]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/arm/arm/pmap-v6.c
Merge ^/head r317971 through r318379.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / arm / arm / pmap-v6.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1994 David Greenman
5  * Copyright (c) 2005-2010 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
6  * Copyright (c) 2014-2016 Svatopluk Kraus <skra@FreeBSD.org>
7  * Copyright (c) 2014-2016 Michal Meloun <mmel@FreeBSD.org>
8  * All rights reserved.
9  *
10  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
11  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
12  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
13  *
14  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
15  * modification, are permitted provided that the following conditions
16  * are met:
17  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
19  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
20  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
21  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
22  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
24  *    without specific prior written permission.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
39  */
40 /*-
41  * Copyright (c) 2003 Networks Associates Technology, Inc.
42  * All rights reserved.
43  *
44  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jake Burkholder,
45  * Safeport Network Services, and Network Associates Laboratories, the
46  * Security Research Division of Network Associates, Inc. under
47  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA
48  * CHATS research program.
49  *
50  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
51  * modification, are permitted provided that the following conditions
52  * are met:
53  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
54  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
55  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
56  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
57  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
58  *
59  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
60  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
61  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
62  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
63  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
64  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
65  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
66  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
67  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
68  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
69  * SUCH DAMAGE.
70  */
71
72 #include <sys/cdefs.h>
73 __FBSDID("$FreeBSD$");
74
75 /*
76  *      Manages physical address maps.
77  *
78  *      Since the information managed by this module is
79  *      also stored by the logical address mapping module,
80  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
81  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
82  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
83  *      requested.
84  *
85  *      In order to cope with hardware architectures which
86  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
87  *      this module may delay invalidate or reduced protection
88  *      operations until such time as they are actually
89  *      necessary.  This module is given full information as
90  *      to which processors are currently using which maps,
91  *      and to when physical maps must be made correct.
92  */
93
94 #include "opt_vm.h"
95 #include "opt_pmap.h"
96 #include "opt_ddb.h"
97
98 #include <sys/param.h>
99 #include <sys/systm.h>
100 #include <sys/kernel.h>
101 #include <sys/ktr.h>
102 #include <sys/lock.h>
103 #include <sys/proc.h>
104 #include <sys/rwlock.h>
105 #include <sys/malloc.h>
106 #include <sys/vmmeter.h>
107 #include <sys/malloc.h>
108 #include <sys/mman.h>
109 #include <sys/sf_buf.h>
110 #include <sys/smp.h>
111 #include <sys/sched.h>
112 #include <sys/sysctl.h>
113
114 #ifdef DDB
115 #include <ddb/ddb.h>
116 #endif
117
118 #include <machine/physmem.h>
119
120 #include <vm/vm.h>
121 #include <vm/uma.h>
122 #include <vm/pmap.h>
123 #include <vm/vm_param.h>
124 #include <vm/vm_kern.h>
125 #include <vm/vm_object.h>
126 #include <vm/vm_map.h>
127 #include <vm/vm_page.h>
128 #include <vm/vm_pageout.h>
129 #include <vm/vm_phys.h>
130 #include <vm/vm_extern.h>
131 #include <vm/vm_reserv.h>
132 #include <sys/lock.h>
133 #include <sys/mutex.h>
134
135 #include <machine/md_var.h>
136 #include <machine/pmap_var.h>
137 #include <machine/cpu.h>
138 #include <machine/pcb.h>
139 #include <machine/sf_buf.h>
140 #ifdef SMP
141 #include <machine/smp.h>
142 #endif
143 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
144 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
145 #endif
146
147 #ifndef DIAGNOSTIC
148 #define PMAP_INLINE     __inline
149 #else
150 #define PMAP_INLINE
151 #endif
152
153 #ifdef PMAP_DEBUG
154 static void pmap_zero_page_check(vm_page_t m);
155 void pmap_debug(int level);
156 int pmap_pid_dump(int pid);
157
158 #define PDEBUG(_lev_,_stat_) \
159         if (pmap_debug_level >= (_lev_)) \
160                 ((_stat_))
161 #define dprintf printf
162 int pmap_debug_level = 1;
163 #else   /* PMAP_DEBUG */
164 #define PDEBUG(_lev_,_stat_) /* Nothing */
165 #define dprintf(x, arg...)
166 #endif  /* PMAP_DEBUG */
167
168 /*
169  *  Level 2 page tables map definion ('max' is excluded).
170  */
171
172 #define PT2V_MIN_ADDRESS        ((vm_offset_t)PT2MAP)
173 #define PT2V_MAX_ADDRESS        ((vm_offset_t)PT2MAP + PT2MAP_SIZE)
174
175 #define UPT2V_MIN_ADDRESS       ((vm_offset_t)PT2MAP)
176 #define UPT2V_MAX_ADDRESS \
177     ((vm_offset_t)(PT2MAP + (KERNBASE >> PT2MAP_SHIFT)))
178
179 /*
180  *  Promotion to a 1MB (PTE1) page mapping requires that the corresponding
181  *  4KB (PTE2) page mappings have identical settings for the following fields:
182  */
183 #define PTE2_PROMOTE    (PTE2_V | PTE2_A | PTE2_NM | PTE2_S | PTE2_NG | \
184                          PTE2_NX | PTE2_RO | PTE2_U | PTE2_W |          \
185                          PTE2_ATTR_MASK)
186
187 #define PTE1_PROMOTE    (PTE1_V | PTE1_A | PTE1_NM | PTE1_S | PTE1_NG | \
188                          PTE1_NX | PTE1_RO | PTE1_U | PTE1_W |          \
189                          PTE1_ATTR_MASK)
190
191 #define ATTR_TO_L1(l2_attr)     ((((l2_attr) & L2_TEX0) ? L1_S_TEX0 : 0) | \
192                                  (((l2_attr) & L2_C)    ? L1_S_C    : 0) | \
193                                  (((l2_attr) & L2_B)    ? L1_S_B    : 0) | \
194                                  (((l2_attr) & PTE2_A)  ? PTE1_A    : 0) | \
195                                  (((l2_attr) & PTE2_NM) ? PTE1_NM   : 0) | \
196                                  (((l2_attr) & PTE2_S)  ? PTE1_S    : 0) | \
197                                  (((l2_attr) & PTE2_NG) ? PTE1_NG   : 0) | \
198                                  (((l2_attr) & PTE2_NX) ? PTE1_NX   : 0) | \
199                                  (((l2_attr) & PTE2_RO) ? PTE1_RO   : 0) | \
200                                  (((l2_attr) & PTE2_U)  ? PTE1_U    : 0) | \
201                                  (((l2_attr) & PTE2_W)  ? PTE1_W    : 0))
202
203 #define ATTR_TO_L2(l1_attr)     ((((l1_attr) & L1_S_TEX0) ? L2_TEX0 : 0) | \
204                                  (((l1_attr) & L1_S_C)    ? L2_C    : 0) | \
205                                  (((l1_attr) & L1_S_B)    ? L2_B    : 0) | \
206                                  (((l1_attr) & PTE1_A)    ? PTE2_A  : 0) | \
207                                  (((l1_attr) & PTE1_NM)   ? PTE2_NM : 0) | \
208                                  (((l1_attr) & PTE1_S)    ? PTE2_S  : 0) | \
209                                  (((l1_attr) & PTE1_NG)   ? PTE2_NG : 0) | \
210                                  (((l1_attr) & PTE1_NX)   ? PTE2_NX : 0) | \
211                                  (((l1_attr) & PTE1_RO)   ? PTE2_RO : 0) | \
212                                  (((l1_attr) & PTE1_U)    ? PTE2_U  : 0) | \
213                                  (((l1_attr) & PTE1_W)    ? PTE2_W  : 0))
214
215 /*
216  *  PTE2 descriptors creation macros.
217  */
218 #define PTE2_ATTR_DEFAULT       vm_memattr_to_pte2(VM_MEMATTR_DEFAULT)
219 #define PTE2_ATTR_PT            vm_memattr_to_pte2(pt_memattr)
220
221 #define PTE2_KPT(pa)    PTE2_KERN(pa, PTE2_AP_KRW, PTE2_ATTR_PT)
222 #define PTE2_KPT_NG(pa) PTE2_KERN_NG(pa, PTE2_AP_KRW, PTE2_ATTR_PT)
223
224 #define PTE2_KRW(pa)    PTE2_KERN(pa, PTE2_AP_KRW, PTE2_ATTR_DEFAULT)
225 #define PTE2_KRO(pa)    PTE2_KERN(pa, PTE2_AP_KR, PTE2_ATTR_DEFAULT)
226
227 #define PV_STATS
228 #ifdef PV_STATS
229 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
230 #else
231 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
232 #endif
233
234 /*
235  *  The boot_pt1 is used temporary in very early boot stage as L1 page table.
236  *  We can init many things with no memory allocation thanks to its static
237  *  allocation and this brings two main advantages:
238  *  (1) other cores can be started very simply,
239  *  (2) various boot loaders can be supported as its arguments can be processed
240  *      in virtual address space and can be moved to safe location before
241  *      first allocation happened.
242  *  Only disadvantage is that boot_pt1 is used only in very early boot stage.
243  *  However, the table is uninitialized and so lays in bss. Therefore kernel
244  *  image size is not influenced.
245  *
246  *  QQQ: In the future, maybe, boot_pt1 can be used for soft reset and
247  *       CPU suspend/resume game.
248  */
249 extern pt1_entry_t boot_pt1[];
250
251 vm_paddr_t base_pt1;
252 pt1_entry_t *kern_pt1;
253 pt2_entry_t *kern_pt2tab;
254 pt2_entry_t *PT2MAP;
255
256 static uint32_t ttb_flags;
257 static vm_memattr_t pt_memattr;
258 ttb_entry_t pmap_kern_ttb;
259
260 struct pmap kernel_pmap_store;
261 LIST_HEAD(pmaplist, pmap);
262 static struct pmaplist allpmaps;
263 static struct mtx allpmaps_lock;
264
265 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
266 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
267
268 static vm_offset_t kernel_vm_end_new;
269 vm_offset_t kernel_vm_end = KERNBASE + NKPT2PG * NPT2_IN_PG * PTE1_SIZE;
270 vm_offset_t vm_max_kernel_address;
271 vm_paddr_t kernel_l1pa;
272
273 static struct rwlock __aligned(CACHE_LINE_SIZE) pvh_global_lock;
274
275 /*
276  *  Data for the pv entry allocation mechanism
277  */
278 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
279 static int pv_entry_count = 0, pv_entry_max = 0, pv_entry_high_water = 0;
280 static struct md_page *pv_table; /* XXX: Is it used only the list in md_page? */
281 static int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
282
283 struct pv_chunk *pv_chunkbase;          /* KVA block for pv_chunks */
284 int pv_maxchunks;                       /* How many chunks we have KVA for */
285 vm_offset_t pv_vafree;                  /* freelist stored in the PTE */
286
287 vm_paddr_t first_managed_pa;
288 #define pa_to_pvh(pa)   (&pv_table[pte1_index(pa - first_managed_pa)])
289
290 /*
291  *  All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
292  */
293 caddr_t _tmppt = 0;
294
295 struct msgbuf *msgbufp = NULL; /* XXX move it to machdep.c */
296
297 /*
298  *  Crashdump maps.
299  */
300 static caddr_t crashdumpmap;
301
302 static pt2_entry_t *PMAP1 = NULL, *PMAP2;
303 static pt2_entry_t *PADDR1 = NULL, *PADDR2;
304 #ifdef DDB
305 static pt2_entry_t *PMAP3;
306 static pt2_entry_t *PADDR3;
307 static int PMAP3cpu __unused; /* for SMP only */
308 #endif
309 #ifdef SMP
310 static int PMAP1cpu;
311 static int PMAP1changedcpu;
312 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1changedcpu, CTLFLAG_RD,
313     &PMAP1changedcpu, 0,
314     "Number of times pmap_pte2_quick changed CPU with same PMAP1");
315 #endif
316 static int PMAP1changed;
317 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1changed, CTLFLAG_RD,
318     &PMAP1changed, 0,
319     "Number of times pmap_pte2_quick changed PMAP1");
320 static int PMAP1unchanged;
321 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1unchanged, CTLFLAG_RD,
322     &PMAP1unchanged, 0,
323     "Number of times pmap_pte2_quick didn't change PMAP1");
324 static struct mtx PMAP2mutex;
325
326 static __inline void pt2_wirecount_init(vm_page_t m);
327 static boolean_t pmap_demote_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p,
328     vm_offset_t va);
329 void cache_icache_sync_fresh(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_size_t size);
330
331 /*
332  *  Function to set the debug level of the pmap code.
