approach should be implemented here. However, it's
3259  *  not so easy to do that for kernel mappings as it would be unhappy to unmap
3260  *  itself unexpectedly but voluntarily.
3261  */
3262 static void
3263 pmap_update_pte1_kernel(vm_offset_t va, pt1_entry_t npte1)
3264 {
3265         pmap_t pmap;
3266         pt1_entry_t *pte1p;
3267
3268         /*
3269          * Get current pmap. Interrupts should be disabled here
3270          * so PCPU_GET() is done atomically.
3271          */
3272         pmap = PCPU_GET(curpmap);
3273         if (pmap == NULL)
3274                 pmap = kernel_pmap;
3275
3276         /*
3277          * (1) Change pte1 on current pmap.
3278          * (2) Flush all obsolete TLB entries on current CPU.
3279          * (3) Change pte1 on all pmaps.
3280          * (4) Flush all obsolete TLB entries on all CPUs in SMP case.
3281          */
3282
3283         pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
3284         pte1_store(pte1p, npte1);
3285
3286         /* Kill all the small mappings or the big one only. */
3287         if (pte1_is_section(npte1)) {
3288                 pmap_pte1_kern_promotions++;
3289                 tlb_flush_range_local(pte1_trunc(va), PTE1_SIZE);
3290         } else {
3291                 pmap_pte1_kern_demotions++;
3292                 tlb_flush_local(pte1_trunc(va));
3293         }
3294
3295         /*
3296          * In SMP case, this function is called when all cpus are at smp
3297          * rendezvous, so there is no need to use 'allpmaps_lock' lock here.
3298          * In UP case, the function is called with this lock locked.
3299          */
3300         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
3301                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
3302                 pte1_store(pte1p, npte1);
3303         }
3304
3305 #ifdef SMP
3306         /* Kill all the small mappings or the big one only. */
3307         if (pte1_is_section(npte1))
3308                 tlb_flush_range(pte1_trunc(va), PTE1_SIZE);
3309         else
3310                 tlb_flush(pte1_trunc(va));
3311 #endif
3312 }
3313
3314 #ifdef SMP
3315 struct pte1_action {
3316         vm_offset_t va;
3317         pt1_entry_t npte1;
3318         u_int update;           /* CPU that updates the PTE1 */
3319 };
3320
3321 static void
3322 pmap_update_pte1_action(void *arg)
3323 {
3324         struct pte1_action *act = arg;
3325
3326         if (act->update == PCPU_GET(cpuid))
3327                 pmap_update_pte1_kernel(act->va, act->npte1);
3328 }
3329
3330 /*
3331  *  Change pte1 on current pmap.
3332  *  Note that kernel pte1 must be changed on all pmaps.
3333  *
3334  *  According to the architecture reference manual published by ARM,
3335  *  the behaviour is UNPREDICTABLE when two or more TLB entries map the same VA.
3336  *  According to this manual, UNPREDICTABLE behaviours must never happen in
3337  *  a viable system. In contrast, on x86 processors, it is not specified which
3338  *  TLB entry mapping the virtual address will be used, but the MMU doesn't
3339  *  generate a bogus translation the way it does on Cortex-A8 rev 2 (Beaglebone
3340  *  Black).
3341  *
3342  *  It's a problem when either promotion or demotion is being done. The pte1
3343  *  update and appropriate TLB flush must be done atomically in general.
3344  */
3345 static void
3346 pmap_change_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t va,
3347     pt1_entry_t npte1)
3348 {
3349
3350         if (pmap == kernel_pmap) {
3351                 struct pte1_action act;
3352
3353                 sched_pin();
3354                 act.va = va;
3355                 act.npte1 = npte1;
3356                 act.update = PCPU_GET(cpuid);
3357                 smp_rendezvous_cpus(all_cpus, smp_no_rendezvous_barrier,
3358                     pmap_update_pte1_action, NULL, &act);
3359                 sched_unpin();
3360         } else {
3361                 register_t cspr;
3362
3363                 /*
3364                  * Use break-before-make approach for changing userland
3365                  * mappings. It can cause L1 translation aborts on other
3366                  * cores in SMP case. So, special treatment is implemented
3367                  * in pmap_fault(). To reduce the likelihood that another core
3368                  * will be affected by the broken mapping, disable interrupts
3369                  * until the mapping change is completed.
3370                  */
3371                 cspr = disable_interrupts(PSR_I | PSR_F);
3372                 pte1_clear(pte1p);
3373                 pmap_tlb_flush_pte1(pmap, va, npte1);
3374                 pte1_store(pte1p, npte1);
3375                 restore_interrupts(cspr);
3376         }
3377 }
3378 #else
3379 static void
3380 pmap_change_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t va,
3381     pt1_entry_t npte1)
3382 {
3383
3384         if (pmap == kernel_pmap) {
3385                 mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
3386                 pmap_update_pte1_kernel(va, npte1);
3387                 mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
3388         } else {
3389                 register_t cspr;
3390
3391                 /*
3392                  * Use break-before-make approach for changing userland
3393                  * mappings. It's absolutely safe in UP case when interrupts
3394                  * are disabled.
3395                  */
3396                 cspr = disable_interrupts(PSR_I | PSR_F);
3397                 pte1_clear(pte1p);
3398                 pmap_tlb_flush_pte1(pmap, va, npte1);
3399                 pte1_store(pte1p, npte1);
3400                 restore_interrupts(cspr);
3401         }
3402 }
3403 #endif
3404
3405 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
3406 /*
3407  *  Tries to promote the NPTE2_IN_PT2, contiguous 4KB page mappings that are
3408  *  within a single page table page (PT2) to a single 1MB page mapping.
3409  *  For promotion to occur, two conditions must be met: (1) the 4KB page
3410  *  mappings must map aligned, contiguous physical memory and (2) the 4KB page
3411  *  mappings must have identical characteristics.
3412  *
3413  *  Managed (PG_MANAGED) mappings within the kernel address space are not
3414  *  promoted.  The reason is that kernel PTE1s are replicated in each pmap but
3415  *  pmap_remove_write(), pmap_clear_modify(), and pmap_clear_reference() only
3416  *  read the PTE1 from the kernel pmap.
3417  */
3418 static void
3419 pmap_promote_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t va)
3420 {
3421         pt1_entry_t npte1;
3422         pt2_entry_t *fpte2p, fpte2, fpte2_fav;
3423         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
3424         vm_offset_t pteva __unused;
3425         vm_page_t m __unused;
3426
3427         PDEBUG(6, printf("%s(%p): try for va %#x pte1 %#x at %p\n", __func__,
3428             pmap, va, pte1_load(pte1p), pte1p));
3429
3430         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3431
3432         /*
3433          * Examine the first PTE2 in the specified PT2. Abort if this PTE2 is
3434          * either invalid, unused, or does not map the first 4KB physical page
3435          * within a 1MB page.
3436          */
3437         fpte2p = pmap_pte2_quick(pmap, pte1_trunc(va));
3438         fpte2 = pte2_load(fpte2p);
3439         if ((fpte2 & ((PTE2_FRAME & PTE1_OFFSET) | PTE2_A | PTE2_V)) !=
3440             (PTE2_A | PTE2_V)) {
3441                 pmap_pte1_p_failures++;
3442                 CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure(1) for va %#x in pmap %p",
3443                     __func__, va, pmap);
3444                 return;
3445         }
3446         if (pte2_is_managed(fpte2) && pmap == kernel_pmap) {
3447                 pmap_pte1_p_failures++;
3448                 CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure(2) for va %#x in pmap %p",
3449                     __func__, va, pmap);
3450                 return;
3451         }
3452         if ((fpte2 & (PTE2_NM | PTE2_RO)) == PTE2_NM) {
3453                 /*
3454                  * When page is not modified, PTE2_RO can be set without
3455                  * a TLB invalidation.
3456                  */
3457                 fpte2 |= PTE2_RO;
3458                 pte2_store(fpte2p, fpte2);
3459         }
3460
3461         /*
3462          * Examine each of the other PTE2s in the specified PT2. Abort if this
3463          * PTE2 maps an unexpected 4KB physical page or does not have identical
3464          * characteristics to the first PTE2.
3465          */
3466         fpte2_fav = (fpte2 & (PTE2_FRAME | PTE2_A | PTE2_V));
3467         fpte2_fav += PTE1_SIZE - PTE2_SIZE; /* examine from the end */
3468         for (pte2p = fpte2p + NPTE2_IN_PT2 - 1; pte2p > fpte2p; pte2p--) {
3469                 pte2 = pte2_load(pte2p);
3470                 if ((pte2 & (PTE2_FRAME | PTE2_A | PTE2_V)) != fpte2_fav) {
3471                         pmap_pte1_p_failures++;
3472                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure(3) for va %#x in pmap %p",
3473                             __func__, va, pmap);
3474                         return;
3475                 }
3476                 if ((pte2 & (PTE2_NM | PTE2_RO)) == PTE2_NM) {
3477                         /*
3478                          * When page is not modified, PTE2_RO can be set
3479                          * without a TLB invalidation. See note above.
3480                          */
3481                         pte2 |= PTE2_RO;
3482                         pte2_store(pte2p, pte2);
3483                         pteva = pte1_trunc(va) | (pte2 & PTE1_OFFSET &
3484                             PTE2_FRAME);
3485                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: protect for va %#x in pmap %p",
3486                             __func__, pteva, pmap);
3487                 }
3488                 if ((pte2 & PTE2_PROMOTE) != (fpte2 & PTE2_PROMOTE)) {
3489                         pmap_pte1_p_failures++;
3490                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure(4) for va %#x in pmap %p",
3491                             __func__, va, pmap);
3492                         return;
3493                 }
3494
3495                 fpte2_fav -= PTE2_SIZE;
3496         }
3497         /*
3498          * The page table page in its current state will stay in PT2TAB
3499          * until the PTE1 mapping the section is demoted by pmap_demote_pte1()
3500          * or destroyed by pmap_remove_pte1().
3501          *
3502          * Note that L2 page table size is not equal to PAGE_SIZE.
3503          */
3504         m = PHYS_TO_VM_PAGE(trunc_page(pte1_link_pa(pte1_load(pte1p))));
3505         KASSERT(m >= vm_page_array && m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
3506             ("%s: PT2 page is out of range", __func__));
3507         KASSERT(m->pindex == (pte1_index(va) & ~PT2PG_MASK),
3508             ("%s: PT2 page's pindex is wrong", __func__));
3509
3510         /*
3511          * Get pte1 from pte2 format.
3512          */
3513         npte1 = (fpte2 & PTE1_FRAME) | ATTR_TO_L1(fpte2) | PTE1_V;
3514
3515         /*
3516          * Promote the pv entries.
3517          */
3518         if (pte2_is_managed(fpte2))
3519                 pmap_pv_promote_pte1(pmap, va, pte1_pa(npte1));
3520
3521         /*
3522          * Promote the mappings.
3523          */
3524         pmap_change_pte1(pmap, pte1p, va, npte1);
3525
3526         pmap_pte1_promotions++;
3527         CTR3(KTR_PMAP, "%s: success for va %#x in pmap %p",
3528             __func__, va, pmap);
3529
3530         PDEBUG(6, printf("%s(%p): success for va %#x pte1 %#x(%#x) at %p\n",
3531             __func__, pmap, va, npte1, pte1_load(pte1p), pte1p));
3532 }
3533 #endif /* VM_NRESERVLEVEL > 0 */
3534
3535 /*
3536  *  Zero L2 page table page.
3537  */
3538 static __inline void
3539 pmap_clear_pt2(pt2_entry_t *fpte2p)
3540 {
3541         pt2_entry_t *pte2p;
3542
3543         for (pte2p = fpte2p; pte2p < fpte2p + NPTE2_IN_PT2; pte2p++)
3544                 pte2_clear(pte2p);
3545
3546 }
3547
3548 /*
3549  *  Removes a 1MB page mapping from the kernel pmap.
3550  */
3551 static void
3552 pmap_remove_kernel_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t va)
3553 {
3554         vm_page_t m;
3555         uint32_t pte1_idx;
3556         pt2_entry_t *fpte2p;
3557         vm_paddr_t pt2_pa;
3558
3559         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3560         m = pmap_pt2_page(pmap, va);
3561         if (m == NULL)
3562                 /*
3563                  * QQQ: Is this function called only on promoted pte1?
3564                  *      We certainly do section mappings directly
3565                  *      (without promotion) in kernel !!!
3566                  */
3567                 panic("%s: missing pt2 page", __func__);
3568
3569         pte1_idx = pte1_index(va);
3570
3571         /*
3572          * Initialize the L2 page table.
3573          */
3574         fpte2p = page_pt2(pt2map_pt2pg(va), pte1_idx);
3575         pmap_clear_pt2(fpte2p);
3576
3577         /*
3578          * Remove the mapping.
3579          */
3580         pt2_pa = page_pt2pa(VM_PAGE_TO_PHYS(m), pte1_idx);
3581         pmap_kenter_pte1(va, PTE1_LINK(pt2_pa));
3582
3583         /*
3584          * QQQ: We do not need to invalidate PT2MAP mapping
3585          * as we did not change it. I.e. the L2 page table page
3586          * was and still is mapped the same way.
3587          */
3588 }
3589
3590 /*
3591  *  Do the things to unmap a section in a process
3592  */
3593 static void
3594 pmap_remove_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t sva,
3595     struct spglist *free)
3596 {
3597         pt1_entry_t opte1;
3598         struct md_page *pvh;
3599         vm_offset_t eva, va;
3600         vm_page_t m;
3601
3602         PDEBUG(6, printf("%s(%p): va %#x pte1 %#x at %p\n", __func__, pmap, sva,
3603             pte1_load(pte1p), pte1p));
3604
3605         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3606         KASSERT((sva & PTE1_OFFSET) == 0,
3607             ("%s: sva is not 1mpage aligned", __func__));
3608
3609         /*
3610          * Clear and invalidate the mapping. It should occupy one and only TLB
3611          * entry. So, pmap_tlb_flush() called with aligned address should be
3612          * sufficient.
3613          */
3614         opte1 = pte1_load_clear(pte1p);
3615         pmap_tlb_flush(pmap, sva);
3616
3617         if (pte1_is_wired(opte1))
3618                 pmap->pm_stats.wired_count -= PTE1_SIZE / PAGE_SIZE;
3619         pmap->pm_stats.resident_count -= PTE1_SIZE / PAGE_SIZE;
3620         if (pte1_is_managed(opte1)) {
3621                 pvh = pa_to_pvh(pte1_pa(opte1));
3622                 pmap_pvh_free(pvh, pmap, sva);
3623                 eva = sva + PTE1_SIZE;
3624                 for (va = sva, m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_pa(opte1));
3625                     va < eva; va += PAGE_SIZE, m++) {
3626                         if (pte1_is_dirty(opte1))
3627                                 vm_page_dirty(m);
3628                         if (opte1 & PTE1_A)
3629                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3630                         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) &&
3631                             TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list))
3632                                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3633                 }
3634         }
3635         if (pmap == kernel_pmap) {
3636                 /*
3637                  * L2 page table(s) can't be removed from kernel map as
3638                  * kernel counts on it (stuff around pmap_growkernel()).
3639                  */
3640                  pmap_remove_kernel_pte1(pmap, pte1p, sva);
3641         } else {
3642                 /*
3643                  * Get associated L2 page table page.
3644                  * It's possible that the page was never allocated.
3645                  */
3646                 m = pmap_pt2_page(pmap, sva);
3647                 if (m != NULL)
3648                         pmap_unwire_pt2_all(pmap, sva, m, free);
3649         }
3650 }
3651
3652 /*
3653  *  Fills L2 page table page with mappings to consecutive physical pages.
3654  */
3655 static __inline void
3656 pmap_fill_pt2(pt2_entry_t *fpte2p, pt2_entry_t npte2)
3657 {
3658         pt2_entry_t *pte2p;
3659
3660         for (pte2p = fpte2p; pte2p < fpte2p + NPTE2_IN_PT2; pte2p++) {
3661                 pte2_store(pte2p, npte2);
3662                 npte2 += PTE2_SIZE;
3663         }
3664 }
3665
3666 /*
3667  *  Tries to demote a 1MB page mapping. If demotion fails, the
3668  *  1MB page mapping is invalidated.
