]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/arm/arm/pmap-v6.c
MFC r261423, r261424, r261516, r261513, r261562, r261563, r261564, r261565,
[FreeBSD/stable/10.git] / sys / arm / arm / pmap-v6.c
1 /* From: $NetBSD: pmap.c,v 1.148 2004/04/03 04:35:48 bsh Exp $ */
2 /*-
3  * Copyright 2011 Semihalf
4  * Copyright 2004 Olivier Houchard.
5  * Copyright 2003 Wasabi Systems, Inc.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * Written by Steve C. Woodford for Wasabi Systems, Inc.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
19  *    must display the following acknowledgement:
20  *      This product includes software developed for the NetBSD Project by
21  *      Wasabi Systems, Inc.
22  * 4. The name of Wasabi Systems, Inc. may not be used to endorse
23  *    or promote products derived from this software without specific prior
24  *    written permission.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY WASABI SYSTEMS, INC. ``AS IS'' AND
27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
28  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
29  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL WASABI SYSTEMS, INC
30  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
31  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
32  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
33  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
34  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
35  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
36  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
37  *
38  * From: FreeBSD: src/sys/arm/arm/pmap.c,v 1.113 2009/07/24 13:50:29
39  */
40
41 /*-
42  * Copyright (c) 2002-2003 Wasabi Systems, Inc.
43  * Copyright (c) 2001 Richard Earnshaw
44  * Copyright (c) 2001-2002 Christopher Gilbert
45  * All rights reserved.
46  *
47  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
48  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
49  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
50  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
51  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
52  * 3. The name of the company nor the name of the author may be used to
53  *    endorse or promote products derived from this software without specific
54  *    prior written permission.
55  *
56  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
57  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
58  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
59  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
60  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
61  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
62  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
63  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
64  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
65  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
66  * SUCH DAMAGE.
67  */
68 /*-
69  * Copyright (c) 1999 The NetBSD Foundation, Inc.
70  * All rights reserved.
71  *
72  * This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
73  * by Charles M. Hannum.
74  *
75  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
76  * modification, are permitted provided that the following conditions
77  * are met:
78  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
79  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
80  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
81  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
82  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
83  *
84  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
85  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
86  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
87  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
88  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
89  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
90  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
91  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
92  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
93  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
94  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
95  */
96
97 /*-
98  * Copyright (c) 1994-1998 Mark Brinicombe.
99  * Copyright (c) 1994 Brini.
100  * All rights reserved.
101  *
102  * This code is derived from software written for Brini by Mark Brinicombe
103  *
104  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
105  * modification, are permitted provided that the following conditions
106  * are met:
107  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
108  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
109  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
110  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
111  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
112  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
113  *    must display the following acknowledgement:
114  *      This product includes software developed by Mark Brinicombe.
115  * 4. The name of the author may not be used to endorse or promote products
116  *    derived from this software without specific prior written permission.
117  *
118  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
119  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
120  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
121  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
122  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
123  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
124  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
125  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
126  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
127  *
128  * RiscBSD kernel project
129  *
130  * pmap.c
131  *
132  * Machine dependant vm stuff
133  *
134  * Created      : 20/09/94
135  */
136
137 /*
138  * Special compilation symbols
139  * PMAP_DEBUG           - Build in pmap_debug_level code
140  *
141  * Note that pmap_mapdev() and pmap_unmapdev() are implemented in arm/devmap.c
142 */
143 /* Include header files */
144
145 #include "opt_vm.h"
146 #include "opt_pmap.h"
147
148 #include <sys/cdefs.h>
149 __FBSDID("$FreeBSD$");
150 #include <sys/param.h>
151 #include <sys/systm.h>
152 #include <sys/kernel.h>
153 #include <sys/ktr.h>
154 #include <sys/lock.h>
155 #include <sys/proc.h>
156 #include <sys/malloc.h>
157 #include <sys/msgbuf.h>
158 #include <sys/mutex.h>
159 #include <sys/vmmeter.h>
160 #include <sys/mman.h>
161 #include <sys/rwlock.h>
162 #include <sys/smp.h>
163 #include <sys/sched.h>
164 #include <sys/sysctl.h>
165
166 #include <vm/vm.h>
167 #include <vm/vm_param.h>
168 #include <vm/uma.h>
169 #include <vm/pmap.h>
170 #include <vm/vm_kern.h>
171 #include <vm/vm_object.h>
172 #include <vm/vm_map.h>
173 #include <vm/vm_page.h>
174 #include <vm/vm_pageout.h>
175 #include <vm/vm_extern.h>
176 #include <vm/vm_reserv.h>
177
178 #include <machine/md_var.h>
179 #include <machine/cpu.h>
180 #include <machine/cpufunc.h>
181 #include <machine/pcb.h>
182
183 #ifdef DEBUG
184 extern int last_fault_code;
185 #endif
186
187 #ifdef PMAP_DEBUG
188 #define PDEBUG(_lev_,_stat_) \
189         if (pmap_debug_level >= (_lev_)) \
190                 ((_stat_))
191 #define dprintf printf
192
193 int pmap_debug_level = 0;
194 #define PMAP_INLINE
195 #else   /* PMAP_DEBUG */
196 #define PDEBUG(_lev_,_stat_) /* Nothing */
197 #define dprintf(x, arg...)
198 #define PMAP_INLINE __inline
199 #endif  /* PMAP_DEBUG */
200
201 #ifdef PV_STATS
202 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
203 #else
204 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
205 #endif
206
207 #define pa_to_pvh(pa)   (&pv_table[pa_index(pa)])
208
209 #ifdef ARM_L2_PIPT
210 #define pmap_l2cache_wbinv_range(va, pa, size) cpu_l2cache_wbinv_range((pa), (size))
211 #define pmap_l2cache_inv_range(va, pa, size) cpu_l2cache_inv_range((pa), (size))
212 #else
213 #define pmap_l2cache_wbinv_range(va, pa, size) cpu_l2cache_wbinv_range((va), (size))
214 #define pmap_l2cache_inv_range(va, pa, size) cpu_l2cache_inv_range((va), (size))
215 #endif
216
217 extern struct pv_addr systempage;
218
219 /*
220  * Internal function prototypes
221  */
222
223 static PMAP_INLINE
224 struct pv_entry         *pmap_find_pv(struct md_page *, pmap_t, vm_offset_t);
225 static void             pmap_free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc);
226 static void             pmap_free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv);
227 static pv_entry_t       pmap_get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try);
228 static vm_page_t        pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap);
229 static boolean_t        pmap_pv_insert_section(pmap_t, vm_offset_t,
230     vm_paddr_t);
231 static struct pv_entry  *pmap_remove_pv(struct vm_page *, pmap_t, vm_offset_t);
232 static int              pmap_pvh_wired_mappings(struct md_page *, int);
233
234 static void             pmap_enter_locked(pmap_t, vm_offset_t, vm_prot_t,
235     vm_page_t, vm_prot_t, boolean_t, int);
236 static vm_paddr_t       pmap_extract_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
237 static void             pmap_alloc_l1(pmap_t);
238 static void             pmap_free_l1(pmap_t);
239
240 static void             pmap_map_section(pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t,
241     vm_prot_t, boolean_t);
242 static void             pmap_promote_section(pmap_t, vm_offset_t);
243 static boolean_t        pmap_demote_section(pmap_t, vm_offset_t);
244 static boolean_t        pmap_enter_section(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
245     vm_prot_t);
246 static void             pmap_remove_section(pmap_t, vm_offset_t);
247
248 static int              pmap_clearbit(struct vm_page *, u_int);
249
250 static struct l2_bucket *pmap_get_l2_bucket(pmap_t, vm_offset_t);
251 static struct l2_bucket *pmap_alloc_l2_bucket(pmap_t, vm_offset_t);
252 static void             pmap_free_l2_bucket(pmap_t, struct l2_bucket *, u_int);
253 static vm_offset_t      kernel_pt_lookup(vm_paddr_t);
254
255 static MALLOC_DEFINE(M_VMPMAP, "pmap", "PMAP L1");
256
257 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
258 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
259 vm_offset_t pmap_curmaxkvaddr;
260 vm_paddr_t kernel_l1pa;
261
262 vm_offset_t kernel_vm_end = 0;
263
264 vm_offset_t vm_max_kernel_address;
265
266 struct pmap kernel_pmap_store;
267
268 static pt_entry_t *csrc_pte, *cdst_pte;
269 static vm_offset_t csrcp, cdstp;
270 static struct mtx cmtx;
271
272 static void             pmap_init_l1(struct l1_ttable *, pd_entry_t *);
273 /*
274  * These routines are called when the CPU type is identified to set up
275  * the PTE prototypes, cache modes, etc.
276  *
277  * The variables are always here, just in case LKMs need to reference
278  * them (though, they shouldn't).
279  */
280 static void pmap_set_prot(pt_entry_t *pte, vm_prot_t prot, uint8_t user);
281 pt_entry_t      pte_l1_s_cache_mode;
282 pt_entry_t      pte_l1_s_cache_mode_pt;
283
284 pt_entry_t      pte_l2_l_cache_mode;
285 pt_entry_t      pte_l2_l_cache_mode_pt;
286
287 pt_entry_t      pte_l2_s_cache_mode;
288 pt_entry_t      pte_l2_s_cache_mode_pt;
289
290 struct msgbuf *msgbufp = 0;
291
292 /*
293  * Crashdump maps.
294  */
295 static caddr_t crashdumpmap;
296
297 extern void bcopy_page(vm_offset_t, vm_offset_t);
298 extern void bzero_page(vm_offset_t);
299
300 char *_tmppt;
301
302 /*
303  * Metadata for L1 translation tables.
304  */
305 struct l1_ttable {
306         /* Entry on the L1 Table list */
307         SLIST_ENTRY(l1_ttable) l1_link;
308
309         /* Entry on the L1 Least Recently Used list */
310         TAILQ_ENTRY(l1_ttable) l1_lru;
311
312         /* Track how many domains are allocated from this L1 */
313         volatile u_int l1_domain_use_count;
314
315         /*
316          * A free-list of domain numbers for this L1.
317          * We avoid using ffs() and a bitmap to track domains since ffs()
318          * is slow on ARM.
319          */
320         u_int8_t l1_domain_first;
321         u_int8_t l1_domain_free[PMAP_DOMAINS];
322
323         /* Physical address of this L1 page table */
324         vm_paddr_t l1_physaddr;
325
326         /* KVA of this L1 page table */
327         pd_entry_t *l1_kva;
328 };
329
330 /*
331  * Convert a virtual address into its L1 table index. That is, the
332  * index used to locate the L2 descriptor table pointer in an L1 table.
333  * This is basically used to index l1->l1_kva[].
334  *
335  * Each L2 descriptor table represents 1MB of VA space.
336  */
337 #define L1_IDX(va)              (((vm_offset_t)(va)) >> L1_S_SHIFT)
338
339 /*
340  * L1 Page Tables are tracked using a Least Recently Used list.
341  *  - New L1s are allocated from the HEAD.
342  *  - Freed L1s are added to the TAIl.
343  *  - Recently accessed L1s (where an 'access' is some change to one of
344  *    the userland pmaps which owns this L1) are moved to the TAIL.
345  */
346 static TAILQ_HEAD(, l1_ttable) l1_lru_list;
347 /*
348  * A list of all L1 tables
349  */
350 static SLIST_HEAD(, l1_ttable) l1_list;
351 static struct mtx l1_lru_lock;
352
353 /*
354  * The l2_dtable tracks L2_BUCKET_SIZE worth of L1 slots.
355  *
356  * This is normally 16MB worth L2 page descriptors for any given pmap.
357  * Reference counts are maintained for L2 descriptors so they can be
358  * freed when empty.
359  */
360 struct l2_dtable {
361         /* The number of L2 page descriptors allocated to this l2_dtable */
362         u_int l2_occupancy;
363
364         /* List of L2 page descriptors */
365         struct l2_bucket {
366                 pt_entry_t *l2b_kva;    /* KVA of L2 Descriptor Table */
367                 vm_paddr_t l2b_phys;    /* Physical address of same */
368                 u_short l2b_l1idx;      /* This L2 table's L1 index */
369                 u_short l2b_occupancy;  /* How many active descriptors */
370         } l2_bucket[L2_BUCKET_SIZE];
371 };
372
373 /* pmap_kenter_internal flags */
374 #define KENTER_CACHE    0x1
375 #define KENTER_USER     0x2
376
377 /*
378  * Given an L1 table index, calculate the corresponding l2_dtable index
379  * and bucket index within the l2_dtable.
380  */
381 #define L2_IDX(l1idx)           (((l1idx) >> L2_BUCKET_LOG2) & \
382                                  (L2_SIZE - 1))
383 #define L2_BUCKET(l1idx)        ((l1idx) & (L2_BUCKET_SIZE - 1))
384
385 /*
386  * Given a virtual address, this macro returns the
387  * virtual address required to drop into the next L2 bucket.
388  */
389 #define L2_NEXT_BUCKET(va)      (((va) & L1_S_FRAME) + L1_S_SIZE)
390
391 /*
392  * We try to map the page tables write-through, if possible.  However, not
393  * all CPUs have a write-through cache mode, so on those we have to sync
394  * the cache when we frob page tables.
395  *
396  * We try to evaluate this at compile time, if possible.  However, it's
397  * not always possible to do that, hence this run-time var.
398  */
399 int     pmap_needs_pte_sync;
400
401 /*
402  * Macro to determine if a mapping might be resident in the
403  * instruction cache and/or TLB
404  */
405 #define PTE_BEEN_EXECD(pte)  (L2_S_EXECUTABLE(pte) && L2_S_REFERENCED(pte))
406
407 /*
408  * Macro to determine if a mapping might be resident in the
409  * data cache and/or TLB
410  */
411 #define PTE_BEEN_REFD(pte)   (L2_S_REFERENCED(pte))
412
413 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
414 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
415 #endif
416
417 #define pmap_is_current(pm)     ((pm) == pmap_kernel() || \
418             curproc->p_vmspace->vm_map.pmap == (pm))
419
420 /*
421  * Data for the pv entry allocation mechanism
422  */
423 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
424 static int pv_entry_count, pv_entry_max, pv_entry_high_water;
425 static struct md_page *pv_table;
426 static int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
427
428 struct pv_chunk *pv_chunkbase;          /* KVA block for pv_chunks */
429 int pv_maxchunks;                       /* How many chunks we have KVA for */
430 vm_offset_t pv_vafree;                  /* Freelist stored in the PTE */
431
432 static __inline struct pv_chunk *
433 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
434 {
435
436         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
437 }
438
439 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
440
441 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
442 CTASSERT(_NPCM == 8);
443 CTASSERT(_NPCPV == 252);
444
445 #define PC_FREE0_6      0xfffffffful    /* Free values for index 0 through 6 */
446 #define PC_FREE7        0x0ffffffful    /* Free values for index 7 */
447
448 static const uint32_t pc_freemask[_NPCM] = {
449         PC_FREE0_6, PC_FREE0_6, PC_FREE0_6,
450         PC_FREE0_6, PC_FREE0_6, PC_FREE0_6,
451         PC_FREE0_6, PC_FREE7
452 };
453
454 static SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, pmap, CTLFLAG_RD, 0, "VM/pmap parameters");
455
456 /* Superpages utilization enabled = 1 / disabled = 0 */
457 static int sp_enabled = 0;
458 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, sp_enabled, CTLFLAG_RDTUN, &sp_enabled, 0,
459     "Are large page mappings enabled?");
460
461 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
462     "Current number of pv entries");
463
464 #ifdef PV_STATS
465 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
466
467 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
468     "Current number of pv entry chunks");
469 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
470     "Current number of pv entry chunks allocated");
471 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
472     "Current number of pv entry chunks frees");
473 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
474     "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
475
476 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs;
477 static int pv_entry_spare;
478
479 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
480     "Current number of pv entry frees");
481 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
482     "Current number of pv entry allocs");
483 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
484     "Current number of spare pv entries");
485 #endif
486
487 uma_zone_t l2zone;
488 static uma_zone_t l2table_zone;
489 static vm_offset_t pmap_kernel_l2dtable_kva;
490 static vm_offset_t pmap_kernel_l2ptp_kva;
491 static vm_paddr_t pmap_kernel_l2ptp_phys;
492 static struct rwlock pvh_global_lock;
493
494 int l1_mem_types[] = {
495         ARM_L1S_STRONG_ORD,
496         ARM_L1S_DEVICE_NOSHARE,
497         ARM_L1S_DEVICE_SHARE,
498         ARM_L1S_NRML_NOCACHE,
499         ARM_L1S_NRML_IWT_OWT,
500         ARM_L1S_NRML_IWB_OWB,
501         ARM_L1S_NRML_IWBA_OWBA
502 };
503
504 int l2l_mem_types[] = {
505         ARM_L2L_STRONG_ORD,
506         ARM_L2L_DEVICE_NOSHARE,
507         ARM_L2L_DEVICE_SHARE,
508         ARM_L2L_NRML_NOCACHE,
509         ARM_L2L_NRML_IWT_OWT,
510         ARM_L2L_NRML_IWB_OWB,
511         ARM_L2L_NRML_IWBA_OWBA
512 };
513
514 int l2s_mem_types[] = {
515         ARM_L2S_STRONG_ORD,
516         ARM_L2S_DEVICE_NOSHARE,
517         ARM_L2S_DEVICE_SHARE,
518         ARM_L2S_NRML_NOCACHE,
519         ARM_L2S_NRML_IWT_OWT,
520         ARM_L2S_NRML_IWB_OWB,
521         ARM_L2S_NRML_IWBA_OWBA
522 };
523
524 /*
525  * This list exists for the benefit of pmap_map_chunk().  It keeps track
526  * of the kernel L2 tables during bootstrap, so that pmap_map_chunk() can
527  * find them as necessary.
528  *
529  * Note that the data on this list MUST remain valid after initarm() returns,
530  * as pmap_bootstrap() uses it to contruct L2 table metadata.
531  */
532 SLIST_HEAD(, pv_addr) kernel_pt_list = SLIST_HEAD_INITIALIZER(kernel_pt_list);
533
534 static void
535 pmap_init_l1(struct l1_ttable *l1, pd_entry_t *l1pt)
536 {
537         int i;
538
539         l1->l1_kva = l1pt;
540         l1->l1_domain_use_count = 0;
541         l1->l1_domain_first = 0;
542
543         for (i = 0; i < PMAP_DOMAINS; i++)
544                 l1->l1_domain_free[i] = i + 1;
545
546         /*
547          * Copy the kernel's L1 entries to each new L1.
548          */
549         if (l1pt != pmap_kernel()->pm_l1->l1_kva)
550                 memcpy(l1pt, pmap_kernel()->pm_l1->l1_kva, L1_TABLE_SIZE);
551
552         if ((l1->l1_physaddr = pmap_extract(pmap_kernel(), (vm_offset_t)l1pt)) == 0)
553                 panic("pmap_init_l1: can't get PA of L1 at %p", l1pt);
554         SLIST_INSERT_HEAD(&l1_list, l1, l1_link);
555         TAILQ_INSERT_TAIL(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
556 }
557
558 static vm_offset_t
559 kernel_pt_lookup(vm_paddr_t pa)
560 {
561         struct pv_addr *pv;
562
563         SLIST_FOREACH(pv, &kernel_pt_list, pv_list) {
564                 if (pv->pv_pa == pa)
565                         return (pv->pv_va);
566         }
567         return (0);
568 }
569
570 void
571 pmap_pte_init_mmu_v6(void)
572 {
573
574         if (PTE_PAGETABLE >= 3)
575                 pmap_needs_pte_sync = 1;
576         pte_l1_s_cache_mode = l1_mem_types[PTE_CACHE];
577         pte_l2_l_cache_mode = l2l_mem_types[PTE_CACHE];
578         pte_l2_s_cache_mode = l2s_mem_types[PTE_CACHE];
579
580         pte_l1_s_cache_mode_pt = l1_mem_types[PTE_PAGETABLE];
581         pte_l2_l_cache_mode_pt = l2l_mem_types[PTE_PAGETABLE];
582         pte_l2_s_cache_mode_pt = l2s_mem_types[PTE_PAGETABLE];
583
584 }
585
586 /*
587  * Allocate an L1 translation table for the specified pmap.
588  * This is called at pmap creation time.
589  */
590 static void
591 pmap_alloc_l1(pmap_t pmap)
592 {
593         struct l1_ttable *l1;
594         u_int8_t domain;
595
596         /*
597          * Remove the L1 at the head of the LRU list
598          */
599         mtx_lock(&l1_lru_lock);
600         l1 = TAILQ_FIRST(&l1_lru_list);
601         TAILQ_REMOVE(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
602
603         /*
604          * Pick the first available domain number, and update
605          * the link to the next number.
606          */
607         domain = l1->l1_domain_first;
608         l1->l1_domain_first = l1->l1_domain_free[domain];
609
610         /*
611          * If there are still free domain numbers in this L1,
612          * put it back on the TAIL of the LRU list.
613          */
614         if (++l1->l1_domain_use_count < PMAP_DOMAINS)
615                 TAILQ_INSERT_TAIL(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
616
617         mtx_unlock(&l1_lru_lock);
618
619         /*
620          * Fix up the relevant bits in the pmap structure
621          */
622         pmap->pm_l1 = l1;
623         pmap->pm_domain = domain + 1;
624 }
625
626 /*
627  * Free an L1 translation table.
628  * This is called at pmap destruction time.
629  */
630 static void
631 pmap_free_l1(pmap_t pmap)
632 {
633         struct l1_ttable *l1 = pmap->pm_l1;
634
635         mtx_lock(&l1_lru_lock);
636
637         /*
638          * If this L1 is currently on the LRU list, remove it.
639          */
640         if (l1->l1_domain_use_count < PMAP_DOMAINS)
641                 TAILQ_REMOVE(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
642
643         /*
644          * Free up the domain number which was allocated to the pmap
645          */
646         l1->l1_domain_free[pmap->pm_domain - 1] = l1->l1_domain_first;
647         l1->l1_domain_first = pmap->pm_domain - 1;
648         l1->l1_domain_use_count--;
649
650         /*
651          * The L1 now must have at least 1 free domain, so add
652          * it back to the LRU list. If the use count is zero,
653          * put it at the head of the list, otherwise it goes
654          * to the tail.