333  */
334 #ifdef PMAP_DEBUG
335 void
336 pmap_debug(int level)
337 {
338
339         pmap_debug_level = level;
340         dprintf("pmap_debug: level=%d\n", pmap_debug_level);
341 }
342 #endif /* PMAP_DEBUG */
343
344 /*
345  *  This table must corespond with memory attribute configuration in vm.h.
346  *  First entry is used for normal system mapping.
347  *
348  *  Device memory is always marked as shared.
349  *  Normal memory is shared only in SMP .
350  *  Not outer shareable bits are not used yet.
351  *  Class 6 cannot be used on ARM11.
352  */
353 #define TEXDEF_TYPE_SHIFT       0
354 #define TEXDEF_TYPE_MASK        0x3
355 #define TEXDEF_INNER_SHIFT      2
356 #define TEXDEF_INNER_MASK       0x3
357 #define TEXDEF_OUTER_SHIFT      4
358 #define TEXDEF_OUTER_MASK       0x3
359 #define TEXDEF_NOS_SHIFT        6
360 #define TEXDEF_NOS_MASK         0x1
361
362 #define TEX(t, i, o, s)                         \
363                 ((t) << TEXDEF_TYPE_SHIFT) |    \
364                 ((i) << TEXDEF_INNER_SHIFT) |   \
365                 ((o) << TEXDEF_OUTER_SHIFT |    \
366                 ((s) << TEXDEF_NOS_SHIFT))
367
368 static uint32_t tex_class[8] = {
369 /*          type      inner cache outer cache */
370         TEX(PRRR_MEM, NMRR_WB_WA, NMRR_WB_WA, 0),  /* 0 - ATTR_WB_WA    */
371         TEX(PRRR_MEM, NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 1 - ATTR_NOCACHE  */
372         TEX(PRRR_DEV, NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 2 - ATTR_DEVICE   */
373         TEX(PRRR_SO,  NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 3 - ATTR_SO       */
374         TEX(PRRR_MEM, NMRR_WT,    NMRR_WT,    0),  /* 4 - ATTR_WT       */
375         TEX(PRRR_MEM, NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 5 - NOT USED YET  */
376         TEX(PRRR_MEM, NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 6 - NOT USED YET  */
377         TEX(PRRR_MEM, NMRR_NC,    NMRR_NC,    0),  /* 7 - NOT USED YET  */
378 };
379 #undef TEX
380
381 static uint32_t pte2_attr_tab[8] = {
382         PTE2_ATTR_WB_WA,        /* 0 - VM_MEMATTR_WB_WA */
383         PTE2_ATTR_NOCACHE,      /* 1 - VM_MEMATTR_NOCACHE */
384         PTE2_ATTR_DEVICE,       /* 2 - VM_MEMATTR_DEVICE */
385         PTE2_ATTR_SO,           /* 3 - VM_MEMATTR_SO */
386         PTE2_ATTR_WT,           /* 4 - VM_MEMATTR_WRITE_THROUGH */
387         0,                      /* 5 - NOT USED YET */
388         0,                      /* 6 - NOT USED YET */
389         0                       /* 7 - NOT USED YET */
390 };
391 CTASSERT(VM_MEMATTR_WB_WA == 0);
392 CTASSERT(VM_MEMATTR_NOCACHE == 1);
393 CTASSERT(VM_MEMATTR_DEVICE == 2);
394 CTASSERT(VM_MEMATTR_SO == 3);
395 CTASSERT(VM_MEMATTR_WRITE_THROUGH == 4);
396
397 static inline uint32_t
398 vm_memattr_to_pte2(vm_memattr_t ma)
399 {
400
401         KASSERT((u_int)ma < 5, ("%s: bad vm_memattr_t %d", __func__, ma));
402         return (pte2_attr_tab[(u_int)ma]);
403 }
404
405 static inline uint32_t
406 vm_page_pte2_attr(vm_page_t m)
407 {
408
409         return (vm_memattr_to_pte2(m->md.pat_mode));
410 }
411
412 /*
413  * Convert TEX definition entry to TTB flags.
414  */
415 static uint32_t
416 encode_ttb_flags(int idx)
417 {
418         uint32_t inner, outer, nos, reg;
419
420         inner = (tex_class[idx] >> TEXDEF_INNER_SHIFT) &
421                 TEXDEF_INNER_MASK;
422         outer = (tex_class[idx] >> TEXDEF_OUTER_SHIFT) &
423                 TEXDEF_OUTER_MASK;
424         nos = (tex_class[idx] >> TEXDEF_NOS_SHIFT) &
425                 TEXDEF_NOS_MASK;
426
427         reg = nos << 5;
428         reg |= outer << 3;
429         if (cpuinfo.coherent_walk)
430                 reg |= (inner & 0x1) << 6;
431         reg |= (inner & 0x2) >> 1;
432 #ifdef SMP
433         ARM_SMP_UP(
434                 reg |= 1 << 1,
435         );
436 #endif
437         return reg;
438 }
439
440 /*
441  *  Set TEX remapping registers in current CPU.
442  */
443 void
444 pmap_set_tex(void)
445 {
446         uint32_t prrr, nmrr;
447         uint32_t type, inner, outer, nos;
448         int i;
449
450 #ifdef PMAP_PTE_NOCACHE
451         /* XXX fixme */
452         if (cpuinfo.coherent_walk) {
453                 pt_memattr = VM_MEMATTR_WB_WA;
454                 ttb_flags = encode_ttb_flags(0);
455         }
456         else {
457                 pt_memattr = VM_MEMATTR_NOCACHE;
458                 ttb_flags = encode_ttb_flags(1);
459         }
460 #else
461         pt_memattr = VM_MEMATTR_WB_WA;
462         ttb_flags = encode_ttb_flags(0);
463 #endif
464
465         prrr = 0;
466         nmrr = 0;
467
468         /* Build remapping register from TEX classes. */
469         for (i = 0; i < 8; i++) {
470                 type = (tex_class[i] >> TEXDEF_TYPE_SHIFT) &
471                         TEXDEF_TYPE_MASK;
472                 inner = (tex_class[i] >> TEXDEF_INNER_SHIFT) &
473                         TEXDEF_INNER_MASK;
474                 outer = (tex_class[i] >> TEXDEF_OUTER_SHIFT) &
475                         TEXDEF_OUTER_MASK;
476                 nos = (tex_class[i] >> TEXDEF_NOS_SHIFT) &
477                         TEXDEF_NOS_MASK;
478
479                 prrr |= type  << (i * 2);
480                 prrr |= nos   << (i + 24);
481                 nmrr |= inner << (i * 2);
482                 nmrr |= outer << (i * 2 + 16);
483         }
484         /* Add shareable bits for device memory. */
485         prrr |= PRRR_DS0 | PRRR_DS1;
486
487         /* Add shareable bits for normal memory in SMP case. */
488 #ifdef SMP
489         ARM_SMP_UP(
490                 prrr |= PRRR_NS1,
491         );
492 #endif
493         cp15_prrr_set(prrr);
494         cp15_nmrr_set(nmrr);
495
496         /* Caches are disabled, so full TLB flush should be enough. */
497         tlb_flush_all_local();
498 }
499
500 /*
501  * Remap one vm_meattr class to another one. This can be useful as
502  * workaround for SOC errata, e.g. if devices must be accessed using
503  * SO memory class.
504  *
505  * !!! Please note that this function is absolutely last resort thing.
506  * It should not be used under normal circumstances. !!!
507  *
508  * Usage rules:
509  * - it shall be called after pmap_bootstrap_prepare() and before
510  *   cpu_mp_start() (thus only on boot CPU). In practice, it's expected
511  *   to be called from platform_attach() or platform_late_init().
512  *
513  * - if remapping doesn't change caching mode, or until uncached class
514  *   is remapped to any kind of cached one, then no other restriction exists.
515  *
516  * - if pmap_remap_vm_attr() changes caching mode, but both (original and
517  *   remapped) remain cached, then caller is resposible for calling
518  *   of dcache_wbinv_poc_all().
519  *
520  * - remapping of any kind of cached class to uncached is not permitted.
521  */
522 void
523 pmap_remap_vm_attr(vm_memattr_t old_attr, vm_memattr_t new_attr)
524 {
525         int old_idx, new_idx;
526         
527         /* Map VM memattrs to indexes to tex_class table. */
528         old_idx = pte2_attr_tab[(int)old_attr];
529         new_idx = pte2_attr_tab[(int)new_attr];
530         
531         /* Replace TEX attribute and apply it. */
532         tex_class[old_idx] = tex_class[new_idx];
533         pmap_set_tex();
534 }
535
536 /*
537  * KERNBASE must be multiple of NPT2_IN_PG * PTE1_SIZE. In other words,
538  * KERNBASE is mapped by first L2 page table in L2 page table page. It
539  * meets same constrain due to PT2MAP being placed just under KERNBASE.
540  */
541 CTASSERT((KERNBASE & (NPT2_IN_PG * PTE1_SIZE - 1)) == 0);
542 CTASSERT((KERNBASE - VM_MAXUSER_ADDRESS) >= PT2MAP_SIZE);
543
544 /*
545  *  In crazy dreams, PAGE_SIZE could be a multiple of PTE2_SIZE in general.
546  *  For now, anyhow, the following check must be fulfilled.
547  */
548 CTASSERT(PAGE_SIZE == PTE2_SIZE);
549 /*
550  *  We don't want to mess up MI code with all MMU and PMAP definitions,
551  *  so some things, which depend on other ones, are defined independently.
552  *  Now, it is time to check that we don't screw up something.
553  */
554 CTASSERT(PDRSHIFT == PTE1_SHIFT);
555 /*
556  *  Check L1 and L2 page table entries definitions consistency.
557  */
558 CTASSERT(NB_IN_PT1 == (sizeof(pt1_entry_t) * NPTE1_IN_PT1));
559 CTASSERT(NB_IN_PT2 == (sizeof(pt2_entry_t) * NPTE2_IN_PT2));
560 /*
561  *  Check L2 page tables page consistency.
562  */
563 CTASSERT(PAGE_SIZE == (NPT2_IN_PG * NB_IN_PT2));
564 CTASSERT((1 << PT2PG_SHIFT) == NPT2_IN_PG);
565 /*
566  *  Check PT2TAB consistency.
567  *  PT2TAB_ENTRIES is defined as a division of NPTE1_IN_PT1 by NPT2_IN_PG.
568  *  This should be done without remainder.
569  */
570 CTASSERT(NPTE1_IN_PT1 == (PT2TAB_ENTRIES * NPT2_IN_PG));
571
572 /*
573  *      A PT2MAP magic.
574  *
575  *  All level 2 page tables (PT2s) are mapped continuously and accordingly
576  *  into PT2MAP address space. As PT2 size is less than PAGE_SIZE, this can
577  *  be done only if PAGE_SIZE is a multiple of PT2 size. All PT2s in one page
578  *  must be used together, but not necessary at once. The first PT2 in a page
579  *  must map things on correctly aligned address and the others must follow
580  *  in right order.
581  */
582 #define NB_IN_PT2TAB    (PT2TAB_ENTRIES * sizeof(pt2_entry_t))
583 #define NPT2_IN_PT2TAB  (NB_IN_PT2TAB / NB_IN_PT2)
584 #define NPG_IN_PT2TAB   (NB_IN_PT2TAB / PAGE_SIZE)
585
586 /*
587  *  Check PT2TAB consistency.
588  *  NPT2_IN_PT2TAB is defined as a division of NB_IN_PT2TAB by NB_IN_PT2.
589  *  NPG_IN_PT2TAB is defined as a division of NB_IN_PT2TAB by PAGE_SIZE.
590  *  The both should be done without remainder.
591  */
592 CTASSERT(NB_IN_PT2TAB == (NPT2_IN_PT2TAB * NB_IN_PT2));
593 CTASSERT(NB_IN_PT2TAB == (NPG_IN_PT2TAB * PAGE_SIZE));
594 /*
595  *  The implementation was made general, however, with the assumption
596  *  bellow in mind. In case of another value of NPG_IN_PT2TAB,
597  *  the code should be once more rechecked.
598  */
599 CTASSERT(NPG_IN_PT2TAB == 1);
600
601 /*
602  *  Get offset of PT2 in a page
603  *  associated with given PT1 index.
604  */
605 static __inline u_int
606 page_pt2off(u_int pt1_idx)
607 {
608
609         return ((pt1_idx & PT2PG_MASK) * NB_IN_PT2);
610 }
611
612 /*
613  *  Get physical address of PT2
614  *  associated with given PT2s page and PT1 index.
615  */
616 static __inline vm_paddr_t
617 page_pt2pa(vm_paddr_t pgpa, u_int pt1_idx)
618 {
619
620         return (pgpa + page_pt2off(pt1_idx));
621 }
622
623 /*
624  *  Get first entry of PT2
625  *  associated with given PT2s page and PT1 index.