3669  */
3670 static boolean_t
3671 pmap_demote_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t va)
3672 {
3673         pt1_entry_t opte1, npte1;
3674         pt2_entry_t *fpte2p, npte2;
3675         vm_paddr_t pt2pg_pa, pt2_pa;
3676         vm_page_t m;
3677         struct spglist free;
3678         uint32_t pte1_idx, isnew = 0;
3679
3680         PDEBUG(6, printf("%s(%p): try for va %#x pte1 %#x at %p\n", __func__,
3681             pmap, va, pte1_load(pte1p), pte1p));
3682
3683         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3684
3685         opte1 = pte1_load(pte1p);
3686         KASSERT(pte1_is_section(opte1), ("%s: opte1 not a section", __func__));
3687
3688         if ((opte1 & PTE1_A) == 0 || (m = pmap_pt2_page(pmap, va)) == NULL) {
3689                 KASSERT(!pte1_is_wired(opte1),
3690                     ("%s: PT2 page for a wired mapping is missing", __func__));
3691
3692                 /*
3693                  * Invalidate the 1MB page mapping and return
3694                  * "failure" if the mapping was never accessed or the
3695                  * allocation of the new page table page fails.
3696                  */
3697                 if ((opte1 & PTE1_A) == 0 || (m = vm_page_alloc(NULL,
3698                     pte1_index(va) & ~PT2PG_MASK, VM_ALLOC_NOOBJ |
3699                     VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
3700                         SLIST_INIT(&free);
3701                         pmap_remove_pte1(pmap, pte1p, pte1_trunc(va), &free);
3702                         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
3703                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure for va %#x in pmap %p",
3704                             __func__, va, pmap);
3705                         return (FALSE);
3706                 }
3707                 if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
3708                         pmap->pm_stats.resident_count++;
3709
3710                 isnew = 1;
3711
3712                 /*
3713                  * We init all L2 page tables in the page even if
3714                  * we are going to change everything for one L2 page
3715                  * table in a while.
3716                  */
3717                 pt2pg_pa = pmap_pt2pg_init(pmap, va, m);
3718         } else {
3719                 if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
3720                         if (pt2_is_empty(m, va))
3721                                 isnew = 1; /* Demoting section w/o promotion. */
3722 #ifdef INVARIANTS
3723                         else
3724                                 KASSERT(pt2_is_full(m, va), ("%s: bad PT2 wire"
3725                                     " count %u", __func__,
3726                                     pt2_wirecount_get(m, pte1_index(va))));
3727 #endif
3728                 }
3729         }
3730
3731         pt2pg_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3732         pte1_idx = pte1_index(va);
3733         /*
3734          * If the pmap is current, then the PT2MAP can provide access to
3735          * the page table page (promoted L2 page tables are not unmapped).
3736          * Otherwise, temporarily map the L2 page table page (m) into
3737          * the kernel's address space at either PADDR1 or PADDR2.
3738          *
3739          * Note that L2 page table size is not equal to PAGE_SIZE.
3740          */
3741         if (pmap_is_current(pmap))
3742                 fpte2p = page_pt2(pt2map_pt2pg(va), pte1_idx);
3743         else if (curthread->td_pinned > 0 && rw_wowned(&pvh_global_lock)) {
3744                 if (pte2_pa(pte2_load(PMAP1)) != pt2pg_pa) {
3745                         pte2_store(PMAP1, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
3746 #ifdef SMP
3747                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
3748 #endif
3749                         tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR1);
3750                         PMAP1changed++;
3751                 } else
3752 #ifdef SMP
3753                 if (PMAP1cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
3754                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
3755                         tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR1);
3756                         PMAP1changedcpu++;
3757                 } else
3758 #endif
3759                         PMAP1unchanged++;
3760                 fpte2p = page_pt2((vm_offset_t)PADDR1, pte1_idx);
3761         } else {
3762                 mtx_lock(&PMAP2mutex);
3763                 if (pte2_pa(pte2_load(PMAP2)) != pt2pg_pa) {
3764                         pte2_store(PMAP2, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
3765                         tlb_flush((vm_offset_t)PADDR2);
3766                 }
3767                 fpte2p = page_pt2((vm_offset_t)PADDR2, pte1_idx);
3768         }
3769         pt2_pa = page_pt2pa(pt2pg_pa, pte1_idx);
3770         npte1 = PTE1_LINK(pt2_pa);
3771
3772         KASSERT((opte1 & PTE1_A) != 0,
3773             ("%s: opte1 is missing PTE1_A", __func__));
3774         KASSERT((opte1 & (PTE1_NM | PTE1_RO)) != PTE1_NM,
3775             ("%s: opte1 has PTE1_NM", __func__));
3776
3777         /*
3778          *  Get pte2 from pte1 format.
3779         */
3780         npte2 = pte1_pa(opte1) | ATTR_TO_L2(opte1) | PTE2_V;
3781
3782         /*
3783          * If the L2 page table page is new, initialize it. If the mapping
3784          * has changed attributes, update the page table entries.
3785          */
3786         if (isnew != 0) {
3787                 pt2_wirecount_set(m, pte1_idx, NPTE2_IN_PT2);
3788                 pmap_fill_pt2(fpte2p, npte2);
3789         } else if ((pte2_load(fpte2p) & PTE2_PROMOTE) !=
3790                     (npte2 & PTE2_PROMOTE))
3791                 pmap_fill_pt2(fpte2p, npte2);
3792
3793         KASSERT(pte2_pa(pte2_load(fpte2p)) == pte2_pa(npte2),
3794             ("%s: fpte2p and npte2 map different physical addresses",
3795             __func__));
3796
3797         if (fpte2p == PADDR2)
3798                 mtx_unlock(&PMAP2mutex);
3799
3800         /*
3801          * Demote the mapping. This pmap is locked. The old PTE1 has
3802          * PTE1_A set. If the old PTE1 has not PTE1_RO set, it also
3803          * has not PTE1_NM set. Thus, there is no danger of a race with
3804          * another processor changing the setting of PTE1_A and/or PTE1_NM
3805          * between the read above and the store below.
3806          */
3807         pmap_change_pte1(pmap, pte1p, va, npte1);
3808
3809         /*
3810          * Demote the pv entry. This depends on the earlier demotion
3811          * of the mapping. Specifically, the (re)creation of a per-
3812          * page pv entry might trigger the execution of pmap_pv_reclaim(),
3813          * which might reclaim a newly (re)created per-page pv entry
3814          * and destroy the associated mapping. In order to destroy
3815          * the mapping, the PTE1 must have already changed from mapping
3816          * the 1mpage to referencing the page table page.
3817          */
3818         if (pte1_is_managed(opte1))
3819                 pmap_pv_demote_pte1(pmap, va, pte1_pa(opte1));
3820
3821         pmap_pte1_demotions++;
3822         CTR3(KTR_PMAP, "%s: success for va %#x in pmap %p",
3823             __func__, va, pmap);
3824
3825         PDEBUG(6, printf("%s(%p): success for va %#x pte1 %#x(%#x) at %p\n",
3826             __func__, pmap, va, npte1, pte1_load(pte1p), pte1p));
3827         return (TRUE);
3828 }
3829
3830 /*
3831  *      Insert the given physical page (p) at
3832  *      the specified virtual address (v) in the
3833  *      target physical map with the protection requested.
3834  *
3835  *      If specified, the page will be wired down, meaning
3836  *      that the related pte can not be reclaimed.
3837  *
3838  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
3839  *      or lose information.  That is, this routine must actually
3840  *      insert this page into the given map NOW.
3841  */
3842 int
3843 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
3844     u_int flags, int8_t psind)
3845 {
3846         pt1_entry_t *pte1p;
3847         pt2_entry_t *pte2p;
3848         pt2_entry_t npte2, opte2;
3849         pv_entry_t pv;
3850         vm_paddr_t opa, pa;
3851         vm_page_t mpte2, om;
3852         boolean_t wired;
3853
3854         va = trunc_page(va);
3855         mpte2 = NULL;
3856         wired = (flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0;
3857
3858         KASSERT(va <= vm_max_kernel_address, ("%s: toobig", __func__));
3859         KASSERT(va < UPT2V_MIN_ADDRESS || va >= UPT2V_MAX_ADDRESS,
3860             ("%s: invalid to pmap_enter page table pages (va: 0x%x)", __func__,
3861             va));
3862         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 && !vm_page_xbusied(m))
3863                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3864
3865         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3866         PMAP_LOCK(pmap);
3867         sched_pin();
3868
3869         /*
3870          * In the case that a page table page is not
3871          * resident, we are creating it here.
3872          */
3873         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
3874                 mpte2 = pmap_allocpte2(pmap, va, flags);
3875                 if (mpte2 == NULL) {
3876                         KASSERT((flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) != 0,
3877                             ("pmap_allocpte2 failed with sleep allowed"));
3878                         sched_unpin();
3879                         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3880                         PMAP_UNLOCK(pmap);
3881                         return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
3882                 }
3883         }
3884         pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
3885         if (pte1_is_section(pte1_load(pte1p)))
3886                 panic("%s: attempted on 1MB page", __func__);
3887         pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, va);
3888         if (pte2p == NULL)
3889                 panic("%s: invalid L1 page table entry va=%#x", __func__, va);
3890
3891         om = NULL;
3892         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3893         opte2 = pte2_load(pte2p);
3894         opa = pte2_pa(opte2);
3895         /*
3896          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
3897          */
3898         if (pte2_is_valid(opte2) && (opa == pa)) {
3899                 /*
3900                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
3901                  * wiring PT2 pages as they remain resident as long as there
3902                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
3903                  * the PT2 page will be also.
3904                  */
3905                 if (wired && !pte2_is_wired(opte2))
3906                         pmap->pm_stats.wired_count++;
3907                 else if (!wired && pte2_is_wired(opte2))
3908                         pmap->pm_stats.wired_count--;
3909
3910                 /*
3911                  * Remove extra pte2 reference
3912                  */
3913                 if (mpte2)
3914                         pt2_wirecount_dec(mpte2, pte1_index(va));
3915                 if (pte2_is_managed(opte2))
3916                         om = m;
3917                 goto validate;
3918         }
3919
3920         /*
3921          * QQQ: We think that changing physical address on writeable mapping
3922          *      is not safe. Well, maybe on kernel address space with correct
3923          *      locking, it can make a sense. However, we have no idea why
3924          *      anyone should do that on user address space. Are we wrong?
3925          */
3926         KASSERT((opa == 0) || (opa == pa) ||
3927             !pte2_is_valid(opte2) || ((opte2 & PTE2_RO) != 0),
3928             ("%s: pmap %p va %#x(%#x) opa %#x pa %#x - gotcha %#x %#x!",
3929             __func__, pmap, va, opte2, opa, pa, flags, prot));
3930
3931         pv = NULL;
3932
3933         /*
3934          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
3935          * handle validating new mapping.
3936          */
3937         if (opa) {
3938                 if (pte2_is_wired(opte2))
3939                         pmap->pm_stats.wired_count--;
3940                 if (pte2_is_managed(opte2)) {
3941                         om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
3942                         pv = pmap_pvh_remove(&om->md, pmap, va);
3943                 }
3944                 /*
3945                  * Remove extra pte2 reference
3946                  */
3947                 if (mpte2 != NULL)
3948                         pt2_wirecount_dec(mpte2, va >> PTE1_SHIFT);
3949         } else
3950                 pmap->pm_stats.resident_count++;
3951
3952         /*
3953          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
3954          */
3955         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3956                 KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva,
3957                     ("%s: managed mapping within the clean submap", __func__));
3958                 if (pv == NULL)
3959                         pv = get_pv_entry(pmap, FALSE);
3960                 pv->pv_va = va;
3961                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3962         } else if (pv != NULL)
3963                 free_pv_entry(pmap, pv);
3964
3965         /*
3966          * Increment counters
3967          */
3968         if (wired)
3969                 pmap->pm_stats.wired_count++;
3970
3971 validate:
3972         /*
3973          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
3974          */
3975         npte2 = PTE2(pa, PTE2_NM, vm_page_pte2_attr(m));
3976         if (prot & VM_PROT_WRITE) {
3977                 if (pte2_is_managed(npte2))
3978                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
3979         }
3980         else
3981                 npte2 |= PTE2_RO;
3982         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
3983                 npte2 |= PTE2_NX;
3984         if (wired)
3985                 npte2 |= PTE2_W;
3986         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
3987                 npte2 |= PTE2_U;
3988         if (pmap != kernel_pmap)
3989                 npte2 |= PTE2_NG;
3990
3991         /*
3992          * If the mapping or permission bits are different, we need
3993          * to update the pte2.
3994          *
3995          * QQQ: Think again and again what to do
3996          *      if the mapping is going to be changed!
3997          */
3998         if ((opte2 & ~(PTE2_NM | PTE2_A)) != (npte2 & ~(PTE2_NM | PTE2_A))) {
3999                 /*
4000                  * Sync icache if exec permission and attribute VM_MEMATTR_WB_WA
4001                  * is set. Do it now, before the mapping is stored and made
4002                  * valid for hardware table walk. If done later, there is a race
4003                  * for other threads of current process in lazy loading case.
4004                  * Don't do it for kernel memory which is mapped with exec
4005                  * permission even if the memory isn't going to hold executable
4006                  * code. The only time when icache sync is needed is after
4007                  * kernel module is loaded and the relocation info is processed.
4008                  * And it's done in elf_cpu_load_file().
4009                  *
4010                  * QQQ: (1) Does it exist any better way where
4011                  *          or how to sync icache?
4012                  *      (2) Now, we do it on a page basis.
4013                  */
4014                 if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) && pmap != kernel_pmap &&
4015                     m->md.pat_mode == VM_MEMATTR_WB_WA &&
4016                     (opa != pa || (opte2 & PTE2_NX)))
4017                         cache_icache_sync_fresh(va, pa, PAGE_SIZE);
4018
4019                 npte2 |= PTE2_A;
4020                 if (flags & VM_PROT_WRITE)
4021                         npte2 &= ~PTE2_NM;
4022                 if (opte2 & PTE2_V) {
4023                         /* Change mapping with break-before-make approach. */
4024                         opte2 = pte2_load_clear(pte2p);
4025                         pmap_tlb_flush(pmap, va);
4026                         pte2_store(pte2p, npte2);
4027                         if (opte2 & PTE2_A) {
4028                                 if (pte2_is_managed(opte2))
4029                                         vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
4030                         }
4031                         if (pte2_is_dirty(opte2)) {
4032                                 if (pte2_is_managed(opte2))
4033                                         vm_page_dirty(om);
4034                         }
4035                         if (pte2_is_managed(opte2) &&
4036                             TAILQ_EMPTY(&om->md.pv_list) &&
4037                             ((om->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
4038                             TAILQ_EMPTY(&pa_to_pvh(opa)->pv_list)))
4039                                 vm_page_aflag_clear(om, PGA_WRITEABLE);
4040                 } else
4041                         pte2_store(pte2p, npte2);
4042         }
4043 #if 0
4044         else {
4045                 /*
4046                  * QQQ: In time when both access and not mofified bits are
4047                  *      emulated by software, this should not happen. Some
4048                  *      analysis is need, if this really happen. Missing
4049                  *      tlb flush somewhere could be the reason.
4050                  */
4051                 panic("%s: pmap %p va %#x opte2 %x npte2 %x !!", __func__, pmap,
4052                     va, opte2, npte2);
4053         }
4054 #endif
4055
4056 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
4057         /*
4058          * If both the L2 page table page and the reservation are fully
4059          * populated, then attempt promotion.
4060          */
4061         if ((mpte2 == NULL || pt2_is_full(mpte2, va)) &&
4062             sp_enabled && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
4063             vm_reserv_level_iffullpop(m) == 0)
4064                 pmap_promote_pte1(pmap, pte1p, va);
4065 #endif
4066         sched_unpin();
4067         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4068         PMAP_UNLOCK(pmap);
4069         return (KERN_SUCCESS);
4070 }
4071
4072 /*
4073  *  Do the things to unmap a page in a process.