655          */
656         if (l1->l1_domain_use_count == 0) {
657                 TAILQ_INSERT_HEAD(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
658         }       else
659                 TAILQ_INSERT_TAIL(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
660
661         mtx_unlock(&l1_lru_lock);
662 }
663
664 /*
665  * Returns a pointer to the L2 bucket associated with the specified pmap
666  * and VA, or NULL if no L2 bucket exists for the address.
667  */
668 static PMAP_INLINE struct l2_bucket *
669 pmap_get_l2_bucket(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
670 {
671         struct l2_dtable *l2;
672         struct l2_bucket *l2b;
673         u_short l1idx;
674
675         l1idx = L1_IDX(va);
676
677         if ((l2 = pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)]) == NULL ||
678             (l2b = &l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)])->l2b_kva == NULL)
679                 return (NULL);
680
681         return (l2b);
682 }
683
684 /*
685  * Returns a pointer to the L2 bucket associated with the specified pmap
686  * and VA.
687  *
688  * If no L2 bucket exists, perform the necessary allocations to put an L2
689  * bucket/page table in place.
690  *
691  * Note that if a new L2 bucket/page was allocated, the caller *must*
692  * increment the bucket occupancy counter appropriately *before*
693  * releasing the pmap's lock to ensure no other thread or cpu deallocates
694  * the bucket/page in the meantime.
695  */
696 static struct l2_bucket *
697 pmap_alloc_l2_bucket(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
698 {
699         struct l2_dtable *l2;
700         struct l2_bucket *l2b;
701         u_short l1idx;
702
703         l1idx = L1_IDX(va);
704
705         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
706         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
707         if ((l2 = pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)]) == NULL) {
708                 /*
709                  * No mapping at this address, as there is
710                  * no entry in the L1 table.
711                  * Need to allocate a new l2_dtable.
712                  */
713                 PMAP_UNLOCK(pmap);
714                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
715                 if ((l2 = uma_zalloc(l2table_zone, M_NOWAIT)) == NULL) {
716                         rw_wlock(&pvh_global_lock);
717                         PMAP_LOCK(pmap);
718                         return (NULL);
719                 }
720                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
721                 PMAP_LOCK(pmap);
722                 if (pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] != NULL) {
723                         /*
724                          * Someone already allocated the l2_dtable while
725                          * we were doing the same.
726                          */
727                         uma_zfree(l2table_zone, l2);
728                         l2 = pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
729                 } else {
730                         bzero(l2, sizeof(*l2));
731                         /*
732                          * Link it into the parent pmap
733                          */
734                         pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] = l2;
735                 }
736         }
737
738         l2b = &l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)];
739
740         /*
741          * Fetch pointer to the L2 page table associated with the address.
742          */
743         if (l2b->l2b_kva == NULL) {
744                 pt_entry_t *ptep;
745
746                 /*
747                  * No L2 page table has been allocated. Chances are, this
748                  * is because we just allocated the l2_dtable, above.
749                  */
750                 PMAP_UNLOCK(pmap);
751                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
752                 ptep = uma_zalloc(l2zone, M_NOWAIT);
753                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
754                 PMAP_LOCK(pmap);
755                 if (l2b->l2b_kva != 0) {
756                         /* We lost the race. */
757                         uma_zfree(l2zone, ptep);
758                         return (l2b);
759                 }
760                 l2b->l2b_phys = vtophys(ptep);
761                 if (ptep == NULL) {
762                         /*
763                          * Oops, no more L2 page tables available at this
764                          * time. We may need to deallocate the l2_dtable
765                          * if we allocated a new one above.
766                          */
767                         if (l2->l2_occupancy == 0) {
768                                 pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] = NULL;
769                                 uma_zfree(l2table_zone, l2);
770                         }
771                         return (NULL);
772                 }
773
774                 l2->l2_occupancy++;
775                 l2b->l2b_kva = ptep;
776                 l2b->l2b_l1idx = l1idx;
777         }
778
779         return (l2b);
780 }
781
782 static PMAP_INLINE void
783 pmap_free_l2_ptp(pt_entry_t *l2)
784 {
785         uma_zfree(l2zone, l2);
786 }
787 /*
788  * One or more mappings in the specified L2 descriptor table have just been
789  * invalidated.
790  *
791  * Garbage collect the metadata and descriptor table itself if necessary.
792  *
793  * The pmap lock must be acquired when this is called (not necessary
794  * for the kernel pmap).
795  */
796 static void
797 pmap_free_l2_bucket(pmap_t pmap, struct l2_bucket *l2b, u_int count)
798 {
799         struct l2_dtable *l2;
800         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
801         pt_entry_t *ptep;
802         u_short l1idx;
803
804
805         /*
806          * Update the bucket's reference count according to how many
807          * PTEs the caller has just invalidated.
808          */
809         l2b->l2b_occupancy -= count;
810
811         /*
812          * Note:
813          *
814          * Level 2 page tables allocated to the kernel pmap are never freed
815          * as that would require checking all Level 1 page tables and
816          * removing any references to the Level 2 page table. See also the
817          * comment elsewhere about never freeing bootstrap L2 descriptors.
818          *
819          * We make do with just invalidating the mapping in the L2 table.
820          *
821          * This isn't really a big deal in practice and, in fact, leads
822          * to a performance win over time as we don't need to continually
823          * alloc/free.
824          */
825         if (l2b->l2b_occupancy > 0 || pmap == pmap_kernel())
826                 return;
827
828         /*
829          * There are no more valid mappings in this level 2 page table.
830          * Go ahead and NULL-out the pointer in the bucket, then
831          * free the page table.
832          */
833         l1idx = l2b->l2b_l1idx;
834         ptep = l2b->l2b_kva;
835         l2b->l2b_kva = NULL;
836
837         pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[l1idx];
838
839         /*
840          * If the L1 slot matches the pmap's domain
841          * number, then invalidate it.
842          */
843         l1pd = *pl1pd & (L1_TYPE_MASK | L1_C_DOM_MASK);
844         if (l1pd == (L1_C_DOM(pmap->pm_domain) | L1_TYPE_C)) {
845                 *pl1pd = 0;
846                 PTE_SYNC(pl1pd);
847         }
848
849         /*
850          * Release the L2 descriptor table back to the pool cache.
851          */
852         pmap_free_l2_ptp(ptep);
853
854         /*
855          * Update the reference count in the associated l2_dtable
856          */
857         l2 = pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
858         if (--l2->l2_occupancy > 0)
859                 return;
860
861         /*
862          * There are no more valid mappings in any of the Level 1
863          * slots managed by this l2_dtable. Go ahead and NULL-out
864          * the pointer in the parent pmap and free the l2_dtable.
865          */
866         pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] = NULL;
867         uma_zfree(l2table_zone, l2);
868 }
869
870 /*
871  * Pool cache constructors for L2 descriptor tables, metadata and pmap
872  * structures.
873  */
874 static int
875 pmap_l2ptp_ctor(void *mem, int size, void *arg, int flags)
876 {
877         struct l2_bucket *l2b;
878         pt_entry_t *ptep, pte;
879         vm_offset_t va = (vm_offset_t)mem & ~PAGE_MASK;
880
881         /*
882          * The mappings for these page tables were initially made using
883          * pmap_kenter() by the pool subsystem. Therefore, the cache-
884          * mode will not be right for page table mappings. To avoid
885          * polluting the pmap_kenter() code with a special case for
886          * page tables, we simply fix up the cache-mode here if it's not
887          * correct.
888          */
889         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
890         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
891         pte = *ptep;
892
893         cpu_idcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
894         pmap_l2cache_wbinv_range(va, pte & L2_S_FRAME, PAGE_SIZE);
895         if ((pte & L2_S_CACHE_MASK) != pte_l2_s_cache_mode_pt) {
896                 /*
897                  * Page tables must have the cache-mode set to
898                  * Write-Thru.
899                  */
900                 *ptep = (pte & ~L2_S_CACHE_MASK) | pte_l2_s_cache_mode_pt;
901                 PTE_SYNC(ptep);
902                 cpu_tlb_flushD_SE(va);
903                 cpu_cpwait();
904         }
905
906         memset(mem, 0, L2_TABLE_SIZE_REAL);
907         return (0);
908 }
909
910 /*
911  * Modify pte bits for all ptes corresponding to the given physical address.
912  * We use `maskbits' rather than `clearbits' because we're always passing
913  * constants and the latter would require an extra inversion at run-time.
914  */
915 static int
916 pmap_clearbit(struct vm_page *m, u_int maskbits)
917 {
918         struct l2_bucket *l2b;
919         struct pv_entry *pv, *pve, *next_pv;
920         struct md_page *pvh;
921         pd_entry_t *pl1pd;
922         pt_entry_t *ptep, npte, opte;
923         pmap_t pmap;
924         vm_offset_t va;
925         u_int oflags;
926         int count = 0;
927
928         rw_wlock(&pvh_global_lock);
929         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
930                 goto small_mappings;
931
932         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
933         TAILQ_FOREACH_SAFE(pv, &pvh->pv_list, pv_list, next_pv) {
934                 va = pv->pv_va;
935                 pmap = PV_PMAP(pv);
936                 PMAP_LOCK(pmap);
937                 pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
938                 KASSERT((*pl1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO,
939                     ("pmap_clearbit: valid section mapping expected"));
940                 if ((maskbits & PVF_WRITE) && (pv->pv_flags & PVF_WRITE))
941                         (void)pmap_demote_section(pmap, va);
942                 else if ((maskbits & PVF_REF) && L1_S_REFERENCED(*pl1pd)) {
943                         if (pmap_demote_section(pmap, va)) {
944                                 if ((pv->pv_flags & PVF_WIRED) == 0) {
945                                         /*
946                                          * Remove the mapping to a single page
947                                          * so that a subsequent access may
948                                          * repromote. Since the underlying
949                                          * l2_bucket is fully populated, this
950                                          * removal never frees an entire
951                                          * l2_bucket.
952                                          */
953                                         va += (VM_PAGE_TO_PHYS(m) &
954                                             L1_S_OFFSET);
955                                         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, va);
956                                         KASSERT(l2b != NULL,
957                                             ("pmap_clearbit: no l2 bucket for "
958                                              "va 0x%#x, pmap 0x%p", va, pmap));
959                                         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
960                                         *ptep = 0;
961                                         PTE_SYNC(ptep);
962                                         pmap_free_l2_bucket(pmap, l2b, 1);
963                                         pve = pmap_remove_pv(m, pmap, va);
964                                         KASSERT(pve != NULL, ("pmap_clearbit: "
965                                             "no PV entry for managed mapping"));
966                                         pmap_free_pv_entry(pmap, pve);
967
968                                 }
969                         }
970                 } else if ((maskbits & PVF_MOD) && L1_S_WRITABLE(*pl1pd)) {
971                         if (pmap_demote_section(pmap, va)) {
972                                 if ((pv->pv_flags & PVF_WIRED) == 0) {
973                                         /*
974                                          * Write protect the mapping to a
975                                          * single page so that a subsequent
976                                          * write access may repromote.
977                                          */
978                                         va += (VM_PAGE_TO_PHYS(m) &
979                                             L1_S_OFFSET);
980                                         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, va);
981                                         KASSERT(l2b != NULL,
982                                             ("pmap_clearbit: no l2 bucket for "
983                                              "va 0x%#x, pmap 0x%p", va, pmap));
984                                         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
985                                         if ((*ptep & L2_S_PROTO) != 0) {
986                                                 pve = pmap_find_pv(&m->md,
987                                                     pmap, va);
988                                                 KASSERT(pve != NULL,
989                                                     ("pmap_clearbit: no PV "
990                                                     "entry for managed mapping"));
991                                                 pve->pv_flags &= ~PVF_WRITE;
992                                                 *ptep |= L2_APX;
993                                                 PTE_SYNC(ptep);
994                                         }
995                                 }
996                         }
997                 }
998                 PMAP_UNLOCK(pmap);
999         }
1000
1001 small_mappings:
1002         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list)) {
1003                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1004                 return (0);
1005         }
1006
1007         /*
1008          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos
1009          */
1010         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1011                 va = pv->pv_va;
1012                 pmap = PV_PMAP(pv);
1013                 oflags = pv->pv_flags;
1014                 pv->pv_flags &= ~maskbits;
1015
1016                 PMAP_LOCK(pmap);
1017
1018                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, va);
1019                 KASSERT(l2b != NULL, ("pmap_clearbit: no l2 bucket for "
1020                     "va 0x%#x, pmap 0x%p", va, pmap));
1021
1022                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
1023                 npte = opte = *ptep;
1024
1025                 if (maskbits & (PVF_WRITE | PVF_MOD)) {
1026                         /* make the pte read only */
1027                         npte |= L2_APX;
1028                 }
1029
1030                 if (maskbits & PVF_REF) {
1031                         /*
1032                          * Clear referenced flag in PTE so that we
1033                          * will take a flag fault the next time the mapping
1034                          * is referenced.
1035                          */
1036                         npte &= ~L2_S_REF;
1037                 }
1038
1039                 CTR4(KTR_PMAP,"clearbit: pmap:%p bits:%x pte:%x->%x",
1040                     pmap, maskbits, opte, npte);
1041                 if (npte != opte) {
1042                         count++;
1043                         *ptep = npte;
1044                         PTE_SYNC(ptep);
1045                         /* Flush the TLB entry if a current pmap. */
1046                         if (PTE_BEEN_EXECD(opte))
1047                                 cpu_tlb_flushID_SE(pv->pv_va);
1048                         else if (PTE_BEEN_REFD(opte))
1049                                 cpu_tlb_flushD_SE(pv->pv_va);
1050                 }
1051
1052                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1053
1054         }
1055
1056         if (maskbits & PVF_WRITE)
1057                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1058         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1059         return (count);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * main pv_entry manipulation functions:
1064  *   pmap_enter_pv: enter a mapping onto a vm_page list
1065  *   pmap_remove_pv: remove a mappiing from a vm_page list
1066  *
1067  * NOTE: pmap_enter_pv expects to lock the pvh itself
1068  *       pmap_remove_pv expects the caller to lock the pvh before calling
1069  */
1070
1071 /*
1072  * pmap_enter_pv: enter a mapping onto a vm_page's PV list
1073  *
1074  * => caller should hold the proper lock on pvh_global_lock
1075  * => caller should have pmap locked
1076  * => we will (someday) gain the lock on the vm_page's PV list
1077  * => caller should adjust ptp's wire_count before calling
1078  * => caller should not adjust pmap's wire_count
1079  */
1080 static void
1081 pmap_enter_pv(struct vm_page *m, struct pv_entry *pve, pmap_t pmap,
1082     vm_offset_t va, u_int flags)
1083 {
1084
1085         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1086
1087         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
1088         pve->pv_va = va;
1089         pve->pv_flags = flags;
1090
1091         TAILQ_INSERT_HEAD(&m->md.pv_list, pve, pv_list);
1092         if (pve->pv_flags & PVF_WIRED)
1093                 ++pmap->pm_stats.wired_count;
1094 }
1095
1096 /*
1097  *
1098  * pmap_find_pv: Find a pv entry
1099  *
1100  * => caller should hold lock on vm_page
1101  */
1102 static PMAP_INLINE struct pv_entry *
1103 pmap_find_pv(struct md_page *md, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1104 {
1105         struct pv_entry *pv;
1106
1107         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1108         TAILQ_FOREACH(pv, &md->pv_list, pv_list)
1109                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va)
1110                         break;
1111
1112         return (pv);
1113 }
1114
1115 /*
1116  * vector_page_setprot:
1117  *
1118  *      Manipulate the protection of the vector page.
1119  */
1120 void
1121 vector_page_setprot(int prot)
1122 {
1123         struct l2_bucket *l2b;
1124         pt_entry_t *ptep;
1125
1126         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), vector_page);
1127
1128         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(vector_page)];
1129         /*
1130          * Set referenced flag.
1131          * Vectors' page is always desired
1132          * to be allowed to reside in TLB. 
1133          */
1134         *ptep |= L2_S_REF;
1135
1136         pmap_set_prot(ptep, prot|VM_PROT_EXECUTE, 0);
1137
1138         cpu_tlb_flushD_SE(vector_page);
1139         cpu_cpwait();
1140 }
1141
1142 static void
1143 pmap_set_prot(pt_entry_t *ptep, vm_prot_t prot, uint8_t user)
1144 {
1145
1146         *ptep &= ~(L2_S_PROT_MASK | L2_XN);
1147
1148         if (!(prot & VM_PROT_EXECUTE))
1149                 *ptep |= L2_XN;
1150
1151         /* Set defaults first - kernel read access */
1152         *ptep |= L2_APX;
1153         *ptep |= L2_S_PROT_R;
1154         /* Now tune APs as desired */
1155         if (user)
1156                 *ptep |= L2_S_PROT_U;
1157
1158         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1159                 *ptep &= ~(L2_APX);
1160 }
1161
1162 /*
1163  * pmap_remove_pv: try to remove a mapping from a pv_list
1164  *
1165  * => caller should hold proper lock on pmap_main_lock
1166  * => pmap should be locked
1167  * => caller should hold lock on vm_page [so that attrs can be adjusted]
1168  * => caller should adjust ptp's wire_count and free PTP if needed
1169  * => caller should NOT adjust pmap's wire_count
1170  * => we return the removed pve
1171  */
1172 static struct pv_entry *
1173 pmap_remove_pv(struct vm_page *m, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1174 {
1175         struct pv_entry *pve;
1176
1177         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1178         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
1179
1180         pve = pmap_find_pv(&m->md, pmap, va);   /* find corresponding pve */
1181         if (pve != NULL) {
1182                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pve, pv_list);
1183                 if (pve->pv_flags & PVF_WIRED)
1184                         --pmap->pm_stats.wired_count;
1185         }
1186         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1187                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1188
1189         return(pve);                            /* return removed pve */
1190 }
1191
1192 /*
1193  *
1194  * pmap_modify_pv: Update pv flags
1195  *
1196  * => caller should hold lock on vm_page [so that attrs can be adjusted]
1197  * => caller should NOT adjust pmap's wire_count
1198  * => we return the old flags
1199  *
1200  * Modify a physical-virtual mapping in the pv table
1201  */
1202 static u_int
1203 pmap_modify_pv(struct vm_page *m, pmap_t pmap, vm_offset_t va,
1204     u_int clr_mask, u_int set_mask)
1205 {
1206         struct pv_entry *npv;
1207         u_int flags, oflags;
1208
1209         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
1210         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1211         if ((npv = pmap_find_pv(&m->md, pmap, va)) == NULL)
1212                 return (0);
1213
1214         /*
1215          * There is at least one VA mapping this page.
1216          */
1217         oflags = npv->pv_flags;
1218         npv->pv_flags = flags = (oflags & ~clr_mask) | set_mask;
1219
1220         if ((flags ^ oflags) & PVF_WIRED) {
1221                 if (flags & PVF_WIRED)
1222                         ++pmap->pm_stats.wired_count;
1223                 else
1224                         --pmap->pm_stats.wired_count;
1225         }
1226
1227         return (oflags);
1228 }
1229
1230 /* Function to set the debug level of the pmap code */
1231 #ifdef PMAP_DEBUG
1232 void
1233 pmap_debug(int level)
1234 {
1235         pmap_debug_level = level;
1236         dprintf("pmap_debug: level=%d\n", pmap_debug_level);
1237 }
1238 #endif  /* PMAP_DEBUG */
1239
1240 void
1241 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1242 {
1243         PDEBUG(1, printf("pmap_pinit0: pmap = %08x\n", (u_int32_t) pmap));
1244
1245         bcopy(kernel_pmap, pmap, sizeof(*pmap));
1246         bzero(&pmap->pm_mtx, sizeof(pmap->pm_mtx));
1247         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1248         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1249 }
1250
1251 /*
1252  *      Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
1253  */
1254 void
1255 pmap_page_init(vm_page_t m)
1256 {
1257
1258         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
1259         m->md.pv_memattr = VM_MEMATTR_DEFAULT;
1260 }
1261
1262 static vm_offset_t
1263 pmap_ptelist_alloc(vm_offset_t *head)
1264 {
1265         pt_entry_t *pte;
1266         vm_offset_t va;
1267
1268         va = *head;
1269         if (va == 0)
1270                 return (va);    /* Out of memory */
1271         pte = vtopte(va);
1272         *head = *pte;
1273         if ((*head & L2_TYPE_MASK) != L2_TYPE_INV)
1274                 panic("%s: va is not L2_TYPE_INV!", __func__);
1275         *pte = 0;
1276         return (va);
1277 }
1278
1279 static void
1280 pmap_ptelist_free(vm_offset_t *head, vm_offset_t va)
1281 {
1282         pt_entry_t *pte;
1283
1284         if ((va & L2_TYPE_MASK) != L2_TYPE_INV)
1285                 panic("%s: freeing va that is not L2_TYPE INV!", __func__);
1286         pte = vtopte(va);
1287         *pte = *head;           /* virtual! L2_TYPE is L2_TYPE_INV though */
1288         *head = va;
1289 }
1290
1291 static void
1292 pmap_ptelist_init(vm_offset_t *head, void *base, int npages)
1293 {
1294         int i;
1295         vm_offset_t va;
1296
1297         *head = 0;
1298         for (i = npages - 1; i >= 0; i--) {
1299                 va = (vm_offset_t)base + i * PAGE_SIZE;
1300                 pmap_ptelist_free(head, va);
1301         }
1302 }
1303
1304 /*
1305  *      Initialize the pmap module.
1306  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
1307  *      system needs to map virtual memory.
1308  */
1309 void
1310 pmap_init(void)
1311 {
1312         vm_size_t s;
1313         int i, pv_npg;
1314
1315         l2zone = uma_zcreate("L2 Table", L2_TABLE_SIZE_REAL, pmap_l2ptp_ctor,
1316             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
1317         l2table_zone = uma_zcreate("L2 Table", sizeof(struct l2_dtable), NULL,
1318             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
1319
1320         /*
1321          * Are large page mappings supported and enabled?
1322          */
1323         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.sp_enabled", &sp_enabled);
1324         if (sp_enabled) {
1325                 KASSERT(MAXPAGESIZES > 1 && pagesizes[1] == 0,
1326                     ("pmap_init: can't assign to pagesizes[1]"));
1327                 pagesizes[1] = NBPDR;
1328         }
1329
1330         /*
1331          * Calculate the size of the pv head table for superpages.