626  */
627 static __inline pt2_entry_t *
628 page_pt2(vm_offset_t pgva, u_int pt1_idx)
629 {
630
631         return ((pt2_entry_t *)(pgva + page_pt2off(pt1_idx)));
632 }
633
634 /*
635  *  Get virtual address of PT2s page (mapped in PT2MAP)
636  *  which holds PT2 which holds entry which maps given virtual address.
637  */
638 static __inline vm_offset_t
639 pt2map_pt2pg(vm_offset_t va)
640 {
641
642         va &= ~(NPT2_IN_PG * PTE1_SIZE - 1);
643         return ((vm_offset_t)pt2map_entry(va));
644 }
645
646 /*****************************************************************************
647  *
648  *     THREE pmap initialization milestones exist:
649  *
650  *  locore.S
651  *    -> fundamental init (including MMU) in ASM
652  *
653  *  initarm()
654  *    -> fundamental init continues in C
655  *    -> first available physical address is known
656  *
657  *    pmap_bootstrap_prepare() -> FIRST PMAP MILESTONE (first epoch begins)
658  *      -> basic (safe) interface for physical address allocation is made
659  *      -> basic (safe) interface for virtual mapping is made
660  *      -> limited not SMP coherent work is possible
661  *
662  *    -> more fundamental init continues in C
663  *    -> locks and some more things are available
664  *    -> all fundamental allocations and mappings are done
665  *
666  *    pmap_bootstrap() -> SECOND PMAP MILESTONE (second epoch begins)
667  *      -> phys_avail[] and virtual_avail is set
668  *      -> control is passed to vm subsystem
669  *      -> physical and virtual address allocation are off limit
670  *      -> low level mapping functions, some SMP coherent,
671  *         are available, which cannot be used before vm subsystem
672  *         is being inited
673  *
674  *  mi_startup()
675  *    -> vm subsystem is being inited
676  *
677  *      pmap_init() -> THIRD PMAP MILESTONE (third epoch begins)
678  *        -> pmap is fully inited
679  *
680  *****************************************************************************/
681
682 /*****************************************************************************
683  *
684  *      PMAP first stage initialization and utility functions
685  *      for pre-bootstrap epoch.
686  *
687  *  After pmap_bootstrap_prepare() is called, the following functions
688  *  can be used:
689  *
690  *  (1) strictly only for this stage functions for physical page allocations,
691  *      virtual space allocations, and mappings:
692  *
693  *  vm_paddr_t pmap_preboot_get_pages(u_int num);
694  *  void pmap_preboot_map_pages(vm_paddr_t pa, vm_offset_t va, u_int num);
695  *  vm_offset_t pmap_preboot_reserve_pages(u_int num);
696  *  vm_offset_t pmap_preboot_get_vpages(u_int num);
697  *  void pmap_preboot_map_attr(vm_paddr_t pa, vm_offset_t va, vm_size_t size,
698  *      vm_prot_t prot, vm_memattr_t attr);
699  *
700  *  (2) for all stages:
701  *
702  *  vm_paddr_t pmap_kextract(vm_offset_t va);
703  *
704  *  NOTE: This is not SMP coherent stage.
705  *
706  *****************************************************************************/
707
708 #define KERNEL_P2V(pa) \
709     ((vm_offset_t)((pa) - arm_physmem_kernaddr + KERNVIRTADDR))
710 #define KERNEL_V2P(va) \
711     ((vm_paddr_t)((va) - KERNVIRTADDR + arm_physmem_kernaddr))
712
713 static vm_paddr_t last_paddr;
714
715 /*
716  *  Pre-bootstrap epoch page allocator.
717  */
718 vm_paddr_t
719 pmap_preboot_get_pages(u_int num)
720 {
721         vm_paddr_t ret;
722
723         ret = last_paddr;
724         last_paddr += num * PAGE_SIZE;
725
726         return (ret);
727 }
728
729 /*
730  *      The fundamental initialization of PMAP stuff.
731  *
732  *  Some things already happened in locore.S and some things could happen
733  *  before pmap_bootstrap_prepare() is called, so let's recall what is done:
734  *  1. Caches are disabled.
735  *  2. We are running on virtual addresses already with 'boot_pt1'
736  *     as L1 page table.
737  *  3. So far, all virtual addresses can be converted to physical ones and
738  *     vice versa by the following macros:
739  *       KERNEL_P2V(pa) .... physical to virtual ones,
740  *       KERNEL_V2P(va) .... virtual to physical ones.
741  *
742  *  What is done herein:
743  *  1. The 'boot_pt1' is replaced by real kernel L1 page table 'kern_pt1'.
744  *  2. PT2MAP magic is brought to live.
745  *  3. Basic preboot functions for page allocations and mappings can be used.
746  *  4. Everything is prepared for L1 cache enabling.
747  *
748  *  Variations:
749  *  1. To use second TTB register, so kernel and users page tables will be
750  *     separated. This way process forking - pmap_pinit() - could be faster,
751  *     it saves physical pages and KVA per a process, and it's simple change.
752  *     However, it will lead, due to hardware matter, to the following:
753  *     (a) 2G space for kernel and 2G space for users.
754  *     (b) 1G space for kernel in low addresses and 3G for users above it.
755  *     A question is: Is the case (b) really an option? Note that case (b)
756  *     does save neither physical memory and KVA.
757  */
758 void
759 pmap_bootstrap_prepare(vm_paddr_t last)
760 {
761         vm_paddr_t pt2pg_pa, pt2tab_pa, pa, size;
762         vm_offset_t pt2pg_va;
763         pt1_entry_t *pte1p;
764         pt2_entry_t *pte2p;
765         u_int i;
766         uint32_t actlr_mask, actlr_set, l1_attr;
767
768         /*
769          * Now, we are going to make real kernel mapping. Note that we are
770          * already running on some mapping made in locore.S and we expect
771          * that it's large enough to ensure nofault access to physical memory
772          * allocated herein before switch.
773          *
774          * As kernel image and everything needed before are and will be mapped
775          * by section mappings, we align last physical address to PTE1_SIZE.
776          */
777         last_paddr = pte1_roundup(last);
778
779         /*
780          * Allocate and zero page(s) for kernel L1 page table.
781          *
782          * Note that it's first allocation on space which was PTE1_SIZE
783          * aligned and as such base_pt1 is aligned to NB_IN_PT1 too.
784          */
785         base_pt1 = pmap_preboot_get_pages(NPG_IN_PT1);
786         kern_pt1 = (pt1_entry_t *)KERNEL_P2V(base_pt1);
787         bzero((void*)kern_pt1, NB_IN_PT1);
788         pte1_sync_range(kern_pt1, NB_IN_PT1);
789
790         /* Allocate and zero page(s) for kernel PT2TAB. */
791         pt2tab_pa = pmap_preboot_get_pages(NPG_IN_PT2TAB);
792         kern_pt2tab = (pt2_entry_t *)KERNEL_P2V(pt2tab_pa);
793         bzero(kern_pt2tab, NB_IN_PT2TAB);
794         pte2_sync_range(kern_pt2tab, NB_IN_PT2TAB);
795
796         /* Allocate and zero page(s) for kernel L2 page tables. */
797         pt2pg_pa = pmap_preboot_get_pages(NKPT2PG);
798         pt2pg_va = KERNEL_P2V(pt2pg_pa);
799         size = NKPT2PG * PAGE_SIZE;
800         bzero((void*)pt2pg_va, size);
801         pte2_sync_range((pt2_entry_t *)pt2pg_va, size);
802
803         /*
804          * Add a physical memory segment (vm_phys_seg) corresponding to the
805          * preallocated pages for kernel L2 page tables so that vm_page
806          * structures representing these pages will be created. The vm_page
807          * structures are required for promotion of the corresponding kernel
808          * virtual addresses to section mappings.
809          */
810         vm_phys_add_seg(pt2tab_pa, pmap_preboot_get_pages(0));
811
812         /*
813          * Insert allocated L2 page table pages to PT2TAB and make
814          * link to all PT2s in L1 page table. See how kernel_vm_end
815          * is initialized.
816          *
817          * We play simple and safe. So every KVA will have underlaying
818          * L2 page table, even kernel image mapped by sections.
819          */
820         pte2p = kern_pt2tab_entry(KERNBASE);
821         for (pa = pt2pg_pa; pa < pt2pg_pa + size; pa += PTE2_SIZE)
822                 pt2tab_store(pte2p++, PTE2_KPT(pa));
823
824         pte1p = kern_pte1(KERNBASE);
825         for (pa = pt2pg_pa; pa < pt2pg_pa + size; pa += NB_IN_PT2)
826                 pte1_store(pte1p++, PTE1_LINK(pa));
827
828         /* Make section mappings for kernel. */
829         l1_attr = ATTR_TO_L1(PTE2_ATTR_DEFAULT);
830         pte1p = kern_pte1(KERNBASE);
831         for (pa = KERNEL_V2P(KERNBASE); pa < last; pa += PTE1_SIZE)
832                 pte1_store(pte1p++, PTE1_KERN(pa, PTE1_AP_KRW, l1_attr));
833
834         /*
835          * Get free and aligned space for PT2MAP and make L1 page table links
836          * to L2 page tables held in PT2TAB.
837          *
838          * Note that pages holding PT2s are stored in PT2TAB as pt2_entry_t
839          * descriptors and PT2TAB page(s) itself is(are) used as PT2s. Thus
840          * each entry in PT2TAB maps all PT2s in a page. This implies that
841          * virtual address of PT2MAP must be aligned to NPT2_IN_PG * PTE1_SIZE.
842          */
843         PT2MAP = (pt2_entry_t *)(KERNBASE - PT2MAP_SIZE);
844         pte1p = kern_pte1((vm_offset_t)PT2MAP);
845         for (pa = pt2tab_pa, i = 0; i < NPT2_IN_PT2TAB; i++, pa += NB_IN_PT2) {
846                 pte1_store(pte1p++, PTE1_LINK(pa));
847         }
848
849         /*
850          * Store PT2TAB in PT2TAB itself, i.e. self reference mapping.
851          * Each pmap will hold own PT2TAB, so the mapping should be not global.
852          */
853         pte2p = kern_pt2tab_entry((vm_offset_t)PT2MAP);
854         for (pa = pt2tab_pa, i = 0; i < NPG_IN_PT2TAB; i++, pa += PTE2_SIZE) {
855                 pt2tab_store(pte2p++, PTE2_KPT_NG(pa));
856         }
857
858         /*
859          * Choose correct L2 page table and make mappings for allocations
860          * made herein which replaces temporary locore.S mappings after a while.
861          * Note that PT2MAP cannot be used until we switch to kern_pt1.
862          *
863          * Note, that these allocations started aligned on 1M section and
864          * kernel PT1 was allocated first. Making of mappings must follow
865          * order of physical allocations as we've used KERNEL_P2V() macro
866          * for virtual addresses resolution.
867          */
868         pte2p = kern_pt2tab_entry((vm_offset_t)kern_pt1);
869         pt2pg_va = KERNEL_P2V(pte2_pa(pte2_load(pte2p)));
870
871         pte2p = page_pt2(pt2pg_va, pte1_index((vm_offset_t)kern_pt1));
872
873         /* Make mapping for kernel L1 page table. */
874         for (pa = base_pt1, i = 0; i < NPG_IN_PT1; i++, pa += PTE2_SIZE)
875                 pte2_store(pte2p++, PTE2_KPT(pa));
876
877         /* Make mapping for kernel PT2TAB. */
878         for (pa = pt2tab_pa, i = 0; i < NPG_IN_PT2TAB; i++, pa += PTE2_SIZE)
879                 pte2_store(pte2p++, PTE2_KPT(pa));
880
881         /* Finally, switch from 'boot_pt1' to 'kern_pt1'. */
882         pmap_kern_ttb = base_pt1 | ttb_flags;
883         cpuinfo_get_actlr_modifier(&actlr_mask, &actlr_set);
884         reinit_mmu(pmap_kern_ttb, actlr_mask, actlr_set);
885         /*
886          * Initialize the first available KVA. As kernel image is mapped by
887          * sections, we are leaving some gap behind.
888          */
889         virtual_avail = (vm_offset_t)kern_pt2tab + NPG_IN_PT2TAB * PAGE_SIZE;
890 }
891
892 /*
893  *  Setup L2 page table page for given KVA.
894  *  Used in pre-bootstrap epoch.
895  *
896  *  Note that we have allocated NKPT2PG pages for L2 page tables in advance
897  *  and used them for mapping KVA starting from KERNBASE. However, this is not
898  *  enough. Vectors and devices need L2 page tables too. Note that they are
899  *  even above VM_MAX_KERNEL_ADDRESS.