4074  */
4075 static int
4076 pmap_remove_pte2(pmap_t pmap, pt2_entry_t *pte2p, vm_offset_t va,
4077     struct spglist *free)
4078 {
4079         pt2_entry_t opte2;
4080         vm_page_t m;
4081
4082         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4083         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
4084
4085         /* Clear and invalidate the mapping. */
4086         opte2 = pte2_load_clear(pte2p);
4087         pmap_tlb_flush(pmap, va);
4088
4089         KASSERT(pte2_is_valid(opte2), ("%s: pmap %p va %#x not link pte2 %#x",
4090             __func__, pmap, va, opte2));
4091
4092         if (opte2 & PTE2_W)
4093                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
4094         pmap->pm_stats.resident_count -= 1;
4095         if (pte2_is_managed(opte2)) {
4096                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(opte2));
4097                 if (pte2_is_dirty(opte2))
4098                         vm_page_dirty(m);
4099                 if (opte2 & PTE2_A)
4100                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
4101                 pmap_remove_entry(pmap, m, va);
4102         }
4103         return (pmap_unuse_pt2(pmap, va, free));
4104 }
4105
4106 /*
4107  *  Remove a single page from a process address space.
4108  */
4109 static void
4110 pmap_remove_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, struct spglist *free)
4111 {
4112         pt2_entry_t *pte2p;
4113
4114         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4115         KASSERT(curthread->td_pinned > 0,
4116             ("%s: curthread not pinned", __func__));
4117         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
4118         if ((pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, va)) == NULL ||
4119             !pte2_is_valid(pte2_load(pte2p)))
4120                 return;
4121         pmap_remove_pte2(pmap, pte2p, va, free);
4122 }
4123
4124 /*
4125  *  Remove the given range of addresses from the specified map.
4126  *
4127  *  It is assumed that the start and end are properly
4128  *  rounded to the page size.
4129  */
4130 void
4131 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
4132 {
4133         vm_offset_t nextva;
4134         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
4135         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
4136         struct spglist free;
4137
4138         /*
4139          * Perform an unsynchronized read. This is, however, safe.
4140          */
4141         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
4142                 return;
4143
4144         SLIST_INIT(&free);
4145
4146         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4147         sched_pin();
4148         PMAP_LOCK(pmap);
4149
4150         /*
4151          * Special handling of removing one page. A very common
4152          * operation and easy to short circuit some code.
4153          */
4154         if (sva + PAGE_SIZE == eva) {
4155                 pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, sva));
4156                 if (pte1_is_link(pte1)) {
4157                         pmap_remove_page(pmap, sva, &free);
4158                         goto out;
4159                 }
4160         }
4161
4162         for (; sva < eva; sva = nextva) {
4163                 /*
4164                  * Calculate address for next L2 page table.
4165                  */
4166                 nextva = pte1_trunc(sva + PTE1_SIZE);
4167                 if (nextva < sva)
4168                         nextva = eva;
4169                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
4170                         break;
4171
4172                 pte1p = pmap_pte1(pmap, sva);
4173                 pte1 = pte1_load(pte1p);
4174
4175                 /*
4176                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the L1 page
4177                  * table is always allocated, and in kernel virtual.
4178                  */
4179                 if (pte1 == 0)
4180                         continue;
4181
4182                 if (pte1_is_section(pte1)) {
4183                         /*
4184                          * Are we removing the entire large page?  If not,
4185                          * demote the mapping and fall through.
4186                          */
4187                         if (sva + PTE1_SIZE == nextva && eva >= nextva) {
4188                                 pmap_remove_pte1(pmap, pte1p, sva, &free);
4189                                 continue;
4190                         } else if (!pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, sva)) {
4191                                 /* The large page mapping was destroyed. */
4192                                 continue;
4193                         }
4194 #ifdef INVARIANTS
4195                         else {
4196                                 /* Update pte1 after demotion. */
4197                                 pte1 = pte1_load(pte1p);
4198                         }
4199 #endif
4200                 }
4201
4202                 KASSERT(pte1_is_link(pte1), ("%s: pmap %p va %#x pte1 %#x at %p"
4203                     " is not link", __func__, pmap, sva, pte1, pte1p));
4204
4205                 /*
4206                  * Limit our scan to either the end of the va represented
4207                  * by the current L2 page table page, or to the end of the
4208                  * range being removed.
4209                  */
4210                 if (nextva > eva)
4211                         nextva = eva;
4212
4213                 for (pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, sva); sva != nextva;
4214                     pte2p++, sva += PAGE_SIZE) {
4215                         pte2 = pte2_load(pte2p);
4216                         if (!pte2_is_valid(pte2))
4217                                 continue;
4218                         if (pmap_remove_pte2(pmap, pte2p, sva, &free))
4219                                 break;
4220                 }
4221         }
4222 out:
4223         sched_unpin();
4224         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4225         PMAP_UNLOCK(pmap);
4226         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
4227 }
4228
4229 /*
4230  *      Routine:        pmap_remove_all
4231  *      Function:
4232  *              Removes this physical page from
4233  *              all physical maps in which it resides.
4234  *              Reflects back modify bits to the pager.
4235  *
4236  *      Notes:
4237  *              Original versions of this routine were very
4238  *              inefficient because they iteratively called
4239  *              pmap_remove (slow...)
4240  */
4241
4242 void
4243 pmap_remove_all(vm_page_t m)
4244 {
4245         struct md_page *pvh;
4246         pv_entry_t pv;
4247         pmap_t pmap;
4248         pt2_entry_t *pte2p, opte2;
4249         pt1_entry_t *pte1p;
4250         vm_offset_t va;
4251         struct spglist free;
4252
4253         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4254             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
4255         SLIST_INIT(&free);
4256         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4257         sched_pin();
4258         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
4259                 goto small_mappings;
4260         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4261         while ((pv = TAILQ_FIRST(&pvh->pv_list)) != NULL) {
4262                 va = pv->pv_va;
4263                 pmap = PV_PMAP(pv);
4264                 PMAP_LOCK(pmap);
4265                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
4266                 (void)pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, va);
4267                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4268         }
4269 small_mappings:
4270         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
4271                 pmap = PV_PMAP(pv);
4272                 PMAP_LOCK(pmap);
4273                 pmap->pm_stats.resident_count--;
4274                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
4275                 KASSERT(!pte1_is_section(pte1_load(pte1p)), ("%s: found "
4276                     "a 1mpage in page %p's pv list", __func__, m));
4277                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va);
4278                 opte2 = pte2_load_clear(pte2p);
4279                 pmap_tlb_flush(pmap, pv->pv_va);
4280                 KASSERT(pte2_is_valid(opte2), ("%s: pmap %p va %x zero pte2",
4281                     __func__, pmap, pv->pv_va));
4282                 if (pte2_is_wired(opte2))
4283                         pmap->pm_stats.wired_count--;
4284                 if (opte2 & PTE2_A)
4285                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
4286
4287                 /*
4288                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
4289                  */
4290                 if (pte2_is_dirty(opte2))
4291                         vm_page_dirty(m);
4292                 pmap_unuse_pt2(pmap, pv->pv_va, &free);
4293                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
4294                 free_pv_entry(pmap, pv);
4295                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4296         }
4297         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
4298         sched_unpin();
4299         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4300         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
4301 }
4302
4303 /*
4304  *  Just subroutine for pmap_remove_pages() to reasonably satisfy
4305  *  good coding style, a.k.a. 80 character line width limit hell.
4306  */
4307 static __inline void
4308 pmap_remove_pte1_quick(pmap_t pmap, pt1_entry_t pte1, pv_entry_t pv,
4309     struct spglist *free)
4310 {
4311         vm_paddr_t pa;
4312         vm_page_t m, mt, mpt2pg;
4313         struct md_page *pvh;
4314
4315         pa = pte1_pa(pte1);
4316         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
4317
4318         KASSERT(m->phys_addr == pa, ("%s: vm_page_t %p addr mismatch %#x %#x",
4319             __func__, m, m->phys_addr, pa));
4320         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
4321             m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
4322             ("%s: bad pte1 %#x", __func__, pte1));
4323
4324         if (pte1_is_dirty(pte1)) {
4325                 for (mt = m; mt < &m[PTE1_SIZE / PAGE_SIZE]; mt++)
4326                         vm_page_dirty(mt);
4327         }
4328
4329         pmap->pm_stats.resident_count -= PTE1_SIZE / PAGE_SIZE;
4330         pvh = pa_to_pvh(pa);
4331         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
4332         if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list)) {
4333                 for (mt = m; mt < &m[PTE1_SIZE / PAGE_SIZE]; mt++)
4334                         if (TAILQ_EMPTY(&mt->md.pv_list))
4335                                 vm_page_aflag_clear(mt, PGA_WRITEABLE);
4336         }
4337         mpt2pg = pmap_pt2_page(pmap, pv->pv_va);
4338         if (mpt2pg != NULL)
4339                 pmap_unwire_pt2_all(pmap, pv->pv_va, mpt2pg, free);
4340 }
4341
4342 /*
4343  *  Just subroutine for pmap_remove_pages() to reasonably satisfy
4344  *  good coding style, a.k.a. 80 character line width limit hell.
4345  */
4346 static __inline void
4347 pmap_remove_pte2_quick(pmap_t pmap, pt2_entry_t pte2, pv_entry_t pv,
4348     struct spglist *free)
4349 {
4350         vm_paddr_t pa;
4351         vm_page_t m;
4352         struct md_page *pvh;
4353
4354         pa = pte2_pa(pte2);
4355         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
4356
4357         KASSERT(m->phys_addr == pa, ("%s: vm_page_t %p addr mismatch %#x %#x",
4358             __func__, m, m->phys_addr, pa));
4359         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
4360             m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
4361             ("%s: bad pte2 %#x", __func__, pte2));
4362
4363         if (pte2_is_dirty(pte2))
4364                 vm_page_dirty(m);
4365
4366         pmap->pm_stats.resident_count--;
4367         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
4368         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
4369                 pvh = pa_to_pvh(pa);
4370                 if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list))
4371                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
4372         }
4373         pmap_unuse_pt2(pmap, pv->pv_va, free);
4374 }
4375
4376 /*
4377  *  Remove all pages from specified address space this aids process
4378  *  exit speeds. Also, this code is special cased for current process
4379  *  only, but can have the more generic (and slightly slower) mode enabled.
4380  *  This is much faster than pmap_remove in the case of running down
4381  *  an entire address space.
4382  */
4383 void
4384 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
4385 {
4386         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
4387         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
4388         pv_entry_t pv;
4389         struct pv_chunk *pc, *npc;
4390         struct spglist free;
4391         int field, idx;
4392         int32_t bit;
4393         uint32_t inuse, bitmask;
4394         boolean_t allfree;
4395
4396         /*
4397          * Assert that the given pmap is only active on the current
4398          * CPU.  Unfortunately, we cannot block another CPU from
4399          * activating the pmap while this function is executing.
4400          */
4401         KASSERT(pmap == vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace),
4402             ("%s: non-current pmap %p", __func__, pmap));
4403 #if defined(SMP) && defined(INVARIANTS)
4404         {
4405                 cpuset_t other_cpus;
4406
4407                 sched_pin();
4408                 other_cpus = pmap->pm_active;
4409                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &other_cpus);
4410                 sched_unpin();
4411                 KASSERT(CPU_EMPTY(&other_cpus),
4412                     ("%s: pmap %p active on other cpus", __func__, pmap));
4413         }
4414 #endif
4415         SLIST_INIT(&free);
4416         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4417         PMAP_LOCK(pmap);
4418         sched_pin();
4419         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
4420                 KASSERT(pc->pc_pmap == pmap, ("%s: wrong pmap %p %p",
4421                     __func__, pmap, pc->pc_pmap));
4422                 allfree = TRUE;
4423                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
4424                         inuse = (~(pc->pc_map[field])) & pc_freemask[field];
4425                         while (inuse != 0) {
4426                                 bit = ffs(inuse) - 1;
4427                                 bitmask = 1UL << bit;
4428                                 idx = field * 32 + bit;
4429                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
4430                                 inuse &= ~bitmask;
4431
4432                                 /*
4433                                  * Note that we cannot remove wired pages
4434                                  * from a process' mapping at this time
4435                                  */
4436                                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
4437                                 pte1 = pte1_load(pte1p);
4438                                 if (pte1_is_section(pte1)) {
4439                                         if (pte1_is_wired(pte1))  {
4440                                                 allfree = FALSE;
4441                                                 continue;
4442                                         }
4443                                         pte1_clear(pte1p);
4444                                         pmap_remove_pte1_quick(pmap, pte1, pv,
4445                                             &free);
4446                                 }
4447                                 else if (pte1_is_link(pte1)) {
4448                                         pte2p = pt2map_entry(pv->pv_va);
4449                                         pte2 = pte2_load(pte2p);
4450
4451                                         if (!pte2_is_valid(pte2)) {
4452                                                 printf("%s: pmap %p va %#x "
4453                                                     "pte2 %#x\n", __func__,
4454                                                     pmap, pv->pv_va, pte2);
4455                                                 panic("bad pte2");
4456                                         }
4457
4458                                         if (pte2_is_wired(pte2))   {
4459                                                 allfree = FALSE;
4460                                                 continue;
4461                                         }
4462                                         pte2_clear(pte2p);
4463                                         pmap_remove_pte2_quick(pmap, pte2, pv,
4464                                             &free);
4465                                 } else {
4466                                         printf("%s: pmap %p va %#x pte1 %#x\n",
4467                                             __func__, pmap, pv->pv_va, pte1);
4468                                         panic("bad pte1");
4469                                 }
4470
4471                                 /* Mark free */
4472                                 PV_STAT(pv_entry_frees++);
4473                                 PV_STAT(pv_entry_spare++);
4474                                 pv_entry_count--;
4475                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
4476                         }
4477                 }
4478                 if (allfree) {
4479                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
4480                         free_pv_chunk(pc);
4481                 }
4482         }
4483         tlb_flush_all_ng_local();
4484         sched_unpin();
4485         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4486         PMAP_UNLOCK(pmap);
4487         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
4488 }
4489
4490 /*
4491  *  This code makes some *MAJOR* assumptions:
4492  *  1. Current pmap & pmap exists.
4493  *  2. Not wired.
4494  *  3. Read access.
4495  *  4. No L2 page table pages.
4496  *  but is *MUCH* faster than pmap_enter...
4497  */
4498 static vm_page_t
4499 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
4500     vm_prot_t prot, vm_page_t mpt2pg)
4501 {
4502         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
4503         vm_paddr_t pa;
4504         struct spglist free;
4505         uint32_t l2prot;
4506
4507         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
4508             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
4509             ("%s: managed mapping within the clean submap", __func__));
4510         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4511         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
4512
4513         /*
4514          * In the case that a L2 page table page is not
4515          * resident, we are creating it here.
4516          */
4517         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
4518                 u_int pte1_idx;
4519                 pt1_entry_t pte1, *pte1p;
4520                 vm_paddr_t pt2_pa;
4521
4522                 /*
4523                  * Get L1 page table things.
4524                  */
4525                 pte1_idx = pte1_index(va);
4526                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
4527                 pte1 = pte1_load(pte1p);
4528
4529                 if (mpt2pg && (mpt2pg->pindex == (pte1_idx & ~PT2PG_MASK))) {
4530                         /*
4531                          * Each of NPT2_IN_PG L2 page tables on the page can
4532                          * come here. Make sure that associated L1 page table
4533                          * link is established.
4534                          *
4535                          * QQQ: It comes that we don't establish all links to
4536                          *      L2 page tables for newly allocated L2 page
4537                          *      tables page.
4538                          */
4539                         KASSERT(!pte1_is_section(pte1),
4540                             ("%s: pte1 %#x is section", __func__, pte1));
4541                         if (!pte1_is_link(pte1)) {
4542                                 pt2_pa = page_pt2pa(VM_PAGE_TO_PHYS(mpt2pg),
4543                                     pte1_idx);
4544                                 pte1_store(pte1p, PTE1_LINK(pt2_pa));
4545                         }
4546                         pt2_wirecount_inc(mpt2pg, pte1_idx);
4547                 } else {
4548                         /*
4549                          * If the L2 page table page is mapped, we just
4550                          * increment the hold count, and activate it.