1332          */
1333         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2);
1334         pv_npg = round_1mpage(phys_avail[(i - 2) + 1]) / NBPDR;
1335
1336         /*
1337          * Allocate memory for the pv head table for superpages.
1338          */
1339         s = (vm_size_t)(pv_npg * sizeof(struct md_page));
1340         s = round_page(s);
1341         pv_table = (struct md_page *)kmem_malloc(kernel_arena, s,
1342             M_WAITOK | M_ZERO);
1343         for (i = 0; i < pv_npg; i++)
1344                 TAILQ_INIT(&pv_table[i].pv_list);
1345
1346         /*
1347          * Initialize the address space for the pv chunks.
1348          */
1349
1350         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
1351         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + cnt.v_page_count;
1352         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
1353         pv_entry_max = roundup(pv_entry_max, _NPCPV);
1354         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
1355
1356         pv_maxchunks = MAX(pv_entry_max / _NPCPV, maxproc);
1357         pv_chunkbase = (struct pv_chunk *)kva_alloc(PAGE_SIZE * pv_maxchunks);
1358
1359         if (pv_chunkbase == NULL)
1360                 panic("pmap_init: not enough kvm for pv chunks");
1361
1362         pmap_ptelist_init(&pv_vafree, pv_chunkbase, pv_maxchunks);
1363
1364         /*
1365          * Now it is safe to enable pv_table recording.
1366          */
1367         PDEBUG(1, printf("pmap_init: done!\n"));
1368 }
1369
1370 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_max, CTLFLAG_RD, &pv_entry_max, 0,
1371         "Max number of PV entries");
1372 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, shpgperproc, CTLFLAG_RD, &shpgperproc, 0,
1373         "Page share factor per proc");
1374
1375 static SYSCTL_NODE(_vm_pmap, OID_AUTO, section, CTLFLAG_RD, 0,
1376     "1MB page mapping counters");
1377
1378 static u_long pmap_section_demotions;
1379 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_section, OID_AUTO, demotions, CTLFLAG_RD,
1380     &pmap_section_demotions, 0, "1MB page demotions");
1381
1382 static u_long pmap_section_mappings;
1383 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_section, OID_AUTO, mappings, CTLFLAG_RD,
1384     &pmap_section_mappings, 0, "1MB page mappings");
1385
1386 static u_long pmap_section_p_failures;
1387 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_section, OID_AUTO, p_failures, CTLFLAG_RD,
1388     &pmap_section_p_failures, 0, "1MB page promotion failures");
1389
1390 static u_long pmap_section_promotions;
1391 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_section, OID_AUTO, promotions, CTLFLAG_RD,
1392     &pmap_section_promotions, 0, "1MB page promotions");
1393
1394 int
1395 pmap_fault_fixup(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t ftype, int user)
1396 {
1397         struct l2_dtable *l2;
1398         struct l2_bucket *l2b;
1399         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
1400         pt_entry_t *ptep, pte;
1401         vm_paddr_t pa;
1402         u_int l1idx;
1403         int rv = 0;
1404
1405         l1idx = L1_IDX(va);
1406         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1407         PMAP_LOCK(pmap);
1408         /*
1409          * Check and possibly fix-up L1 section mapping
1410          * only when superpage mappings are enabled to speed up.
1411          */
1412         if (sp_enabled) {
1413                 pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[l1idx];
1414                 l1pd = *pl1pd;
1415                 if ((l1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO) {
1416                         /* Catch an access to the vectors section */
1417                         if (l1idx == L1_IDX(vector_page))
1418                                 goto out;
1419                         /*
1420                          * Stay away from the kernel mappings.
1421                          * None of them should fault from L1 entry.
1422                          */
1423                         if (pmap == pmap_kernel())
1424                                 goto out;
1425                         /*
1426                          * Catch a forbidden userland access
1427                          */
1428                         if (user && !(l1pd & L1_S_PROT_U))
1429                                 goto out;
1430                         /*
1431                          * Superpage is always either mapped read only
1432                          * or it is modified and permitted to be written
1433                          * by default. Therefore, process only reference
1434                          * flag fault and demote page in case of write fault.
1435                          */
1436                         if ((ftype & VM_PROT_WRITE) && !L1_S_WRITABLE(l1pd) &&
1437                             L1_S_REFERENCED(l1pd)) {
1438                                 (void)pmap_demote_section(pmap, va);
1439                                 goto out;
1440                         } else if (!L1_S_REFERENCED(l1pd)) {
1441                                 /* Mark the page "referenced" */
1442                                 *pl1pd = l1pd | L1_S_REF;
1443                                 PTE_SYNC(pl1pd);
1444                                 goto l1_section_out;
1445                         } else
1446                                 goto out;
1447                 }
1448         }
1449         /*
1450          * If there is no l2_dtable for this address, then the process
1451          * has no business accessing it.
1452          *
1453          * Note: This will catch userland processes trying to access
1454          * kernel addresses.
1455          */
1456         l2 = pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
1457         if (l2 == NULL)
1458                 goto out;
1459
1460         /*
1461          * Likewise if there is no L2 descriptor table
1462          */
1463         l2b = &l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)];
1464         if (l2b->l2b_kva == NULL)
1465                 goto out;
1466
1467         /*
1468          * Check the PTE itself.
1469          */
1470         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
1471         pte = *ptep;
1472         if (pte == 0)
1473                 goto out;
1474
1475         /*
1476          * Catch a userland access to the vector page mapped at 0x0
1477          */
1478         if (user && !(pte & L2_S_PROT_U))
1479                 goto out;
1480         if (va == vector_page)
1481                 goto out;
1482
1483         pa = l2pte_pa(pte);
1484         CTR5(KTR_PMAP, "pmap_fault_fix: pmap:%p va:%x pte:0x%x ftype:%x user:%x",
1485             pmap, va, pte, ftype, user);
1486         if ((ftype & VM_PROT_WRITE) && !(L2_S_WRITABLE(pte)) &&
1487             L2_S_REFERENCED(pte)) {
1488                 /*
1489                  * This looks like a good candidate for "page modified"
1490                  * emulation...
1491                  */
1492                 struct pv_entry *pv;
1493                 struct vm_page *m;
1494
1495                 /* Extract the physical address of the page */
1496                 if ((m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa)) == NULL) {
1497                         goto out;
1498                 }
1499                 /* Get the current flags for this page. */
1500
1501                 pv = pmap_find_pv(&m->md, pmap, va);
1502                 if (pv == NULL) {
1503                         goto out;
1504                 }
1505
1506                 /*
1507                  * Do the flags say this page is writable? If not then it
1508                  * is a genuine write fault. If yes then the write fault is
1509                  * our fault as we did not reflect the write access in the
1510                  * PTE. Now we know a write has occurred we can correct this
1511                  * and also set the modified bit
1512                  */
1513                 if ((pv->pv_flags & PVF_WRITE) == 0) {
1514                         goto out;
1515                 }
1516
1517                 vm_page_dirty(m);
1518
1519                 /* Re-enable write permissions for the page */
1520                 *ptep = (pte & ~L2_APX);
1521                 PTE_SYNC(ptep);
1522                 rv = 1;
1523                 CTR1(KTR_PMAP, "pmap_fault_fix: new pte:0x%x", *ptep);
1524         } else if (!L2_S_REFERENCED(pte)) {
1525                 /*
1526                  * This looks like a good candidate for "page referenced"
1527                  * emulation.
1528                  */
1529                 struct pv_entry *pv;
1530                 struct vm_page *m;
1531
1532                 /* Extract the physical address of the page */
1533                 if ((m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa)) == NULL)
1534                         goto out;
1535                 /* Get the current flags for this page. */
1536                 pv = pmap_find_pv(&m->md, pmap, va);
1537                 if (pv == NULL)
1538                         goto out;
1539
1540                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1541
1542                 /* Mark the page "referenced" */
1543                 *ptep = pte | L2_S_REF;
1544                 PTE_SYNC(ptep);
1545                 rv = 1;
1546                 CTR1(KTR_PMAP, "pmap_fault_fix: new pte:0x%x", *ptep);
1547         }
1548
1549         /*
1550          * We know there is a valid mapping here, so simply
1551          * fix up the L1 if necessary.
1552          */
1553         pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[l1idx];
1554         l1pd = l2b->l2b_phys | L1_C_DOM(pmap->pm_domain) | L1_C_PROTO;
1555         if (*pl1pd != l1pd) {
1556                 *pl1pd = l1pd;
1557                 PTE_SYNC(pl1pd);
1558                 rv = 1;
1559         }
1560
1561 #ifdef DEBUG
1562         /*
1563          * If 'rv == 0' at this point, it generally indicates that there is a
1564          * stale TLB entry for the faulting address. This happens when two or
1565          * more processes are sharing an L1. Since we don't flush the TLB on
1566          * a context switch between such processes, we can take domain faults
1567          * for mappings which exist at the same VA in both processes. EVEN IF
1568          * WE'VE RECENTLY FIXED UP THE CORRESPONDING L1 in pmap_enter(), for
1569          * example.
1570          *
1571          * This is extremely likely to happen if pmap_enter() updated the L1
1572          * entry for a recently entered mapping. In this case, the TLB is
1573          * flushed for the new mapping, but there may still be TLB entries for
1574          * other mappings belonging to other processes in the 1MB range
1575          * covered by the L1 entry.
1576          *
1577          * Since 'rv == 0', we know that the L1 already contains the correct
1578          * value, so the fault must be due to a stale TLB entry.
1579          *
1580          * Since we always need to flush the TLB anyway in the case where we
1581          * fixed up the L1, or frobbed the L2 PTE, we effectively deal with
1582          * stale TLB entries dynamically.
1583          *
1584          * However, the above condition can ONLY happen if the current L1 is
1585          * being shared. If it happens when the L1 is unshared, it indicates
1586          * that other parts of the pmap are not doing their job WRT managing
1587          * the TLB.
1588          */
1589         if (rv == 0 && pmap->pm_l1->l1_domain_use_count == 1) {
1590                 printf("fixup: pmap %p, va 0x%08x, ftype %d - nothing to do!\n",
1591                     pmap, va, ftype);
1592                 printf("fixup: l2 %p, l2b %p, ptep %p, pl1pd %p\n",
1593                     l2, l2b, ptep, pl1pd);
1594                 printf("fixup: pte 0x%x, l1pd 0x%x, last code 0x%x\n",
1595                     pte, l1pd, last_fault_code);
1596 #ifdef DDB
1597                 Debugger();
1598 #endif
1599         }
1600 #endif
1601
1602 l1_section_out:
1603         cpu_tlb_flushID_SE(va);
1604         cpu_cpwait();
1605
1606         rv = 1;
1607
1608 out:
1609         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1610         PMAP_UNLOCK(pmap);
1611         return (rv);
1612 }
1613
1614 void
1615 pmap_postinit(void)
1616 {
1617         struct l2_bucket *l2b;
1618         struct l1_ttable *l1;
1619         pd_entry_t *pl1pt;
1620         pt_entry_t *ptep, pte;
1621         vm_offset_t va, eva;
1622         u_int loop, needed;
1623
1624         needed = (maxproc / PMAP_DOMAINS) + ((maxproc % PMAP_DOMAINS) ? 1 : 0);
1625         needed -= 1;
1626         l1 = malloc(sizeof(*l1) * needed, M_VMPMAP, M_WAITOK);
1627
1628         for (loop = 0; loop < needed; loop++, l1++) {
1629                 /* Allocate a L1 page table */
1630                 va = (vm_offset_t)contigmalloc(L1_TABLE_SIZE, M_VMPMAP, 0, 0x0,
1631                     0xffffffff, L1_TABLE_SIZE, 0);
1632
1633                 if (va == 0)
1634                         panic("Cannot allocate L1 KVM");
1635
1636                 eva = va + L1_TABLE_SIZE;
1637                 pl1pt = (pd_entry_t *)va;
1638
1639                 while (va < eva) {
1640                                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
1641                                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
1642                                 pte = *ptep;
1643                                 pte = (pte & ~L2_S_CACHE_MASK) | pte_l2_s_cache_mode_pt;
1644                                 *ptep = pte;
1645                                 PTE_SYNC(ptep);
1646                                 cpu_tlb_flushD_SE(va);
1647
1648                                 va += PAGE_SIZE;
1649                 }
1650                 pmap_init_l1(l1, pl1pt);
1651         }
1652 #ifdef DEBUG
1653         printf("pmap_postinit: Allocated %d static L1 descriptor tables\n",
1654             needed);
1655 #endif
1656 }
1657
1658 /*
1659  * This is used to stuff certain critical values into the PCB where they
1660  * can be accessed quickly from cpu_switch() et al.
1661  */
1662 void
1663 pmap_set_pcb_pagedir(pmap_t pmap, struct pcb *pcb)
1664 {
1665         struct l2_bucket *l2b;
1666
1667         pcb->pcb_pagedir = pmap->pm_l1->l1_physaddr;
1668         pcb->pcb_dacr = (DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL * 2)) |
1669             (DOMAIN_CLIENT << (pmap->pm_domain * 2));
1670
1671         if (vector_page < KERNBASE) {
1672                 pcb->pcb_pl1vec = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(vector_page)];
1673                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, vector_page);
1674                 pcb->pcb_l1vec = l2b->l2b_phys | L1_C_PROTO |
1675                     L1_C_DOM(pmap->pm_domain) | L1_C_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL);
1676         } else
1677                 pcb->pcb_pl1vec = NULL;
1678 }
1679
1680 void
1681 pmap_activate(struct thread *td)
1682 {
1683         pmap_t pmap;
1684         struct pcb *pcb;
1685
1686         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
1687         pcb = td->td_pcb;
1688
1689         critical_enter();
1690         pmap_set_pcb_pagedir(pmap, pcb);
1691
1692         if (td == curthread) {
1693                 u_int cur_dacr, cur_ttb;
1694
1695                 __asm __volatile("mrc p15, 0, %0, c2, c0, 0" : "=r"(cur_ttb));
1696                 __asm __volatile("mrc p15, 0, %0, c3, c0, 0" : "=r"(cur_dacr));
1697
1698                 cur_ttb &= ~(L1_TABLE_SIZE - 1);
1699
1700                 if (cur_ttb == (u_int)pcb->pcb_pagedir &&
1701                     cur_dacr == pcb->pcb_dacr) {
1702                         /*
1703                          * No need to switch address spaces.
1704                          */
1705                         critical_exit();
1706                         return;
1707                 }
1708
1709
1710                 /*
1711                  * We MUST, I repeat, MUST fix up the L1 entry corresponding
1712                  * to 'vector_page' in the incoming L1 table before switching
1713                  * to it otherwise subsequent interrupts/exceptions (including
1714                  * domain faults!) will jump into hyperspace.
1715                  */
1716                 if (pcb->pcb_pl1vec) {
1717                         *pcb->pcb_pl1vec = pcb->pcb_l1vec;
1718                 }
1719
1720                 cpu_domains(pcb->pcb_dacr);
1721                 cpu_setttb(pcb->pcb_pagedir);
1722         }
1723         critical_exit();
1724 }
1725
1726 static int
1727 pmap_set_pt_cache_mode(pd_entry_t *kl1, vm_offset_t va)
1728 {
1729         pd_entry_t *pdep, pde;
1730         pt_entry_t *ptep, pte;
1731         vm_offset_t pa;
1732         int rv = 0;
1733
1734         /*
1735          * Make sure the descriptor itself has the correct cache mode
1736          */
1737         pdep = &kl1[L1_IDX(va)];
1738         pde = *pdep;
1739
1740         if (l1pte_section_p(pde)) {
1741                 if ((pde & L1_S_CACHE_MASK) != pte_l1_s_cache_mode_pt) {
1742                         *pdep = (pde & ~L1_S_CACHE_MASK) |
1743                             pte_l1_s_cache_mode_pt;
1744                         PTE_SYNC(pdep);
1745                         rv = 1;
1746                 }
1747         } else {
1748                 pa = (vm_paddr_t)(pde & L1_C_ADDR_MASK);
1749                 ptep = (pt_entry_t *)kernel_pt_lookup(pa);
1750                 if (ptep == NULL)
1751                         panic("pmap_bootstrap: No L2 for L2 @ va %p\n", ptep);
1752
1753                 ptep = &ptep[l2pte_index(va)];
1754                 pte = *ptep;
1755                 if ((pte & L2_S_CACHE_MASK) != pte_l2_s_cache_mode_pt) {
1756                         *ptep = (pte & ~L2_S_CACHE_MASK) |
1757                             pte_l2_s_cache_mode_pt;
1758                         PTE_SYNC(ptep);
1759                         rv = 1;
1760                 }
1761         }
1762
1763         return (rv);
1764 }
1765
1766 static void
1767 pmap_alloc_specials(vm_offset_t *availp, int pages, vm_offset_t *vap,
1768     pt_entry_t **ptep)
1769 {
1770         vm_offset_t va = *availp;
1771         struct l2_bucket *l2b;
1772
1773         if (ptep) {
1774                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
1775                 if (l2b == NULL)
1776                         panic("pmap_alloc_specials: no l2b for 0x%x", va);
1777
1778                 *ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
1779         }
1780
1781         *vap = va;
1782         *availp = va + (PAGE_SIZE * pages);
1783 }
1784
1785 /*
1786  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
1787  *
1788  *      On the arm this is called after mapping has already been enabled
1789  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
1790  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
1791  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
1792  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
1793  *      (physical) address starting relative to 0]
1794  */
1795 #define PMAP_STATIC_L2_SIZE 16
1796
1797 void
1798 pmap_bootstrap(vm_offset_t firstaddr, struct pv_addr *l1pt)
1799 {
1800         static struct l1_ttable static_l1;
1801         static struct l2_dtable static_l2[PMAP_STATIC_L2_SIZE];
1802         struct l1_ttable *l1 = &static_l1;
1803         struct l2_dtable *l2;
1804         struct l2_bucket *l2b;
1805         pd_entry_t pde;
1806         pd_entry_t *kernel_l1pt = (pd_entry_t *)l1pt->pv_va;
1807         pt_entry_t *ptep;
1808         vm_paddr_t pa;
1809         vm_offset_t va;
1810         vm_size_t size;
1811         int l1idx, l2idx, l2next = 0;
1812
1813         PDEBUG(1, printf("firstaddr = %08x, lastaddr = %08x\n",
1814             firstaddr, vm_max_kernel_address));
1815
1816         virtual_avail = firstaddr;
1817         kernel_pmap->pm_l1 = l1;
1818         kernel_l1pa = l1pt->pv_pa;
1819
1820         /*
1821          * Scan the L1 translation table created by initarm() and create
1822          * the required metadata for all valid mappings found in it.
1823          */
1824         for (l1idx = 0; l1idx < (L1_TABLE_SIZE / sizeof(pd_entry_t)); l1idx++) {
1825                 pde = kernel_l1pt[l1idx];
1826
1827                 /*
1828                  * We're only interested in Coarse mappings.
1829                  * pmap_extract() can deal with section mappings without
1830                  * recourse to checking L2 metadata.
1831                  */
1832                 if ((pde & L1_TYPE_MASK) != L1_TYPE_C)
1833                         continue;
1834
1835                 /*
1836                  * Lookup the KVA of this L2 descriptor table
1837                  */
1838                 pa = (vm_paddr_t)(pde & L1_C_ADDR_MASK);
1839                 ptep = (pt_entry_t *)kernel_pt_lookup(pa);
1840
1841                 if (ptep == NULL) {
1842                         panic("pmap_bootstrap: No L2 for va 0x%x, pa 0x%lx",
1843                             (u_int)l1idx << L1_S_SHIFT, (long unsigned int)pa);
1844                 }
1845
1846                 /*
1847                  * Fetch the associated L2 metadata structure.
1848                  * Allocate a new one if necessary.
1849                  */
1850                 if ((l2 = kernel_pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)]) == NULL) {
1851                         if (l2next == PMAP_STATIC_L2_SIZE)
1852                                 panic("pmap_bootstrap: out of static L2s");
1853                         kernel_pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] = l2 =
1854                             &static_l2[l2next++];
1855                 }
1856
1857                 /*
1858                  * One more L1 slot tracked...
1859                  */
1860                 l2->l2_occupancy++;
1861
1862                 /*
1863                  * Fill in the details of the L2 descriptor in the
1864                  * appropriate bucket.
1865                  */
1866                 l2b = &l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)];
1867                 l2b->l2b_kva = ptep;
1868                 l2b->l2b_phys = pa;
1869                 l2b->l2b_l1idx = l1idx;
1870
1871                 /*
1872                  * Establish an initial occupancy count for this descriptor
1873                  */
1874                 for (l2idx = 0;
1875                     l2idx < (L2_TABLE_SIZE_REAL / sizeof(pt_entry_t));
1876                     l2idx++) {
1877                         if ((ptep[l2idx] & L2_TYPE_MASK) != L2_TYPE_INV) {
1878                                 l2b->l2b_occupancy++;
1879                         }
1880                 }
1881
1882                 /*
1883                  * Make sure the descriptor itself has the correct cache mode.
1884                  * If not, fix it, but whine about the problem. Port-meisters
1885                  * should consider this a clue to fix up their initarm()
1886                  * function. :)
1887                  */
1888                 if (pmap_set_pt_cache_mode(kernel_l1pt, (vm_offset_t)ptep)) {
1889                         printf("pmap_bootstrap: WARNING! wrong cache mode for "
1890                             "L2 pte @ %p\n", ptep);
1891                 }
1892         }
1893
1894
1895         /*
1896          * Ensure the primary (kernel) L1 has the correct cache mode for
1897          * a page table. Bitch if it is not correctly set.
1898          */
1899         for (va = (vm_offset_t)kernel_l1pt;
1900             va < ((vm_offset_t)kernel_l1pt + L1_TABLE_SIZE); va += PAGE_SIZE) {
1901                 if (pmap_set_pt_cache_mode(kernel_l1pt, va))
1902                         printf("pmap_bootstrap: WARNING! wrong cache mode for "
1903                             "primary L1 @ 0x%x\n", va);
1904         }
1905
1906         cpu_dcache_wbinv_all();
1907         cpu_l2cache_wbinv_all();
1908         cpu_tlb_flushID();
1909         cpu_cpwait();
1910
1911         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
1912         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);
1913         kernel_pmap->pm_domain = PMAP_DOMAIN_KERNEL;
1914         TAILQ_INIT(&kernel_pmap->pm_pvchunk);
1915
1916         /*
1917          * Initialize the global pv list lock.