900  */
901 static __inline vm_paddr_t
902 pmap_preboot_pt2pg_setup(vm_offset_t va)
903 {
904         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
905         vm_paddr_t pt2pg_pa;
906
907         /* Get associated entry in PT2TAB. */
908         pte2p = kern_pt2tab_entry(va);
909
910         /* Just return, if PT2s page exists already. */
911         pte2 = pt2tab_load(pte2p);
912         if (pte2_is_valid(pte2))
913                 return (pte2_pa(pte2));
914
915         KASSERT(va >= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS,
916             ("%s: NKPT2PG too small", __func__));
917
918         /*
919          * Allocate page for PT2s and insert it to PT2TAB.
920          * In other words, map it into PT2MAP space.
921          */
922         pt2pg_pa = pmap_preboot_get_pages(1);
923         pt2tab_store(pte2p, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
924
925         /* Zero all PT2s in allocated page. */
926         bzero((void*)pt2map_pt2pg(va), PAGE_SIZE);
927         pte2_sync_range((pt2_entry_t *)pt2map_pt2pg(va), PAGE_SIZE);
928
929         return (pt2pg_pa);
930 }
931
932 /*
933  *  Setup L2 page table for given KVA.
934  *  Used in pre-bootstrap epoch.
935  */
936 static void
937 pmap_preboot_pt2_setup(vm_offset_t va)
938 {
939         pt1_entry_t *pte1p;
940         vm_paddr_t pt2pg_pa, pt2_pa;
941
942         /* Setup PT2's page. */
943         pt2pg_pa = pmap_preboot_pt2pg_setup(va);
944         pt2_pa = page_pt2pa(pt2pg_pa, pte1_index(va));
945
946         /* Insert PT2 to PT1. */
947         pte1p = kern_pte1(va);
948         pte1_store(pte1p, PTE1_LINK(pt2_pa));
949 }
950
951 /*
952  *  Get L2 page entry associated with given KVA.
953  *  Used in pre-bootstrap epoch.
954  */
955 static __inline pt2_entry_t*
956 pmap_preboot_vtopte2(vm_offset_t va)
957 {
958         pt1_entry_t *pte1p;
959
960         /* Setup PT2 if needed. */
961         pte1p = kern_pte1(va);
962         if (!pte1_is_valid(pte1_load(pte1p))) /* XXX - sections ?! */
963                 pmap_preboot_pt2_setup(va);
964
965         return (pt2map_entry(va));
966 }
967
968 /*
969  *  Pre-bootstrap epoch page(s) mapping(s).
970  */
971 void
972 pmap_preboot_map_pages(vm_paddr_t pa, vm_offset_t va, u_int num)
973 {
974         u_int i;
975         pt2_entry_t *pte2p;
976
977         /* Map all the pages. */
978         for (i = 0; i < num; i++) {
979                 pte2p = pmap_preboot_vtopte2(va);
980                 pte2_store(pte2p, PTE2_KRW(pa));
981                 va += PAGE_SIZE;
982                 pa += PAGE_SIZE;
983         }
984 }
985
986 /*
987  *  Pre-bootstrap epoch virtual space alocator.
988  */
989 vm_offset_t
990 pmap_preboot_reserve_pages(u_int num)
991 {
992         u_int i;
993         vm_offset_t start, va;
994         pt2_entry_t *pte2p;
995
996         /* Allocate virtual space. */
997         start = va = virtual_avail;
998         virtual_avail += num * PAGE_SIZE;
999
1000         /* Zero the mapping. */
1001         for (i = 0; i < num; i++) {
1002                 pte2p = pmap_preboot_vtopte2(va);
1003                 pte2_store(pte2p, 0);
1004                 va += PAGE_SIZE;
1005         }
1006
1007         return (start);
1008 }
1009
1010 /*
1011  *  Pre-bootstrap epoch page(s) allocation and mapping(s).
1012  */
1013 vm_offset_t
1014 pmap_preboot_get_vpages(u_int num)
1015 {
1016         vm_paddr_t  pa;
1017         vm_offset_t va;
1018
1019         /* Allocate physical page(s). */
1020         pa = pmap_preboot_get_pages(num);
1021
1022         /* Allocate virtual space. */
1023         va = virtual_avail;
1024         virtual_avail += num * PAGE_SIZE;
1025
1026         /* Map and zero all. */
1027         pmap_preboot_map_pages(pa, va, num);
1028         bzero((void *)va, num * PAGE_SIZE);
1029
1030         return (va);
1031 }
1032
1033 /*
1034  *  Pre-bootstrap epoch page mapping(s) with attributes.
1035  */
1036 void
1037 pmap_preboot_map_attr(vm_paddr_t pa, vm_offset_t va, vm_size_t size,
1038     vm_prot_t prot, vm_memattr_t attr)
1039 {
1040         u_int num;
1041         u_int l1_attr, l1_prot, l2_prot, l2_attr;
1042         pt1_entry_t *pte1p;
1043         pt2_entry_t *pte2p;
1044
1045         l2_prot = prot & VM_PROT_WRITE ? PTE2_AP_KRW : PTE2_AP_KR;
1046         l2_prot |= (prot & VM_PROT_EXECUTE) ? PTE2_X : PTE2_NX;
1047         l2_attr = vm_memattr_to_pte2(attr);
1048         l1_prot = ATTR_TO_L1(l2_prot);
1049         l1_attr = ATTR_TO_L1(l2_attr);
1050
1051         /* Map all the pages. */
1052         num = round_page(size);
1053         while (num > 0) {
1054                 if ((((va | pa) & PTE1_OFFSET) == 0) && (num >= PTE1_SIZE)) {
1055                         pte1p = kern_pte1(va);
1056                         pte1_store(pte1p, PTE1_KERN(pa, l1_prot, l1_attr));
1057                         va += PTE1_SIZE;
1058                         pa += PTE1_SIZE;
1059                         num -= PTE1_SIZE;
1060                 } else {
1061                         pte2p = pmap_preboot_vtopte2(va);
1062                         pte2_store(pte2p, PTE2_KERN(pa, l2_prot, l2_attr));
1063                         va += PAGE_SIZE;
1064                         pa += PAGE_SIZE;
1065                         num -= PAGE_SIZE;
1066                 }
1067         }
1068 }
1069
1070 /*
1071  *  Extract from the kernel page table the physical address
1072  *  that is mapped by the given virtual address "va".
1073  */
1074 vm_paddr_t
1075 pmap_kextract(vm_offset_t va)
1076 {
1077         vm_paddr_t pa;
1078         pt1_entry_t pte1;
1079         pt2_entry_t pte2;
1080
1081         pte1 = pte1_load(kern_pte1(va));
1082         if (pte1_is_section(pte1)) {
1083                 pa = pte1_pa(pte1) | (va & PTE1_OFFSET);
1084         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
1085                 /*
1086                  * We should beware of concurrent promotion that changes
1087                  * pte1 at this point. However, it's not a problem as PT2
1088                  * page is preserved by promotion in PT2TAB. So even if
1089                  * it happens, using of PT2MAP is still safe.
1090                  *
1091                  * QQQ: However, concurrent removing is a problem which
1092                  *      ends in abort on PT2MAP space. Locking must be used
1093                  *      to deal with this.
1094                  */
1095                 pte2 = pte2_load(pt2map_entry(va));
1096                 pa = pte2_pa(pte2) | (va & PTE2_OFFSET);
1097         }
1098         else {
1099                 panic("%s: va %#x pte1 %#x", __func__, va, pte1);
1100         }
1101         return (pa);
1102 }
1103
1104 /*
1105  *  Extract from the kernel page table the physical address
1106  *  that is mapped by the given virtual address "va". Also
1107  *  return L2 page table entry which maps the address.
1108  *
1109  *  This is only intended to be used for panic dumps.
1110  */
1111 vm_paddr_t
1112 pmap_dump_kextract(vm_offset_t va, pt2_entry_t *pte2p)
1113 {
1114         vm_paddr_t pa;
1115         pt1_entry_t pte1;
1116         pt2_entry_t pte2;
1117
1118         pte1 = pte1_load(kern_pte1(va));
1119         if (pte1_is_section(pte1)) {
1120                 pa = pte1_pa(pte1) | (va & PTE1_OFFSET);
1121                 pte2 = pa | ATTR_TO_L2(pte1) | PTE2_V;
1122         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
1123                 pte2 = pte2_load(pt2map_entry(va));
1124                 pa = pte2_pa(pte2);
1125         } else {
1126                 pte2 = 0;
1127                 pa = 0;
1128         }
1129         if (pte2p != NULL)
1130                 *pte2p = pte2;
1131         return (pa);
1132 }
1133
1134 /*****************************************************************************
1135  *
1136  *      PMAP second stage initialization and utility functions
1137  *      for bootstrap epoch.
1138  *
1139  *  After pmap_bootstrap() is called, the following functions for
1140  *  mappings can be used:
1141  *
1142  *  void pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa);
1143  *  void pmap_kremove(vm_offset_t va);
1144  *  vm_offset_t pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end,
1145  *      int prot);
1146  *
1147  *  NOTE: This is not SMP coherent stage. And physical page allocation is not
1148  *        allowed during this stage.
1149  *
1150  *****************************************************************************/
1151
1152 /*
1153  *  Initialize kernel PMAP locks and lists, kernel_pmap itself, and
1154  *  reserve various virtual spaces for temporary mappings.
1155  */
1156 void
1157 pmap_bootstrap(vm_offset_t firstaddr)
1158 {
1159         pt2_entry_t *unused __unused;
1160         struct pcpu *pc;
1161
1162         /*
1163          * Initialize the kernel pmap (which is statically allocated).
1164          */
1165         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
1166         kernel_l1pa = (vm_paddr_t)kern_pt1;  /* for libkvm */
1167         kernel_pmap->pm_pt1 = kern_pt1;
1168         kernel_pmap->pm_pt2tab = kern_pt2tab;
1169         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);  /* don't allow deactivation */
1170         TAILQ_INIT(&kernel_pmap->pm_pvchunk);
1171
1172         /*
1173          * Initialize the global pv list lock.
1174          */
1175         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
1176
1177         LIST_INIT(&allpmaps);
1178
1179         /*
1180          * Request a spin mutex so that changes to allpmaps cannot be
1181          * preempted by smp_rendezvous_cpus().
1182          */
1183         mtx_init(&allpmaps_lock, "allpmaps", NULL, MTX_SPIN);
1184         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1185         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, kernel_pmap, pm_list);
1186         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1187
1188         /*
1189          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
1190          * mapping of pages.
1191          */
1192 #define SYSMAP(c, p, v, n)  do {                \
1193         v = (c)pmap_preboot_reserve_pages(n);   \
1194         p = pt2map_entry((vm_offset_t)v);       \
1195         } while (0)
1196
1197         /*
1198          * Local CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
1199          * Local CMAP2 is also used for data cache cleaning.
1200          */
1201         pc = get_pcpu();
1202         mtx_init(&pc->pc_cmap_lock, "SYSMAPS", NULL, MTX_DEF);
1203         SYSMAP(caddr_t, pc->pc_cmap1_pte2p, pc->pc_cmap1_addr, 1);
1204         SYSMAP(caddr_t, pc->pc_cmap2_pte2p, pc->pc_cmap2_addr, 1);
1205         SYSMAP(vm_offset_t, pc->pc_qmap_pte2p, pc->pc_qmap_addr, 1);
1206
1207         /*
1208          * Crashdump maps.
1209          */
1210         SYSMAP(caddr_t, unused, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
1211
1212         /*
1213          * _tmppt is used for reading arbitrary physical pages via /dev/mem.
1214          */
1215         SYSMAP(caddr_t, unused, _tmppt, 1);
1216
1217         /*
1218          * PADDR1 and PADDR2 are used by pmap_pte2_quick() and pmap_pte2(),
1219          * respectively. PADDR3 is used by pmap_pte2_ddb().
1220          */
1221         SYSMAP(pt2_entry_t *, PMAP1, PADDR1, 1);
1222         SYSMAP(pt2_entry_t *, PMAP2, PADDR2, 1);
1223 #ifdef DDB
1224         SYSMAP(pt2_entry_t *, PMAP3, PADDR3, 1);
1225 #endif
1226         mtx_init(&PMAP2mutex, "PMAP2", NULL, MTX_DEF);
1227
1228         /*
1229          * Note that in very short time in initarm(), we are going to
1230          * initialize phys_avail[] array and no further page allocation
1231          * can happen after that until vm subsystem will be initialized.