4551                          */
4552                         if (pte1_is_section(pte1)) {
4553                                 return (NULL);
4554                         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
4555                                 mpt2pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_link_pa(pte1));
4556                                 pt2_wirecount_inc(mpt2pg, pte1_idx);
4557                         } else {
4558                                 mpt2pg = _pmap_allocpte2(pmap, va,
4559                                     PMAP_ENTER_NOSLEEP);
4560                                 if (mpt2pg == NULL)
4561                                         return (NULL);
4562                         }
4563                 }
4564         } else {
4565                 mpt2pg = NULL;
4566         }
4567
4568         /*
4569          * This call to pt2map_entry() makes the assumption that we are
4570          * entering the page into the current pmap.  In order to support
4571          * quick entry into any pmap, one would likely use pmap_pte2_quick().
4572          * But that isn't as quick as pt2map_entry().
4573          */
4574         pte2p = pt2map_entry(va);
4575         pte2 = pte2_load(pte2p);
4576         if (pte2_is_valid(pte2)) {
4577                 if (mpt2pg != NULL) {
4578                         /*
4579                          * Remove extra pte2 reference
4580                          */
4581                         pt2_wirecount_dec(mpt2pg, pte1_index(va));
4582                         mpt2pg = NULL;
4583                 }
4584                 return (NULL);
4585         }
4586
4587         /*
4588          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
4589          */
4590         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
4591             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m)) {
4592                 if (mpt2pg != NULL) {
4593                         SLIST_INIT(&free);
4594                         if (pmap_unwire_pt2(pmap, va, mpt2pg, &free)) {
4595                                 pmap_tlb_flush(pmap, va);
4596                                 vm_page_free_pages_toq(&free, false);
4597                         }
4598
4599                         mpt2pg = NULL;
4600                 }
4601                 return (NULL);
4602         }
4603
4604         /*
4605          * Increment counters
4606          */
4607         pmap->pm_stats.resident_count++;
4608
4609         /*
4610          * Now validate mapping with RO protection
4611          */
4612         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
4613         l2prot = PTE2_RO | PTE2_NM;
4614         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
4615                 l2prot |= PTE2_U | PTE2_NG;
4616         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
4617                 l2prot |= PTE2_NX;
4618         else if (m->md.pat_mode == VM_MEMATTR_WB_WA && pmap != kernel_pmap) {
4619                 /*
4620                  * Sync icache if exec permission and attribute VM_MEMATTR_WB_WA
4621                  * is set. QQQ: For more info, see comments in pmap_enter().
4622                  */
4623                 cache_icache_sync_fresh(va, pa, PAGE_SIZE);
4624         }
4625         pte2_store(pte2p, PTE2(pa, l2prot, vm_page_pte2_attr(m)));
4626
4627         return (mpt2pg);
4628 }
4629
4630 void
4631 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
4632 {
4633
4634         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4635         PMAP_LOCK(pmap);
4636         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL);
4637         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4638         PMAP_UNLOCK(pmap);
4639 }
4640
4641 /*
4642  *  Tries to create 1MB page mapping.  Returns TRUE if successful and
4643  *  FALSE otherwise.  Fails if (1) a page table page cannot be allocated without
4644  *  blocking, (2) a mapping already exists at the specified virtual address, or
4645  *  (3) a pv entry cannot be allocated without reclaiming another pv entry.
4646  */
4647 static boolean_t
4648 pmap_enter_pte1(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
4649 {
4650         pt1_entry_t *pte1p;
4651         vm_paddr_t pa;
4652         uint32_t l1prot;
4653
4654         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4655         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
4656         pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
4657         if (pte1_is_valid(pte1_load(pte1p))) {
4658                 CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure for va %#lx in pmap %p", __func__,
4659                     va, pmap);
4660                 return (FALSE);
4661         }
4662         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
4663                 /*
4664                  * Abort this mapping if its PV entry could not be created.
4665                  */
4666                 if (!pmap_pv_insert_pte1(pmap, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m))) {
4667                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure for va %#lx in pmap %p",
4668                             __func__, va, pmap);
4669                         return (FALSE);
4670                 }
4671         }
4672         /*
4673          * Increment counters.
4674          */
4675         pmap->pm_stats.resident_count += PTE1_SIZE / PAGE_SIZE;
4676
4677         /*
4678          * Map the section.
4679          *
4680          * QQQ: Why VM_PROT_WRITE is not evaluated and the mapping is
4681          *      made readonly?
4682          */
4683         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
4684         l1prot = PTE1_RO | PTE1_NM;
4685         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
4686                 l1prot |= PTE1_U | PTE1_NG;
4687         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
4688                 l1prot |= PTE1_NX;
4689         else if (m->md.pat_mode == VM_MEMATTR_WB_WA && pmap != kernel_pmap) {
4690                 /*
4691                  * Sync icache if exec permission and attribute VM_MEMATTR_WB_WA
4692                  * is set. QQQ: For more info, see comments in pmap_enter().
4693                  */
4694                 cache_icache_sync_fresh(va, pa, PTE1_SIZE);
4695         }
4696         pte1_store(pte1p, PTE1(pa, l1prot, ATTR_TO_L1(vm_page_pte2_attr(m))));
4697
4698         pmap_pte1_mappings++;
4699         CTR3(KTR_PMAP, "%s: success for va %#lx in pmap %p", __func__, va,
4700             pmap);
4701         return (TRUE);
4702 }
4703
4704 /*
4705  *  Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
4706  *  The sequence begins with the given page m_start.  This page is
4707  *  mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
4708  *  mapped at a virtual address that is offset from start by the same
4709  *  amount as the page is offset from m_start within the object.  The
4710  *  last page in the sequence is the page with the largest offset from
4711  *  m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
4712  *  virtual address end.  Not every virtual page between start and end
4713  *  is mapped; only those for which a resident page exists with the
4714  *  corresponding offset from m_start are mapped.
4715  */
4716 void
4717 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
4718     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
4719 {
4720         vm_offset_t va;
4721         vm_page_t m, mpt2pg;
4722         vm_pindex_t diff, psize;
4723
4724         PDEBUG(6, printf("%s: pmap %p start %#x end  %#x m %p prot %#x\n",
4725             __func__, pmap, start, end, m_start, prot));
4726
4727         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
4728         psize = atop(end - start);
4729         mpt2pg = NULL;
4730         m = m_start;
4731         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4732         PMAP_LOCK(pmap);
4733         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
4734                 va = start + ptoa(diff);
4735                 if ((va & PTE1_OFFSET) == 0 && va + PTE1_SIZE <= end &&
4736                     m->psind == 1 && sp_enabled &&
4737                     pmap_enter_pte1(pmap, va, m, prot))
4738                         m = &m[PTE1_SIZE / PAGE_SIZE - 1];
4739                 else
4740                         mpt2pg = pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot,
4741                             mpt2pg);
4742                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
4743         }
4744         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4745         PMAP_UNLOCK(pmap);
4746 }
4747
4748 /*
4749  *  This code maps large physical mmap regions into the
4750  *  processor address space.  Note that some shortcuts
4751  *  are taken, but the code works.
4752  */
4753 void
4754 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
4755     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
4756 {
4757         pt1_entry_t *pte1p;
4758         vm_paddr_t pa, pte2_pa;
4759         vm_page_t p;
4760         vm_memattr_t pat_mode;
4761         u_int l1attr, l1prot;
4762
4763         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
4764         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
4765             ("%s: non-device object", __func__));
4766         if ((addr & PTE1_OFFSET) == 0 && (size & PTE1_OFFSET) == 0) {
4767                 if (!vm_object_populate(object, pindex, pindex + atop(size)))
4768                         return;
4769                 p = vm_page_lookup(object, pindex);
4770                 KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
4771                     ("%s: invalid page %p", __func__, p));
4772                 pat_mode = p->md.pat_mode;
4773
4774                 /*
4775                  * Abort the mapping if the first page is not physically
4776                  * aligned to a 1MB page boundary.
4777                  */
4778                 pte2_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(p);
4779                 if (pte2_pa & PTE1_OFFSET)
4780                         return;
4781
4782                 /*
4783                  * Skip the first page. Abort the mapping if the rest of
4784                  * the pages are not physically contiguous or have differing
4785                  * memory attributes.
4786                  */
4787                 p = TAILQ_NEXT(p, listq);
4788                 for (pa = pte2_pa + PAGE_SIZE; pa < pte2_pa + size;
4789                     pa += PAGE_SIZE) {
4790                         KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
4791                             ("%s: invalid page %p", __func__, p));
4792                         if (pa != VM_PAGE_TO_PHYS(p) ||
4793                             pat_mode != p->md.pat_mode)
4794                                 return;
4795                         p = TAILQ_NEXT(p, listq);
4796                 }
4797
4798                 /*
4799                  * Map using 1MB pages.
4800                  *
4801                  * QQQ: Well, we are mapping a section, so same condition must
4802                  * be hold like during promotion. It looks that only RW mapping
4803                  * is done here, so readonly mapping must be done elsewhere.
4804                  */
4805                 l1prot = PTE1_U | PTE1_NG | PTE1_RW | PTE1_M | PTE1_A;
4806                 l1attr = ATTR_TO_L1(vm_memattr_to_pte2(pat_mode));
4807                 PMAP_LOCK(pmap);
4808                 for (pa = pte2_pa; pa < pte2_pa + size; pa += PTE1_SIZE) {
4809                         pte1p = pmap_pte1(pmap, addr);
4810                         if (!pte1_is_valid(pte1_load(pte1p))) {
4811                                 pte1_store(pte1p, PTE1(pa, l1prot, l1attr));
4812                                 pmap->pm_stats.resident_count += PTE1_SIZE /
4813                                     PAGE_SIZE;
4814                                 pmap_pte1_mappings++;
4815                         }
4816                         /* Else continue on if the PTE1 is already valid. */
4817                         addr += PTE1_SIZE;
4818                 }
4819                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4820         }
4821 }
4822
4823 /*
4824  *  Do the things to protect a 1mpage in a process.
4825  */
4826 static void
4827 pmap_protect_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t sva,
4828     vm_prot_t prot)
4829 {
4830         pt1_entry_t npte1, opte1;
4831         vm_offset_t eva, va;
4832         vm_page_t m;
4833
4834         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
4835         KASSERT((sva & PTE1_OFFSET) == 0,
4836             ("%s: sva is not 1mpage aligned", __func__));
4837
4838         opte1 = npte1 = pte1_load(pte1p);
4839         if (pte1_is_managed(opte1) && pte1_is_dirty(opte1)) {
4840                 eva = sva + PTE1_SIZE;
4841                 for (va = sva, m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_pa(opte1));
4842                     va < eva; va += PAGE_SIZE, m++)
4843                         vm_page_dirty(m);
4844         }
4845         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
4846                 npte1 |= PTE1_RO | PTE1_NM;
4847         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
4848                 npte1 |= PTE1_NX;
4849
4850         /*
4851          * QQQ: Herein, execute permission is never set.
4852          *      It only can be cleared. So, no icache
4853          *      syncing is needed.
4854          */
4855
4856         if (npte1 != opte1) {
4857                 pte1_store(pte1p, npte1);
4858                 pmap_tlb_flush(pmap, sva);
4859         }
4860 }
4861
4862 /*
4863  *      Set the physical protection on the
4864  *      specified range of this map as requested.
4865  */
4866 void
4867 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
4868 {
4869         boolean_t pv_lists_locked;
4870         vm_offset_t nextva;
4871         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
4872         pt2_entry_t *pte2p, opte2, npte2;
4873
4874         KASSERT((prot & ~VM_PROT_ALL) == 0, ("invalid prot %x", prot));
4875         if (prot == VM_PROT_NONE) {
4876                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
4877                 return;
4878         }
4879
4880         if ((prot & (VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE)) ==
4881             (VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE))
4882                 return;
4883
4884         if (pmap_is_current(pmap))
4885                 pv_lists_locked = FALSE;
4886         else {
4887                 pv_lists_locked = TRUE;
4888 resume:
4889                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
4890                 sched_pin();
4891         }
4892
4893         PMAP_LOCK(pmap);
4894         for (; sva < eva; sva = nextva) {
4895                 /*
4896                  * Calculate address for next L2 page table.
4897                  */
4898                 nextva = pte1_trunc(sva + PTE1_SIZE);
4899                 if (nextva < sva)
4900                         nextva = eva;
4901
4902                 pte1p = pmap_pte1(pmap, sva);
4903                 pte1 = pte1_load(pte1p);
4904
4905                 /*
4906                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that L1 page
4907                  * page table is always allocated, and in kernel virtual.
4908                  */
4909                 if (pte1 == 0)
4910                         continue;
4911
4912                 if (pte1_is_section(pte1)) {
4913                         /*
4914                          * Are we protecting the entire large page?  If not,
4915                          * demote the mapping and fall through.
4916                          */
4917                         if (sva + PTE1_SIZE == nextva && eva >= nextva) {
4918                                 pmap_protect_pte1(pmap, pte1p, sva, prot);
4919                                 continue;
4920                         } else {
4921                                 if (!pv_lists_locked) {
4922                                         pv_lists_locked = TRUE;
4923                                         if (!rw_try_wlock(&pvh_global_lock)) {
4924                                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4925                                                 goto resume;
4926                                         }
4927                                         sched_pin();
4928                                 }
4929                                 if (!pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, sva)) {
4930                                         /*
4931                                          * The large page mapping
4932                                          * was destroyed.
4933                                          */
4934                                         continue;
4935                                 }
4936 #ifdef INVARIANTS
4937                                 else {
4938                                         /* Update pte1 after demotion */
4939                                         pte1 = pte1_load(pte1p);
4940                                 }
4941 #endif
4942                         }
4943                 }
4944
4945                 KASSERT(pte1_is_link(pte1), ("%s: pmap %p va %#x pte1 %#x at %p"
4946                     " is not link", __func__, pmap, sva, pte1, pte1p));
4947
4948                 /*
4949                  * Limit our scan to either the end of the va represented
4950                  * by the current L2 page table page, or to the end of the
4951                  * range being protected.
4952                  */
4953                 if (nextva > eva)
4954                         nextva = eva;
4955
4956                 for (pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, sva); sva != nextva; pte2p++,
4957                     sva += PAGE_SIZE) {
4958                         vm_page_t m;
4959
4960                         opte2 = npte2 = pte2_load(pte2p);
4961                         if (!pte2_is_valid(opte2))
4962                                 continue;
4963
4964                         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
4965                                 if (pte2_is_managed(opte2) &&
4966                                     pte2_is_dirty(opte2)) {
4967                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(opte2));
4968                                         vm_page_dirty(m);
4969                                 }
4970                                 npte2 |= PTE2_RO | PTE2_NM;
4971                         }
4972
4973                         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
4974                                 npte2 |= PTE2_NX;
4975
4976                         /*
4977                          * QQQ: Herein, execute permission is never set.
4978                          *      It only can be cleared. So, no icache
4979                          *      syncing is needed.
4980                          */
4981
4982                         if (npte2 != opte2) {
4983                                 pte2_store(pte2p, npte2);
4984                                 pmap_tlb_flush(pmap, sva);
4985                         }
4986                 }
4987         }
4988         if (pv_lists_locked) {
4989                 sched_unpin();
4990                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4991         }
4992         PMAP_UNLOCK(pmap);
4993 }
4994
4995 /*
4996  *      pmap_pvh_wired_mappings:
4997  *
4998  *      Return the updated number "count" of managed mappings that are wired.
4999  */
5000 static int
5001 pmap_pvh_wired_mappings(struct md_page *pvh, int count)
5002 {
5003         pmap_t pmap;
5004         pt1_entry_t pte1;
5005         pt2_entry_t pte2;
5006         pv_entry_t pv;
5007
5008         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
5009         sched_pin();
5010         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
5011                 pmap = PV_PMAP(pv);
5012                 PMAP_LOCK(pmap);
5013                 pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, pv->pv_va));
5014                 if (pte1_is_section(pte1)) {
5015                         if (pte1_is_wired(pte1))
5016                                 count++;
5017                 } else {
5018                         KASSERT(pte1_is_link(pte1),
5019                             ("%s: pte1 %#x is not link", __func__, pte1));
5020                         pte2 = pte2_load(pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va));
5021                         if (pte2_is_wired(pte2))
5022                                 count++;
5023                 }
5024                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5025         }
5026         sched_unpin();
5027         return (count);
5028 }
5029
5030 /*
5031  *      pmap_page_wired_mappings:
5032  *
5033  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
5034  *      that are wired.