1918          */
1919         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
1920
1921         /*
1922          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
1923          * mapping of pages.
1924          */
1925
1926         pmap_alloc_specials(&virtual_avail, 1, &csrcp, &csrc_pte);
1927         pmap_set_pt_cache_mode(kernel_l1pt, (vm_offset_t)csrc_pte);
1928         pmap_alloc_specials(&virtual_avail, 1, &cdstp, &cdst_pte);
1929         pmap_set_pt_cache_mode(kernel_l1pt, (vm_offset_t)cdst_pte);
1930         size = ((vm_max_kernel_address - pmap_curmaxkvaddr) + L1_S_OFFSET) /
1931             L1_S_SIZE;
1932         pmap_alloc_specials(&virtual_avail,
1933             round_page(size * L2_TABLE_SIZE_REAL) / PAGE_SIZE,
1934             &pmap_kernel_l2ptp_kva, NULL);
1935
1936         size = (size + (L2_BUCKET_SIZE - 1)) / L2_BUCKET_SIZE;
1937         pmap_alloc_specials(&virtual_avail,
1938             round_page(size * sizeof(struct l2_dtable)) / PAGE_SIZE,
1939             &pmap_kernel_l2dtable_kva, NULL);
1940
1941         pmap_alloc_specials(&virtual_avail,
1942             1, (vm_offset_t*)&_tmppt, NULL);
1943         pmap_alloc_specials(&virtual_avail,
1944             MAXDUMPPGS, (vm_offset_t *)&crashdumpmap, NULL);
1945         SLIST_INIT(&l1_list);
1946         TAILQ_INIT(&l1_lru_list);
1947         mtx_init(&l1_lru_lock, "l1 list lock", NULL, MTX_DEF);
1948         pmap_init_l1(l1, kernel_l1pt);
1949         cpu_dcache_wbinv_all();
1950         cpu_l2cache_wbinv_all();
1951
1952         virtual_avail = round_page(virtual_avail);
1953         virtual_end = vm_max_kernel_address;
1954         kernel_vm_end = pmap_curmaxkvaddr;
1955         mtx_init(&cmtx, "TMP mappings mtx", NULL, MTX_DEF);
1956
1957         pmap_set_pcb_pagedir(kernel_pmap, thread0.td_pcb);
1958 }
1959
1960 /***************************************************
1961  * Pmap allocation/deallocation routines.
1962  ***************************************************/
1963
1964 /*
1965  * Release any resources held by the given physical map.
1966  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1967  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1968  */
1969 void
1970 pmap_release(pmap_t pmap)
1971 {
1972         struct pcb *pcb;
1973
1974         cpu_idcache_wbinv_all();
1975         cpu_l2cache_wbinv_all();
1976         cpu_tlb_flushID();
1977         cpu_cpwait();
1978         if (vector_page < KERNBASE) {
1979                 struct pcb *curpcb = PCPU_GET(curpcb);
1980                 pcb = thread0.td_pcb;
1981                 if (pmap_is_current(pmap)) {
1982                         /*
1983                          * Frob the L1 entry corresponding to the vector
1984                          * page so that it contains the kernel pmap's domain
1985                          * number. This will ensure pmap_remove() does not
1986                          * pull the current vector page out from under us.
1987                          */
1988                         critical_enter();
1989                         *pcb->pcb_pl1vec = pcb->pcb_l1vec;
1990                         cpu_domains(pcb->pcb_dacr);
1991                         cpu_setttb(pcb->pcb_pagedir);
1992                         critical_exit();
1993                 }
1994                 pmap_remove(pmap, vector_page, vector_page + PAGE_SIZE);
1995                 /*
1996                  * Make sure cpu_switch(), et al, DTRT. This is safe to do
1997                  * since this process has no remaining mappings of its own.
1998                  */
1999                 curpcb->pcb_pl1vec = pcb->pcb_pl1vec;
2000                 curpcb->pcb_l1vec = pcb->pcb_l1vec;
2001                 curpcb->pcb_dacr = pcb->pcb_dacr;
2002                 curpcb->pcb_pagedir = pcb->pcb_pagedir;
2003
2004         }
2005         pmap_free_l1(pmap);
2006
2007         dprintf("pmap_release()\n");
2008 }
2009
2010
2011
2012 /*
2013  * Helper function for pmap_grow_l2_bucket()
2014  */
2015 static __inline int
2016 pmap_grow_map(vm_offset_t va, pt_entry_t cache_mode, vm_paddr_t *pap)
2017 {
2018         struct l2_bucket *l2b;
2019         pt_entry_t *ptep;
2020         vm_paddr_t pa;
2021         struct vm_page *m;
2022
2023         m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED);
2024         if (m == NULL)
2025                 return (1);
2026         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2027
2028         if (pap)
2029                 *pap = pa;
2030
2031         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
2032
2033         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
2034         *ptep = L2_S_PROTO | pa | cache_mode | L2_S_REF;
2035         pmap_set_prot(ptep, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE, 0);
2036         PTE_SYNC(ptep);
2037
2038         return (0);
2039 }
2040
2041 /*
2042  * This is the same as pmap_alloc_l2_bucket(), except that it is only
2043  * used by pmap_growkernel().
2044  */
2045 static __inline struct l2_bucket *
2046 pmap_grow_l2_bucket(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
2047 {
2048         struct l2_dtable *l2;
2049         struct l2_bucket *l2b;
2050         struct l1_ttable *l1;
2051         pd_entry_t *pl1pd;
2052         u_short l1idx;
2053         vm_offset_t nva;
2054
2055         l1idx = L1_IDX(va);
2056
2057         if ((l2 = pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)]) == NULL) {
2058                 /*
2059                  * No mapping at this address, as there is
2060                  * no entry in the L1 table.
2061                  * Need to allocate a new l2_dtable.
2062                  */
2063                 nva = pmap_kernel_l2dtable_kva;
2064                 if ((nva & PAGE_MASK) == 0) {
2065                         /*
2066                          * Need to allocate a backing page
2067                          */
2068                         if (pmap_grow_map(nva, pte_l2_s_cache_mode, NULL))
2069                                 return (NULL);
2070                 }
2071
2072                 l2 = (struct l2_dtable *)nva;
2073                 nva += sizeof(struct l2_dtable);
2074
2075                 if ((nva & PAGE_MASK) < (pmap_kernel_l2dtable_kva &
2076                     PAGE_MASK)) {
2077                         /*
2078                          * The new l2_dtable straddles a page boundary.
2079                          * Map in another page to cover it.
2080                          */
2081                         if (pmap_grow_map(nva, pte_l2_s_cache_mode, NULL))
2082                                 return (NULL);
2083                 }
2084
2085                 pmap_kernel_l2dtable_kva = nva;
2086
2087                 /*
2088                  * Link it into the parent pmap
2089                  */
2090                 pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] = l2;
2091                 memset(l2, 0, sizeof(*l2));
2092         }
2093
2094         l2b = &l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)];
2095
2096         /*
2097          * Fetch pointer to the L2 page table associated with the address.
2098          */
2099         if (l2b->l2b_kva == NULL) {
2100                 pt_entry_t *ptep;
2101
2102                 /*
2103                  * No L2 page table has been allocated. Chances are, this
2104                  * is because we just allocated the l2_dtable, above.
2105                  */
2106                 nva = pmap_kernel_l2ptp_kva;
2107                 ptep = (pt_entry_t *)nva;
2108                 if ((nva & PAGE_MASK) == 0) {
2109                         /*
2110                          * Need to allocate a backing page
2111                          */
2112                         if (pmap_grow_map(nva, pte_l2_s_cache_mode_pt,
2113                             &pmap_kernel_l2ptp_phys))
2114                                 return (NULL);
2115                 }
2116                 memset(ptep, 0, L2_TABLE_SIZE_REAL);
2117                 l2->l2_occupancy++;
2118                 l2b->l2b_kva = ptep;
2119                 l2b->l2b_l1idx = l1idx;
2120                 l2b->l2b_phys = pmap_kernel_l2ptp_phys;
2121
2122                 pmap_kernel_l2ptp_kva += L2_TABLE_SIZE_REAL;
2123                 pmap_kernel_l2ptp_phys += L2_TABLE_SIZE_REAL;
2124         }
2125
2126         /* Distribute new L1 entry to all other L1s */
2127         SLIST_FOREACH(l1, &l1_list, l1_link) {
2128                         pl1pd = &l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
2129                         *pl1pd = l2b->l2b_phys | L1_C_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL) |
2130                             L1_C_PROTO;
2131                         PTE_SYNC(pl1pd);
2132         }
2133
2134         return (l2b);
2135 }
2136
2137
2138 /*
2139  * grow the number of kernel page table entries, if needed
2140  */
2141 void
2142 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
2143 {
2144         pmap_t kpmap = pmap_kernel();
2145
2146         if (addr <= pmap_curmaxkvaddr)
2147                 return;         /* we are OK */
2148
2149         /*
2150          * whoops!   we need to add kernel PTPs
2151          */
2152
2153         /* Map 1MB at a time */
2154         for (; pmap_curmaxkvaddr < addr; pmap_curmaxkvaddr += L1_S_SIZE)
2155                 pmap_grow_l2_bucket(kpmap, pmap_curmaxkvaddr);
2156
2157         /*
2158          * flush out the cache, expensive but growkernel will happen so
2159          * rarely
2160          */
2161         cpu_dcache_wbinv_all();
2162         cpu_l2cache_wbinv_all();
2163         cpu_tlb_flushD();
2164         cpu_cpwait();
2165         kernel_vm_end = pmap_curmaxkvaddr;
2166 }
2167
2168 /*
2169  * Returns TRUE if the given page is mapped individually or as part of
2170  * a 1MB section.  Otherwise, returns FALSE.
2171  */
2172 boolean_t
2173 pmap_page_is_mapped(vm_page_t m)
2174 {
2175         boolean_t rv;
2176
2177         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2178                 return (FALSE);
2179         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2180         rv = !TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) ||
2181             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
2182             !TAILQ_EMPTY(&pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))->pv_list));
2183         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2184         return (rv);
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Remove all pages from specified address space
2189  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2190  * is special cased for current process only, but
2191  * can have the more generic (and slightly slower)
2192  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2193  * in the case of running down an entire address space.
2194  */
2195 void
2196 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
2197 {
2198         struct pv_entry *pv;
2199         struct l2_bucket *l2b = NULL;
2200         struct pv_chunk *pc, *npc;
2201         struct md_page *pvh;
2202         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
2203         pt_entry_t *ptep;
2204         vm_page_t m, mt;
2205         vm_offset_t va;
2206         uint32_t inuse, bitmask;
2207         int allfree, bit, field, idx;
2208  
2209         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2210         PMAP_LOCK(pmap);
2211
2212         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
2213                 allfree = 1;
2214                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2215                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2216                         while (inuse != 0) {
2217                                 bit = ffs(inuse) - 1;
2218                                 bitmask = 1ul << bit;
2219                                 idx = field * sizeof(inuse) * NBBY + bit;
2220                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
2221                                 va = pv->pv_va;
2222                                 inuse &= ~bitmask;
2223                                 if (pv->pv_flags & PVF_WIRED) {
2224                                         /* Cannot remove wired pages now. */
2225                                         allfree = 0;
2226                                         continue;
2227                                 }
2228                                 pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
2229                                 l1pd = *pl1pd;
2230                                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, va);
2231                                 if ((l1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO) {
2232                                         pvh = pa_to_pvh(l1pd & L1_S_FRAME);
2233                                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
2234                                         if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list)) {
2235                                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(l1pd & L1_S_FRAME);
2236                                                 KASSERT((vm_offset_t)m >= KERNBASE,
2237                                                     ("Trying to access non-existent page "
2238                                                      "va %x l1pd %x", trunc_1mpage(va), l1pd));
2239                                                 for (mt = m; mt < &m[L2_PTE_NUM_TOTAL]; mt++) {
2240                                                         if (TAILQ_EMPTY(&mt->md.pv_list))
2241                                                                 vm_page_aflag_clear(mt, PGA_WRITEABLE);
2242                                                 }
2243                                         }
2244                                         if (l2b != NULL) {
2245                                                 KASSERT(l2b->l2b_occupancy == L2_PTE_NUM_TOTAL,
2246                                                     ("pmap_remove_pages: l2_bucket occupancy error"));
2247                                                 pmap_free_l2_bucket(pmap, l2b, L2_PTE_NUM_TOTAL);
2248                                         }
2249                                         pmap->pm_stats.resident_count -= L2_PTE_NUM_TOTAL;
2250                                         *pl1pd = 0;
2251                                         PTE_SYNC(pl1pd);
2252                                 } else {
2253                                         KASSERT(l2b != NULL,
2254                                             ("No L2 bucket in pmap_remove_pages"));
2255                                         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
2256                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(*ptep));
2257                                         KASSERT((vm_offset_t)m >= KERNBASE,
2258                                             ("Trying to access non-existent page "
2259                                              "va %x pte %x", va, *ptep));
2260                                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2261                                         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) &&
2262                                             (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2263                                                 pvh = pa_to_pvh(l2pte_pa(*ptep));
2264                                                 if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list))
2265                                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2266                                         }
2267                                         *ptep = 0;
2268                                         PTE_SYNC(ptep);
2269                                         pmap_free_l2_bucket(pmap, l2b, 1);
2270                                         pmap->pm_stats.resident_count--;
2271                                 }
2272
2273                                 /* Mark free */
2274                                 PV_STAT(pv_entry_frees++);
2275                                 PV_STAT(pv_entry_spare++);
2276                                 pv_entry_count--;
2277                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
2278                         }
2279                 }
2280                 if (allfree) {
2281                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2282                         pmap_free_pv_chunk(pc);
2283                 }
2284
2285         }
2286
2287         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2288         cpu_tlb_flushID();
2289         cpu_cpwait();
2290         PMAP_UNLOCK(pmap);
2291 }
2292
2293
2294 /***************************************************
2295  * Low level mapping routines.....
2296  ***************************************************/
2297
2298 #ifdef ARM_HAVE_SUPERSECTIONS
2299 /* Map a super section into the KVA. */
2300
2301 void
2302 pmap_kenter_supersection(vm_offset_t va, uint64_t pa, int flags)
2303 {
2304         pd_entry_t pd = L1_S_PROTO | L1_S_SUPERSEC | (pa & L1_SUP_FRAME) |
2305             (((pa >> 32) & 0xf) << 20) | L1_S_PROT(PTE_KERNEL,
2306             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE) |
2307             L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL);
2308         struct l1_ttable *l1;
2309         vm_offset_t va0, va_end;
2310
2311         KASSERT(((va | pa) & L1_SUP_OFFSET) == 0,
2312             ("Not a valid super section mapping"));
2313         if (flags & SECTION_CACHE)
2314                 pd |= pte_l1_s_cache_mode;
2315         else if (flags & SECTION_PT)
2316                 pd |= pte_l1_s_cache_mode_pt;
2317
2318         va0 = va & L1_SUP_FRAME;
2319         va_end = va + L1_SUP_SIZE;
2320         SLIST_FOREACH(l1, &l1_list, l1_link) {
2321                 va = va0;
2322                 for (; va < va_end; va += L1_S_SIZE) {
2323                         l1->l1_kva[L1_IDX(va)] = pd;
2324                         PTE_SYNC(&l1->l1_kva[L1_IDX(va)]);
2325                 }
2326         }
2327 }
2328 #endif
2329
2330 /* Map a section into the KVA. */
2331
2332 void
2333 pmap_kenter_section(vm_offset_t va, vm_offset_t pa, int flags)
2334 {
2335         pd_entry_t pd = L1_S_PROTO | pa | L1_S_PROT(PTE_KERNEL,
2336             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE) | L1_S_REF |
2337             L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL);
2338         struct l1_ttable *l1;
2339
2340         KASSERT(((va | pa) & L1_S_OFFSET) == 0,
2341             ("Not a valid section mapping"));
2342         if (flags & SECTION_CACHE)
2343                 pd |= pte_l1_s_cache_mode;
2344         else if (flags & SECTION_PT)
2345                 pd |= pte_l1_s_cache_mode_pt;
2346
2347         SLIST_FOREACH(l1, &l1_list, l1_link) {
2348                 l1->l1_kva[L1_IDX(va)] = pd;
2349                 PTE_SYNC(&l1->l1_kva[L1_IDX(va)]);
2350         }
2351 }
2352
2353 /*
2354  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2355  * to be used for panic dumps.
2356  */
2357 void *
2358 pmap_kenter_temp(vm_paddr_t pa, int i)
2359 {
2360         vm_offset_t va;
2361
2362         va = (vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE);
2363         pmap_kenter(va, pa);
2364         return ((void *)crashdumpmap);
2365 }
2366
2367 /*
2368  * add a wired page to the kva
2369  * note that in order for the mapping to take effect -- you
2370  * should do a invltlb after doing the pmap_kenter...
2371  */
2372 static PMAP_INLINE void
2373 pmap_kenter_internal(vm_offset_t va, vm_offset_t pa, int flags)
2374 {
2375         struct l2_bucket *l2b;
2376         pt_entry_t *ptep;
2377         pt_entry_t opte;
2378
2379         PDEBUG(1, printf("pmap_kenter: va = %08x, pa = %08x\n",
2380             (uint32_t) va, (uint32_t) pa));
2381
2382
2383         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
2384         if (l2b == NULL)
2385                 l2b = pmap_grow_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
2386         KASSERT(l2b != NULL, ("No L2 Bucket"));
2387
2388         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
2389         opte = *ptep;
2390         if (l2pte_valid(opte)) {
2391                 cpu_tlb_flushD_SE(va);
2392                 cpu_cpwait();
2393         } else {
2394                 if (opte == 0)
2395                         l2b->l2b_occupancy++;
2396         }
2397
2398         if (flags & KENTER_CACHE) {
2399                 *ptep = L2_S_PROTO | pa | pte_l2_s_cache_mode | L2_S_REF;
2400                 pmap_set_prot(ptep, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE,
2401                     flags & KENTER_USER);
2402         } else {
2403                 *ptep = L2_S_PROTO | pa | L2_S_REF;
2404                 pmap_set_prot(ptep, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE,
2405                     0);
2406         }
2407
2408         PDEBUG(1, printf("pmap_kenter: pte = %08x, opte = %08x, npte = %08x\n",
2409             (uint32_t) ptep, opte, *ptep));
2410         PTE_SYNC(ptep);
2411         cpu_cpwait();
2412 }
2413
2414 void
2415 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
2416 {
2417         pmap_kenter_internal(va, pa, KENTER_CACHE);
2418 }
2419
2420 void
2421 pmap_kenter_nocache(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
2422 {
2423
2424         pmap_kenter_internal(va, pa, 0);
2425 }
2426
2427 void
2428 pmap_kenter_device(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
2429 {
2430
2431         /*
2432          * XXX - Need a way for kenter_internal to handle PTE_DEVICE mapping as
2433          * a potentially different thing than PTE_NOCACHE.
2434          */
2435         pmap_kenter_internal(va, pa, 0);
2436 }
2437
2438 void
2439 pmap_kenter_user(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
2440 {
2441
2442         pmap_kenter_internal(va, pa, KENTER_CACHE|KENTER_USER);
2443         /*
2444          * Call pmap_fault_fixup now, to make sure we'll have no exception
2445          * at the first use of the new address, or bad things will happen,
2446          * as we use one of these addresses in the exception handlers.
2447          */
2448         pmap_fault_fixup(pmap_kernel(), va, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, 1);
2449 }
2450
2451 vm_paddr_t
2452 pmap_kextract(vm_offset_t va)
2453 {
2454
2455         if (kernel_vm_end == 0)
2456                 return (0);
2457         return (pmap_extract_locked(kernel_pmap, va));
2458 }
2459
2460 /*
2461  * remove a page from the kernel pagetables
2462  */
2463 void
2464 pmap_kremove(vm_offset_t va)
2465 {
2466         struct l2_bucket *l2b;
2467         pt_entry_t *ptep, opte;
2468
2469         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
2470         if (!l2b)
2471                 return;
2472         KASSERT(l2b != NULL, ("No L2 Bucket"));
2473         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
2474         opte = *ptep;
2475         if (l2pte_valid(opte)) {
2476                 va = va & ~PAGE_MASK;
2477                 cpu_tlb_flushD_SE(va);
2478                 cpu_cpwait();
2479                 *ptep = 0;
2480                 PTE_SYNC(ptep);
2481         }
2482 }
2483
2484
2485 /*
2486  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
2487  *      virtual address space.
2488  *
2489  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
2490  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
2491  *      physical to virtual region can return the appropriate address
2492  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
2493  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
2494  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
2495  *      region.
2496  */
2497 vm_offset_t
2498 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_offset_t start, vm_offset_t end, int prot)
2499 {
2500         vm_offset_t sva = *virt;
2501         vm_offset_t va = sva;
2502
2503         PDEBUG(1, printf("pmap_map: virt = %08x, start = %08x, end = %08x, "
2504             "prot = %d\n", (uint32_t) *virt, (uint32_t) start, (uint32_t) end,
2505             prot));
2506
2507         while (start < end) {
2508                 pmap_kenter(va, start);
2509                 va += PAGE_SIZE;
2510                 start += PAGE_SIZE;
2511         }
2512         *virt = va;
2513         return (sva);
2514 }
2515
2516 /*
2517  * Add a list of wired pages to the kva
2518  * this routine is only used for temporary
2519  * kernel mappings that do not need to have
2520  * page modification or references recorded.
2521  * Note that old mappings are simply written
2522  * over.  The page *must* be wired.
2523  */
2524 void
2525 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
2526 {
2527         int i;
2528
2529         for (i = 0; i < count; i++) {
2530                 pmap_kenter_internal(va, VM_PAGE_TO_PHYS(m[i]),
2531                     KENTER_CACHE);
2532                 va += PAGE_SIZE;
2533         }
2534 }
2535
2536
2537 /*
2538  * this routine jerks page mappings from the
2539  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
2540  */
2541 void
2542 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
2543 {
2544         int i;
2545
2546         for (i = 0; i < count; i++) {
2547                 if (vtophys(va))
2548                         pmap_kremove(va);
2549
2550                 va += PAGE_SIZE;
2551         }
2552 }
2553
2554
2555 /*
2556  * pmap_object_init_pt preloads the ptes for a given object
2557  * into the specified pmap.  This eliminates the blast of soft
2558  * faults on process startup and immediately after an mmap.