1232          */
1233         kernel_vm_end_new = kernel_vm_end;
1234         virtual_end = vm_max_kernel_address;
1235 }
1236
1237 static void
1238 pmap_init_reserved_pages(void)
1239 {
1240         struct pcpu *pc;
1241         vm_offset_t pages;
1242         int i;
1243
1244         CPU_FOREACH(i) {
1245                 pc = pcpu_find(i);
1246                 /*
1247                  * Skip if the mapping has already been initialized,
1248                  * i.e. this is the BSP.
1249                  */
1250                 if (pc->pc_cmap1_addr != 0)
1251                         continue;
1252                 mtx_init(&pc->pc_cmap_lock, "SYSMAPS", NULL, MTX_DEF);
1253                 pages = kva_alloc(PAGE_SIZE * 3);
1254                 if (pages == 0)
1255                         panic("%s: unable to allocate KVA", __func__);
1256                 pc->pc_cmap1_pte2p = pt2map_entry(pages);
1257                 pc->pc_cmap2_pte2p = pt2map_entry(pages + PAGE_SIZE);
1258                 pc->pc_qmap_pte2p = pt2map_entry(pages + (PAGE_SIZE * 2));
1259                 pc->pc_cmap1_addr = (caddr_t)pages;
1260                 pc->pc_cmap2_addr = (caddr_t)(pages + PAGE_SIZE);
1261                 pc->pc_qmap_addr = pages + (PAGE_SIZE * 2);
1262         }
1263 }
1264 SYSINIT(rpages_init, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_ANY, pmap_init_reserved_pages, NULL);
1265
1266 /*
1267  *  The function can already be use in second initialization stage.
1268  *  As such, the function DOES NOT call pmap_growkernel() where PT2
1269  *  allocation can happen. So if used, be sure that PT2 for given
1270  *  virtual address is allocated already!
1271  *
1272  *  Add a wired page to the kva.
1273  *  Note: not SMP coherent.
1274  */
1275 static __inline void
1276 pmap_kenter_prot_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, uint32_t prot,
1277     uint32_t attr)
1278 {
1279         pt1_entry_t *pte1p;
1280         pt2_entry_t *pte2p;
1281
1282         pte1p = kern_pte1(va);
1283         if (!pte1_is_valid(pte1_load(pte1p))) { /* XXX - sections ?! */
1284                 /*
1285                  * This is a very low level function, so PT2 and particularly
1286                  * PT2PG associated with given virtual address must be already
1287                  * allocated. It's a pain mainly during pmap initialization
1288                  * stage. However, called after pmap initialization with
1289                  * virtual address not under kernel_vm_end will lead to
1290                  * the same misery.
1291                  */
1292                 if (!pte2_is_valid(pte2_load(kern_pt2tab_entry(va))))
1293                         panic("%s: kernel PT2 not allocated!", __func__);
1294         }
1295
1296         pte2p = pt2map_entry(va);
1297         pte2_store(pte2p, PTE2_KERN(pa, prot, attr));
1298 }
1299
1300 PMAP_INLINE void
1301 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1302 {
1303
1304         pmap_kenter_prot_attr(va, pa, PTE2_AP_KRW, PTE2_ATTR_DEFAULT);
1305 }
1306
1307 /*
1308  *  Remove a page from the kernel pagetables.
1309  *  Note: not SMP coherent.
1310  */
1311 PMAP_INLINE void
1312 pmap_kremove(vm_offset_t va)
1313 {
1314         pt2_entry_t *pte2p;
1315
1316         pte2p = pt2map_entry(va);
1317         pte2_clear(pte2p);
1318 }
1319
1320 /*
1321  *  Share new kernel PT2PG with all pmaps.
1322  *  The caller is responsible for maintaining TLB consistency.
1323  */
1324 static void
1325 pmap_kenter_pt2tab(vm_offset_t va, pt2_entry_t npte2)
1326 {
1327         pmap_t pmap;
1328         pt2_entry_t *pte2p;
1329
1330         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1331         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
1332                 pte2p = pmap_pt2tab_entry(pmap, va);
1333                 pt2tab_store(pte2p, npte2);
1334         }
1335         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1336 }
1337
1338 /*
1339  *  Share new kernel PTE1 with all pmaps.
1340  *  The caller is responsible for maintaining TLB consistency.
1341  */
1342 static void
1343 pmap_kenter_pte1(vm_offset_t va, pt1_entry_t npte1)
1344 {
1345         pmap_t pmap;
1346         pt1_entry_t *pte1p;
1347
1348         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1349         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
1350                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
1351                 pte1_store(pte1p, npte1);
1352         }
1353         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1354 }
1355
1356 /*
1357  *  Used to map a range of physical addresses into kernel
1358  *  virtual address space.
1359  *
1360  *  The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
1361  *  the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
1362  *  physical to virtual region can return the appropriate address
1363  *  within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
1364  *  architectures should map the pages starting at '*virt' and
1365  *  update '*virt' with the first usable address after the mapped
1366  *  region.
1367  *
1368  *  NOTE: Read the comments above pmap_kenter_prot_attr() as
1369  *        the function is used herein!
1370  */
1371 vm_offset_t
1372 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1373 {
1374         vm_offset_t va, sva;
1375         vm_paddr_t pte1_offset;
1376         pt1_entry_t npte1;
1377         uint32_t l1prot, l2prot;
1378         uint32_t l1attr, l2attr;
1379
1380         PDEBUG(1, printf("%s: virt = %#x, start = %#x, end = %#x (size = %#x),"
1381             " prot = %d\n", __func__, *virt, start, end, end - start,  prot));
1382
1383         l2prot = (prot & VM_PROT_WRITE) ? PTE2_AP_KRW : PTE2_AP_KR;
1384         l2prot |= (prot & VM_PROT_EXECUTE) ? PTE2_X : PTE2_NX;
1385         l1prot = ATTR_TO_L1(l2prot);
1386
1387         l2attr = PTE2_ATTR_DEFAULT;
1388         l1attr = ATTR_TO_L1(l2attr);
1389
1390         va = *virt;
1391         /*
1392          * Does the physical address range's size and alignment permit at
1393          * least one section mapping to be created?
1394          */
1395         pte1_offset = start & PTE1_OFFSET;
1396         if ((end - start) - ((PTE1_SIZE - pte1_offset) & PTE1_OFFSET) >=
1397             PTE1_SIZE) {
1398                 /*
1399                  * Increase the starting virtual address so that its alignment
1400                  * does not preclude the use of section mappings.
1401                  */
1402                 if ((va & PTE1_OFFSET) < pte1_offset)
1403                         va = pte1_trunc(va) + pte1_offset;
1404                 else if ((va & PTE1_OFFSET) > pte1_offset)
1405                         va = pte1_roundup(va) + pte1_offset;
1406         }
1407         sva = va;
1408         while (start < end) {
1409                 if ((start & PTE1_OFFSET) == 0 && end - start >= PTE1_SIZE) {
1410                         KASSERT((va & PTE1_OFFSET) == 0,
1411                             ("%s: misaligned va %#x", __func__, va));
1412                         npte1 = PTE1_KERN(start, l1prot, l1attr);
1413                         pmap_kenter_pte1(va, npte1);
1414                         va += PTE1_SIZE;
1415                         start += PTE1_SIZE;
1416                 } else {
1417                         pmap_kenter_prot_attr(va, start, l2prot, l2attr);
1418                         va += PAGE_SIZE;
1419                         start += PAGE_SIZE;
1420                 }
1421         }
1422         tlb_flush_range(sva, va - sva);
1423         *virt = va;
1424         return (sva);
1425 }
1426
1427 /*
1428  *  Make a temporary mapping for a physical address.
1429  *  This is only intended to be used for panic dumps.
1430  */
1431 void *
1432 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
1433 {
1434         vm_offset_t va;
1435
1436         /* QQQ: 'i' should be less or equal to MAXDUMPPGS. */
1437
1438         va = (vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE);
1439         pmap_kenter(va, pa);
1440         tlb_flush_local(va);
1441         return ((void *)crashdumpmap);
1442 }
1443
1444
1445 /*************************************
1446  *
1447  *  TLB & cache maintenance routines.
1448  *
1449  *************************************/
1450
1451 /*
1452  *  We inline these within pmap.c for speed.
1453  */
1454 PMAP_INLINE void
1455 pmap_tlb_flush(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1456 {
1457
1458         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
1459                 tlb_flush(va);
1460 }
1461
1462 PMAP_INLINE void
1463 pmap_tlb_flush_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_size_t size)
1464 {
1465
1466         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
1467                 tlb_flush_range(sva, size);
1468 }
1469
1470 /*
1471  *  Abuse the pte2 nodes for unmapped kva to thread a kva freelist through.
1472  *  Requirements:
1473  *   - Must deal with pages in order to ensure that none of the PTE2_* bits
1474  *     are ever set, PTE2_V in particular.
1475  *   - Assumes we can write to pte2s without pte2_store() atomic ops.
1476  *   - Assumes nothing will ever test these addresses for 0 to indicate
1477  *     no mapping instead of correctly checking PTE2_V.
1478  *   - Assumes a vm_offset_t will fit in a pte2 (true for arm).
1479  *  Because PTE2_V is never set, there can be no mappings to invalidate.
1480  */
1481 static vm_offset_t
1482 pmap_pte2list_alloc(vm_offset_t *head)
1483 {
1484         pt2_entry_t *pte2p;
1485         vm_offset_t va;
1486
1487         va = *head;
1488         if (va == 0)
1489                 panic("pmap_ptelist_alloc: exhausted ptelist KVA");
1490         pte2p = pt2map_entry(va);
1491         *head = *pte2p;
1492         if (*head & PTE2_V)
1493                 panic("%s: va with PTE2_V set!", __func__);
1494         *pte2p = 0;
1495         return (va);
1496 }
1497
1498 static void
1499 pmap_pte2list_free(vm_offset_t *head, vm_offset_t va)
1500 {
1501         pt2_entry_t *pte2p;
1502
1503         if (va & PTE2_V)
1504                 panic("%s: freeing va with PTE2_V set!", __func__);
1505         pte2p = pt2map_entry(va);
1506         *pte2p = *head;         /* virtual! PTE2_V is 0 though */
1507         *head = va;
1508 }
1509
1510 static void
1511 pmap_pte2list_init(vm_offset_t *head, void *base, int npages)
1512 {
1513         int i;
1514         vm_offset_t va;
1515
1516         *head = 0;
1517         for (i = npages - 1; i >= 0; i--) {
1518                 va = (vm_offset_t)base + i * PAGE_SIZE;
1519                 pmap_pte2list_free(head, va);
1520         }
1521 }
1522
1523 /*****************************************************************************
1524  *
1525  *      PMAP third and final stage initialization.
1526  *
1527  *  After pmap_init() is called, PMAP subsystem is fully initialized.
1528  *
1529  *****************************************************************************/
1530
1531 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, pmap, CTLFLAG_RD, 0, "VM/pmap parameters");
1532
1533 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_max, CTLFLAG_RD, &pv_entry_max, 0,
1534     "Max number of PV entries");
1535 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, shpgperproc, CTLFLAG_RD, &shpgperproc, 0,
1536     "Page share factor per proc");
1537
1538 static u_long nkpt2pg = NKPT2PG;
1539 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap, OID_AUTO, nkpt2pg, CTLFLAG_RD,
1540     &nkpt2pg, 0, "Pre-allocated pages for kernel PT2s");
1541
1542 static int sp_enabled = 1;
1543 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, sp_enabled, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH,
1544     &sp_enabled, 0, "Are large page mappings enabled?");
1545
1546 static SYSCTL_NODE(_vm_pmap, OID_AUTO, pte1, CTLFLAG_RD, 0,
1547     "1MB page mapping counters");
1548
1549 static u_long pmap_pte1_demotions;
1550 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, demotions, CTLFLAG_RD,
1551     &pmap_pte1_demotions, 0, "1MB page demotions");
1552
1553 static u_long pmap_pte1_mappings;
1554 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, mappings, CTLFLAG_RD,
1555     &pmap_pte1_mappings, 0, "1MB page mappings");
1556
1557 static u_long pmap_pte1_p_failures;
1558 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, p_failures, CTLFLAG_RD,
1559     &pmap_pte1_p_failures, 0, "1MB page promotion failures");
1560
1561 static u_long pmap_pte1_promotions;
1562 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, promotions, CTLFLAG_RD,
1563     &pmap_pte1_promotions, 0, "1MB page promotions");
1564
1565 static u_long pmap_pte1_kern_demotions;
1566 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, kern_demotions, CTLFLAG_RD,
1567     &pmap_pte1_kern_demotions, 0, "1MB page kernel demotions");
1568
1569 static u_long pmap_pte1_kern_promotions;
1570 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pte1, OID_AUTO, kern_promotions, CTLFLAG_RD,
1571     &pmap_pte1_kern_promotions, 0, "1MB page kernel promotions");
1572
1573 static __inline ttb_entry_t
1574 pmap_ttb_get(pmap_t pmap)
1575 {
1576
1577         return (vtophys(pmap->pm_pt1) | ttb_flags);
1578 }
1579
1580 /*
1581  *  Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
1582  *
1583  *  Variations:
1584  *  1. Pages for L2 page tables are always not managed. So, pv_list and
1585  *     pt2_wirecount can share same physical space. However, proper
1586  *     initialization on a page alloc for page tables and reinitialization
1587  *     on the page free must be ensured.