5035  */
5036 int
5037 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
5038 {
5039         int count;
5040
5041         count = 0;
5042         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
5043                 return (count);
5044         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5045         count = pmap_pvh_wired_mappings(&m->md, count);
5046         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
5047                 count = pmap_pvh_wired_mappings(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m)),
5048                     count);
5049         }
5050         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5051         return (count);
5052 }
5053
5054 /*
5055  *  Returns TRUE if any of the given mappings were used to modify
5056  *  physical memory.  Otherwise, returns FALSE.  Both page and 1mpage
5057  *  mappings are supported.
5058  */
5059 static boolean_t
5060 pmap_is_modified_pvh(struct md_page *pvh)
5061 {
5062         pv_entry_t pv;
5063         pt1_entry_t pte1;
5064         pt2_entry_t pte2;
5065         pmap_t pmap;
5066         boolean_t rv;
5067
5068         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
5069         rv = FALSE;
5070         sched_pin();
5071         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
5072                 pmap = PV_PMAP(pv);
5073                 PMAP_LOCK(pmap);
5074                 pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, pv->pv_va));
5075                 if (pte1_is_section(pte1)) {
5076                         rv = pte1_is_dirty(pte1);
5077                 } else {
5078                         KASSERT(pte1_is_link(pte1),
5079                             ("%s: pte1 %#x is not link", __func__, pte1));
5080                         pte2 = pte2_load(pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va));
5081                         rv = pte2_is_dirty(pte2);
5082                 }
5083                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5084                 if (rv)
5085                         break;
5086         }
5087         sched_unpin();
5088         return (rv);
5089 }
5090
5091 /*
5092  *      pmap_is_modified:
5093  *
5094  *      Return whether or not the specified physical page was modified
5095  *      in any physical maps.
5096  */
5097 boolean_t
5098 pmap_is_modified(vm_page_t m)
5099 {
5100         boolean_t rv;
5101
5102         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5103             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5104
5105         /*
5106          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
5107          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
5108          * is clear, no PTE2s can have PG_M set.
5109          */
5110         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
5111         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
5112                 return (FALSE);
5113         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5114         rv = pmap_is_modified_pvh(&m->md) ||
5115             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
5116             pmap_is_modified_pvh(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))));
5117         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5118         return (rv);
5119 }
5120
5121 /*
5122  *      pmap_is_prefaultable:
5123  *
5124  *      Return whether or not the specified virtual address is eligible
5125  *      for prefault.
5126  */
5127 boolean_t
5128 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
5129 {
5130         pt1_entry_t pte1;
5131         pt2_entry_t pte2;
5132         boolean_t rv;
5133
5134         rv = FALSE;
5135         PMAP_LOCK(pmap);
5136         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, addr));
5137         if (pte1_is_link(pte1)) {
5138                 pte2 = pte2_load(pt2map_entry(addr));
5139                 rv = !pte2_is_valid(pte2) ;
5140         }
5141         PMAP_UNLOCK(pmap);
5142         return (rv);
5143 }
5144
5145 /*
5146  *  Returns TRUE if any of the given mappings were referenced and FALSE
5147  *  otherwise. Both page and 1mpage mappings are supported.
5148  */
5149 static boolean_t
5150 pmap_is_referenced_pvh(struct md_page *pvh)
5151 {
5152
5153         pv_entry_t pv;
5154         pt1_entry_t pte1;
5155         pt2_entry_t pte2;
5156         pmap_t pmap;
5157         boolean_t rv;
5158
5159         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
5160         rv = FALSE;
5161         sched_pin();
5162         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
5163                 pmap = PV_PMAP(pv);
5164                 PMAP_LOCK(pmap);
5165                 pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, pv->pv_va));
5166                 if (pte1_is_section(pte1)) {
5167                         rv = (pte1 & (PTE1_A | PTE1_V)) == (PTE1_A | PTE1_V);
5168                 } else {
5169                         pte2 = pte2_load(pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va));
5170                         rv = (pte2 & (PTE2_A | PTE2_V)) == (PTE2_A | PTE2_V);
5171                 }
5172                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5173                 if (rv)
5174                         break;
5175         }
5176         sched_unpin();
5177         return (rv);
5178 }
5179
5180 /*
5181  *      pmap_is_referenced:
5182  *
5183  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
5184  *      in any physical maps.
5185  */
5186 boolean_t
5187 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
5188 {
5189         boolean_t rv;
5190
5191         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5192             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5193         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5194         rv = pmap_is_referenced_pvh(&m->md) ||
5195             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
5196             pmap_is_referenced_pvh(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))));
5197         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5198         return (rv);
5199 }
5200
5201 /*
5202  *      pmap_ts_referenced:
5203  *
5204  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
5205  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
5206  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
5207  *      reference bits set.
5208  *
5209  *      As an optimization, update the page's dirty field if a modified bit is
5210  *      found while counting reference bits.  This opportunistic update can be
5211  *      performed at low cost and can eliminate the need for some future calls
5212  *      to pmap_is_modified().  However, since this function stops after
5213  *      finding PMAP_TS_REFERENCED_MAX reference bits, it may not detect some
5214  *      dirty pages.  Those dirty pages will only be detected by a future call
5215  *      to pmap_is_modified().
5216  */
5217 int
5218 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
5219 {
5220         struct md_page *pvh;
5221         pv_entry_t pv, pvf;
5222         pmap_t pmap;
5223         pt1_entry_t  *pte1p, opte1;
5224         pt2_entry_t *pte2p, opte2;
5225         vm_paddr_t pa;
5226         int rtval = 0;
5227
5228         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5229             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5230         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
5231         pvh = pa_to_pvh(pa);
5232         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5233         sched_pin();
5234         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
5235             (pvf = TAILQ_FIRST(&pvh->pv_list)) == NULL)
5236                 goto small_mappings;
5237         pv = pvf;
5238         do {
5239                 pmap = PV_PMAP(pv);
5240                 PMAP_LOCK(pmap);
5241                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
5242                 opte1 = pte1_load(pte1p);
5243                 if (pte1_is_dirty(opte1)) {
5244                         /*
5245                          * Although "opte1" is mapping a 1MB page, because
5246                          * this function is called at a 4KB page granularity,
5247                          * we only update the 4KB page under test.
5248                          */
5249                         vm_page_dirty(m);
5250                 }
5251                 if ((opte1 & PTE1_A) != 0) {
5252                         /*
5253                          * Since this reference bit is shared by 256 4KB pages,
5254                          * it should not be cleared every time it is tested.
5255                          * Apply a simple "hash" function on the physical page
5256                          * number, the virtual section number, and the pmap
5257                          * address to select one 4KB page out of the 256
5258                          * on which testing the reference bit will result
5259                          * in clearing that bit. This function is designed
5260                          * to avoid the selection of the same 4KB page
5261                          * for every 1MB page mapping.
5262                          *
5263                          * On demotion, a mapping that hasn't been referenced
5264                          * is simply destroyed.  To avoid the possibility of a
5265                          * subsequent page fault on a demoted wired mapping,
5266                          * always leave its reference bit set.  Moreover,
5267                          * since the section is wired, the current state of
5268                          * its reference bit won't affect page replacement.
5269                          */
5270                          if ((((pa >> PAGE_SHIFT) ^ (pv->pv_va >> PTE1_SHIFT) ^
5271                             (uintptr_t)pmap) & (NPTE2_IN_PG - 1)) == 0 &&
5272                             !pte1_is_wired(opte1)) {
5273                                 pte1_clear_bit(pte1p, PTE1_A);
5274                                 pmap_tlb_flush(pmap, pv->pv_va);
5275                         }
5276                         rtval++;
5277                 }
5278                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5279                 /* Rotate the PV list if it has more than one entry. */
5280                 if (TAILQ_NEXT(pv, pv_next) != NULL) {
5281                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
5282                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
5283                 }
5284                 if (rtval >= PMAP_TS_REFERENCED_MAX)
5285                         goto out;
5286         } while ((pv = TAILQ_FIRST(&pvh->pv_list)) != pvf);
5287 small_mappings:
5288         if ((pvf = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) == NULL)
5289                 goto out;
5290         pv = pvf;
5291         do {
5292                 pmap = PV_PMAP(pv);
5293                 PMAP_LOCK(pmap);
5294                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
5295                 KASSERT(pte1_is_link(pte1_load(pte1p)),
5296                     ("%s: not found a link in page %p's pv list", __func__, m));
5297
5298                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va);
5299                 opte2 = pte2_load(pte2p);
5300                 if (pte2_is_dirty(opte2))
5301                         vm_page_dirty(m);
5302                 if ((opte2 & PTE2_A) != 0) {
5303                         pte2_clear_bit(pte2p, PTE2_A);
5304                         pmap_tlb_flush(pmap, pv->pv_va);
5305                         rtval++;
5306                 }
5307                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5308                 /* Rotate the PV list if it has more than one entry. */
5309                 if (TAILQ_NEXT(pv, pv_next) != NULL) {
5310                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
5311                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
5312                 }
5313         } while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != pvf && rtval <
5314             PMAP_TS_REFERENCED_MAX);
5315 out:
5316         sched_unpin();
5317         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5318         return (rtval);
5319 }
5320
5321 /*
5322  *      Clear the wired attribute from the mappings for the specified range of
5323  *      addresses in the given pmap.  Every valid mapping within that range
5324  *      must have the wired attribute set.  In contrast, invalid mappings
5325  *      cannot have the wired attribute set, so they are ignored.
5326  *
5327  *      The wired attribute of the page table entry is not a hardware feature,
5328  *      so there is no need to invalidate any TLB entries.
5329  */
5330 void
5331 pmap_unwire(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
5332 {
5333         vm_offset_t nextva;
5334         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
5335         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
5336         boolean_t pv_lists_locked;
5337
5338         if (pmap_is_current(pmap))
5339                 pv_lists_locked = FALSE;
5340         else {
5341                 pv_lists_locked = TRUE;
5342 resume:
5343                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
5344                 sched_pin();
5345         }
5346         PMAP_LOCK(pmap);
5347         for (; sva < eva; sva = nextva) {
5348                 nextva = pte1_trunc(sva + PTE1_SIZE);
5349                 if (nextva < sva)
5350                         nextva = eva;
5351
5352                 pte1p = pmap_pte1(pmap, sva);
5353                 pte1 = pte1_load(pte1p);
5354
5355                 /*
5356                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that L1 page
5357                  * page table is always allocated, and in kernel virtual.
5358                  */
5359                 if (pte1 == 0)
5360                         continue;
5361
5362                 if (pte1_is_section(pte1)) {
5363                         if (!pte1_is_wired(pte1))
5364                                 panic("%s: pte1 %#x not wired", __func__, pte1);
5365
5366                         /*
5367                          * Are we unwiring the entire large page?  If not,
5368                          * demote the mapping and fall through.
5369                          */
5370                         if (sva + PTE1_SIZE == nextva && eva >= nextva) {
5371                                 pte1_clear_bit(pte1p, PTE1_W);
5372                                 pmap->pm_stats.wired_count -= PTE1_SIZE /
5373                                     PAGE_SIZE;
5374                                 continue;
5375                         } else {
5376                                 if (!pv_lists_locked) {
5377                                         pv_lists_locked = TRUE;
5378                                         if (!rw_try_wlock(&pvh_global_lock)) {
5379                                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5380                                                 /* Repeat sva. */
5381                                                 goto resume;
5382                                         }
5383                                         sched_pin();
5384                                 }
5385                                 if (!pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, sva))
5386                                         panic("%s: demotion failed", __func__);
5387 #ifdef INVARIANTS
5388                                 else {
5389                                         /* Update pte1 after demotion */
5390                                         pte1 = pte1_load(pte1p);
5391                                 }
5392 #endif
5393                         }
5394                 }
5395
5396                 KASSERT(pte1_is_link(pte1), ("%s: pmap %p va %#x pte1 %#x at %p"
5397                     " is not link", __func__, pmap, sva, pte1, pte1p));
5398
5399                 /*
5400                  * Limit our scan to either the end of the va represented
5401                  * by the current L2 page table page, or to the end of the
5402                  * range being protected.
5403                  */
5404                 if (nextva > eva)
5405                         nextva = eva;
5406
5407                 for (pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, sva); sva != nextva; pte2p++,
5408                     sva += PAGE_SIZE) {
5409                         pte2 = pte2_load(pte2p);
5410                         if (!pte2_is_valid(pte2))
5411                                 continue;
5412                         if (!pte2_is_wired(pte2))
5413                                 panic("%s: pte2 %#x is missing PTE2_W",
5414                                     __func__, pte2);
5415
5416                         /*
5417                          * PTE2_W must be cleared atomically. Although the pmap
5418                          * lock synchronizes access to PTE2_W, another processor
5419                          * could be changing PTE2_NM and/or PTE2_A concurrently.
5420                          */
5421                         pte2_clear_bit(pte2p, PTE2_W);
5422                         pmap->pm_stats.wired_count--;
5423                 }
5424         }
5425         if (pv_lists_locked) {
5426                 sched_unpin();
5427                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5428         }
5429         PMAP_UNLOCK(pmap);
5430 }
5431
5432 /*
5433  *  Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
5434  */
5435 void
5436 pmap_remove_write(vm_page_t m)
5437 {
5438         struct md_page *pvh;
5439         pv_entry_t next_pv, pv;
5440         pmap_t pmap;
5441         pt1_entry_t *pte1p;
5442         pt2_entry_t *pte2p, opte2;
5443         vm_offset_t va;
5444
5445         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5446             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5447
5448         /*
5449          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
5450          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
5451          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
5452          */
5453         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
5454         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
5455                 return;
5456         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5457         sched_pin();
5458         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
5459                 goto small_mappings;
5460         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5461         TAILQ_FOREACH_SAFE(pv, &pvh->pv_list, pv_next, next_pv) {
5462                 va = pv->pv_va;
5463                 pmap = PV_PMAP(pv);
5464                 PMAP_LOCK(pmap);
5465                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
5466                 if (!(pte1_load(pte1p) & PTE1_RO))
5467                         (void)pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, va);
5468                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5469         }
5470 small_mappings:
5471         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
5472                 pmap = PV_PMAP(pv);
5473                 PMAP_LOCK(pmap);
5474                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
5475                 KASSERT(!pte1_is_section(pte1_load(pte1p)), ("%s: found"
5476                     " a section in page %p's pv list", __func__, m));
5477                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va);
5478                 opte2 = pte2_load(pte2p);
5479                 if (!(opte2 & PTE2_RO)) {
5480                         pte2_store(pte2p, opte2 | PTE2_RO | PTE2_NM);
5481                         if (pte2_is_dirty(opte2))
5482                                 vm_page_dirty(m);
5483                         pmap_tlb_flush(pmap, pv->pv_va);
5484                 }
5485                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5486         }
5487         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
5488         sched_unpin();
5489         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5490 }
5491
5492 /*
5493  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
5494  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
5495  *      modified flags in each mapping and set the mapped page's dirty field.
5496  */
5497 void
5498 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
5499 {
5500         pt1_entry_t *pte1p, opte1;
5501         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
5502         vm_offset_t pdnxt;
5503         vm_page_t m;
5504         boolean_t pv_lists_locked;
5505
5506         if (advice != MADV_DONTNEED && advice != MADV_FREE)
5507                 return;
5508         if (pmap_is_current(pmap))
5509                 pv_lists_locked = FALSE;
5510         else {
5511                 pv_lists_locked = TRUE;
5512 resume:
5513                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
5514                 sched_pin();
5515         }
5516         PMAP_LOCK(pmap);
5517         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
5518                 pdnxt = pte1_trunc(sva + PTE1_SIZE);
5519                 if (pdnxt < sva)
5520                         pdnxt = eva;
5521                 pte1p = pmap_pte1(pmap, sva);
5522                 opte1 = pte1_load(pte1p);
5523                 if (!pte1_is_valid(opte1)) /* XXX */
5524                         continue;
5525                 else if (pte1_is_section(opte1)) {
5526                         if (!pte1_is_managed(opte1))
5527                                 continue;
5528                         if (!pv_lists_locked) {
5529                                 pv_lists_locked = TRUE;
5530                                 if (!rw_try_wlock(&pvh_global_lock)) {
5531                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
5532                                         goto resume;
5533                                 }
5534                                 sched_pin();
5535                         }
5536                         if (!pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, sva)) {
5537                                 /*
5538                                  * The large page mapping was destroyed.