2559  */
2560 void
2561 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
2562     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2563 {
2564
2565         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2566         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2567             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
2568 }
2569
2570
2571 /*
2572  *      pmap_is_prefaultable:
2573  *
2574  *      Return whether or not the specified virtual address is elgible
2575  *      for prefault.
2576  */
2577 boolean_t
2578 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2579 {
2580         pd_entry_t *pdep;
2581         pt_entry_t *ptep;
2582
2583         if (!pmap_get_pde_pte(pmap, addr, &pdep, &ptep))
2584                 return (FALSE);
2585         KASSERT((pdep != NULL && (l1pte_section_p(*pdep) || ptep != NULL)),
2586             ("Valid mapping but no pte ?"));
2587         if (*pdep != 0 && !l1pte_section_p(*pdep))
2588                 if (*ptep == 0)
2589                         return (TRUE);
2590         return (FALSE);
2591 }
2592
2593 /*
2594  * Fetch pointers to the PDE/PTE for the given pmap/VA pair.
2595  * Returns TRUE if the mapping exists, else FALSE.
2596  *
2597  * NOTE: This function is only used by a couple of arm-specific modules.
2598  * It is not safe to take any pmap locks here, since we could be right
2599  * in the middle of debugging the pmap anyway...
2600  *
2601  * It is possible for this routine to return FALSE even though a valid
2602  * mapping does exist. This is because we don't lock, so the metadata
2603  * state may be inconsistent.
2604  *
2605  * NOTE: We can return a NULL *ptp in the case where the L1 pde is
2606  * a "section" mapping.
2607  */
2608 boolean_t
2609 pmap_get_pde_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t **pdp,
2610     pt_entry_t **ptp)
2611 {
2612         struct l2_dtable *l2;
2613         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
2614         pt_entry_t *ptep;
2615         u_short l1idx;
2616
2617         if (pmap->pm_l1 == NULL)
2618                 return (FALSE);
2619
2620         l1idx = L1_IDX(va);
2621         *pdp = pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[l1idx];
2622         l1pd = *pl1pd;
2623
2624         if (l1pte_section_p(l1pd)) {
2625                 *ptp = NULL;
2626                 return (TRUE);
2627         }
2628
2629         if (pmap->pm_l2 == NULL)
2630                 return (FALSE);
2631
2632         l2 = pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
2633
2634         if (l2 == NULL ||
2635             (ptep = l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)].l2b_kva) == NULL) {
2636                 return (FALSE);
2637         }
2638
2639         *ptp = &ptep[l2pte_index(va)];
2640         return (TRUE);
2641 }
2642
2643 /*
2644  *      Routine:        pmap_remove_all
2645  *      Function:
2646  *              Removes this physical page from
2647  *              all physical maps in which it resides.
2648  *              Reflects back modify bits to the pager.
2649  *
2650  *      Notes:
2651  *              Original versions of this routine were very
2652  *              inefficient because they iteratively called
2653  *              pmap_remove (slow...)
2654  */
2655 void
2656 pmap_remove_all(vm_page_t m)
2657 {
2658         struct md_page *pvh;
2659         pv_entry_t pv;
2660         pmap_t pmap;
2661         pt_entry_t *ptep;
2662         struct l2_bucket *l2b;
2663         boolean_t flush = FALSE;
2664         pmap_t curpmap;
2665         u_int is_exec = 0;
2666
2667         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2668             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
2669         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2670         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
2671                 goto small_mappings;
2672         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2673         while ((pv = TAILQ_FIRST(&pvh->pv_list)) != NULL) {
2674                 pmap = PV_PMAP(pv);
2675                 PMAP_LOCK(pmap);
2676                 pd_entry_t *pl1pd;
2677                 pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(pv->pv_va)];
2678                 KASSERT((*pl1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO,
2679                     ("pmap_remove_all: valid section mapping expected"));
2680                 (void)pmap_demote_section(pmap, pv->pv_va);
2681                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2682         }
2683 small_mappings:
2684         curpmap = vmspace_pmap(curproc->p_vmspace);
2685         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2686                 pmap = PV_PMAP(pv);
2687                 if (flush == FALSE && (pmap == curpmap ||
2688                     pmap == pmap_kernel()))
2689                         flush = TRUE;
2690
2691                 PMAP_LOCK(pmap);
2692                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, pv->pv_va);
2693                 KASSERT(l2b != NULL, ("No l2 bucket"));
2694                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(pv->pv_va)];
2695                 is_exec |= PTE_BEEN_EXECD(*ptep);
2696                 *ptep = 0;
2697                 if (pmap_is_current(pmap))
2698                         PTE_SYNC(ptep);
2699                 pmap_free_l2_bucket(pmap, l2b, 1);
2700                 pmap->pm_stats.resident_count--;
2701                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2702                 if (pv->pv_flags & PVF_WIRED)
2703                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2704                 pmap_free_pv_entry(pmap, pv);
2705                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2706         }
2707
2708         if (flush) {
2709                 if (is_exec)
2710                         cpu_tlb_flushID();
2711                 else
2712                         cpu_tlb_flushD();
2713         }
2714         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2715         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2716 }
2717
2718 int
2719 pmap_change_attr(vm_offset_t sva, vm_size_t len, int mode)
2720 {
2721         vm_offset_t base, offset, tmpva;
2722         vm_size_t size;
2723         struct l2_bucket *l2b;
2724         pt_entry_t *ptep, pte;
2725         vm_offset_t next_bucket;
2726
2727         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
2728
2729         base = trunc_page(sva);
2730         offset = sva & PAGE_MASK;
2731         size = roundup(offset + len, PAGE_SIZE);
2732
2733 #ifdef checkit
2734         /*
2735          * Only supported on kernel virtual addresses, including the direct
2736          * map but excluding the recursive map.
2737          */
2738         if (base < DMAP_MIN_ADDRESS) {
2739                 PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
2740                 return (EINVAL);
2741         }
2742 #endif
2743         for (tmpva = base; tmpva < base + size; ) {
2744                 next_bucket = L2_NEXT_BUCKET(tmpva);
2745                 if (next_bucket > base + size)
2746                         next_bucket = base + size;
2747
2748                 l2b = pmap_get_l2_bucket(kernel_pmap, tmpva);
2749                 if (l2b == NULL) {
2750                         tmpva = next_bucket;
2751                         continue;
2752                 }
2753
2754                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(tmpva)];
2755
2756                 if (*ptep == 0) {
2757                         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
2758                         return(EINVAL);
2759                 }
2760
2761                 pte = *ptep &~ L2_S_CACHE_MASK;
2762                 cpu_idcache_wbinv_range(tmpva, PAGE_SIZE);
2763                 pmap_l2cache_wbinv_range(tmpva, pte & L2_S_FRAME, PAGE_SIZE);
2764                 *ptep = pte;
2765                 cpu_tlb_flushID_SE(tmpva);
2766
2767                 dprintf("%s: for va:%x ptep:%x pte:%x\n",
2768                     __func__, tmpva, (uint32_t)ptep, pte);
2769                 tmpva += PAGE_SIZE;
2770         }
2771
2772         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
2773
2774         return (0);
2775 }
2776
2777 /*
2778  *      Set the physical protection on the
2779  *      specified range of this map as requested.
2780  */
2781 void
2782 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2783 {
2784         struct l2_bucket *l2b;
2785         struct md_page *pvh;
2786         struct pv_entry *pve;
2787         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
2788         pt_entry_t *ptep, pte;
2789         vm_offset_t next_bucket;
2790         u_int is_exec, is_refd;
2791         int flush;
2792
2793         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0) {
2794                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2795                 return;
2796         }
2797
2798         if (prot & VM_PROT_WRITE) {
2799                 /*
2800                  * If this is a read->write transition, just ignore it and let
2801                  * vm_fault() take care of it later.
2802                  */
2803                 return;
2804         }
2805
2806         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2807         PMAP_LOCK(pmap);
2808
2809         /*
2810          * OK, at this point, we know we're doing write-protect operation.
2811          * If the pmap is active, write-back the range.
2812          */
2813
2814         flush = ((eva - sva) >= (PAGE_SIZE * 4)) ? 0 : -1;
2815         is_exec = is_refd = 0;
2816
2817         while (sva < eva) {
2818                 next_bucket = L2_NEXT_BUCKET(sva);
2819                 /*
2820                  * Check for large page.
2821                  */
2822                 pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(sva)];
2823                 l1pd = *pl1pd;
2824                 if ((l1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO) {
2825                         KASSERT(pmap != pmap_kernel(),
2826                             ("pmap_protect: trying to modify "
2827                             "kernel section protections"));
2828                         /*
2829                          * Are we protecting the entire large page? If not,
2830                          * demote the mapping and fall through.
2831                          */
2832                         if (sva + L1_S_SIZE == L2_NEXT_BUCKET(sva) &&
2833                             eva >= L2_NEXT_BUCKET(sva)) {
2834                                 l1pd &= ~(L1_S_PROT_MASK | L1_S_XN);
2835                                 if (!(prot & VM_PROT_EXECUTE))
2836                                         *pl1pd |= L1_S_XN;
2837                                 /*
2838                                  * At this point we are always setting
2839                                  * write-protect bit.
2840                                  */
2841                                 l1pd |= L1_S_APX;
2842                                 /* All managed superpages are user pages. */
2843                                 l1pd |= L1_S_PROT_U;
2844                                 *pl1pd = l1pd;
2845                                 PTE_SYNC(pl1pd);
2846                                 pvh = pa_to_pvh(l1pd & L1_S_FRAME);
2847                                 pve = pmap_find_pv(pvh, pmap,
2848                                     trunc_1mpage(sva));
2849                                 pve->pv_flags &= ~PVF_WRITE;
2850                                 sva = next_bucket;
2851                                 continue;
2852                         } else if (!pmap_demote_section(pmap, sva)) {
2853                                 /* The large page mapping was destroyed. */
2854                                 sva = next_bucket;
2855                                 continue;
2856                         }
2857                 }
2858                 if (next_bucket > eva)
2859                         next_bucket = eva;
2860                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, sva);
2861                 if (l2b == NULL) {
2862                         sva = next_bucket;
2863                         continue;
2864                 }
2865
2866                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(sva)];
2867
2868                 while (sva < next_bucket) {
2869                         if ((pte = *ptep) != 0 && L2_S_WRITABLE(pte)) {
2870                                 struct vm_page *m;
2871
2872                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(pte));
2873                                 pmap_set_prot(ptep, prot,
2874                                     !(pmap == pmap_kernel()));
2875                                 PTE_SYNC(ptep);
2876
2877                                 pmap_modify_pv(m, pmap, sva, PVF_WRITE, 0);
2878
2879                                 if (flush >= 0) {
2880                                         flush++;
2881                                         is_exec |= PTE_BEEN_EXECD(pte);
2882                                         is_refd |= PTE_BEEN_REFD(pte);
2883                                 } else {
2884                                         if (PTE_BEEN_EXECD(pte))
2885                                                 cpu_tlb_flushID_SE(sva);
2886                                         else if (PTE_BEEN_REFD(pte))
2887                                                 cpu_tlb_flushD_SE(sva);
2888                                 }
2889                         }
2890
2891                         sva += PAGE_SIZE;
2892                         ptep++;
2893                 }
2894         }
2895
2896
2897         if (flush) {
2898                 if (is_exec)
2899                         cpu_tlb_flushID();
2900                 else
2901                 if (is_refd)
2902                         cpu_tlb_flushD();
2903         }
2904         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2905
2906         PMAP_UNLOCK(pmap);
2907 }
2908
2909
2910 /*
2911  *      Insert the given physical page (p) at
2912  *      the specified virtual address (v) in the
2913  *      target physical map with the protection requested.
2914  *
2915  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2916  *      that the related pte can not be reclaimed.
2917  *
2918  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2919  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2920  *      insert this page into the given map NOW.
2921  */
2922
2923 void
2924 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t access, vm_page_t m,
2925     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
2926 {
2927
2928         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2929         PMAP_LOCK(pmap);
2930         pmap_enter_locked(pmap, va, access, m, prot, wired, M_WAITOK);
2931         PMAP_UNLOCK(pmap);
2932         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2933 }
2934
2935 /*
2936  *      The pvh global and pmap locks must be held.
2937  */
2938 static void
2939 pmap_enter_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t access, vm_page_t m,
2940     vm_prot_t prot, boolean_t wired, int flags)
2941 {
2942         struct l2_bucket *l2b = NULL;
2943         struct vm_page *om;
2944         struct pv_entry *pve = NULL;
2945         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
2946         pt_entry_t *ptep, npte, opte;
2947         u_int nflags;
2948         u_int is_exec, is_refd;
2949         vm_paddr_t pa;
2950         u_char user;
2951
2952         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
2953         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2954         if (va == vector_page) {
2955                 pa = systempage.pv_pa;
2956                 m = NULL;
2957         } else {
2958                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 ||
2959                     vm_page_xbusied(m) || (flags & M_NOWAIT) != 0,
2960                     ("pmap_enter_locked: page %p is not busy", m));
2961                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2962         }
2963
2964         pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
2965         if ((*pl1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO)
2966                 panic("pmap_enter_locked: attempt pmap_enter_on 1MB page");
2967
2968         user = 0;
2969         /*
2970          * Make sure userland mappings get the right permissions
2971          */
2972         if (pmap != pmap_kernel() && va != vector_page)
2973                 user = 1;
2974
2975         nflags = 0;
2976
2977         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2978                 nflags |= PVF_WRITE;
2979         if (wired)
2980                 nflags |= PVF_WIRED;
2981
2982         PDEBUG(1, printf("pmap_enter: pmap = %08x, va = %08x, m = %08x, "
2983             "prot = %x, wired = %x\n", (uint32_t) pmap, va, (uint32_t) m,
2984             prot, wired));
2985
2986         if (pmap == pmap_kernel()) {
2987                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, va);
2988                 if (l2b == NULL)
2989                         l2b = pmap_grow_l2_bucket(pmap, va);
2990         } else {
2991 do_l2b_alloc:
2992                 l2b = pmap_alloc_l2_bucket(pmap, va);
2993                 if (l2b == NULL) {
2994                         if (flags & M_WAITOK) {
2995                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2996                                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2997                                 VM_WAIT;
2998                                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
2999                                 PMAP_LOCK(pmap);
3000                                 goto do_l2b_alloc;
3001                         }
3002                         return;
3003                 }
3004         }
3005
3006         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
3007
3008         opte = *ptep;
3009         npte = pa;
3010         is_exec = is_refd = 0;
3011
3012         if (opte) {
3013                 if (l2pte_pa(opte) == pa) {
3014                         /*
3015                          * We're changing the attrs of an existing mapping.
3016                          */
3017                         if (m != NULL)
3018                                 pmap_modify_pv(m, pmap, va,
3019                                     PVF_WRITE | PVF_WIRED, nflags);
3020                         is_exec |= PTE_BEEN_EXECD(opte);
3021                         is_refd |= PTE_BEEN_REFD(opte);
3022                         goto validate;
3023                 }
3024                 if ((om = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(opte)))) {
3025                         /*
3026                          * Replacing an existing mapping with a new one.
3027                          * It is part of our managed memory so we
3028                          * must remove it from the PV list
3029                          */
3030                         if ((pve = pmap_remove_pv(om, pmap, va))) {
3031                                 is_exec |= PTE_BEEN_EXECD(opte);
3032                                 is_refd |= PTE_BEEN_REFD(opte);
3033                 
3034                                 if (m && ((m->oflags & VPO_UNMANAGED)))
3035                                         pmap_free_pv_entry(pmap, pve);
3036                         }
3037                 }
3038
3039         } else {
3040                 /*
3041                  * Keep the stats up to date
3042                  */
3043                 l2b->l2b_occupancy++;
3044                 pmap->pm_stats.resident_count++;
3045         }
3046
3047         /*
3048          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
3049          */
3050         if ((m && !(m->oflags & VPO_UNMANAGED))) {
3051                 if ((!pve) && (pve = pmap_get_pv_entry(pmap, FALSE)) == NULL)
3052                         panic("pmap_enter: no pv entries");
3053
3054                 KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva,
3055                 ("pmap_enter: managed mapping within the clean submap"));
3056                 KASSERT(pve != NULL, ("No pv"));
3057                 pmap_enter_pv(m, pve, pmap, va, nflags);
3058         }
3059
3060 validate:
3061         /* Make the new PTE valid */
3062         npte |= L2_S_PROTO;
3063 #ifdef SMP
3064         npte |= L2_SHARED;
3065 #endif
3066         /* Set defaults first - kernel read access */
3067         npte |= L2_APX;
3068         npte |= L2_S_PROT_R;
3069         /* Set "referenced" flag */
3070         npte |= L2_S_REF;
3071
3072         /* Now tune APs as desired */
3073         if (user)
3074                 npte |= L2_S_PROT_U;
3075         /*
3076          * If this is not a vector_page
3077          * then continue setting mapping parameters
3078          */
3079         if (m != NULL) {
3080                 if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3081                         if (prot & (VM_PROT_ALL)) {
3082                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3083                         } else {
3084                                 /*
3085                                  * Need to do page referenced emulation.
3086                                  */
3087                                 npte &= ~L2_S_REF;
3088                         }
3089                 }
3090
3091                 if (prot & VM_PROT_WRITE) {
3092                         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3093                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
3094                                 /*
3095                                  * XXX: Skip modified bit emulation for now.
3096                                  *      The emulation reveals problems
3097                                  *      that result in random failures
3098                                  *      during memory allocation on some
3099                                  *      platforms.
3100                                  *      Therefore, the page is marked RW
3101                                  *      immediately.
3102                                  */
3103                                 npte &= ~(L2_APX);
3104                                 vm_page_dirty(m);
3105                         } else
3106                                 npte &= ~(L2_APX);
3107                 }
3108                 if (!(prot & VM_PROT_EXECUTE))
3109                         npte |= L2_XN;
3110
3111                 if (m->md.pv_memattr != VM_MEMATTR_UNCACHEABLE)
3112                         npte |= pte_l2_s_cache_mode;
3113         }
3114
3115         CTR5(KTR_PMAP,"enter: pmap:%p va:%x prot:%x pte:%x->%x",
3116             pmap, va, prot, opte, npte);
3117         /*
3118          * If this is just a wiring change, the two PTEs will be
3119          * identical, so there's no need to update the page table.
3120          */
3121         if (npte != opte) {
3122                 boolean_t is_cached = pmap_is_current(pmap);
3123
3124                 *ptep = npte;
3125                 PTE_SYNC(ptep);
3126                 if (is_cached) {
3127                         /*
3128                          * We only need to frob the cache/tlb if this pmap
3129                          * is current
3130                          */
3131                         if (L1_IDX(va) != L1_IDX(vector_page) &&
3132                             l2pte_valid(npte)) {
3133                                 /*
3134                                  * This mapping is likely to be accessed as
3135                                  * soon as we return to userland. Fix up the
3136                                  * L1 entry to avoid taking another
3137                                  * page/domain fault.
3138                                  */
3139                                 l1pd = l2b->l2b_phys |
3140                                     L1_C_DOM(pmap->pm_domain) | L1_C_PROTO;
3141                                 if (*pl1pd != l1pd) {
3142                                         *pl1pd = l1pd;
3143                                         PTE_SYNC(pl1pd);
3144                                 }
3145                         }
3146                 }
3147
3148                 if (is_exec)
3149                         cpu_tlb_flushID_SE(va);
3150                 else if (is_refd)
3151                         cpu_tlb_flushD_SE(va);
3152         }
3153
3154         if ((pmap != pmap_kernel()) && (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap))
3155                 cpu_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
3156         /*
3157          * If both the l2b_occupancy and the reservation are fully
3158          * populated, then attempt promotion.
3159          */
3160         if ((l2b->l2b_occupancy == L2_PTE_NUM_TOTAL) &&
3161             sp_enabled && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
3162             vm_reserv_level_iffullpop(m) == 0)
3163                 pmap_promote_section(pmap, va);
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
3168  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
3169  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
3170  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
3171  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
3172  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
3173  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
3174  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
3175  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
3176  * corresponding offset from m_start are mapped.
3177  */
3178 void
3179 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
3180     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
3181 {
3182         vm_offset_t va;
3183         vm_page_t m;
3184         vm_pindex_t diff, psize;
3185         vm_prot_t access;
3186
3187         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
3188
3189         psize = atop(end - start);
3190         m = m_start;
3191         access = prot = prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE);
3192         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3193         PMAP_LOCK(pmap);
3194         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
3195                 va = start + ptoa(diff);
3196                 if ((va & L1_S_OFFSET) == 0 && L2_NEXT_BUCKET(va) <= end &&
3197                     (VM_PAGE_TO_PHYS(m) & L1_S_OFFSET) == 0 &&
3198                     sp_enabled && vm_reserv_level_iffullpop(m) == 0 &&
3199                     pmap_enter_section(pmap, va, m, prot))
3200                         m = &m[L1_S_SIZE / PAGE_SIZE - 1];
3201                 else
3202                         pmap_enter_locked(pmap, va, access, m, prot,
3203                             FALSE, M_NOWAIT);
3204                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
3205         }
3206         PMAP_UNLOCK(pmap);
3207         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3208 }
3209
3210 /*
3211  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
3212  * 1. Current pmap & pmap exists.
3213  * 2. Not wired.
3214  * 3. Read access.
3215  * 4. No page table pages.
3216  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
3217  */
3218
3219 void
3220 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3221 {
3222         vm_prot_t access;
3223
3224         access = prot = prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE);
3225         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3226         PMAP_LOCK(pmap);
3227         pmap_enter_locked(pmap, va, access, m, prot, FALSE, M_NOWAIT);
3228         PMAP_UNLOCK(pmap);
3229         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3230 }
3231
3232 /*
3233  *      Routine:        pmap_change_wiring
3234  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
3235  *                      pair.
3236  *      In/out conditions:
3237  *                      The mapping must already exist in the pmap.