1588  */
1589 void
1590 pmap_page_init(vm_page_t m)
1591 {
1592
1593         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
1594         pt2_wirecount_init(m);
1595         m->md.pat_mode = VM_MEMATTR_DEFAULT;
1596 }
1597
1598 /*
1599  *  Virtualization for faster way how to zero whole page.
1600  */
1601 static __inline void
1602 pagezero(void *page)
1603 {
1604
1605         bzero(page, PAGE_SIZE);
1606 }
1607
1608 /*
1609  *  Zero L2 page table page.
1610  *  Use same KVA as in pmap_zero_page().
1611  */
1612 static __inline vm_paddr_t
1613 pmap_pt2pg_zero(vm_page_t m)
1614 {
1615         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
1616         vm_paddr_t pa;
1617         struct pcpu *pc;
1618
1619         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1620
1621         /*
1622          * XXX: For now, we map whole page even if it's already zero,
1623          *      to sync it even if the sync is only DSB.
1624          */
1625         sched_pin();
1626         pc = get_pcpu();
1627         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
1628         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
1629         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
1630                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
1631         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(pa, PTE2_AP_KRW,
1632             vm_page_pte2_attr(m)));
1633         /*  Even VM_ALLOC_ZERO request is only advisory. */
1634         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1635                 pagezero(pc->pc_cmap2_addr);
1636         pte2_sync_range((pt2_entry_t *)pc->pc_cmap2_addr, PAGE_SIZE);
1637         pte2_clear(cmap2_pte2p);
1638         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
1639
1640         /*
1641          * Unpin the thread before releasing the lock.  Otherwise the thread
1642          * could be rescheduled while still bound to the current CPU, only
1643          * to unpin itself immediately upon resuming execution.
1644          */
1645         sched_unpin();
1646         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
1647
1648         return (pa);
1649 }
1650
1651 /*
1652  *  Init just allocated page as L2 page table(s) holder
1653  *  and return its physical address.
1654  */
1655 static __inline vm_paddr_t
1656 pmap_pt2pg_init(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
1657 {
1658         vm_paddr_t pa;
1659         pt2_entry_t *pte2p;
1660
1661         /* Check page attributes. */
1662         if (m->md.pat_mode != pt_memattr)
1663                 pmap_page_set_memattr(m, pt_memattr);
1664
1665         /* Zero page and init wire counts. */
1666         pa = pmap_pt2pg_zero(m);
1667         pt2_wirecount_init(m);
1668
1669         /*
1670          * Map page to PT2MAP address space for given pmap.
1671          * Note that PT2MAP space is shared with all pmaps.
1672          */
1673         if (pmap == kernel_pmap)
1674                 pmap_kenter_pt2tab(va, PTE2_KPT(pa));
1675         else {
1676                 pte2p = pmap_pt2tab_entry(pmap, va);
1677                 pt2tab_store(pte2p, PTE2_KPT_NG(pa));
1678         }
1679
1680         return (pa);
1681 }
1682
1683 /*
1684  *  Initialize the pmap module.
1685  *  Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
1686  *  system needs to map virtual memory.
1687  */
1688 void
1689 pmap_init(void)
1690 {
1691         vm_size_t s;
1692         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
1693         u_int i, pte1_idx, pv_npg;
1694
1695         PDEBUG(1, printf("%s: phys_start = %#x\n", __func__, PHYSADDR));
1696
1697         /*
1698          * Initialize the vm page array entries for kernel pmap's
1699          * L2 page table pages allocated in advance.
1700          */
1701         pte1_idx = pte1_index(KERNBASE - PT2MAP_SIZE);
1702         pte2p = kern_pt2tab_entry(KERNBASE - PT2MAP_SIZE);
1703         for (i = 0; i < nkpt2pg + NPG_IN_PT2TAB; i++, pte2p++) {
1704                 vm_paddr_t pa;
1705                 vm_page_t m;
1706
1707                 pte2 = pte2_load(pte2p);
1708                 KASSERT(pte2_is_valid(pte2), ("%s: no valid entry", __func__));
1709
1710                 pa = pte2_pa(pte2);
1711                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1712                 KASSERT(m >= vm_page_array &&
1713                     m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
1714                     ("%s: L2 page table page is out of range", __func__));
1715
1716                 m->pindex = pte1_idx;
1717                 m->phys_addr = pa;
1718                 pte1_idx += NPT2_IN_PG;
1719         }
1720
1721         /*
1722          * Initialize the address space (zone) for the pv entries.  Set a
1723          * high water mark so that the system can recover from excessive
1724          * numbers of pv entries.
1725          */
1726         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
1727         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_cnt.v_page_count;
1728         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
1729         pv_entry_max = roundup(pv_entry_max, _NPCPV);
1730         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
1731
1732         /*
1733          * Are large page mappings enabled?
1734          */
1735         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.sp_enabled", &sp_enabled);
1736         if (sp_enabled) {
1737                 KASSERT(MAXPAGESIZES > 1 && pagesizes[1] == 0,
1738                     ("%s: can't assign to pagesizes[1]", __func__));
1739                 pagesizes[1] = PTE1_SIZE;
1740         }
1741
1742         /*
1743          * Calculate the size of the pv head table for sections.
1744          * Handle the possibility that "vm_phys_segs[...].end" is zero.
1745          * Note that the table is only for sections which could be promoted.
1746          */
1747         first_managed_pa = pte1_trunc(vm_phys_segs[0].start);
1748         pv_npg = (pte1_trunc(vm_phys_segs[vm_phys_nsegs - 1].end - PAGE_SIZE)
1749             - first_managed_pa) / PTE1_SIZE + 1;
1750
1751         /*
1752          * Allocate memory for the pv head table for sections.
1753          */
1754         s = (vm_size_t)(pv_npg * sizeof(struct md_page));
1755         s = round_page(s);
1756         pv_table = (struct md_page *)kmem_malloc(kernel_arena, s,
1757             M_WAITOK | M_ZERO);
1758         for (i = 0; i < pv_npg; i++)
1759                 TAILQ_INIT(&pv_table[i].pv_list);
1760
1761         pv_maxchunks = MAX(pv_entry_max / _NPCPV, maxproc);
1762         pv_chunkbase = (struct pv_chunk *)kva_alloc(PAGE_SIZE * pv_maxchunks);
1763         if (pv_chunkbase == NULL)
1764                 panic("%s: not enough kvm for pv chunks", __func__);
1765         pmap_pte2list_init(&pv_vafree, pv_chunkbase, pv_maxchunks);
1766 }
1767
1768 /*
1769  *  Add a list of wired pages to the kva
1770  *  this routine is only used for temporary
1771  *  kernel mappings that do not need to have
1772  *  page modification or references recorded.
1773  *  Note that old mappings are simply written
1774  *  over.  The page *must* be wired.
1775  *  Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1776  */
1777 void
1778 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
1779 {
1780         u_int anychanged;
1781         pt2_entry_t *epte2p, *pte2p, pte2;
1782         vm_page_t m;
1783         vm_paddr_t pa;
1784
1785         anychanged = 0;
1786         pte2p = pt2map_entry(sva);
1787         epte2p = pte2p + count;
1788         while (pte2p < epte2p) {
1789                 m = *ma++;
1790                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1791                 pte2 = pte2_load(pte2p);
1792                 if ((pte2_pa(pte2) != pa) ||
1793                     (pte2_attr(pte2) != vm_page_pte2_attr(m))) {
1794                         anychanged++;
1795                         pte2_store(pte2p, PTE2_KERN(pa, PTE2_AP_KRW,
1796                             vm_page_pte2_attr(m)));
1797                 }
1798                 pte2p++;
1799         }
1800         if (__predict_false(anychanged))
1801                 tlb_flush_range(sva, count * PAGE_SIZE);
1802 }
1803
1804 /*
1805  *  This routine tears out page mappings from the
1806  *  kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1807  *  Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1808  */
1809 void
1810 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
1811 {
1812         vm_offset_t va;
1813
1814         va = sva;
1815         while (count-- > 0) {
1816                 pmap_kremove(va);
1817                 va += PAGE_SIZE;
1818         }
1819         tlb_flush_range(sva, va - sva);
1820 }
1821
1822 /*
1823  *  Are we current address space or kernel?
1824  */
1825 static __inline int
1826 pmap_is_current(pmap_t pmap)
1827 {
1828
1829         return (pmap == kernel_pmap ||
1830                 (pmap == vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace)));
1831 }
1832
1833 /*
1834  *  If the given pmap is not the current or kernel pmap, the returned
1835  *  pte2 must be released by passing it to pmap_pte2_release().
1836  */
1837 static pt2_entry_t *
1838 pmap_pte2(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1839 {
1840         pt1_entry_t pte1;
1841         vm_paddr_t pt2pg_pa;
1842
1843         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
1844         if (pte1_is_section(pte1))
1845                 panic("%s: attempt to map PTE1", __func__);
1846         if (pte1_is_link(pte1)) {
1847                 /* Are we current address space or kernel? */
1848                 if (pmap_is_current(pmap))
1849                         return (pt2map_entry(va));
1850                 /* Note that L2 page table size is not equal to PAGE_SIZE. */
1851                 pt2pg_pa = trunc_page(pte1_link_pa(pte1));
1852                 mtx_lock(&PMAP2mutex);
1853                 if (pte2_pa(pte2_load(PMAP2)) != pt2pg_pa) {
1854                         pte2_store(PMAP2, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
1855                         tlb_flush((vm_offset_t)PADDR2);
1856                 }
1857                 return (PADDR2 + (arm32_btop(va) & (NPTE2_IN_PG - 1)));
1858         }
1859         return (NULL);
1860 }
1861
1862 /*
1863  *  Releases a pte2 that was obtained from pmap_pte2().
1864  *  Be prepared for the pte2p being NULL.
1865  */
1866 static __inline void
1867 pmap_pte2_release(pt2_entry_t *pte2p)
1868 {
1869
1870         if ((pt2_entry_t *)(trunc_page((vm_offset_t)pte2p)) == PADDR2) {
1871                 mtx_unlock(&PMAP2mutex);
1872         }
1873 }
1874
1875 /*
1876  *  Super fast pmap_pte2 routine best used when scanning
1877  *  the pv lists.  This eliminates many coarse-grained
1878  *  invltlb calls.  Note that many of the pv list
1879  *  scans are across different pmaps.  It is very wasteful
1880  *  to do an entire tlb flush for checking a single mapping.
1881  *
1882  *  If the given pmap is not the current pmap, pvh_global_lock
1883  *  must be held and curthread pinned to a CPU.
1884  */
1885 static pt2_entry_t *
1886 pmap_pte2_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1887 {
1888         pt1_entry_t pte1;
1889         vm_paddr_t pt2pg_pa;
1890
1891         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
1892         if (pte1_is_section(pte1))
1893                 panic("%s: attempt to map PTE1", __func__);
1894         if (pte1_is_link(pte1)) {
1895                 /* Are we current address space or kernel? */
1896                 if (pmap_is_current(pmap))
1897                         return (pt2map_entry(va));
1898                 rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1899                 KASSERT(curthread->td_pinned > 0,
1900                     ("%s: curthread not pinned", __func__));
1901                 /* Note that L2 page table size is not equal to PAGE_SIZE. */
1902                 pt2pg_pa = trunc_page(pte1_link_pa(pte1));
1903                 if (pte2_pa(pte2_load(PMAP1)) != pt2pg_pa) {
1904                         pte2_store(PMAP1, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
1905 #ifdef SMP
1906                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1907 #endif
1908                         tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR1);
1909                         PMAP1changed++;
1910                 } else
1911 #ifdef SMP
1912                 if (PMAP1cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
1913                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1914                         tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR1);
1915                         PMAP1changedcpu++;
1916                 } else
1917 #endif
1918                         PMAP1unchanged++;
1919                 return (PADDR1 + (arm32_btop(va) & (NPTE2_IN_PG - 1)));
1920         }
1921         return (NULL);
1922 }
1923
1924 /*
1925  *  Routine: pmap_extract
1926  *  Function:
1927  *      Extract the physical page address associated
1928  *      with the given map/virtual_address pair.