5539                                  */
5540                                 continue;
5541                         }
5542
5543                         /*
5544                          * Unless the page mappings are wired, remove the
5545                          * mapping to a single page so that a subsequent
5546                          * access may repromote.  Since the underlying L2 page
5547                          * table is fully populated, this removal never
5548                          * frees a L2 page table page.
5549                          */
5550                         if (!pte1_is_wired(opte1)) {
5551                                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, sva);
5552                                 KASSERT(pte2_is_valid(pte2_load(pte2p)),
5553                                     ("%s: invalid PTE2", __func__));
5554                                 pmap_remove_pte2(pmap, pte2p, sva, NULL);
5555                         }
5556                 }
5557                 if (pdnxt > eva)
5558                         pdnxt = eva;
5559                 for (pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte2p++,
5560                     sva += PAGE_SIZE) {
5561                         pte2 = pte2_load(pte2p);
5562                         if (!pte2_is_valid(pte2) || !pte2_is_managed(pte2))
5563                                 continue;
5564                         else if (pte2_is_dirty(pte2)) {
5565                                 if (advice == MADV_DONTNEED) {
5566                                         /*
5567                                          * Future calls to pmap_is_modified()
5568                                          * can be avoided by making the page
5569                                          * dirty now.
5570                                          */
5571                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(pte2));
5572                                         vm_page_dirty(m);
5573                                 }
5574                                 pte2_set_bit(pte2p, PTE2_NM);
5575                                 pte2_clear_bit(pte2p, PTE2_A);
5576                         } else if ((pte2 & PTE2_A) != 0)
5577                                 pte2_clear_bit(pte2p, PTE2_A);
5578                         else
5579                                 continue;
5580                         pmap_tlb_flush(pmap, sva);
5581                 }
5582         }
5583         if (pv_lists_locked) {
5584                 sched_unpin();
5585                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5586         }
5587         PMAP_UNLOCK(pmap);
5588 }
5589
5590 /*
5591  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
5592  */
5593 void
5594 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
5595 {
5596         struct md_page *pvh;
5597         pv_entry_t next_pv, pv;
5598         pmap_t pmap;
5599         pt1_entry_t *pte1p, opte1;
5600         pt2_entry_t *pte2p, opte2;
5601         vm_offset_t va;
5602
5603         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5604             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5605         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
5606         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
5607             ("%s: page %p is exclusive busy", __func__, m));
5608
5609         /*
5610          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTE2s can have PTE2_NM
5611          * cleared. If the object containing the page is locked and the page
5612          * is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently
5613          * set.
5614          */
5615         if ((m->flags & PGA_WRITEABLE) == 0)
5616                 return;
5617         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5618         sched_pin();
5619         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
5620                 goto small_mappings;
5621         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5622         TAILQ_FOREACH_SAFE(pv, &pvh->pv_list, pv_next, next_pv) {
5623                 va = pv->pv_va;
5624                 pmap = PV_PMAP(pv);
5625                 PMAP_LOCK(pmap);
5626                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
5627                 opte1 = pte1_load(pte1p);
5628                 if (!(opte1 & PTE1_RO)) {
5629                         if (pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, va) &&
5630                             !pte1_is_wired(opte1)) {
5631                                 /*
5632                                  * Write protect the mapping to a
5633                                  * single page so that a subsequent
5634                                  * write access may repromote.
5635                                  */
5636                                 va += VM_PAGE_TO_PHYS(m) - pte1_pa(opte1);
5637                                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, va);
5638                                 opte2 = pte2_load(pte2p);
5639                                 if ((opte2 & PTE2_V)) {
5640                                         pte2_set_bit(pte2p, PTE2_NM | PTE2_RO);
5641                                         vm_page_dirty(m);
5642                                         pmap_tlb_flush(pmap, va);
5643                                 }
5644                         }
5645                 }
5646                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5647         }
5648 small_mappings:
5649         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
5650                 pmap = PV_PMAP(pv);
5651                 PMAP_LOCK(pmap);
5652                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
5653                 KASSERT(!pte1_is_section(pte1_load(pte1p)), ("%s: found"
5654                     " a section in page %p's pv list", __func__, m));
5655                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va);
5656                 if (pte2_is_dirty(pte2_load(pte2p))) {
5657                         pte2_set_bit(pte2p, PTE2_NM);
5658                         pmap_tlb_flush(pmap, pv->pv_va);
5659                 }
5660                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5661         }
5662         sched_unpin();
5663         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5664 }
5665
5666
5667 /*
5668  *  Sets the memory attribute for the specified page.
5669  */
5670 void
5671 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
5672 {
5673         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
5674         vm_memattr_t oma;
5675         vm_paddr_t pa;
5676         struct pcpu *pc;
5677
5678         oma = m->md.pat_mode;
5679         m->md.pat_mode = ma;
5680
5681         CTR5(KTR_PMAP, "%s: page %p - 0x%08X oma: %d, ma: %d", __func__, m,
5682             VM_PAGE_TO_PHYS(m), oma, ma);
5683         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
5684                 return;
5685 #if 0
5686         /*
5687          * If "m" is a normal page, flush it from the cache.
5688          *
5689          * First, try to find an existing mapping of the page by sf
5690          * buffer. sf_buf_invalidate_cache() modifies mapping and
5691          * flushes the cache.
5692          */
5693         if (sf_buf_invalidate_cache(m, oma))
5694                 return;
5695 #endif
5696         /*
5697          * If page is not mapped by sf buffer, map the page
5698          * transient and do invalidation.
5699          */
5700         if (ma != oma) {
5701                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
5702                 sched_pin();
5703                 pc = get_pcpu();
5704                 cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
5705                 mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
5706                 if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
5707                         panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
5708                 pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(pa, PTE2_AP_KRW,
5709                     vm_memattr_to_pte2(ma)));
5710                 dcache_wbinv_poc((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr, pa, PAGE_SIZE);
5711                 pte2_clear(cmap2_pte2p);
5712                 tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5713                 sched_unpin();
5714                 mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
5715         }
5716 }
5717
5718 /*
5719  *  Miscellaneous support routines follow
5720  */
5721
5722 /*
5723  *  Returns TRUE if the given page is mapped individually or as part of
5724  *  a 1mpage.  Otherwise, returns FALSE.
5725  */
5726 boolean_t
5727 pmap_page_is_mapped(vm_page_t m)
5728 {
5729         boolean_t rv;
5730
5731         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
5732                 return (FALSE);
5733         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5734         rv = !TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) ||
5735             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
5736             !TAILQ_EMPTY(&pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))->pv_list));
5737         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5738         return (rv);
5739 }
5740
5741 /*
5742  *  Returns true if the pmap's pv is one of the first
5743  *  16 pvs linked to from this page.  This count may
5744  *  be changed upwards or downwards in the future; it
5745  *  is only necessary that true be returned for a small
5746  *  subset of pmaps for proper page aging.
5747  */
5748 boolean_t
5749 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
5750 {
5751         struct md_page *pvh;
5752         pv_entry_t pv;
5753         int loops = 0;
5754         boolean_t rv;
5755
5756         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5757             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5758         rv = FALSE;
5759         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5760         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
5761                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
5762                         rv = TRUE;
5763                         break;
5764                 }
5765                 loops++;
5766                 if (loops >= 16)
5767                         break;
5768         }
5769         if (!rv && loops < 16 && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
5770                 pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5771                 TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
5772                         if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
5773                                 rv = TRUE;
5774                                 break;
5775                         }
5776                         loops++;
5777                         if (loops >= 16)
5778                                 break;
5779                 }
5780         }
5781         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5782         return (rv);
5783 }
5784
5785 /*
5786  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
5787  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
5788  */
5789 void
5790 pmap_zero_page(vm_page_t m)
5791 {
5792         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
5793         struct pcpu *pc;
5794
5795         sched_pin();
5796         pc = get_pcpu();
5797         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
5798         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
5799         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
5800                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
5801         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(m), PTE2_AP_KRW,
5802             vm_page_pte2_attr(m)));
5803         pagezero(pc->pc_cmap2_addr);
5804         pte2_clear(cmap2_pte2p);
5805         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5806         sched_unpin();
5807         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
5808 }
5809
5810 /*
5811  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping
5812  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
5813  *
5814  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
5815  */
5816 void
5817 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
5818 {
5819         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
5820         struct pcpu *pc;
5821
5822         sched_pin();
5823         pc = get_pcpu();
5824         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
5825         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
5826         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
5827                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
5828         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(m), PTE2_AP_KRW,
5829             vm_page_pte2_attr(m)));
5830         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE)
5831                 pagezero(pc->pc_cmap2_addr);
5832         else
5833                 bzero(pc->pc_cmap2_addr + off, size);
5834         pte2_clear(cmap2_pte2p);
5835         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5836         sched_unpin();
5837         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
5838 }
5839
5840 /*
5841  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
5842  *      page by mapping the page into virtual memory and using
5843  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
5844  *      time.
5845  */
5846 void
5847 pmap_copy_page(vm_page_t src, vm_page_t dst)
5848 {
5849         pt2_entry_t *cmap1_pte2p, *cmap2_pte2p;
5850         struct pcpu *pc;
5851
5852         sched_pin();
5853         pc = get_pcpu();
5854         cmap1_pte2p = pc->pc_cmap1_pte2p;
5855         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
5856         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
5857         if (pte2_load(cmap1_pte2p) != 0)
5858                 panic("%s: CMAP1 busy", __func__);
5859         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
5860                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
5861         pte2_store(cmap1_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(src),
5862             PTE2_AP_KR | PTE2_NM, vm_page_pte2_attr(src)));
5863         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(dst),
5864             PTE2_AP_KRW, vm_page_pte2_attr(dst)));
5865         bcopy(pc->pc_cmap1_addr, pc->pc_cmap2_addr, PAGE_SIZE);
5866         pte2_clear(cmap1_pte2p);
5867         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap1_addr);
5868         pte2_clear(cmap2_pte2p);
5869         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5870         sched_unpin();
5871         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
5872 }
5873
5874 int unmapped_buf_allowed = 1;
5875
5876 void
5877 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
5878     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
5879 {
5880         pt2_entry_t *cmap1_pte2p, *cmap2_pte2p;
5881         vm_page_t a_pg, b_pg;
5882         char *a_cp, *b_cp;
5883         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
5884         struct pcpu *pc;
5885         int cnt;
5886
5887         sched_pin();
5888         pc = get_pcpu();
5889         cmap1_pte2p = pc->pc_cmap1_pte2p;
5890         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
5891         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
5892         if (pte2_load(cmap1_pte2p) != 0)
5893                 panic("pmap_copy_pages: CMAP1 busy");
5894         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
5895                 panic("pmap_copy_pages: CMAP2 busy");
5896         while (xfersize > 0) {
5897                 a_pg = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
5898                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
5899                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
5900                 b_pg = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
5901                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
5902                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
5903                 pte2_store(cmap1_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(a_pg),
5904                     PTE2_AP_KR | PTE2_NM, vm_page_pte2_attr(a_pg)));
5905                 tlb_flush_local((vm_offset_t)pc->pc_cmap1_addr);
5906                 pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(b_pg),
5907                     PTE2_AP_KRW, vm_page_pte2_attr(b_pg)));
5908                 tlb_flush_local((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5909                 a_cp = pc->pc_cmap1_addr + a_pg_offset;
5910                 b_cp = pc->pc_cmap2_addr + b_pg_offset;
5911                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
5912                 a_offset += cnt;
5913                 b_offset += cnt;
5914                 xfersize -= cnt;
5915         }
5916         pte2_clear(cmap1_pte2p);
5917         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap1_addr);
5918         pte2_clear(cmap2_pte2p);
5919         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5920         sched_unpin();
5921         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
5922 }
5923
5924 vm_offset_t
5925 pmap_quick_enter_page(vm_page_t m)
5926 {
5927         struct pcpu *pc;
5928         pt2_entry_t *pte2p;
5929
5930         critical_enter();
5931         pc = get_pcpu();
5932         pte2p = pc->pc_qmap_pte2p;
5933
5934         KASSERT(pte2_load(pte2p) == 0, ("%s: PTE2 busy", __func__));
5935
5936         pte2_store(pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(m), PTE2_AP_KRW,
5937             vm_page_pte2_attr(m)));
5938         return (pc->pc_qmap_addr);
5939 }
5940
5941 void
5942 pmap_quick_remove_page(vm_offset_t addr)
5943 {
5944         struct pcpu *pc;
5945         pt2_entry_t *pte2p;
5946
5947         pc = get_pcpu();
5948         pte2p = pc->pc_qmap_pte2p;
5949
5950         KASSERT(addr == pc->pc_qmap_addr, ("%s: invalid address", __func__));
5951         KASSERT(pte2_load(pte2p) != 0, ("%s: PTE2 not in use", __func__));
5952
5953         pte2_clear(pte2p);
5954         tlb_flush(pc->pc_qmap_addr);
5955         critical_exit();
5956 }
5957
5958 /*
5959  *      Copy the range specified by src_addr/len
5960  *      from the source map to the range dst_addr/len
5961  *      in the destination map.
5962  *
5963  *      This routine is only advisory and need not do anything.
5964  */
5965 void
5966 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
5967     vm_offset_t src_addr)
5968 {
5969         struct spglist free;
5970         vm_offset_t addr;
5971         vm_offset_t end_addr = src_addr + len;
5972         vm_offset_t nextva;
5973
5974         if (dst_addr != src_addr)
5975                 return;
5976
5977         if (!pmap_is_current(src_pmap))
5978                 return;
5979
5980         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5981         if (dst_pmap < src_pmap) {
5982                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
5983                 PMAP_LOCK(src_pmap);
5984         } else {
5985                 PMAP_LOCK(src_pmap);
5986                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
5987         }
5988         sched_pin();
5989         for (addr = src_addr; addr < end_addr; addr = nextva) {
5990                 pt2_entry_t *src_pte2p, *dst_pte2p;
5991                 vm_page_t dst_mpt2pg, src_mpt2pg;
5992                 pt1_entry_t src_pte1;
5993                 u_int pte1_idx;
5994
5995                 KASSERT(addr < VM_MAXUSER_ADDRESS,
5996                     ("%s: invalid to pmap_copy page tables", __func__));
5997
5998                 nextva = pte1_trunc(addr + PTE1_SIZE);
5999                 if (nextva < addr)
6000                         nextva = end_addr;
6001
6002                 pte1_idx = pte1_index(addr);
6003                 src_pte1 = src_pmap->pm_pt1[pte1_idx];
6004                 if (pte1_is_section(src_pte1)) {
6005                         if ((addr & PTE1_OFFSET) != 0 ||
6006                             (addr + PTE1_SIZE) > end_addr)
6007                                 continue;
6008                         if (dst_pmap->pm_pt1[pte1_idx] == 0 &&
6009                             (!pte1_is_managed(src_pte1) ||
6010                             pmap_pv_insert_pte1(dst_pmap, addr,
6011                             pte1_pa(src_pte1)))) {
6012                                 dst_pmap->pm_pt1[pte1_idx] = src_pte1 &
6013                                     ~PTE1_W;
6014                                 dst_pmap->pm_stats.resident_count +=
6015                                     PTE1_SIZE / PAGE_SIZE;
6016                                 pmap_pte1_mappings++;
6017                         }
6018                         continue;
6019                 } else if (!pte1_is_link(src_pte1))
6020                         continue;
6021
6022                 src_mpt2pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_link_pa(src_pte1));
6023
6024                 /*
6025                  * We leave PT2s to be linked from PT1 even if they are not
6026                  * referenced until all PT2s in a page are without reference.
6027                  *
6028                  * QQQ: It could be changed ...