3238  */
3239 void
3240 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
3241 {
3242         struct l2_bucket *l2b;
3243         struct md_page *pvh;
3244         struct pv_entry *pve;
3245         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
3246         pt_entry_t *ptep, pte;
3247         vm_page_t m;
3248
3249         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3250         PMAP_LOCK(pmap);
3251         pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
3252         l1pd = *pl1pd;
3253         if ((l1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO) {
3254                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(l1pd & L1_S_FRAME);
3255                 KASSERT((m != NULL) && ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0),
3256                     ("pmap_change_wiring: unmanaged superpage should not "
3257                      "be changed"));
3258                 KASSERT(pmap != pmap_kernel(),
3259                     ("pmap_change_wiring: managed kernel superpage "
3260                      "should not exist"));
3261                 pvh = pa_to_pvh(l1pd & L1_S_FRAME);
3262                 pve = pmap_find_pv(pvh, pmap, trunc_1mpage(va));
3263                 if (!wired != ((pve->pv_flags & PVF_WIRED) == 0)) {
3264                         if (!pmap_demote_section(pmap, va))
3265                                 panic("pmap_change_wiring: demotion failed");
3266                 } else
3267                         goto out;
3268         }
3269         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, va);
3270         KASSERT(l2b, ("No l2b bucket in pmap_change_wiring"));
3271         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
3272         pte = *ptep;
3273         m = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(pte));
3274         if (m != NULL)
3275                 pmap_modify_pv(m, pmap, va, PVF_WIRED,
3276                     wired == TRUE ? PVF_WIRED : 0);
3277 out:
3278         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3279         PMAP_UNLOCK(pmap);
3280 }
3281
3282
3283 /*
3284  *      Copy the range specified by src_addr/len
3285  *      from the source map to the range dst_addr/len
3286  *      in the destination map.
3287  *
3288  *      This routine is only advisory and need not do anything.
3289  */
3290 void
3291 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr,
3292     vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
3293 {
3294 }
3295
3296
3297 /*
3298  *      Routine:        pmap_extract
3299  *      Function:
3300  *              Extract the physical page address associated
3301  *              with the given map/virtual_address pair.
3302  */
3303 vm_paddr_t
3304 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3305 {
3306         vm_paddr_t pa;
3307
3308         if (kernel_vm_end != 0)
3309                 PMAP_LOCK(pmap);
3310         pa = pmap_extract_locked(pmap, va);
3311         if (kernel_vm_end != 0)
3312                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3313         return (pa);
3314 }
3315
3316 static vm_paddr_t
3317 pmap_extract_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3318 {
3319         struct l2_dtable *l2;
3320         pd_entry_t l1pd;
3321         pt_entry_t *ptep, pte;
3322         vm_paddr_t pa;
3323         u_int l1idx;
3324
3325         if (kernel_vm_end != 0 && pmap != kernel_pmap)
3326                 PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
3327         l1idx = L1_IDX(va);
3328         l1pd = pmap->pm_l1->l1_kva[l1idx];
3329         if (l1pte_section_p(l1pd)) {
3330                 /*
3331                  * These should only happen for the kernel pmap.
3332                  */
3333                 KASSERT(pmap == kernel_pmap, ("unexpected section"));
3334                 /* XXX: what to do about the bits > 32 ? */
3335                 if (l1pd & L1_S_SUPERSEC)
3336                         pa = (l1pd & L1_SUP_FRAME) | (va & L1_SUP_OFFSET);
3337                 else
3338                         pa = (l1pd & L1_S_FRAME) | (va & L1_S_OFFSET);
3339         } else {
3340                 /*
3341                  * Note that we can't rely on the validity of the L1
3342                  * descriptor as an indication that a mapping exists.
3343                  * We have to look it up in the L2 dtable.
3344                  */
3345                 l2 = pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
3346                 if (l2 == NULL ||
3347                     (ptep = l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)].l2b_kva) == NULL)
3348                         return (0);
3349                 pte = ptep[l2pte_index(va)];
3350                 if (pte == 0)
3351                         return (0);
3352                 switch (pte & L2_TYPE_MASK) {
3353                 case L2_TYPE_L:
3354                         pa = (pte & L2_L_FRAME) | (va & L2_L_OFFSET);
3355                         break;
3356                 default:
3357                         pa = (pte & L2_S_FRAME) | (va & L2_S_OFFSET);
3358                         break;
3359                 }
3360         }
3361         return (pa);
3362 }
3363
3364 /*
3365  * Atomically extract and hold the physical page with the given
3366  * pmap and virtual address pair if that mapping permits the given
3367  * protection.
3368  *
3369  */
3370 vm_page_t
3371 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
3372 {
3373         struct l2_dtable *l2;
3374         pd_entry_t l1pd;
3375         pt_entry_t *ptep, pte;
3376         vm_paddr_t pa, paddr;
3377         vm_page_t m = NULL;
3378         u_int l1idx;
3379         l1idx = L1_IDX(va);
3380         paddr = 0;
3381
3382         PMAP_LOCK(pmap);
3383 retry:
3384         l1pd = pmap->pm_l1->l1_kva[l1idx];
3385         if (l1pte_section_p(l1pd)) {
3386                 /* XXX: what to do about the bits > 32 ? */
3387                 if (l1pd & L1_S_SUPERSEC)
3388                         pa = (l1pd & L1_SUP_FRAME) | (va & L1_SUP_OFFSET);
3389                 else
3390                         pa = (l1pd & L1_S_FRAME) | (va & L1_S_OFFSET);
3391                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa & PG_FRAME, &paddr))
3392                         goto retry;
3393                 if (L1_S_WRITABLE(l1pd) || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3394                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3395                         vm_page_hold(m);
3396                 }
3397         } else {
3398                 /*
3399                  * Note that we can't rely on the validity of the L1
3400                  * descriptor as an indication that a mapping exists.
3401                  * We have to look it up in the L2 dtable.
3402                  */
3403                 l2 = pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
3404
3405                 if (l2 == NULL ||
3406                     (ptep = l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)].l2b_kva) == NULL) {
3407                         PMAP_UNLOCK(pmap);
3408                         return (NULL);
3409                 }
3410
3411                 ptep = &ptep[l2pte_index(va)];
3412                 pte = *ptep;
3413
3414                 if (pte == 0) {
3415                         PMAP_UNLOCK(pmap);
3416                         return (NULL);
3417                 } else if ((prot & VM_PROT_WRITE) && (pte & L2_APX)) {
3418                         PMAP_UNLOCK(pmap);
3419                         return (NULL);
3420                 } else {
3421                         switch (pte & L2_TYPE_MASK) {
3422                         case L2_TYPE_L:
3423                                 panic("extract and hold section mapping");
3424                                 break;
3425                         default:
3426                                 pa = (pte & L2_S_FRAME) | (va & L2_S_OFFSET);
3427                                 break;
3428                         }
3429                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa & PG_FRAME, &paddr))
3430                                 goto retry;
3431                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3432                         vm_page_hold(m);
3433                 }
3434
3435         }
3436
3437         PMAP_UNLOCK(pmap);
3438         PA_UNLOCK_COND(paddr);
3439         return (m);
3440 }
3441
3442 /*
3443  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
3444  * such as one in a vmspace structure.
3445  */
3446
3447 int
3448 pmap_pinit(pmap_t pmap)
3449 {
3450         PDEBUG(1, printf("pmap_pinit: pmap = %08x\n", (uint32_t) pmap));
3451
3452         pmap_alloc_l1(pmap);
3453         bzero(pmap->pm_l2, sizeof(pmap->pm_l2));
3454
3455         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
3456
3457         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
3458         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
3459         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
3460         if (vector_page < KERNBASE) {
3461                 pmap_enter(pmap, vector_page,
3462                     VM_PROT_READ, PHYS_TO_VM_PAGE(systempage.pv_pa),
3463                     VM_PROT_READ, 1);
3464         }
3465         return (1);
3466 }
3467
3468
3469 /***************************************************
3470  * Superpage management routines.
3471  ***************************************************/
3472
3473 static PMAP_INLINE struct pv_entry *
3474 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3475 {
3476         pv_entry_t pv;
3477
3478         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3479
3480         pv = pmap_find_pv(pvh, pmap, va);
3481         if (pv != NULL)
3482                 TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
3483
3484         return (pv);
3485 }
3486
3487 static void
3488 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3489 {
3490         pv_entry_t pv;
3491
3492         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
3493         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
3494         pmap_free_pv_entry(pmap, pv);
3495 }
3496
3497 static boolean_t
3498 pmap_pv_insert_section(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
3499 {
3500         struct md_page *pvh;
3501         pv_entry_t pv;
3502
3503         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3504         if (pv_entry_count < pv_entry_high_water && 
3505             (pv = pmap_get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
3506                 pv->pv_va = va;
3507                 pvh = pa_to_pvh(pa);
3508                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
3509                 return (TRUE);
3510         } else
3511                 return (FALSE);
3512 }
3513
3514 /*
3515  * Create the pv entries for each of the pages within a superpage.
3516  */
3517 static void
3518 pmap_pv_demote_section(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
3519 {
3520         struct md_page *pvh;
3521         pv_entry_t pve, pv;
3522         vm_offset_t va_last;
3523         vm_page_t m;
3524
3525         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3526         KASSERT((pa & L1_S_OFFSET) == 0,
3527             ("pmap_pv_demote_section: pa is not 1mpage aligned"));
3528
3529         /*
3530          * Transfer the 1mpage's pv entry for this mapping to the first
3531          * page's pv list.
3532          */
3533         pvh = pa_to_pvh(pa);
3534         va = trunc_1mpage(va);
3535         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
3536         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pv_demote_section: pv not found"));
3537         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3538         TAILQ_INSERT_HEAD(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3539         /* Instantiate the remaining pv entries. */
3540         va_last = L2_NEXT_BUCKET(va) - PAGE_SIZE;
3541         do {
3542                 m++;
3543                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3544                     ("pmap_pv_demote_section: page %p is not managed", m));
3545                 va += PAGE_SIZE;
3546                 pve = pmap_get_pv_entry(pmap, FALSE);
3547                 pmap_enter_pv(m, pve, pmap, va, pv->pv_flags);
3548         } while (va < va_last);
3549 }
3550
3551 static void
3552 pmap_pv_promote_section(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
3553 {
3554         struct md_page *pvh;
3555         pv_entry_t pv;
3556         vm_offset_t va_last;
3557         vm_page_t m;
3558
3559         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3560         KASSERT((pa & L1_S_OFFSET) == 0,
3561             ("pmap_pv_promote_section: pa is not 1mpage aligned"));
3562
3563         /*
3564          * Transfer the first page's pv entry for this mapping to the
3565          * 1mpage's pv list.  Aside from avoiding the cost of a call
3566          * to get_pv_entry(), a transfer avoids the possibility that
3567          * get_pv_entry() calls pmap_pv_reclaim() and that pmap_pv_reclaim()
3568          * removes one of the mappings that is being promoted.
3569          */
3570         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3571         va = trunc_1mpage(va);
3572         pv = pmap_pvh_remove(&m->md, pmap, va);
3573         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pv_promote_section: pv not found"));
3574         pvh = pa_to_pvh(pa);
3575         TAILQ_INSERT_TAIL(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
3576         /* Free the remaining pv entries in the newly mapped section pages */
3577         va_last = L2_NEXT_BUCKET(va) - PAGE_SIZE;
3578         do {
3579                 m++;
3580                 va += PAGE_SIZE;
3581                 /*
3582                  * Don't care the flags, first pv contains sufficient
3583                  * information for all of the pages so nothing is really lost.
3584                  */
3585                 pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
3586         } while (va < va_last);
3587 }
3588
3589 /*
3590  * Tries to create a 1MB page mapping.  Returns TRUE if successful and
3591  * FALSE otherwise.  Fails if (1) page is unmanageg, kernel pmap or vectors
3592  * page, (2) a mapping already exists at the specified virtual address, or
3593  * (3) a pv entry cannot be allocated without reclaiming another pv entry. 
3594  */
3595 static boolean_t
3596 pmap_enter_section(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3597 {
3598         pd_entry_t *pl1pd;
3599         vm_offset_t pa;
3600         struct l2_bucket *l2b;
3601
3602         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3603         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
3604
3605         /* Skip kernel, vectors page and unmanaged mappings */
3606         if ((pmap == pmap_kernel()) || (L1_IDX(va) == L1_IDX(vector_page)) ||
3607             ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)) {
3608                 CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_section: failure for va %#lx"
3609                     " in pmap %p", va, pmap);
3610                 return (FALSE);
3611         }
3612         /*
3613          * Check whether this is a valid section superpage entry or
3614          * there is a l2_bucket associated with that L1 page directory.
3615          */
3616         va = trunc_1mpage(va);
3617         pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
3618         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, va);
3619         if ((*pl1pd & L1_S_PROTO) || (l2b != NULL)) {
3620                 CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_section: failure for va %#lx"
3621                     " in pmap %p", va, pmap);
3622                 return (FALSE);
3623         }
3624         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m); 
3625         /*
3626          * Abort this mapping if its PV entry could not be created.
3627          */
3628         if (!pmap_pv_insert_section(pmap, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m))) {
3629                 CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_section: failure for va %#lx"
3630                     " in pmap %p", va, pmap);
3631                 return (FALSE);
3632         }
3633         /*
3634          * Increment counters.
3635          */
3636         pmap->pm_stats.resident_count += L2_PTE_NUM_TOTAL;
3637         /*
3638          * Despite permissions, mark the superpage read-only.
3639          */
3640         prot &= ~VM_PROT_WRITE;
3641         /*
3642          * Map the superpage.
3643          */
3644         pmap_map_section(pmap, va, pa, prot, FALSE);
3645
3646         pmap_section_mappings++;
3647         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_section: success for va %#lx"
3648             " in pmap %p", va, pmap);
3649         return (TRUE);
3650 }
3651
3652 /*
3653  * pmap_remove_section: do the things to unmap a superpage in a process
3654  */
3655 static void
3656 pmap_remove_section(pmap_t pmap, vm_offset_t sva)
3657 {
3658         struct md_page *pvh;
3659         struct l2_bucket *l2b;
3660         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
3661         vm_offset_t eva, va;
3662         vm_page_t m;
3663
3664         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
3665         if ((pmap == pmap_kernel()) || (L1_IDX(sva) == L1_IDX(vector_page)))
3666                 return;
3667
3668         KASSERT((sva & L1_S_OFFSET) == 0,
3669             ("pmap_remove_section: sva is not 1mpage aligned"));
3670
3671         pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(sva)];
3672         l1pd = *pl1pd;
3673
3674         m = PHYS_TO_VM_PAGE(l1pd & L1_S_FRAME);
3675         KASSERT((m != NULL && ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)),
3676             ("pmap_remove_section: no corresponding vm_page or "
3677             "page unmanaged"));
3678
3679         pmap->pm_stats.resident_count -= L2_PTE_NUM_TOTAL;
3680         pvh = pa_to_pvh(l1pd & L1_S_FRAME);
3681         pmap_pvh_free(pvh, pmap, sva);
3682         eva = L2_NEXT_BUCKET(sva);
3683         for (va = sva, m = PHYS_TO_VM_PAGE(l1pd & L1_S_FRAME);
3684             va < eva; va += PAGE_SIZE, m++) {
3685                 /*
3686                  * Mark base pages referenced but skip marking them dirty.
3687                  * If the superpage is writeable, hence all base pages were
3688                  * already marked as dirty in pmap_fault_fixup() before
3689                  * promotion. Reference bit however, might not have been set
3690                  * for each base page when the superpage was created at once,
3691                  * not as a result of promotion.
3692                  */
3693                 if (L1_S_REFERENCED(l1pd))
3694                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3695                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) &&
3696                     TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list))
3697                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3698         }
3699         
3700         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, sva);
3701         if (l2b != NULL) {
3702                 KASSERT(l2b->l2b_occupancy == L2_PTE_NUM_TOTAL,
3703                     ("pmap_remove_section: l2_bucket occupancy error"));
3704                 pmap_free_l2_bucket(pmap, l2b, L2_PTE_NUM_TOTAL);
3705                 /*
3706                  * Now invalidate L1 slot as it was not invalidated in
3707                  * pmap_free_l2_bucket() due to L1_TYPE mismatch.
3708                  */
3709                 *pl1pd = 0;
3710                 PTE_SYNC(pl1pd);
3711         }
3712 }
3713
3714 /*
3715  * Tries to promote the 256, contiguous 4KB page mappings that are
3716  * within a single l2_bucket to a single 1MB section mapping.
3717  * For promotion to occur, two conditions must be met: (1) the 4KB page
3718  * mappings must map aligned, contiguous physical memory and (2) the 4KB page
3719  * mappings must have identical characteristics.
3720  */
3721 static void
3722 pmap_promote_section(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3723 {
3724         pt_entry_t *firstptep, firstpte, oldpte, pa, *pte;
3725         vm_page_t m, oldm;
3726         vm_offset_t first_va, old_va;
3727         struct l2_bucket *l2b = NULL;
3728         vm_prot_t prot;
3729         struct pv_entry *pve, *first_pve;
3730
3731         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
3732
3733         prot = VM_PROT_ALL;
3734         /*
3735          * Skip promoting kernel pages. This is justified by following:
3736          * 1. Kernel is already mapped using section mappings in each pmap
3737          * 2. Managed mappings within the kernel are not to be promoted anyway
3738          */
3739         if (pmap == pmap_kernel()) {
3740                 pmap_section_p_failures++;
3741                 CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_section: failure for va %#x"
3742                     " in pmap %p", va, pmap);
3743                 return;
3744         }
3745         /* Do not attemp to promote vectors pages */
3746         if (L1_IDX(va) == L1_IDX(vector_page)) {
3747                 pmap_section_p_failures++;
3748                 CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_section: failure for va %#x"
3749                     " in pmap %p", va, pmap);
3750                 return;
3751         }
3752         /*
3753          * Examine the first PTE in the specified l2_bucket. Abort if this PTE
3754          * is either invalid, unused, or does not map the first 4KB physical
3755          * page within 1MB page.
3756          */
3757         first_va = trunc_1mpage(va);
3758         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, first_va);
3759         KASSERT(l2b != NULL, ("pmap_promote_section: trying to promote "
3760             "not existing l2 bucket"));
3761         firstptep = &l2b->l2b_kva[0];
3762
3763         firstpte = *firstptep;
3764         if ((l2pte_pa(firstpte) & L1_S_OFFSET) != 0) {
3765                 pmap_section_p_failures++;
3766                 CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_section: failure for va %#x"
3767                     " in pmap %p", va, pmap);
3768                 return;
3769         }
3770
3771         if ((firstpte & (L2_S_PROTO | L2_S_REF)) != (L2_S_PROTO | L2_S_REF)) {
3772                 pmap_section_p_failures++;
3773                 CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_section: failure for va %#x"
3774                     " in pmap %p", va, pmap);
3775                 return;
3776         }
3777         /*
3778          * ARM uses pv_entry to mark particular mapping WIRED so don't promote
3779          * unmanaged pages since it is impossible to determine, whether the
3780          * page is wired or not if there is no corresponding pv_entry.
3781          */
3782         m = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(firstpte));
3783         if (m && ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)) {
3784                 pmap_section_p_failures++;
3785                 CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_section: failure for va %#x"
3786                     " in pmap %p", va, pmap);
3787                 return;
3788         }
3789         first_pve = pmap_find_pv(&m->md, pmap, first_va);
3790         /*
3791          * PTE is modified only on write due to modified bit
3792          * emulation. If the entry is referenced and writable
3793          * then it is modified and we don't clear write enable.
3794          * Otherwise, writing is disabled in PTE anyway and
3795          * we just configure protections for the section mapping
3796          * that is going to be created.
3797          */
3798         if (!L2_S_WRITABLE(firstpte) && (first_pve->pv_flags & PVF_WRITE)) {
3799                 first_pve->pv_flags &= ~PVF_WRITE;
3800                 prot &= ~VM_PROT_WRITE;
3801         }
3802
3803         if (!L2_S_EXECUTABLE(firstpte))
3804                 prot &= ~VM_PROT_EXECUTE;
3805
3806         /* 
3807          * Examine each of the other PTEs in the specified l2_bucket. 
3808          * Abort if this PTE maps an unexpected 4KB physical page or
3809          * does not have identical characteristics to the first PTE.
3810          */
3811         pa = l2pte_pa(firstpte) + ((L2_PTE_NUM_TOTAL - 1) * PAGE_SIZE);
3812         old_va = L2_NEXT_BUCKET(first_va) - PAGE_SIZE;
3813
3814         for (pte = (firstptep + L2_PTE_NUM_TOTAL - 1); pte > firstptep; pte--) {
3815                 oldpte = *pte;
3816                 if (l2pte_pa(oldpte) != pa) {
3817                         pmap_section_p_failures++;
3818                         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_section: failure for "
3819                             "va %#x in pmap %p", va, pmap);
3820                         return;
3821                 }
3822                 if ((oldpte & L2_S_PROMOTE) != (firstpte & L2_S_PROMOTE)) {
3823                         pmap_section_p_failures++;
3824                         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_section: failure for "
3825                             "va %#x in pmap %p", va, pmap);
3826                         return;
3827                 }
3828                 oldm = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(oldpte));
3829                 if (oldm && ((oldm->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)) {
3830                         pmap_section_p_failures++;
3831                         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_section: failure for "
3832                             "va %#x in pmap %p", va, pmap);
3833                         return;
3834                 }
3835
3836                 pve = pmap_find_pv(&oldm->md, pmap, old_va);
3837                 if (pve == NULL) {
3838                         pmap_section_p_failures++;
3839                         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_section: failure for "
3840                             "va %#x old_va  %x - no pve", va, old_va);
3841                         return;
3842                 }
3843
3844                 if (!L2_S_WRITABLE(oldpte) && (pve->pv_flags & PVF_WRITE))
3845                         pve->pv_flags &= ~PVF_WRITE;
3846
3847                 old_va -= PAGE_SIZE;
3848                 pa -= PAGE_SIZE;
3849         }
3850         /*
3851          * Promote the pv entries.
3852          */
3853         pmap_pv_promote_section(pmap, first_va, l2pte_pa(firstpte));
3854         /*
3855          * Map the superpage.
3856          */
3857         pmap_map_section(pmap, first_va, l2pte_pa(firstpte), prot, TRUE);
3858         pmap_section_promotions++;
3859         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_section: success for va %#x"
3860             " in pmap %p", first_va, pmap);
3861 }
3862
3863 /*
3864  * Fills a l2_bucket with mappings to consecutive physical pages.