1929  */
1930 vm_paddr_t
1931 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1932 {
1933         vm_paddr_t pa;
1934         pt1_entry_t pte1;
1935         pt2_entry_t *pte2p;
1936
1937         PMAP_LOCK(pmap);
1938         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
1939         if (pte1_is_section(pte1))
1940                 pa = pte1_pa(pte1) | (va & PTE1_OFFSET);
1941         else if (pte1_is_link(pte1)) {
1942                 pte2p = pmap_pte2(pmap, va);
1943                 pa = pte2_pa(pte2_load(pte2p)) | (va & PTE2_OFFSET);
1944                 pmap_pte2_release(pte2p);
1945         } else
1946                 pa = 0;
1947         PMAP_UNLOCK(pmap);
1948         return (pa);
1949 }
1950
1951 /*
1952  *  Routine: pmap_extract_and_hold
1953  *  Function:
1954  *      Atomically extract and hold the physical page
1955  *      with the given pmap and virtual address pair
1956  *      if that mapping permits the given protection.
1957  */
1958 vm_page_t
1959 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
1960 {
1961         vm_paddr_t pa, lockpa;
1962         pt1_entry_t pte1;
1963         pt2_entry_t pte2, *pte2p;
1964         vm_page_t m;
1965
1966         lockpa = 0;
1967         m = NULL;
1968         PMAP_LOCK(pmap);
1969 retry:
1970         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
1971         if (pte1_is_section(pte1)) {
1972                 if (!(pte1 & PTE1_RO) || !(prot & VM_PROT_WRITE)) {
1973                         pa = pte1_pa(pte1) | (va & PTE1_OFFSET);
1974                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, &lockpa))
1975                                 goto retry;
1976                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1977                         vm_page_hold(m);
1978                 }
1979         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
1980                 pte2p = pmap_pte2(pmap, va);
1981                 pte2 = pte2_load(pte2p);
1982                 pmap_pte2_release(pte2p);
1983                 if (pte2_is_valid(pte2) &&
1984                     (!(pte2 & PTE2_RO) || !(prot & VM_PROT_WRITE))) {
1985                         pa = pte2_pa(pte2);
1986                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, &lockpa))
1987                                 goto retry;
1988                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1989                         vm_page_hold(m);
1990                 }
1991         }
1992         PA_UNLOCK_COND(lockpa);
1993         PMAP_UNLOCK(pmap);
1994         return (m);
1995 }
1996
1997 /*
1998  *  Grow the number of kernel L2 page table entries, if needed.
1999  */
2000 void
2001 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
2002 {
2003         vm_page_t m;
2004         vm_paddr_t pt2pg_pa, pt2_pa;
2005         pt1_entry_t pte1;
2006         pt2_entry_t pte2;
2007
2008         PDEBUG(1, printf("%s: addr = %#x\n", __func__, addr));
2009         /*
2010          * All the time kernel_vm_end is first KVA for which underlying
2011          * L2 page table is either not allocated or linked from L1 page table
2012          * (not considering sections). Except for two possible cases:
2013          *
2014          *   (1) in the very beginning as long as pmap_growkernel() was
2015          *       not called, it could be first unused KVA (which is not
2016          *       rounded up to PTE1_SIZE),
2017          *
2018          *   (2) when all KVA space is mapped and kernel_map->max_offset
2019          *       address is not rounded up to PTE1_SIZE. (For example,
2020          *       it could be 0xFFFFFFFF.)
2021          */
2022         kernel_vm_end = pte1_roundup(kernel_vm_end);
2023         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
2024         addr = roundup2(addr, PTE1_SIZE);
2025         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
2026                 addr = kernel_map->max_offset;
2027         while (kernel_vm_end < addr) {
2028                 pte1 = pte1_load(kern_pte1(kernel_vm_end));
2029                 if (pte1_is_valid(pte1)) {
2030                         kernel_vm_end += PTE1_SIZE;
2031                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
2032                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
2033                                 break;
2034                         }
2035                         continue;
2036                 }
2037
2038                 /*
2039                  * kernel_vm_end_new is used in pmap_pinit() when kernel
2040                  * mappings are entered to new pmap all at once to avoid race
2041                  * between pmap_kenter_pte1() and kernel_vm_end increase.
2042                  * The same aplies to pmap_kenter_pt2tab().
2043                  */
2044                 kernel_vm_end_new = kernel_vm_end + PTE1_SIZE;
2045
2046                 pte2 = pt2tab_load(kern_pt2tab_entry(kernel_vm_end));
2047                 if (!pte2_is_valid(pte2)) {
2048                         /*
2049                          * Install new PT2s page into kernel PT2TAB.
2050                          */
2051                         m = vm_page_alloc(NULL,
2052                             pte1_index(kernel_vm_end) & ~PT2PG_MASK,
2053                             VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ |
2054                             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
2055                         if (m == NULL)
2056                                 panic("%s: no memory to grow kernel", __func__);
2057                         /*
2058                          * QQQ: To link all new L2 page tables from L1 page
2059                          *      table now and so pmap_kenter_pte1() them
2060                          *      at once together with pmap_kenter_pt2tab()
2061                          *      could be nice speed up. However,
2062                          *      pmap_growkernel() does not happen so often...
2063                          * QQQ: The other TTBR is another option.
2064                          */
2065                         pt2pg_pa = pmap_pt2pg_init(kernel_pmap, kernel_vm_end,
2066                             m);
2067                 } else
2068                         pt2pg_pa = pte2_pa(pte2);
2069
2070                 pt2_pa = page_pt2pa(pt2pg_pa, pte1_index(kernel_vm_end));
2071                 pmap_kenter_pte1(kernel_vm_end, PTE1_LINK(pt2_pa));
2072
2073                 kernel_vm_end = kernel_vm_end_new;
2074                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
2075                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
2076                         break;
2077                 }
2078         }
2079 }
2080
2081 static int
2082 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2083 {
2084         unsigned long ksize = vm_max_kernel_address - KERNBASE;
2085
2086         return (sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req));
2087 }
2088 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD,
2089     0, 0, kvm_size, "IU", "Size of KVM");
2090
2091 static int
2092 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2093 {
2094         unsigned long kfree = vm_max_kernel_address - kernel_vm_end;
2095
2096         return (sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req));
2097 }
2098 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD,
2099     0, 0, kvm_free, "IU", "Amount of KVM free");
2100
2101 /***********************************************
2102  *
2103  *  Pmap allocation/deallocation routines.
2104  *
2105  ***********************************************/
2106
2107 /*
2108  *  Initialize the pmap for the swapper process.
2109  */
2110 void
2111 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
2112 {
2113         PDEBUG(1, printf("%s: pmap = %p\n", __func__, pmap));
2114
2115         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
2116
2117         /*
2118          * Kernel page table directory and pmap stuff around is already
2119          * initialized, we are using it right now and here. So, finish
2120          * only PMAP structures initialization for process0 ...
2121          *
2122          * Since the L1 page table and PT2TAB is shared with the kernel pmap,
2123          * which is already included in the list "allpmaps", this pmap does
2124          * not need to be inserted into that list.
2125          */
2126         pmap->pm_pt1 = kern_pt1;
2127         pmap->pm_pt2tab = kern_pt2tab;
2128         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
2129         PCPU_SET(curpmap, pmap);
2130         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
2131         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
2132         CPU_SET(0, &pmap->pm_active);
2133 }
2134
2135 static __inline void
2136 pte1_copy_nosync(pt1_entry_t *spte1p, pt1_entry_t *dpte1p, vm_offset_t sva,
2137     vm_offset_t eva)
2138 {
2139         u_int idx, count;
2140
2141         idx = pte1_index(sva);
2142         count = (pte1_index(eva) - idx + 1) * sizeof(pt1_entry_t);
2143         bcopy(spte1p + idx, dpte1p + idx, count);
2144 }
2145
2146 static __inline void
2147 pt2tab_copy_nosync(pt2_entry_t *spte2p, pt2_entry_t *dpte2p, vm_offset_t sva,
2148     vm_offset_t eva)
2149 {
2150         u_int idx, count;
2151
2152         idx = pt2tab_index(sva);
2153         count = (pt2tab_index(eva) - idx + 1) * sizeof(pt2_entry_t);
2154         bcopy(spte2p + idx, dpte2p + idx, count);
2155 }
2156
2157 /*
2158  *  Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
2159  *  such as one in a vmspace structure.
2160  */
2161 int
2162 pmap_pinit(pmap_t pmap)
2163 {
2164         pt1_entry_t *pte1p;
2165         pt2_entry_t *pte2p;
2166         vm_paddr_t pa, pt2tab_pa;
2167         u_int i;
2168
2169         PDEBUG(6, printf("%s: pmap = %p, pm_pt1 = %p\n", __func__, pmap,
2170             pmap->pm_pt1));
2171
2172         /*
2173          * No need to allocate L2 page table space yet but we do need
2174          * a valid L1 page table and PT2TAB table.
2175          *
2176          * Install shared kernel mappings to these tables. It's a little
2177          * tricky as some parts of KVA are reserved for vectors, devices,
2178          * and whatever else. These parts are supposed to be above
2179          * vm_max_kernel_address. Thus two regions should be installed:
2180          *
2181          *   (1) <KERNBASE, kernel_vm_end),
2182          *   (2) <vm_max_kernel_address, 0xFFFFFFFF>.
2183          *
2184          * QQQ: The second region should be stable enough to be installed
2185          *      only once in time when the tables are allocated.
2186          * QQQ: Maybe copy of both regions at once could be faster ...
2187          * QQQ: Maybe the other TTBR is an option.
2188          *
2189          * Finally, install own PT2TAB table to these tables.
2190          */
2191
2192         if (pmap->pm_pt1 == NULL) {
2193                 pmap->pm_pt1 = (pt1_entry_t *)kmem_alloc_contig(kernel_arena,
2194                     NB_IN_PT1, M_NOWAIT | M_ZERO, 0, -1UL, NB_IN_PT1, 0,
2195                     pt_memattr);
2196                 if (pmap->pm_pt1 == NULL)
2197                         return (0);
2198         }
2199         if (pmap->pm_pt2tab == NULL) {
2200                 /*
2201                  * QQQ: (1) PT2TAB must be contiguous. If PT2TAB is one page
2202                  *      only, what should be the only size for 32 bit systems,
2203                  *      then we could allocate it with vm_page_alloc() and all
2204                  *      the stuff needed as other L2 page table pages.
2205                  *      (2) Note that a process PT2TAB is special L2 page table
2206                  *      page. Its mapping in kernel_arena is permanent and can
2207                  *      be used no matter which process is current. Its mapping
2208                  *      in PT2MAP can be used only for current process.
2209                  */
2210                 pmap->pm_pt2tab = (pt2_entry_t *)kmem_alloc_attr(kernel_arena,
2211                     NB_IN_PT2TAB, M_NOWAIT | M_ZERO, 0, -1UL, pt_memattr);
2212                 if (pmap->pm_pt2tab == NULL) {
2213                         /*
2214                          * QQQ: As struct pmap is allocated from UMA with
2215                          *      UMA_ZONE_NOFREE flag, it's important to leave
2216                          *      no allocation in pmap if initialization failed.
2217                          */
2218                         kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)pmap->pm_pt1,
2219                             NB_IN_PT1);
2220                         pmap->pm_pt1 = NULL;
2221                         return (0);
2222                 }
2223                 /*
2224                  * QQQ: Each L2 page table page vm_page_t has pindex set to
2225                  *      pte1 index of virtual address mapped by this page.
2226                  *      It's not valid for non kernel PT2TABs themselves.
2227                  *      The pindex of these pages can not be altered because
2228                  *      of the way how they are allocated now. However, it
2229                  *      should not be a problem.
2230                  */
2231         }
2232
2233         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
2234         /*
2235          * To avoid race with pmap_kenter_pte1() and pmap_kenter_pt2tab(),
2236          * kernel_vm_end_new is used here instead of kernel_vm_end.
2237          */
2238         pte1_copy_nosync(kern_pt1, pmap->pm_pt1, KERNBASE,
2239             kernel_vm_end_new - 1);
2240         pte1_copy_nosync(kern_pt1, pmap->pm_pt1, vm_max_kernel_address,
2241             0xFFFFFFFF);
2242         pt2tab_copy_nosync(kern_pt2tab, pmap->pm_pt2tab, KERNBASE,
2243             kernel_vm_end_new - 1);
2244         pt2tab_copy_nosync(kern_pt2tab, pmap->pm_pt2tab, vm_max_kernel_address,
2245             0xFFFFFFFF);
2246         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, pmap, pm_list);
2247         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
2248
2249         /*
2250          * Store PT2MAP PT2 pages (a.k.a. PT2TAB) in PT2TAB itself.