6029                  */
6030 #if 0 /* single_pt2_link_is_cleared */
6031                 KASSERT(pt2_wirecount_get(src_mpt2pg, pte1_idx) > 0,
6032                     ("%s: source page table page is unused", __func__));
6033 #else
6034                 if (pt2_wirecount_get(src_mpt2pg, pte1_idx) == 0)
6035                         continue;
6036 #endif
6037                 if (nextva > end_addr)
6038                         nextva = end_addr;
6039
6040                 src_pte2p = pt2map_entry(addr);
6041                 while (addr < nextva) {
6042                         pt2_entry_t temp_pte2;
6043                         temp_pte2 = pte2_load(src_pte2p);
6044                         /*
6045                          * we only virtual copy managed pages
6046                          */
6047                         if (pte2_is_managed(temp_pte2)) {
6048                                 dst_mpt2pg = pmap_allocpte2(dst_pmap, addr,
6049                                     PMAP_ENTER_NOSLEEP);
6050                                 if (dst_mpt2pg == NULL)
6051                                         goto out;
6052                                 dst_pte2p = pmap_pte2_quick(dst_pmap, addr);
6053                                 if (!pte2_is_valid(pte2_load(dst_pte2p)) &&
6054                                     pmap_try_insert_pv_entry(dst_pmap, addr,
6055                                     PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(temp_pte2)))) {
6056                                         /*
6057                                          * Clear the wired, modified, and
6058                                          * accessed (referenced) bits
6059                                          * during the copy.
6060                                          */
6061                                         temp_pte2 &=  ~(PTE2_W | PTE2_A);
6062                                         temp_pte2 |= PTE2_NM;
6063                                         pte2_store(dst_pte2p, temp_pte2);
6064                                         dst_pmap->pm_stats.resident_count++;
6065                                 } else {
6066                                         SLIST_INIT(&free);
6067                                         if (pmap_unwire_pt2(dst_pmap, addr,
6068                                             dst_mpt2pg, &free)) {
6069                                                 pmap_tlb_flush(dst_pmap, addr);
6070                                                 vm_page_free_pages_toq(&free,
6071                                                     false);
6072                                         }
6073                                         goto out;
6074                                 }
6075                                 if (pt2_wirecount_get(dst_mpt2pg, pte1_idx) >=
6076                                     pt2_wirecount_get(src_mpt2pg, pte1_idx))
6077                                         break;
6078                         }
6079                         addr += PAGE_SIZE;
6080                         src_pte2p++;
6081                 }
6082         }
6083 out:
6084         sched_unpin();
6085         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
6086         PMAP_UNLOCK(src_pmap);
6087         PMAP_UNLOCK(dst_pmap);
6088 }
6089
6090 /*
6091  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
6092  *      different alignment might result in more section mappings.
6093  */
6094 void
6095 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
6096     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
6097 {
6098         vm_offset_t pte1_offset;
6099
6100         if (size < PTE1_SIZE)
6101                 return;
6102         if (object != NULL && (object->flags & OBJ_COLORED) != 0)
6103                 offset += ptoa(object->pg_color);
6104         pte1_offset = offset & PTE1_OFFSET;
6105         if (size - ((PTE1_SIZE - pte1_offset) & PTE1_OFFSET) < PTE1_SIZE ||
6106             (*addr & PTE1_OFFSET) == pte1_offset)
6107                 return;
6108         if ((*addr & PTE1_OFFSET) < pte1_offset)
6109                 *addr = pte1_trunc(*addr) + pte1_offset;
6110         else
6111                 *addr = pte1_roundup(*addr) + pte1_offset;
6112 }
6113
6114 void
6115 pmap_activate(struct thread *td)
6116 {
6117         pmap_t pmap, oldpmap;
6118         u_int cpuid, ttb;
6119
6120         PDEBUG(9, printf("%s: td = %08x\n", __func__, (uint32_t)td));
6121
6122         critical_enter();
6123         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
6124         oldpmap = PCPU_GET(curpmap);
6125         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
6126
6127 #if defined(SMP)
6128         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &oldpmap->pm_active);
6129         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
6130 #else
6131         CPU_CLR(cpuid, &oldpmap->pm_active);
6132         CPU_SET(cpuid, &pmap->pm_active);
6133 #endif
6134
6135         ttb = pmap_ttb_get(pmap);
6136
6137         /*
6138          * pmap_activate is for the current thread on the current cpu
6139          */
6140         td->td_pcb->pcb_pagedir = ttb;
6141         cp15_ttbr_set(ttb);
6142         PCPU_SET(curpmap, pmap);
6143         critical_exit();
6144 }
6145
6146 /*
6147  *  Perform the pmap work for mincore.
6148  */
6149 int
6150 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
6151 {
6152         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
6153         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
6154         vm_paddr_t pa;
6155         bool managed;
6156         int val;
6157
6158         PMAP_LOCK(pmap);
6159 retry:
6160         pte1p = pmap_pte1(pmap, addr);
6161         pte1 = pte1_load(pte1p);
6162         if (pte1_is_section(pte1)) {
6163                 pa = trunc_page(pte1_pa(pte1) | (addr & PTE1_OFFSET));
6164                 managed = pte1_is_managed(pte1);
6165                 val = MINCORE_SUPER | MINCORE_INCORE;
6166                 if (pte1_is_dirty(pte1))
6167                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
6168                 if (pte1 & PTE1_A)
6169                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
6170         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
6171                 pte2p = pmap_pte2(pmap, addr);
6172                 pte2 = pte2_load(pte2p);
6173                 pmap_pte2_release(pte2p);
6174                 pa = pte2_pa(pte2);
6175                 managed = pte2_is_managed(pte2);
6176                 val = MINCORE_INCORE;
6177                 if (pte2_is_dirty(pte2))
6178                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
6179                 if (pte2 & PTE2_A)
6180                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
6181         } else {
6182                 managed = false;
6183                 val = 0;
6184         }
6185         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
6186             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) && managed) {
6187                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
6188                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
6189                         goto retry;
6190         } else
6191                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
6192         PMAP_UNLOCK(pmap);
6193         return (val);
6194 }
6195
6196 void
6197 pmap_kenter_device(vm_offset_t va, vm_size_t size, vm_paddr_t pa)
6198 {
6199         vm_offset_t sva;
6200         uint32_t l2attr;
6201
6202         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
6203             ("%s: device mapping not page-sized", __func__));
6204
6205         sva = va;
6206         l2attr = vm_memattr_to_pte2(VM_MEMATTR_DEVICE);
6207         while (size != 0) {
6208                 pmap_kenter_prot_attr(va, pa, PTE2_AP_KRW, l2attr);
6209                 va += PAGE_SIZE;
6210                 pa += PAGE_SIZE;
6211                 size -= PAGE_SIZE;
6212         }
6213         tlb_flush_range(sva, va - sva);
6214 }
6215
6216 void
6217 pmap_kremove_device(vm_offset_t va, vm_size_t size)
6218 {
6219         vm_offset_t sva;
6220
6221         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
6222             ("%s: device mapping not page-sized", __func__));
6223
6224         sva = va;
6225         while (size != 0) {
6226                 pmap_kremove(va);
6227                 va += PAGE_SIZE;
6228                 size -= PAGE_SIZE;
6229         }
6230         tlb_flush_range(sva, va - sva);
6231 }
6232
6233 void
6234 pmap_set_pcb_pagedir(pmap_t pmap, struct pcb *pcb)
6235 {
6236
6237         pcb->pcb_pagedir = pmap_ttb_get(pmap);
6238 }
6239
6240
6241 /*
6242  *  Clean L1 data cache range by physical address.
6243  *  The range must be within a single page.
6244  */
6245 static void
6246 pmap_dcache_wb_pou(vm_paddr_t pa, vm_size_t size, uint32_t attr)
6247 {
6248         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
6249         struct pcpu *pc;
6250
6251         KASSERT(((pa & PAGE_MASK) + size) <= PAGE_SIZE,
6252             ("%s: not on single page", __func__));
6253
6254         sched_pin();
6255         pc = get_pcpu();
6256         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
6257         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
6258         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
6259                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
6260         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(pa, PTE2_AP_KRW, attr));
6261         dcache_wb_pou((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr + (pa & PAGE_MASK), size);
6262         pte2_clear(cmap2_pte2p);
6263         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
6264         sched_unpin();
6265         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
6266 }
6267
6268 /*
6269  *  Sync instruction cache range which is not mapped yet.
6270  */
6271 void
6272 cache_icache_sync_fresh(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
6273 {
6274         uint32_t len, offset;
6275         vm_page_t m;
6276
6277         /* Write back d-cache on given address range. */
6278         offset = pa & PAGE_MASK;
6279         for ( ; size != 0; size -= len, pa += len, offset = 0) {
6280                 len = min(PAGE_SIZE - offset, size);
6281                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
6282                 KASSERT(m != NULL, ("%s: vm_page_t is null for %#x",
6283                   __func__, pa));
6284                 pmap_dcache_wb_pou(pa, len, vm_page_pte2_attr(m));
6285         }
6286         /*
6287          * I-cache is VIPT. Only way how to flush all virtual mappings
6288          * on given physical address is to invalidate all i-cache.
6289          */
6290         icache_inv_all();
6291 }
6292
6293 void
6294 pmap_sync_icache(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_size_t size)
6295 {
6296
6297         /* Write back d-cache on given address range. */
6298         if (va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
6299                 dcache_wb_pou(va, size);
6300         } else {
6301                 uint32_t len, offset;
6302                 vm_paddr_t pa;
6303                 vm_page_t m;
6304
6305                 offset = va & PAGE_MASK;
6306                 for ( ; size != 0; size -= len, va += len, offset = 0) {
6307                         pa = pmap_extract(pmap, va); /* offset is preserved */
6308                         len = min(PAGE_SIZE - offset, size);
6309                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
6310                         KASSERT(m != NULL, ("%s: vm_page_t is null for %#x",
6311                                 __func__, pa));
6312                         pmap_dcache_wb_pou(pa, len, vm_page_pte2_attr(m));
6313                 }
6314         }
6315         /*
6316          * I-cache is VIPT. Only way how to flush all virtual mappings
6317          * on given physical address is to invalidate all i-cache.
6318          */
6319         icache_inv_all();
6320 }
6321
6322 /*
6323  *  The implementation of pmap_fault() uses IN_RANGE2() macro which
6324  *  depends on the fact that given range size is a power of 2.
6325  */
6326 CTASSERT(powerof2(NB_IN_PT1));
6327 CTASSERT(powerof2(PT2MAP_SIZE));
6328
6329 #define IN_RANGE2(addr, start, size)    \
6330     ((vm_offset_t)(start) == ((vm_offset_t)(addr) & ~((size) - 1)))
6331
6332 /*
6333  *  Handle access and R/W emulation faults.
6334  */
6335 int
6336 pmap_fault(pmap_t pmap, vm_offset_t far, uint32_t fsr, int idx, bool usermode)
6337 {
6338         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
6339         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
6340
6341         if (pmap == NULL)
6342                 pmap = kernel_pmap;
6343
6344         /*
6345          * In kernel, we should never get abort with FAR which is in range of
6346          * pmap->pm_pt1 or PT2MAP address spaces. If it happens, stop here
6347          * and print out a useful abort message and even get to the debugger
6348          * otherwise it likely ends with never ending loop of aborts.
6349          */
6350         if (__predict_false(IN_RANGE2(far, pmap->pm_pt1, NB_IN_PT1))) {
6351                 /*
6352                  * All L1 tables should always be mapped and present.
6353                  * However, we check only current one herein. For user mode,
6354                  * only permission abort from malicious user is not fatal.
6355                  * And alignment abort as it may have higher priority.
6356                  */
6357                 if (!usermode || (idx != FAULT_ALIGN && idx != FAULT_PERM_L2)) {
6358                         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap %#x pm_pt1 %#x far %#x",
6359                             __func__, pmap, pmap->pm_pt1, far);
6360                         panic("%s: pm_pt1 abort", __func__);
6361                 }
6362                 return (KERN_INVALID_ADDRESS);
6363         }
6364         if (__predict_false(IN_RANGE2(far, PT2MAP, PT2MAP_SIZE))) {
6365                 /*
6366                  * PT2MAP should be always mapped and present in current
6367                  * L1 table. However, only existing L2 tables are mapped
6368                  * in PT2MAP. For user mode, only L2 translation abort and
6369                  * permission abort from malicious user is not fatal.
6370                  * And alignment abort as it may have higher priority.
6371                  */
6372                 if (!usermode || (idx != FAULT_ALIGN &&
6373                     idx != FAULT_TRAN_L2 && idx != FAULT_PERM_L2)) {
6374                         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap %#x PT2MAP %#x far %#x",
6375                             __func__, pmap, PT2MAP, far);
6376                         panic("%s: PT2MAP abort", __func__);
6377                 }
6378                 return (KERN_INVALID_ADDRESS);
6379         }
6380
6381         /*
6382          * A pmap lock is used below for handling of access and R/W emulation
6383          * aborts. They were handled by atomic operations before so some
6384          * analysis of new situation is needed to answer the following question:
6385          * Is it safe to use the lock even for these aborts?
6386          *
6387          * There may happen two cases in general:
6388          *
6389          * (1) Aborts while the pmap lock is locked already - this should not
6390          * happen as pmap lock is not recursive. However, under pmap lock only
6391          * internal kernel data should be accessed and such data should be
6392          * mapped with A bit set and NM bit cleared. If double abort happens,
6393          * then a mapping of data which has caused it must be fixed. Further,
6394          * all new mappings are always made with A bit set and the bit can be
6395          * cleared only on managed mappings.
6396          *
6397          * (2) Aborts while another lock(s) is/are locked - this already can
6398          * happen. However, there is no difference here if it's either access or
6399          * R/W emulation abort, or if it's some other abort.
6400          */
6401
6402         PMAP_LOCK(pmap);
6403 #ifdef INVARIANTS
6404         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, far));
6405         if (pte1_is_link(pte1)) {
6406                 /*
6407                  * Check in advance that associated L2 page table is mapped into
6408                  * PT2MAP space. Note that faulty access to not mapped L2 page
6409                  * table is caught in more general check above where "far" is
6410                  * checked that it does not lay in PT2MAP space. Note also that
6411                  * L1 page table and PT2TAB always exist and are mapped.
6412                  */
6413                 pte2 = pt2tab_load(pmap_pt2tab_entry(pmap, far));
6414                 if (!pte2_is_valid(pte2))
6415                         panic("%s: missing L2 page table (%p, %#x)",
6416                             __func__, pmap, far);
6417         }
6418 #endif
6419 #ifdef SMP
6420         /*
6421          * Special treatment is due to break-before-make approach done when
6422          * pte1 is updated for userland mapping during section promotion or
6423          * demotion. If not caught here, pmap_enter() can find a section
6424          * mapping on faulting address. That is not allowed.
6425          */
6426         if (idx == FAULT_TRAN_L1 && usermode && cp15_ats1cur_check(far) == 0) {
6427                 PMAP_UNLOCK(pmap);
6428                 return (KERN_SUCCESS);
6429         }
6430 #endif
6431         /*
6432          * Accesss bits for page and section. Note that the entry
6433          * is not in TLB yet, so TLB flush is not necessary.
6434          *
6435          * QQQ: This is hardware emulation, we do not call userret()
6436          *      for aborts from user mode.
6437          */
6438         if (idx == FAULT_ACCESS_L2) {
6439                 pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, far));
6440                 if (pte1_is_link(pte1)) {
6441                         /* L2 page table should exist and be mapped. */
6442                         pte2p = pt2map_entry(far);
6443                         pte2 = pte2_load(pte2p);
6444                         if (pte2_is_valid(pte2)) {
6445                                 pte2_store(pte2p, pte2 | PTE2_A);
6446                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
6447                                 return (KERN_SUCCESS);
6448                         }
6449                 } else {
6450                         /*
6451                          * We got L2 access fault but PTE1 is not a link.
6452                          * Probably some race happened, do nothing.
6453                          */
6454                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: FAULT_ACCESS_L2 - pmap %#x far %#x",
6455                             __func__, pmap, far);
6456                         PMAP_UNLOCK(pmap);
6457                         return (KERN_SUCCESS);
6458                 }
6459         }
6460         if (idx == FAULT_ACCESS_L1) {
6461                 pte1p = pmap_pte1(pmap, far);
6462                 pte1 = pte1_load(pte1p);
6463                 if (pte1_is_section(pte1)) {
6464                         pte1_store(pte1p, pte1 | PTE1_A);
6465                         PMAP_UNLOCK(pmap);
6466                         return (KERN_SUCCESS);
6467                 } else {
6468                         /*
6469                          * We got L1 access fault but PTE1 is not section
6470                          * mapping. Probably some race happened, do nothing.