3865  */
3866 static void
3867 pmap_fill_l2b(struct l2_bucket *l2b, pt_entry_t newpte)
3868 {
3869         pt_entry_t *ptep;
3870         int i;
3871
3872         for (i = 0; i < L2_PTE_NUM_TOTAL; i++) {
3873                 ptep = &l2b->l2b_kva[i];
3874                 *ptep = newpte;
3875                 PTE_SYNC(ptep);
3876
3877                 newpte += PAGE_SIZE;
3878         }
3879
3880         l2b->l2b_occupancy = L2_PTE_NUM_TOTAL;
3881 }
3882
3883 /*
3884  * Tries to demote a 1MB section mapping. If demotion fails, the
3885  * 1MB section mapping is invalidated.
3886  */
3887 static boolean_t
3888 pmap_demote_section(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3889 {
3890         struct l2_bucket *l2b;
3891         struct pv_entry *l1pdpve;
3892         struct md_page *pvh;
3893         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
3894         pt_entry_t *firstptep, newpte;
3895         vm_offset_t pa;
3896         vm_page_t m;
3897
3898         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
3899         /*
3900          * According to assumptions described in pmap_promote_section,
3901          * kernel is and always should be mapped using 1MB section mappings.
3902          * What more, managed kernel pages were not to be promoted. 
3903          */
3904         KASSERT(pmap != pmap_kernel() && L1_IDX(va) != L1_IDX(vector_page),
3905             ("pmap_demote_section: forbidden section mapping"));
3906
3907         va = trunc_1mpage(va);
3908         pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
3909         l1pd = *pl1pd;
3910         KASSERT((l1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO,
3911             ("pmap_demote_section: not section or invalid section"));
3912         
3913         pa = l1pd & L1_S_FRAME;
3914         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3915         KASSERT((m != NULL && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0),
3916             ("pmap_demote_section: no vm_page for selected superpage or"
3917              "unmanaged"));
3918
3919         pvh = pa_to_pvh(pa);
3920         l1pdpve = pmap_find_pv(pvh, pmap, va);
3921         KASSERT(l1pdpve != NULL, ("pmap_demote_section: no pv entry for "
3922             "managed page"));
3923
3924         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, va);
3925         if (l2b == NULL) {
3926                 KASSERT((l1pdpve->pv_flags & PVF_WIRED) == 0,
3927                     ("pmap_demote_section: No l2_bucket for wired mapping"));
3928                 /*
3929                  * Invalidate the 1MB section mapping and return
3930                  * "failure" if the mapping was never accessed or the
3931                  * allocation of the new l2_bucket fails.
3932                  */
3933                 if (!L1_S_REFERENCED(l1pd) ||
3934                     (l2b = pmap_alloc_l2_bucket(pmap, va)) == NULL) {
3935                         /* Unmap and invalidate superpage. */
3936                         pmap_remove_section(pmap, trunc_1mpage(va));
3937                         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_demote_section: failure for "
3938                             "va %#x in pmap %p", va, pmap);
3939                         return (FALSE);
3940                 }
3941         }
3942
3943         /*
3944          * Now we should have corresponding l2_bucket available.
3945          * Let's process it to recreate 256 PTEs for each base page
3946          * within superpage.
3947          */
3948         newpte = pa | L1_S_DEMOTE(l1pd);
3949         if (m->md.pv_memattr != VM_MEMATTR_UNCACHEABLE)
3950                 newpte |= pte_l2_s_cache_mode;
3951
3952         /*
3953          * If the l2_bucket is new, initialize it.
3954          */
3955         if (l2b->l2b_occupancy == 0)
3956                 pmap_fill_l2b(l2b, newpte);
3957         else {
3958                 firstptep = &l2b->l2b_kva[0];
3959                 KASSERT(l2pte_pa(*firstptep) == (pa),
3960                     ("pmap_demote_section: firstpte and newpte map different "
3961                      "physical addresses"));
3962                 /*
3963                  * If the mapping has changed attributes, update the page table
3964                  * entries.
3965                  */ 
3966                 if ((*firstptep & L2_S_PROMOTE) != (L1_S_DEMOTE(l1pd)))
3967                         pmap_fill_l2b(l2b, newpte);
3968         }
3969         /* Demote PV entry */
3970         pmap_pv_demote_section(pmap, va, pa);
3971
3972         /* Now fix-up L1 */
3973         l1pd = l2b->l2b_phys | L1_C_DOM(pmap->pm_domain) | L1_C_PROTO;
3974         *pl1pd = l1pd;
3975         PTE_SYNC(pl1pd);
3976
3977         pmap_section_demotions++;
3978         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_demote_section: success for va %#x"
3979             " in pmap %p", va, pmap);
3980         return (TRUE);
3981 }
3982
3983 /***************************************************
3984  * page management routines.
3985  ***************************************************/
3986
3987 /*
3988  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
3989  * drastic measures to free some pages so we can allocate
3990  * another pv entry chunk.
3991  */
3992 static vm_page_t
3993 pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap)
3994 {
3995         struct pch newtail;
3996         struct pv_chunk *pc;
3997         struct l2_bucket *l2b = NULL;
3998         pmap_t pmap;
3999         pd_entry_t *pl1pd;
4000         pt_entry_t *ptep;
4001         pv_entry_t pv;
4002         vm_offset_t va;
4003         vm_page_t free, m, m_pc;
4004         uint32_t inuse;
4005         int bit, field, freed, idx;
4006
4007         PMAP_ASSERT_LOCKED(locked_pmap);
4008         pmap = NULL;
4009         free = m_pc = NULL;
4010         TAILQ_INIT(&newtail);
4011         while ((pc = TAILQ_FIRST(&pv_chunks)) != NULL && (pv_vafree == 0 ||
4012             free == NULL)) {
4013                 TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
4014                 if (pmap != pc->pc_pmap) {
4015                         if (pmap != NULL) {
4016                                 cpu_tlb_flushID();
4017                                 cpu_cpwait();
4018                                 if (pmap != locked_pmap)
4019                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
4020                         }
4021                         pmap = pc->pc_pmap;
4022                         /* Avoid deadlock and lock recursion. */
4023                         if (pmap > locked_pmap)
4024                                 PMAP_LOCK(pmap);
4025                         else if (pmap != locked_pmap && !PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
4026                                 pmap = NULL;
4027                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
4028                                 continue;
4029                         }
4030                 }
4031
4032                 /*
4033                  * Destroy every non-wired, 4 KB page mapping in the chunk.
4034                  */
4035                 freed = 0;
4036                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
4037                         for (inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
4038                             inuse != 0; inuse &= ~(1UL << bit)) {
4039                                 bit = ffs(inuse) - 1;
4040                                 idx = field * sizeof(inuse) * NBBY + bit;
4041                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
4042                                 va = pv->pv_va;
4043
4044                                 pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
4045                                 if ((*pl1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO)
4046                                         continue;
4047                                 if (pv->pv_flags & PVF_WIRED)
4048                                         continue;
4049
4050                                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, va);
4051                                 KASSERT(l2b != NULL, ("No l2 bucket"));
4052                                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
4053                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(*ptep));
4054                                 KASSERT((vm_offset_t)m >= KERNBASE,
4055                                     ("Trying to access non-existent page "
4056                                      "va %x pte %x", va, *ptep));
4057                                 *ptep = 0;
4058                                 PTE_SYNC(ptep);
4059                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
4060                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
4061                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
4062                                 pc->pc_map[field] |= 1UL << bit;
4063                                 freed++;
4064                         }
4065                 }
4066
4067                 if (freed == 0) {
4068                         TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
4069                         continue;
4070                 }
4071                 /* Every freed mapping is for a 4 KB page. */
4072                 pmap->pm_stats.resident_count -= freed;
4073                 PV_STAT(pv_entry_frees += freed);
4074                 PV_STAT(pv_entry_spare += freed);
4075                 pv_entry_count -= freed;
4076                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
4077                 for (field = 0; field < _NPCM; field++)
4078                         if (pc->pc_map[field] != pc_freemask[field]) {
4079                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
4080                                     pc_list);
4081                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
4082
4083                                 /*
4084                                  * One freed pv entry in locked_pmap is
4085                                  * sufficient.
4086                                  */
4087                                 if (pmap == locked_pmap)
4088                                         goto out;
4089                                 break;
4090                         }
4091                 if (field == _NPCM) {
4092                         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
4093                         PV_STAT(pc_chunk_count--);
4094                         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
4095                         /* Entire chunk is free; return it. */
4096                         m_pc = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
4097                         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
4098                         pmap_ptelist_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
4099                         break;
4100                 }
4101         }
4102 out:
4103         TAILQ_CONCAT(&pv_chunks, &newtail, pc_lru);
4104         if (pmap != NULL) {
4105                 cpu_tlb_flushID();
4106                 cpu_cpwait();
4107                 if (pmap != locked_pmap)
4108                         PMAP_UNLOCK(pmap);
4109         }
4110         return (m_pc);
4111 }
4112
4113 /*
4114  * free the pv_entry back to the free list
4115  */
4116 static void
4117 pmap_free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
4118 {
4119         struct pv_chunk *pc;
4120         int bit, field, idx;
4121
4122         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4123         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
4124         PV_STAT(pv_entry_frees++);
4125         PV_STAT(pv_entry_spare++);
4126         pv_entry_count--;
4127         pc = pv_to_chunk(pv);
4128         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
4129         field = idx / (sizeof(u_long) * NBBY);
4130         bit = idx % (sizeof(u_long) * NBBY);
4131         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
4132         for (idx = 0; idx < _NPCM; idx++)
4133                 if (pc->pc_map[idx] != pc_freemask[idx]) {
4134                         /*
4135                          * 98% of the time, pc is already at the head of the
4136                          * list.  If it isn't already, move it to the head.
4137                          */
4138                         if (__predict_false(TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk) !=
4139                             pc)) {
4140                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
4141                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
4142                                     pc_list);
4143                         }
4144                         return;
4145                 }
4146         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
4147         pmap_free_pv_chunk(pc);
4148 }
4149
4150 static void
4151 pmap_free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
4152 {
4153         vm_page_t m;
4154
4155         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
4156         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
4157         PV_STAT(pc_chunk_count--);
4158         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
4159         /* entire chunk is free, return it */
4160         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
4161         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
4162         vm_page_unwire(m, 0);
4163         vm_page_free(m);
4164         pmap_ptelist_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
4165
4166 }
4167
4168 static pv_entry_t
4169 pmap_get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try)
4170 {
4171         static const struct timeval printinterval = { 60, 0 };
4172         static struct timeval lastprint;
4173         struct pv_chunk *pc;
4174         pv_entry_t pv;
4175         vm_page_t m;
4176         int bit, field, idx;
4177
4178         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4179         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
4180         PV_STAT(pv_entry_allocs++);
4181         pv_entry_count++;
4182
4183         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
4184                 if (ratecheck(&lastprint, &printinterval))
4185                         printf("%s: Approaching the limit on PV entries.\n",
4186                             __func__);
4187 retry:
4188         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
4189         if (pc != NULL) {
4190                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
4191                         if (pc->pc_map[field]) {
4192                                 bit = ffs(pc->pc_map[field]) - 1;
4193                                 break;
4194                         }
4195                 }
4196                 if (field < _NPCM) {
4197                         idx = field * sizeof(pc->pc_map[field]) * NBBY + bit;
4198                         pv = &pc->pc_pventry[idx];
4199                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
4200                         /* If this was the last item, move it to tail */
4201                         for (field = 0; field < _NPCM; field++)
4202                                 if (pc->pc_map[field] != 0) {
4203                                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
4204                                         return (pv);    /* not full, return */
4205                                 }
4206                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
4207                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
4208                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
4209                         return (pv);
4210                 }
4211         }
4212         /*
4213          * Access to the ptelist "pv_vafree" is synchronized by the pvh
4214          * global lock.  If "pv_vafree" is currently non-empty, it will
4215          * remain non-empty until pmap_ptelist_alloc() completes.
4216          */
4217         if (pv_vafree == 0 || (m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
4218             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
4219                 if (try) {
4220                         pv_entry_count--;
4221                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
4222                         return (NULL);
4223                 }
4224                 m = pmap_pv_reclaim(pmap);
4225                 if (m == NULL)
4226                         goto retry;
4227         }
4228         PV_STAT(pc_chunk_count++);
4229         PV_STAT(pc_chunk_allocs++);
4230         pc = (struct pv_chunk *)pmap_ptelist_alloc(&pv_vafree);
4231         pmap_qenter((vm_offset_t)pc, &m, 1);
4232         pc->pc_pmap = pmap;
4233         pc->pc_map[0] = pc_freemask[0] & ~1ul;  /* preallocated bit 0 */
4234         for (field = 1; field < _NPCM; field++)
4235                 pc->pc_map[field] = pc_freemask[field];
4236         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
4237         pv = &pc->pc_pventry[0];
4238         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
4239         PV_STAT(pv_entry_spare += _NPCPV - 1);
4240         return (pv);
4241 }
4242
4243 /*
4244  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
4245  *
4246  *      It is assumed that the start and end are properly
4247  *      rounded to the page size.
4248  */
4249 #define PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE     3
4250 void
4251 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
4252 {
4253         struct l2_bucket *l2b;
4254         vm_offset_t next_bucket;
4255         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
4256         pt_entry_t *ptep;
4257         u_int total;
4258         u_int mappings, is_exec, is_refd;
4259         int flushall = 0;
4260
4261
4262         /*
4263          * we lock in the pmap => pv_head direction
4264          */
4265
4266         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4267         PMAP_LOCK(pmap);
4268         total = 0;
4269         while (sva < eva) {
4270                 /*
4271                  * Check for large page.
4272                  */
4273                 pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(sva)];
4274                 l1pd = *pl1pd;
4275                 if ((l1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO) {
4276                         KASSERT((l1pd & L1_S_DOM_MASK) !=
4277                             L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL), ("pmap_remove: "
4278                             "Trying to remove kernel section mapping"));
4279                         /*
4280                          * Are we removing the entire large page?  If not,
4281                          * demote the mapping and fall through.
4282                          */
4283                         if (sva + L1_S_SIZE == L2_NEXT_BUCKET(sva) &&
4284                             eva >= L2_NEXT_BUCKET(sva)) {
4285                                 pmap_remove_section(pmap, sva);
4286                                 sva = L2_NEXT_BUCKET(sva);
4287                                 continue;
4288                         } else if (!pmap_demote_section(pmap, sva)) {
4289                                 /* The large page mapping was destroyed. */
4290                                 sva = L2_NEXT_BUCKET(sva);
4291                                 continue;
4292                         }
4293                 }
4294                 /*
4295                  * Do one L2 bucket's worth at a time.
4296                  */
4297                 next_bucket = L2_NEXT_BUCKET(sva);
4298                 if (next_bucket > eva)
4299                         next_bucket = eva;
4300
4301                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, sva);
4302                 if (l2b == NULL) {
4303                         sva = next_bucket;
4304                         continue;
4305                 }
4306
4307                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(sva)];
4308                 mappings = 0;
4309
4310                 while (sva < next_bucket) {
4311                         struct vm_page *m;
4312                         pt_entry_t pte;
4313                         vm_paddr_t pa;
4314
4315                         pte = *ptep;
4316
4317                         if (pte == 0) {
4318                                 /*
4319                                  * Nothing here, move along
4320                                  */
4321                                 sva += PAGE_SIZE;
4322                                 ptep++;
4323                                 continue;
4324                         }
4325
4326                         pmap->pm_stats.resident_count--;
4327                         pa = l2pte_pa(pte);
4328                         is_exec = 0;
4329                         is_refd = 1;
4330
4331                         /*
4332                          * Update flags. In a number of circumstances,
4333                          * we could cluster a lot of these and do a
4334                          * number of sequential pages in one go.
4335                          */
4336                         if ((m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa)) != NULL) {
4337                                 struct pv_entry *pve;
4338
4339                                 pve = pmap_remove_pv(m, pmap, sva);
4340                                 if (pve) {
4341                                         is_exec = PTE_BEEN_EXECD(pte);
4342                                         is_refd = PTE_BEEN_REFD(pte);
4343                                         pmap_free_pv_entry(pmap, pve);
4344                                 }
4345                         }
4346
4347                         if (pmap_is_current(pmap)) {
4348                                 total++;
4349                                 if (total < PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE) {
4350                                         if (is_exec)
4351                                                 cpu_tlb_flushID_SE(sva);
4352                                         else if (is_refd)
4353                                                 cpu_tlb_flushD_SE(sva);
4354                                 } else if (total == PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE)
4355                                         flushall = 1;
4356                         }
4357                         *ptep = 0;
4358                         PTE_SYNC(ptep);
4359
4360                         sva += PAGE_SIZE;
4361                         ptep++;
4362                         mappings++;
4363                 }
4364
4365                 pmap_free_l2_bucket(pmap, l2b, mappings);
4366         }
4367
4368         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4369         if (flushall)
4370                 cpu_tlb_flushID();
4371         PMAP_UNLOCK(pmap);
4372 }
4373
4374 /*
4375  * pmap_zero_page()
4376  *
4377  * Zero a given physical page by mapping it at a page hook point.
4378  * In doing the zero page op, the page we zero is mapped cachable, as with
4379  * StrongARM accesses to non-cached pages are non-burst making writing
4380  * _any_ bulk data very slow.
4381  */
4382 static void
4383 pmap_zero_page_gen(vm_page_t m, int off, int size)
4384 {
4385
4386         vm_paddr_t phys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
4387         if (!TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
4388                 panic("pmap_zero_page: page has mappings");
4389
4390         mtx_lock(&cmtx);
4391         /*
4392          * Hook in the page, zero it, invalidate the TLB as needed.
4393          *
4394          * Note the temporary zero-page mapping must be a non-cached page in
4395          * order to work without corruption when write-allocate is enabled.
4396          */
4397         *cdst_pte = L2_S_PROTO | phys | pte_l2_s_cache_mode | L2_S_REF;
4398         pmap_set_prot(cdst_pte, VM_PROT_WRITE, 0);
4399         PTE_SYNC(cdst_pte);
4400         cpu_tlb_flushD_SE(cdstp);
4401         cpu_cpwait();
4402         if (off || size != PAGE_SIZE)
4403                 bzero((void *)(cdstp + off), size);
4404         else
4405                 bzero_page(cdstp);
4406
4407         /*
4408          * Although aliasing is not possible if we use 
4409          * cdstp temporary mappings with memory that 
4410          * will be mapped later as non-cached or with write-through 
4411          * caches we might end up overwriting it when calling wbinv_all
4412          * So make sure caches are clean after copy operation
4413          */
4414         cpu_idcache_wbinv_range(cdstp, size);
4415         pmap_l2cache_wbinv_range(cdstp, phys, size);
4416
4417         mtx_unlock(&cmtx);
4418 }
4419
4420 /*
4421  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
4422  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
4423  */
4424 void
4425 pmap_zero_page(vm_page_t m)
4426 {
4427         pmap_zero_page_gen(m, 0, PAGE_SIZE);
4428 }
4429
4430
4431 /*
4432  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping
4433  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
4434  *
4435  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
4436  */
4437 void
4438 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
4439 {
4440
4441         pmap_zero_page_gen(m, off, size);
4442 }
4443
4444
4445 /*
4446  *      pmap_zero_page_idle zeros the specified hardware page by mapping
4447  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.  This
4448  *      is intended to be called from the vm_pagezero process only and
4449  *      outside of Giant.
4450  */
4451 void
4452 pmap_zero_page_idle(vm_page_t m)
4453 {
4454
4455         pmap_zero_page(m);
4456 }
4457
4458 /*
4459  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
4460  *      page by mapping the page into virtual memory and using
4461  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
4462  *      time.
4463  */
4464
4465 /*
4466  * pmap_copy_page()
4467  *
4468  * Copy one physical page into another, by mapping the pages into
4469  * hook points. The same comment regarding cachability as in
4470  * pmap_zero_page also applies here.
4471  */
4472 void
4473 pmap_copy_page_generic(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
4474 {
4475         /*
4476          * Hold the source page's lock for the duration of the copy
4477          * so that no other mappings can be created while we have a
4478          * potentially aliased mapping.
4479          * Map the pages into the page hook points, copy them, and purge
4480          * the cache for the appropriate page. Invalidate the TLB
4481          * as required.
4482          */
4483         mtx_lock(&cmtx);
4484
4485         /* For ARMv6 using System bit is deprecated and mapping with AP
4486          * bits set to 0x0 makes page not accessible. csrc_pte is mapped
4487          * read/write until proper mapping defines are created for ARMv6.