6471                          */
6472                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: FAULT_ACCESS_L1 - pmap %#x far %#x",
6473                             __func__, pmap, far);
6474                         PMAP_UNLOCK(pmap);
6475                         return (KERN_SUCCESS);
6476                 }
6477         }
6478
6479         /*
6480          * Handle modify bits for page and section. Note that the modify
6481          * bit is emulated by software. So PTEx_RO is software read only
6482          * bit and PTEx_NM flag is real hardware read only bit.
6483          *
6484          * QQQ: This is hardware emulation, we do not call userret()
6485          *      for aborts from user mode.
6486          */
6487         if ((fsr & FSR_WNR) && (idx == FAULT_PERM_L2)) {
6488                 pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, far));
6489                 if (pte1_is_link(pte1)) {
6490                         /* L2 page table should exist and be mapped. */
6491                         pte2p = pt2map_entry(far);
6492                         pte2 = pte2_load(pte2p);
6493                         if (pte2_is_valid(pte2) && !(pte2 & PTE2_RO) &&
6494                             (pte2 & PTE2_NM)) {
6495                                 pte2_store(pte2p, pte2 & ~PTE2_NM);
6496                                 tlb_flush(trunc_page(far));
6497                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
6498                                 return (KERN_SUCCESS);
6499                         }
6500                 } else {
6501                         /*
6502                          * We got L2 permission fault but PTE1 is not a link.
6503                          * Probably some race happened, do nothing.
6504                          */
6505                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: FAULT_PERM_L2 - pmap %#x far %#x",
6506                             __func__, pmap, far);
6507                         PMAP_UNLOCK(pmap);
6508                         return (KERN_SUCCESS);
6509                 }
6510         }
6511         if ((fsr & FSR_WNR) && (idx == FAULT_PERM_L1)) {
6512                 pte1p = pmap_pte1(pmap, far);
6513                 pte1 = pte1_load(pte1p);
6514                 if (pte1_is_section(pte1)) {
6515                         if (!(pte1 & PTE1_RO) && (pte1 & PTE1_NM)) {
6516                                 pte1_store(pte1p, pte1 & ~PTE1_NM);
6517                                 tlb_flush(pte1_trunc(far));
6518                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
6519                                 return (KERN_SUCCESS);
6520                         }
6521                 } else {
6522                         /*
6523                          * We got L1 permission fault but PTE1 is not section
6524                          * mapping. Probably some race happened, do nothing.
6525                          */
6526                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: FAULT_PERM_L1 - pmap %#x far %#x",
6527                             __func__, pmap, far);
6528                         PMAP_UNLOCK(pmap);
6529                         return (KERN_SUCCESS);
6530                 }
6531         }
6532
6533         /*
6534          * QQQ: The previous code, mainly fast handling of access and
6535          *      modify bits aborts, could be moved to ASM. Now we are
6536          *      starting to deal with not fast aborts.
6537          */
6538         PMAP_UNLOCK(pmap);
6539         return (KERN_FAILURE);
6540 }
6541
6542 #if defined(PMAP_DEBUG)
6543 /*
6544  *  Reusing of KVA used in pmap_zero_page function !!!
6545  */
6546 static void
6547 pmap_zero_page_check(vm_page_t m)
6548 {
6549         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
6550         uint32_t *p, *end;
6551         struct pcpu *pc;
6552
6553         sched_pin();
6554         pc = get_pcpu();
6555         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
6556         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
6557         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
6558                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
6559         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(m), PTE2_AP_KRW,
6560             vm_page_pte2_attr(m)));
6561         end = (uint32_t*)(pc->pc_cmap2_addr + PAGE_SIZE);
6562         for (p = (uint32_t*)pc->pc_cmap2_addr; p < end; p++)
6563                 if (*p != 0)
6564                         panic("%s: page %p not zero, va: %p", __func__, m,
6565                             pc->pc_cmap2_addr);
6566         pte2_clear(cmap2_pte2p);
6567         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
6568         sched_unpin();
6569         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
6570 }
6571
6572 int
6573 pmap_pid_dump(int pid)
6574 {
6575         pmap_t pmap;
6576         struct proc *p;
6577         int npte2 = 0;
6578         int i, j, index;
6579
6580         sx_slock(&allproc_lock);
6581         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
6582                 if (p->p_pid != pid || p->p_vmspace == NULL)
6583                         continue;
6584                 index = 0;
6585                 pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
6586                 for (i = 0; i < NPTE1_IN_PT1; i++) {
6587                         pt1_entry_t pte1;
6588                         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
6589                         vm_offset_t base, va;
6590                         vm_paddr_t pa;
6591                         vm_page_t m;
6592
6593                         base = i << PTE1_SHIFT;
6594                         pte1 = pte1_load(&pmap->pm_pt1[i]);
6595
6596                         if (pte1_is_section(pte1)) {
6597                                 /*
6598                                  * QQQ: Do something here!
6599                                  */
6600                         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
6601                                 for (j = 0; j < NPTE2_IN_PT2; j++) {
6602                                         va = base + (j << PAGE_SHIFT);
6603                                         if (va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
6604                                                 if (index) {
6605                                                         index = 0;
6606                                                         printf("\n");
6607                                                 }
6608                                                 sx_sunlock(&allproc_lock);
6609                                                 return (npte2);
6610                                         }
6611                                         pte2p = pmap_pte2(pmap, va);
6612                                         pte2 = pte2_load(pte2p);
6613                                         pmap_pte2_release(pte2p);
6614                                         if (!pte2_is_valid(pte2))
6615                                                 continue;
6616
6617                                         pa = pte2_pa(pte2);
6618                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
6619                                         printf("va: 0x%x, pa: 0x%x, h: %d, w:"
6620                                             " %d, f: 0x%x", va, pa,
6621                                             m->hold_count, m->wire_count,
6622                                             m->flags);
6623                                         npte2++;
6624                                         index++;
6625                                         if (index >= 2) {
6626                                                 index = 0;
6627                                                 printf("\n");
6628                                         } else {
6629                                                 printf(" ");
6630                                         }
6631                                 }
6632                         }
6633                 }
6634         }
6635         sx_sunlock(&allproc_lock);
6636         return (npte2);
6637 }
6638
6639 #endif
6640
6641 #ifdef DDB
6642 static pt2_entry_t *
6643 pmap_pte2_ddb(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
6644 {
6645         pt1_entry_t pte1;
6646         vm_paddr_t pt2pg_pa;
6647
6648         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
6649         if (!pte1_is_link(pte1))
6650                 return (NULL);
6651
6652         if (pmap_is_current(pmap))
6653                 return (pt2map_entry(va));
6654
6655         /* Note that L2 page table size is not equal to PAGE_SIZE. */
6656         pt2pg_pa = trunc_page(pte1_link_pa(pte1));
6657         if (pte2_pa(pte2_load(PMAP3)) != pt2pg_pa) {
6658                 pte2_store(PMAP3, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
6659 #ifdef SMP
6660                 PMAP3cpu = PCPU_GET(cpuid);
6661 #endif
6662                 tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR3);
6663         }
6664 #ifdef SMP
6665         else if (PMAP3cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
6666                 PMAP3cpu = PCPU_GET(cpuid);
6667                 tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR3);
6668         }
6669 #endif
6670         return (PADDR3 + (arm32_btop(va) & (NPTE2_IN_PG - 1)));
6671 }
6672
6673 static void
6674 dump_pmap(pmap_t pmap)
6675 {
6676
6677         printf("pmap %p\n", pmap);
6678         printf("  pm_pt1: %p\n", pmap->pm_pt1);
6679         printf("  pm_pt2tab: %p\n", pmap->pm_pt2tab);
6680         printf("  pm_active: 0x%08lX\n", pmap->pm_active.__bits[0]);
6681 }
6682
6683 DB_SHOW_COMMAND(pmaps, pmap_list_pmaps)
6684 {
6685
6686         pmap_t pmap;
6687         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
6688                 dump_pmap(pmap);
6689         }
6690 }
6691
6692 static int
6693 pte2_class(pt2_entry_t pte2)
6694 {
6695         int cls;
6696
6697         cls = (pte2 >> 2) & 0x03;
6698         cls |= (pte2 >> 4) & 0x04;
6699         return (cls);
6700 }
6701
6702 static void
6703 dump_section(pmap_t pmap, uint32_t pte1_idx)
6704 {
6705 }
6706
6707 static void
6708 dump_link(pmap_t pmap, uint32_t pte1_idx, boolean_t invalid_ok)
6709 {
6710         uint32_t i;
6711         vm_offset_t va;
6712         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
6713         vm_page_t m;
6714
6715         va = pte1_idx << PTE1_SHIFT;
6716         pte2p = pmap_pte2_ddb(pmap, va);
6717         for (i = 0; i < NPTE2_IN_PT2; i++, pte2p++, va += PAGE_SIZE) {
6718                 pte2 = pte2_load(pte2p);
6719                 if (pte2 == 0)
6720                         continue;
6721                 if (!pte2_is_valid(pte2)) {
6722                         printf(" 0x%08X: 0x%08X", va, pte2);
6723                         if (!invalid_ok)
6724                                 printf(" - not valid !!!");
6725                         printf("\n");
6726                         continue;
6727                 }
6728                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(pte2));
6729                 printf(" 0x%08X: 0x%08X, TEX%d, s:%d, g:%d, m:%p", va , pte2,
6730                     pte2_class(pte2), !!(pte2 & PTE2_S), !(pte2 & PTE2_NG), m);
6731                 if (m != NULL) {
6732                         printf(" v:%d h:%d w:%d f:0x%04X\n", m->valid,
6733                             m->hold_count, m->wire_count, m->flags);
6734                 } else {
6735                         printf("\n");
6736                 }
6737         }
6738 }
6739
6740 static __inline boolean_t
6741 is_pv_chunk_space(vm_offset_t va)
6742 {
6743
6744         if ((((vm_offset_t)pv_chunkbase) <= va) &&
6745             (va < ((vm_offset_t)pv_chunkbase + PAGE_SIZE * pv_maxchunks)))
6746                 return (TRUE);
6747         return (FALSE);
6748 }
6749
6750 DB_SHOW_COMMAND(pmap, pmap_pmap_print)
6751 {
6752         /* XXX convert args. */
6753         pmap_t pmap = (pmap_t)addr;
6754         pt1_entry_t pte1;
6755         pt2_entry_t pte2;
6756         vm_offset_t va, eva;
6757         vm_page_t m;
6758         uint32_t i;
6759         boolean_t invalid_ok, dump_link_ok, dump_pv_chunk;
6760
6761         if (have_addr) {
6762                 pmap_t pm;
6763
6764                 LIST_FOREACH(pm, &allpmaps, pm_list)
6765                         if (pm == pmap) break;
6766                 if (pm == NULL) {
6767                         printf("given pmap %p is not in allpmaps list\n", pmap);
6768                         return;
6769                 }
6770         } else
6771                 pmap = PCPU_GET(curpmap);
6772
6773         eva = (modif[0] == 'u') ? VM_MAXUSER_ADDRESS : 0xFFFFFFFF;
6774         dump_pv_chunk = FALSE; /* XXX evaluate from modif[] */
6775
6776         printf("pmap: 0x%08X\n", (uint32_t)pmap);
6777         printf("PT2MAP: 0x%08X\n", (uint32_t)PT2MAP);
6778         printf("pt2tab: 0x%08X\n", (uint32_t)pmap->pm_pt2tab);
6779
6780         for(i = 0; i < NPTE1_IN_PT1; i++) {
6781                 pte1 = pte1_load(&pmap->pm_pt1[i]);
6782                 if (pte1 == 0)
6783                         continue;
6784                 va = i << PTE1_SHIFT;
6785                 if (va >= eva)
6786                         break;
6787
6788                 if (pte1_is_section(pte1)) {
6789                         printf("0x%08X: Section 0x%08X, s:%d g:%d\n", va, pte1,
6790                             !!(pte1 & PTE1_S), !(pte1 & PTE1_NG));
6791                         dump_section(pmap, i);
6792                 } else if (pte1_is_link(pte1)) {
6793                         dump_link_ok = TRUE;
6794                         invalid_ok = FALSE;
6795                         pte2 = pte2_load(pmap_pt2tab_entry(pmap, va));
6796                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_link_pa(pte1));
6797                         printf("0x%08X: Link 0x%08X, pt2tab: 0x%08X m: %p",
6798                             va, pte1, pte2, m);
6799                         if (is_pv_chunk_space(va)) {
6800                                 printf(" - pv_chunk space");
6801                                 if (dump_pv_chunk)
6802                                         invalid_ok = TRUE;
6803                                 else
6804                                         dump_link_ok = FALSE;
6805                         }
6806                         else if (m != NULL)
6807                                 printf(" w:%d w2:%u", m->wire_count,
6808                                     pt2_wirecount_get(m, pte1_index(va)));
6809                         if (pte2 == 0)
6810                                 printf(" !!! pt2tab entry is ZERO");
6811                         else if (pte2_pa(pte1) != pte2_pa(pte2))
6812                                 printf(" !!! pt2tab entry is DIFFERENT - m: %p",
6813                                     PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(pte2)));
6814                         printf("\n");
6815                         if (dump_link_ok)
6816                                 dump_link(pmap, i, invalid_ok);
6817                 } else
6818                         printf("0x%08X: Invalid entry 0x%08X\n", va, pte1);
6819         }
6820 }
6821
6822 static void
6823 dump_pt2tab(pmap_t pmap)
6824 {
6825         uint32_t i;
6826         pt2_entry_t pte2;
6827         vm_offset_t va;
6828         vm_paddr_t pa;
6829         vm_page_t m;
6830
6831         printf("PT2TAB:\n");
6832         for (i = 0; i < PT2TAB_ENTRIES; i++) {
6833                 pte2 = pte2_load(&pmap->pm_pt2tab[i]);
6834                 if (!pte2_is_valid(pte2))
6835                         continue;
6836                 va = i << PT2TAB_SHIFT;
6837                 pa = pte2_pa(pte2);
6838                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
6839                 printf(" 0x%08X: 0x%08X, TEX%d, s:%d, m:%p", va, pte2,
6840                     pte2_class(pte2), !!(pte2 & PTE2_S), m);
6841                 if (m != NULL)
6842                         printf(" , h: %d, w: %d, f: 0x%04X pidx: %lld",
6843                             m->hold_count, m->wire_count, m->flags, m->pindex);
6844                 printf("\n");
6845         }
6846 }
6847
6848 DB_SHOW_COMMAND(pmap_pt2tab, pmap_pt2tab_print)
6849 {
6850         /* XXX convert args. */
6851         pmap_t pmap = (pmap_t)addr;
6852         pt1_entry_t pte1;
6853         pt2_entry_t pte2;
6854         vm_offset_t va;
6855         uint32_t i, start;
6856
6857         if (have_addr) {
6858                 printf("supported only on current pmap\n");
6859                 return;
6860         }
6861
6862         pmap = PCPU_GET(curpmap);
6863         printf("curpmap: 0x%08X\n", (uint32_t)pmap);
6864         printf("PT2MAP: 0x%08X\n", (uint32_t)PT2MAP);
6865         printf("pt2tab: 0x%08X\n", (uint32_t)pmap->pm_pt2tab);
6866
6867         start = pte1_index((vm_offset_t)PT2MAP);
6868         for (i = start; i < (start + NPT2_IN_PT2TAB); i++) {
6869                 pte1 = pte1_load(&pmap->pm_pt1[i]);
6870                 if (pte1 == 0)
6871                         continue;
6872                 va = i << PTE1_SHIFT;
6873                 if (pte1_is_section(pte1)) {
6874                         printf("0x%08X: Section 0x%08X, s:%d\n", va, pte1,
6875                             !!(pte1 & PTE1_S));
6876                         dump_section(pmap, i);
6877                 } else if (pte1_is_link(pte1)) {
6878                         pte2 = pte2_load(pmap_pt2tab_entry(pmap, va));
6879                         printf("0x%08X: Link 0x%08X, pt2tab: 0x%08X\n", va,
6880                             pte1, pte2);
6881                         if (pte2 == 0)
6882                                 printf("  !!! pt2tab entry is ZERO\n");
6883                 } else
6884                         printf("0x%08X: Invalid entry 0x%08X\n", va, pte1);
6885         }
6886         dump_pt2tab(pmap);
6887 }
6888 #endif