4488          */
4489         *csrc_pte = L2_S_PROTO | src | pte_l2_s_cache_mode | L2_S_REF;
4490         pmap_set_prot(csrc_pte, VM_PROT_READ, 0);
4491         PTE_SYNC(csrc_pte);
4492
4493         *cdst_pte = L2_S_PROTO | dst | pte_l2_s_cache_mode | L2_S_REF;
4494         pmap_set_prot(cdst_pte, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE, 0);
4495         PTE_SYNC(cdst_pte);
4496
4497         cpu_tlb_flushD_SE(csrcp);
4498         cpu_tlb_flushD_SE(cdstp);
4499         cpu_cpwait();
4500
4501         /*
4502          * Although aliasing is not possible if we use 
4503          * cdstp temporary mappings with memory that 
4504          * will be mapped later as non-cached or with write-through 
4505          * caches we might end up overwriting it when calling wbinv_all
4506          * So make sure caches are clean after copy operation
4507          */
4508         bcopy_page(csrcp, cdstp);
4509
4510         cpu_idcache_wbinv_range(cdstp, PAGE_SIZE);
4511         pmap_l2cache_wbinv_range(cdstp, dst, PAGE_SIZE);
4512
4513         mtx_unlock(&cmtx);
4514 }
4515
4516 int unmapped_buf_allowed = 1;
4517
4518 void
4519 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
4520     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
4521 {
4522         vm_page_t a_pg, b_pg;
4523         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
4524         int cnt;
4525
4526         mtx_lock(&cmtx);
4527         while (xfersize > 0) {
4528                 a_pg = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
4529                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
4530                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
4531                 b_pg = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
4532                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
4533                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
4534                 *csrc_pte = L2_S_PROTO | VM_PAGE_TO_PHYS(a_pg) |
4535                     pte_l2_s_cache_mode | L2_S_REF;
4536                 pmap_set_prot(csrc_pte, VM_PROT_READ, 0);
4537                 PTE_SYNC(csrc_pte);
4538                 *cdst_pte = L2_S_PROTO | VM_PAGE_TO_PHYS(b_pg) |
4539                     pte_l2_s_cache_mode | L2_S_REF;
4540                 pmap_set_prot(cdst_pte, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE, 0);
4541                 PTE_SYNC(cdst_pte);
4542                 cpu_tlb_flushD_SE(csrcp);
4543                 cpu_tlb_flushD_SE(cdstp);
4544                 cpu_cpwait();
4545                 bcopy((char *)csrcp + a_pg_offset, (char *)cdstp + b_pg_offset,
4546                     cnt);
4547                 cpu_idcache_wbinv_range(cdstp + b_pg_offset, cnt);
4548                 pmap_l2cache_wbinv_range(cdstp + b_pg_offset,
4549                     VM_PAGE_TO_PHYS(b_pg) + b_pg_offset, cnt);
4550                 xfersize -= cnt;
4551                 a_offset += cnt;
4552                 b_offset += cnt;
4553         }
4554         mtx_unlock(&cmtx);
4555 }
4556
4557 void
4558 pmap_copy_page(vm_page_t src, vm_page_t dst)
4559 {
4560
4561         if (_arm_memcpy && PAGE_SIZE >= _min_memcpy_size &&
4562             _arm_memcpy((void *)VM_PAGE_TO_PHYS(dst),
4563             (void *)VM_PAGE_TO_PHYS(src), PAGE_SIZE, IS_PHYSICAL) == 0)
4564                 return;
4565
4566         pmap_copy_page_generic(VM_PAGE_TO_PHYS(src), VM_PAGE_TO_PHYS(dst));
4567 }
4568
4569 /*
4570  * this routine returns true if a physical page resides
4571  * in the given pmap.
4572  */
4573 boolean_t
4574 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
4575 {
4576         struct md_page *pvh;
4577         pv_entry_t pv;
4578         int loops = 0;
4579         boolean_t rv;
4580
4581         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4582             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
4583         rv = FALSE;
4584         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4585         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
4586                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
4587                         rv = TRUE;
4588                         break;
4589                 }
4590                 loops++;
4591                 if (loops >= 16)
4592                         break;
4593         }
4594         if (!rv && loops < 16 && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
4595                 pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4596                 TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
4597                         if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
4598                                 rv = TRUE;
4599                                 break;
4600                         }
4601                         loops++;
4602                         if (loops >= 16)
4603                                 break;
4604                 }
4605         }
4606         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4607         return (rv);
4608 }
4609
4610 /*
4611  *      pmap_page_wired_mappings:
4612  *
4613  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
4614  *      that are wired.
4615  */
4616 int
4617 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
4618 {
4619         int count;
4620
4621         count = 0;
4622         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
4623                 return (count);
4624         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4625         count = pmap_pvh_wired_mappings(&m->md, count);
4626         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
4627             count = pmap_pvh_wired_mappings(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m)),
4628                 count);
4629         }
4630         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4631         return (count);
4632 }
4633
4634 /*
4635  *      pmap_pvh_wired_mappings:
4636  *
4637  *      Return the updated number "count" of managed mappings that are wired.
4638  */
4639 static int
4640 pmap_pvh_wired_mappings(struct md_page *pvh, int count)
4641 {
4642         pv_entry_t pv;
4643
4644         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4645         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
4646                 if ((pv->pv_flags & PVF_WIRED) != 0)
4647                         count++;
4648         }
4649         return (count);
4650 }
4651
4652 /*
4653  * Returns TRUE if any of the given mappings were referenced and FALSE
4654  * otherwise.  Both page and section mappings are supported.
4655  */
4656 static boolean_t
4657 pmap_is_referenced_pvh(struct md_page *pvh)
4658 {
4659         struct l2_bucket *l2b;
4660         pv_entry_t pv;
4661         pd_entry_t *pl1pd;
4662         pt_entry_t *ptep;
4663         pmap_t pmap;
4664         boolean_t rv;
4665
4666         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4667         rv = FALSE;
4668         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
4669                 pmap = PV_PMAP(pv);
4670                 PMAP_LOCK(pmap);
4671                 pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(pv->pv_va)];
4672                 if ((*pl1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO)
4673                         rv = L1_S_REFERENCED(*pl1pd);
4674                 else {
4675                         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, pv->pv_va);
4676                         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(pv->pv_va)];
4677                         rv = L2_S_REFERENCED(*ptep);
4678                 }
4679                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4680                 if (rv)
4681                         break;
4682         }
4683         return (rv);
4684 }
4685
4686 /*
4687  *      pmap_is_referenced:
4688  *
4689  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
4690  *      in any physical maps.
4691  */
4692 boolean_t
4693 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
4694 {
4695         boolean_t rv;
4696
4697         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4698             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
4699         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4700         rv = pmap_is_referenced_pvh(&m->md) ||
4701             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
4702             pmap_is_referenced_pvh(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))));
4703         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4704         return (rv);
4705 }
4706
4707 /*
4708  *      pmap_ts_referenced:
4709  *
4710  *      Return the count of reference bits for a page, clearing all of them.
4711  */
4712 int
4713 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
4714 {
4715
4716         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4717             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
4718         return (pmap_clearbit(m, PVF_REF));
4719 }
4720
4721 /*
4722  * Returns TRUE if any of the given mappings were used to modify
4723  * physical memory. Otherwise, returns FALSE. Both page and 1MB section
4724  * mappings are supported.
4725  */
4726 static boolean_t
4727 pmap_is_modified_pvh(struct md_page *pvh)
4728 {
4729         pd_entry_t *pl1pd;
4730         struct l2_bucket *l2b;
4731         pv_entry_t pv;
4732         pt_entry_t *ptep;
4733         pmap_t pmap;
4734         boolean_t rv;
4735
4736         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4737         rv = FALSE;
4738
4739         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
4740                 pmap = PV_PMAP(pv);
4741                 PMAP_LOCK(pmap);
4742                 pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(pv->pv_va)];
4743                 if ((*pl1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO)
4744                         rv = L1_S_WRITABLE(*pl1pd);
4745                 else {
4746                         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, pv->pv_va);
4747                         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(pv->pv_va)];
4748                         rv = L2_S_WRITABLE(*ptep);
4749                 }
4750                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4751                 if (rv)
4752                         break;
4753         }
4754
4755         return (rv);
4756 }
4757
4758 boolean_t
4759 pmap_is_modified(vm_page_t m)
4760 {
4761         boolean_t rv;
4762
4763         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4764             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
4765         /*
4766          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
4767          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
4768          * is clear, no PTEs can have APX cleared.
4769          */
4770         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4771         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
4772                 return (FALSE);
4773         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4774         rv = pmap_is_modified_pvh(&m->md) ||
4775             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
4776             pmap_is_modified_pvh(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))));
4777         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4778         return (rv);
4779 }
4780
4781 /*
4782  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
4783  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
4784  *      modified flags in each mapping.
4785  */
4786 void
4787 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
4788 {
4789         struct l2_bucket *l2b;
4790         struct pv_entry *pve;
4791         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
4792         pt_entry_t *ptep, opte, pte;
4793         vm_offset_t next_bucket;
4794         vm_page_t m;
4795
4796         if (advice != MADV_DONTNEED && advice != MADV_FREE)
4797                 return;
4798         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4799         PMAP_LOCK(pmap);
4800         for (; sva < eva; sva = next_bucket) {
4801                 next_bucket = L2_NEXT_BUCKET(sva);
4802                 if (next_bucket < sva)
4803                         next_bucket = eva;
4804                 pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(sva)];
4805                 l1pd = *pl1pd;
4806                 if ((l1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO) {
4807                         if (pmap == pmap_kernel())
4808                                 continue;
4809                         if (!pmap_demote_section(pmap, sva)) {
4810                                 /*
4811                                  * The large page mapping was destroyed.
4812                                  */
4813                                 continue;
4814                         }
4815                         /*
4816                          * Unless the page mappings are wired, remove the
4817                          * mapping to a single page so that a subsequent
4818                          * access may repromote. Since the underlying
4819                          * l2_bucket is fully populated, this removal
4820                          * never frees an entire l2_bucket.
4821                          */
4822                         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, sva);
4823                         KASSERT(l2b != NULL,
4824                             ("pmap_advise: no l2 bucket for "
4825                              "va 0x%#x, pmap 0x%p", sva, pmap));
4826                         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(sva)];
4827                         opte = *ptep;
4828                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(*ptep));
4829                         KASSERT(m != NULL,
4830                             ("pmap_advise: no vm_page for demoted superpage"));
4831                         pve = pmap_find_pv(&m->md, pmap, sva);
4832                         KASSERT(pve != NULL,
4833                             ("pmap_advise: no PV entry for managed mapping"));
4834                         if ((pve->pv_flags & PVF_WIRED) == 0) {
4835                                 pmap_free_l2_bucket(pmap, l2b, 1);
4836                                 pve = pmap_remove_pv(m, pmap, sva);
4837                                 pmap_free_pv_entry(pmap, pve);
4838                                 *ptep = 0;
4839                                 PTE_SYNC(ptep);
4840                                 if (pmap_is_current(pmap)) {
4841                                         if (PTE_BEEN_EXECD(opte))
4842                                                 cpu_tlb_flushID_SE(sva);
4843                                         else if (PTE_BEEN_REFD(opte))
4844                                                 cpu_tlb_flushD_SE(sva);
4845                                 }
4846                         }
4847                 }
4848                 if (next_bucket > eva)
4849                         next_bucket = eva;
4850                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, sva);
4851                 if (l2b == NULL)
4852                         continue;
4853                 for (ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(sva)];
4854                     sva != next_bucket; ptep++, sva += PAGE_SIZE) {
4855                         opte = pte = *ptep;
4856                         if ((opte & L2_S_PROTO) == 0)
4857                                 continue;
4858                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(opte));
4859                         if (m == NULL || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
4860                                 continue;
4861                         else if (L2_S_WRITABLE(opte)) {
4862                                 if (advice == MADV_DONTNEED) {
4863                                         /*
4864                                          * Don't need to mark the page
4865                                          * dirty as it was already marked as
4866                                          * such in pmap_fault_fixup() or
4867                                          * pmap_enter_locked().
4868                                          * Just clear the state.
4869                                          */
4870                                 } else
4871                                         pte |= L2_APX;
4872
4873                                 pte &= ~L2_S_REF;
4874                                 *ptep = pte;
4875                                 PTE_SYNC(ptep);
4876                         } else if (L2_S_REFERENCED(opte)) {
4877                                 pte &= ~L2_S_REF;
4878                                 *ptep = pte;
4879                                 PTE_SYNC(ptep);
4880                         } else
4881                                 continue;
4882                         if (pmap_is_current(pmap)) {
4883                                 if (PTE_BEEN_EXECD(opte))
4884                                         cpu_tlb_flushID_SE(sva);
4885                                 else if (PTE_BEEN_REFD(opte))
4886                                         cpu_tlb_flushD_SE(sva);
4887                         }
4888                 }
4889         }
4890         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4891         PMAP_UNLOCK(pmap);
4892 }
4893
4894 /*
4895  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
4896  */
4897 void
4898 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
4899 {
4900
4901         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4902             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
4903         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4904         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
4905             ("pmap_clear_modify: page %p is exclusive busied", m));
4906
4907         /*
4908          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no mappings can be modified.
4909          * If the object containing the page is locked and the page is not
4910          * exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
4911          */
4912         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
4913                 return;
4914         if (pmap_is_modified(m))
4915                 pmap_clearbit(m, PVF_MOD);
4916 }
4917
4918
4919 /*
4920  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
4921  */
4922 void
4923 pmap_remove_write(vm_page_t m)
4924 {
4925         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4926             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
4927
4928         /*
4929          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
4930          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
4931          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
4932          */
4933         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4934         if (vm_page_xbusied(m) || (m->aflags & PGA_WRITEABLE) != 0)
4935                 pmap_clearbit(m, PVF_WRITE);
4936 }
4937
4938
4939 /*
4940  * perform the pmap work for mincore
4941  */
4942 int
4943 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
4944 {
4945         struct l2_bucket *l2b;
4946         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
4947         pt_entry_t *ptep, pte;
4948         vm_paddr_t pa;
4949         vm_page_t m;
4950         int val;
4951         boolean_t managed;
4952
4953         PMAP_LOCK(pmap);
4954 retry:
4955         pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(addr)];
4956         l1pd = *pl1pd;
4957         if ((l1pd & L1_TYPE_MASK) == L1_S_PROTO) {
4958                 pa = (l1pd & L1_S_FRAME);
4959                 val = MINCORE_SUPER | MINCORE_INCORE;
4960                 if (L1_S_WRITABLE(l1pd))
4961                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
4962                 managed = FALSE;
4963                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
4964                 if (m != NULL && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
4965                         managed = TRUE;
4966                 if (managed) {
4967                         if (L1_S_REFERENCED(l1pd))
4968                                 val |= MINCORE_REFERENCED |
4969                                     MINCORE_REFERENCED_OTHER;
4970                 }
4971         } else {
4972                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, addr);
4973                 if (l2b == NULL) {
4974                         val = 0;
4975                         goto out;
4976                 }
4977                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(addr)];
4978                 pte = *ptep;
4979                 if (!l2pte_valid(pte)) {
4980                         val = 0;
4981                         goto out;
4982                 }
4983                 val = MINCORE_INCORE;
4984                 if (L2_S_WRITABLE(pte))
4985                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
4986                 managed = FALSE;
4987                 pa = l2pte_pa(pte);
4988                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
4989                 if (m != NULL && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
4990                         managed = TRUE;
4991                 if (managed) {
4992                         if (L2_S_REFERENCED(pte))
4993                                 val |= MINCORE_REFERENCED |
4994                                     MINCORE_REFERENCED_OTHER;
4995                 }
4996         }
4997         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
4998             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) && managed) {
4999                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
5000                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
5001                         goto retry;
5002         } else
5003 out:
5004                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
5005         PMAP_UNLOCK(pmap);
5006         return (val);
5007 }
5008
5009 void
5010 pmap_sync_icache(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
5011 {
5012 }
5013
5014 /*
5015  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
5016  *      different alignment might result in more superpage mappings.
5017  */
5018 void
5019 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
5020     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
5021 {
5022 }
5023
5024 /*
5025  * pmap_map_section:
5026  *
5027  *      Create a single section mapping.
5028  */
5029 void
5030 pmap_map_section(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_offset_t pa, vm_prot_t prot,
5031     boolean_t ref)
5032 {
5033         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
5034         pd_entry_t fl;
5035
5036         KASSERT(((va | pa) & L1_S_OFFSET) == 0,
5037             ("Not a valid section mapping"));
5038
5039         fl = pte_l1_s_cache_mode;
5040
5041         pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
5042         l1pd = L1_S_PROTO | pa | L1_S_PROT(PTE_USER, prot) | fl |
5043             L1_S_DOM(pmap->pm_domain);
5044
5045         /* Mark page referenced if this section is a result of a promotion. */
5046         if (ref == TRUE)
5047                 l1pd |= L1_S_REF;
5048 #ifdef SMP
5049         l1pd |= L1_SHARED;
5050 #endif
5051         *pl1pd = l1pd;
5052         PTE_SYNC(pl1pd);
5053 }
5054
5055 /*
5056  * pmap_link_l2pt:
5057  *
5058  *      Link the L2 page table specified by l2pv.pv_pa into the L1
5059  *      page table at the slot for "va".
5060  */
5061 void
5062 pmap_link_l2pt(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, struct pv_addr *l2pv)
5063 {
5064         pd_entry_t *pde = (pd_entry_t *) l1pt, proto;
5065         u_int slot = va >> L1_S_SHIFT;
5066
5067         proto = L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL) | L1_C_PROTO;
5068
5069 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM
5070         printf("pmap_link_l2pt: pa=0x%x va=0x%x\n", l2pv->pv_pa, l2pv->pv_va);
5071 #endif
5072
5073         pde[slot + 0] = proto | (l2pv->pv_pa + 0x000);
5074         PTE_SYNC(&pde[slot]);
5075
5076         SLIST_INSERT_HEAD(&kernel_pt_list, l2pv, pv_list);
5077
5078 }
5079
5080 /*
5081  * pmap_map_entry
5082  *
5083  *      Create a single page mapping.
5084  */
5085 void
5086 pmap_map_entry(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t pa, int prot,
5087     int cache)
5088 {
5089         pd_entry_t *pde = (pd_entry_t *) l1pt;
5090         pt_entry_t fl;
5091         pt_entry_t *ptep;
5092
5093         KASSERT(((va | pa) & PAGE_MASK) == 0, ("ouin"));
5094
5095         fl = l2s_mem_types[cache];
5096
5097         if ((pde[va >> L1_S_SHIFT] & L1_TYPE_MASK) != L1_TYPE_C)
5098                 panic("pmap_map_entry: no L2 table for VA 0x%08x", va);
5099
5100         ptep = (pt_entry_t *)kernel_pt_lookup(pde[L1_IDX(va)] & L1_C_ADDR_MASK);
5101
5102         if (ptep == NULL)
5103                 panic("pmap_map_entry: can't find L2 table for VA 0x%08x", va);
5104
5105         ptep[l2pte_index(va)] = L2_S_PROTO | pa | fl | L2_S_REF;
5106         pmap_set_prot(&ptep[l2pte_index(va)], prot, 0);
5107         PTE_SYNC(&ptep[l2pte_index(va)]);
5108 }
5109
5110 /*
5111  * pmap_map_chunk:
5112  *
5113  *      Map a chunk of memory using the most efficient mappings
5114  *      possible (section. large page, small page) into the
5115  *      provided L1 and L2 tables at the specified virtual address.
5116  */
5117 vm_size_t
5118 pmap_map_chunk(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t pa,
5119     vm_size_t size, int prot, int type)
5120 {
5121         pd_entry_t *pde = (pd_entry_t *) l1pt;
5122         pt_entry_t *ptep, f1, f2s, f2l;
5123         vm_size_t resid;
5124         int i;
5125
5126         resid = (size + (PAGE_SIZE - 1)) & ~(PAGE_SIZE - 1);
5127
5128         if (l1pt == 0)
5129                 panic("pmap_map_chunk: no L1 table provided");
5130
5131 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM
5132         printf("pmap_map_chunk: pa=0x%x va=0x%x size=0x%x resid=0x%x "
5133             "prot=0x%x type=%d\n", pa, va, size, resid, prot, type);
5134 #endif
5135
5136         f1 = l1_mem_types[type];
5137         f2l = l2l_mem_types[type];
5138         f2s = l2s_mem_types[type];
5139
5140         size = resid;
5141
5142         while (resid > 0) {
5143                 /* See if we can use a section mapping. */
5144                 if (L1_S_MAPPABLE_P(va, pa, resid)) {
5145 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM
5146                         printf("S");
5147 #endif
5148                         pde[va >> L1_S_SHIFT] = L1_S_PROTO | pa |
5149                             L1_S_PROT(PTE_KERNEL, prot | VM_PROT_EXECUTE) |
5150                             f1 | L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL) | L1_S_REF;
5151                         PTE_SYNC(&pde[va >> L1_S_SHIFT]);
5152                         va += L1_S_SIZE;
5153                         pa += L1_S_SIZE;
5154                         resid -= L1_S_SIZE;
5155                         continue;
5156                 }
5157
5158                 /*
5159                  * Ok, we're going to use an L2 table.  Make sure
5160                  * one is actually in the corresponding L1 slot
5161                  * for the current VA.
5162                  */
5163                 if ((pde[va >> L1_S_SHIFT] & L1_TYPE_MASK) != L1_TYPE_C)
5164                         panic("pmap_map_chunk: no L2 table for VA 0x%08x", va);
5165
5166                 ptep = (pt_entry_t *) kernel_pt_lookup(
5167                     pde[L1_IDX(va)] & L1_C_ADDR_MASK);
5168                 if (ptep == NULL)
5169                         panic("pmap_map_chunk: can't find L2 table for VA"
5170                             "0x%08x", va);
5171                 /* See if we can use a L2 large page mapping. */
5172                 if (L2_L_MAPPABLE_P(va, pa, resid)) {
5173 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM
5174                         printf("L");
5175 #endif
5176                         for (i = 0; i < 16; i++) {
5177                                 ptep[l2pte_index(va) + i] =
5178                                     L2_L_PROTO | pa |
5179                                     L2_L_PROT(PTE_KERNEL, prot) | f2l;
5180                                 PTE_SYNC(&ptep[l2pte_index(va) + i]);
5181                         }
5182                         va += L2_L_SIZE;
5183                         pa += L2_L_SIZE;
5184                         resid -= L2_L_SIZE;
5185                         continue;
5186                 }
5187
5188                 /* Use a small page mapping. */
5189 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM
5190                 printf("P");
5191 #endif
5192                 ptep[l2pte_index(va)] = L2_S_PROTO | pa | f2s | L2_S_REF;
5193                 pmap_set_prot(&ptep[l2pte_index(va)], prot, 0);
5194                 PTE_SYNC(&ptep[l2pte_index(va)]);
5195                 va += PAGE_SIZE;
5196                 pa += PAGE_SIZE;
5197                 resid -= PAGE_SIZE;
5198         }
5199 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM
5200         printf("\n");
5201 #endif
5202         return (size);
5203
5204 }
5205
5206 int
5207 pmap_dmap_iscurrent(pmap_t pmap)
5208 {
5209         return(pmap_is_current(pmap));
5210 }
5211
5212 void
5213 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
5214 {
5215         /* 
5216          * Remember the memattr in a field that gets used to set the appropriate
5217          * bits in the PTEs as mappings are established.
5218          */
5219         m->md.pv_memattr = ma;
5220
5221         /*
5222          * It appears that this function can only be called before any mappings
5223          * for the page are established on ARM.  If this ever changes, this code
5224          * will need to walk the pv_list and make each of the existing mappings
5225          * uncacheable, being careful to sync caches and PTEs (and maybe
5226          * invalidate TLB?) for any current mapping it modifies.
5227          */
5228         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) != NULL)
5229                 panic("Can't change memattr on page with existing mappings");
5230 }