2251          * I.e. self reference mapping.  The PT2TAB is private, however mapped
2252          * into shared PT2MAP space, so the mapping should be not global.
2253          */
2254         pt2tab_pa = vtophys(pmap->pm_pt2tab);
2255         pte2p = pmap_pt2tab_entry(pmap, (vm_offset_t)PT2MAP);
2256         for (pa = pt2tab_pa, i = 0; i < NPG_IN_PT2TAB; i++, pa += PTE2_SIZE) {
2257                 pt2tab_store(pte2p++, PTE2_KPT_NG(pa));
2258         }
2259
2260         /* Insert PT2MAP PT2s into pmap PT1. */
2261         pte1p = pmap_pte1(pmap, (vm_offset_t)PT2MAP);
2262         for (pa = pt2tab_pa, i = 0; i < NPT2_IN_PT2TAB; i++, pa += NB_IN_PT2) {
2263                 pte1_store(pte1p++, PTE1_LINK(pa));
2264         }
2265
2266         /*
2267          * Now synchronize new mapping which was made above.
2268          */
2269         pte1_sync_range(pmap->pm_pt1, NB_IN_PT1);
2270         pte2_sync_range(pmap->pm_pt2tab, NB_IN_PT2TAB);
2271
2272         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
2273         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
2274         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
2275
2276         return (1);
2277 }
2278
2279 #ifdef INVARIANTS
2280 static boolean_t
2281 pt2tab_user_is_empty(pt2_entry_t *tab)
2282 {
2283         u_int i, end;
2284
2285         end = pt2tab_index(VM_MAXUSER_ADDRESS);
2286         for (i = 0; i < end; i++)
2287                 if (tab[i] != 0) return (FALSE);
2288         return (TRUE);
2289 }
2290 #endif
2291 /*
2292  *  Release any resources held by the given physical map.
2293  *  Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
2294  *  Should only be called if the map contains no valid mappings.
2295  */
2296 void
2297 pmap_release(pmap_t pmap)
2298 {
2299 #ifdef INVARIANTS
2300         vm_offset_t start, end;
2301 #endif
2302         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
2303             ("%s: pmap resident count %ld != 0", __func__,
2304             pmap->pm_stats.resident_count));
2305         KASSERT(pt2tab_user_is_empty(pmap->pm_pt2tab),
2306             ("%s: has allocated user PT2(s)", __func__));
2307         KASSERT(CPU_EMPTY(&pmap->pm_active),
2308             ("%s: pmap %p is active on some CPU(s)", __func__, pmap));
2309
2310         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
2311         LIST_REMOVE(pmap, pm_list);
2312         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
2313
2314 #ifdef INVARIANTS
2315         start = pte1_index(KERNBASE) * sizeof(pt1_entry_t);
2316         end = (pte1_index(0xFFFFFFFF) + 1) * sizeof(pt1_entry_t);
2317         bzero((char *)pmap->pm_pt1 + start, end - start);
2318
2319         start = pt2tab_index(KERNBASE) * sizeof(pt2_entry_t);
2320         end = (pt2tab_index(0xFFFFFFFF) + 1) * sizeof(pt2_entry_t);
2321         bzero((char *)pmap->pm_pt2tab + start, end - start);
2322 #endif
2323         /*
2324          * We are leaving PT1 and PT2TAB allocated on released pmap,
2325          * so hopefully UMA vmspace_zone will always be inited with
2326          * UMA_ZONE_NOFREE flag.
2327          */
2328 }
2329
2330 /*********************************************************
2331  *
2332  *  L2 table pages and their pages management routines.
2333  *
2334  *********************************************************/
2335
2336 /*
2337  *  Virtual interface for L2 page table wire counting.
2338  *
2339  *  Each L2 page table in a page has own counter which counts a number of
2340  *  valid mappings in a table. Global page counter counts mappings in all
2341  *  tables in a page plus a single itself mapping in PT2TAB.
2342  *
2343  *  During a promotion we leave the associated L2 page table counter
2344  *  untouched, so the table (strictly speaking a page which holds it)
2345  *  is never freed if promoted.
2346  *
2347  *  If a page m->wire_count == 1 then no valid mappings exist in any L2 page
2348  *  table in the page and the page itself is only mapped in PT2TAB.
2349  */
2350
2351 static __inline void
2352 pt2_wirecount_init(vm_page_t m)
2353 {
2354         u_int i;
2355
2356         /*
2357          * Note: A page m is allocated with VM_ALLOC_WIRED flag and
2358          *       m->wire_count should be already set correctly.
2359          *       So, there is no need to set it again herein.
2360          */
2361         for (i = 0; i < NPT2_IN_PG; i++)
2362                 m->md.pt2_wirecount[i] = 0;
2363 }
2364
2365 static __inline void
2366 pt2_wirecount_inc(vm_page_t m, uint32_t pte1_idx)
2367 {
2368
2369         /*
2370          * Note: A just modificated pte2 (i.e. already allocated)
2371          *       is acquiring one extra reference which must be
2372          *       explicitly cleared. It influences the KASSERTs herein.
2373          *       All L2 page tables in a page always belong to the same
2374          *       pmap, so we allow only one extra reference for the page.
2375          */
2376         KASSERT(m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK] < (NPTE2_IN_PT2 + 1),
2377             ("%s: PT2 is overflowing ...", __func__));
2378         KASSERT(m->wire_count <= (NPTE2_IN_PG + 1),
2379             ("%s: PT2PG is overflowing ...", __func__));
2380
2381         m->wire_count++;
2382         m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK]++;
2383 }
2384
2385 static __inline void
2386 pt2_wirecount_dec(vm_page_t m, uint32_t pte1_idx)
2387 {
2388
2389         KASSERT(m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK] != 0,
2390             ("%s: PT2 is underflowing ...", __func__));
2391         KASSERT(m->wire_count > 1,
2392             ("%s: PT2PG is underflowing ...", __func__));
2393
2394         m->wire_count--;
2395         m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK]--;
2396 }
2397
2398 static __inline void
2399 pt2_wirecount_set(vm_page_t m, uint32_t pte1_idx, uint16_t count)
2400 {
2401
2402         KASSERT(count <= NPTE2_IN_PT2,
2403             ("%s: invalid count %u", __func__, count));
2404         KASSERT(m->wire_count >  m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK],
2405             ("%s: PT2PG corrupting (%u, %u) ...", __func__, m->wire_count,
2406             m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK]));
2407
2408         m->wire_count -= m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK];
2409         m->wire_count += count;
2410         m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK] = count;
2411
2412         KASSERT(m->wire_count <= (NPTE2_IN_PG + 1),
2413             ("%s: PT2PG is overflowed (%u) ...", __func__, m->wire_count));
2414 }
2415
2416 static __inline uint32_t
2417 pt2_wirecount_get(vm_page_t m, uint32_t pte1_idx)
2418 {
2419
2420         return (m->md.pt2_wirecount[pte1_idx & PT2PG_MASK]);
2421 }
2422
2423 static __inline boolean_t
2424 pt2_is_empty(vm_page_t m, vm_offset_t va)
2425 {
2426
2427         return (m->md.pt2_wirecount[pte1_index(va) & PT2PG_MASK] == 0);
2428 }
2429
2430 static __inline boolean_t
2431 pt2_is_full(vm_page_t m, vm_offset_t va)
2432 {
2433
2434         return (m->md.pt2_wirecount[pte1_index(va) & PT2PG_MASK] ==
2435             NPTE2_IN_PT2);
2436 }
2437
2438 static __inline boolean_t
2439 pt2pg_is_empty(vm_page_t m)
2440 {
2441
2442         return (m->wire_count == 1);
2443 }
2444
2445 /*
2446  *  This routine is called if the L2 page table
2447  *  is not mapped correctly.
2448  */
2449 static vm_page_t
2450 _pmap_allocpte2(pmap_t pmap, vm_offset_t va, u_int flags)
2451 {
2452         uint32_t pte1_idx;
2453         pt1_entry_t *pte1p;
2454         pt2_entry_t pte2;
2455         vm_page_t  m;
2456         vm_paddr_t pt2pg_pa, pt2_pa;
2457
2458         pte1_idx = pte1_index(va);
2459         pte1p = pmap->pm_pt1 + pte1_idx;
2460
2461         KASSERT(pte1_load(pte1p) == 0,
2462             ("%s: pm_pt1[%#x] is not zero: %#x", __func__, pte1_idx,
2463             pte1_load(pte1p)));
2464
2465         pte2 = pt2tab_load(pmap_pt2tab_entry(pmap, va));
2466         if (!pte2_is_valid(pte2)) {
2467                 /*
2468                  * Install new PT2s page into pmap PT2TAB.
2469                  */
2470                 m = vm_page_alloc(NULL, pte1_idx & ~PT2PG_MASK,
2471                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
2472                 if (m == NULL) {
2473                         if ((flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) == 0) {
2474                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2475                                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2476                                 VM_WAIT;
2477                                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
2478                                 PMAP_LOCK(pmap);
2479                         }
2480
2481                         /*
2482                          * Indicate the need to retry.  While waiting,
2483                          * the L2 page table page may have been allocated.
2484                          */
2485                         return (NULL);
2486                 }
2487                 pmap->pm_stats.resident_count++;
2488                 pt2pg_pa = pmap_pt2pg_init(pmap, va, m);
2489         } else {
2490                 pt2pg_pa = pte2_pa(pte2);
2491                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pt2pg_pa);
2492         }
2493
2494         pt2_wirecount_inc(m, pte1_idx);
2495         pt2_pa = page_pt2pa(pt2pg_pa, pte1_idx);
2496         pte1_store(pte1p, PTE1_LINK(pt2_pa));
2497
2498         return (m);
2499 }
2500
2501 static vm_page_t
2502 pmap_allocpte2(pmap_t pmap, vm_offset_t va, u_int flags)
2503 {
2504         u_int pte1_idx;
2505         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
2506         vm_page_t m;
2507
2508         pte1_idx = pte1_index(va);
2509 retry:
2510         pte1p = pmap->pm_pt1 + pte1_idx;
2511         pte1 = pte1_load(pte1p);
2512
2513         /*
2514          * This supports switching from a 1MB page to a
2515          * normal 4K page.
2516          */
2517         if (pte1_is_section(pte1)) {
2518                 (void)pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, va);
2519                 /*
2520                  * Reload pte1 after demotion.
2521                  *
2522                  * Note: Demotion can even fail as either PT2 is not find for
2523                  *       the virtual address or PT2PG can not be allocated.
2524                  */
2525                 pte1 = pte1_load(pte1p);
2526         }
2527
2528         /*
2529          * If the L2 page table page is mapped, we just increment the
2530          * hold count, and activate it.
2531          */
2532         if (pte1_is_link(pte1)) {
2533                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_link_pa(pte1));
2534                 pt2_wirecount_inc(m, pte1_idx);
2535         } else  {
2536                 /*
2537                  * Here if the PT2 isn't mapped, or if it has
2538                  * been deallocated.
2539                  */
2540                 m = _pmap_allocpte2(pmap, va, flags);
2541                 if (m == NULL && (flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) == 0)
2542                         goto retry;
2543         }
2544
2545         return (m);
2546 }
2547
2548 static __inline void
2549 pmap_free_zero_pages(struct spglist *free)
2550 {
2551         vm_page_t m;
2552
2553         while ((m = SLIST_FIRST(free)) != NULL) {
2554                 SLIST_REMOVE_HEAD(free, plinks.s.ss);
2555                 /* Preserve the page's PG_ZERO setting. */
2556                 vm_page_free_toq(m);
2557         }
2558 }
2559
2560 /*
2561  *  Schedule the specified unused L2 page table page to be freed. Specifically,
2562  *  add the page to the specified list of pages that will be released to the
2563  *  physical memory manager after the TLB has been updated.
2564  */
2565 static __inline void
2566 pmap_add_delayed_free_list(vm_page_t m, struct spglist *free)
2567 {
2568
2569         /*
2570          * Put page on a list so that it is released after
2571          * *ALL* TLB shootdown is done
2572          */
2573 #ifdef PMAP_DEBUG
2574         pmap_zero_page_check(m);
2575 #endif
2576         m->flags |= PG_ZERO;
2577         SLIST_INSERT_HEAD(free, m, plinks.s.ss);
2578 }
2579
2580 /*
2581  *  Unwire L2 page tables page.
2582  */
2583 static void
2584 pmap_unwire_pt2pg(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2585 {
2586         pt1_entry_t *pte1p, opte1 __unused;
2587         pt2_entry_t *pte2p;
2588         uint32_t i;
2589
2590         KASSERT(pt2pg_is_empty(m),
2591             ("%s: pmap %p PT2PG %p wired", __func__, pmap, m));
2592
2593         /*
2594          * Unmap all L2 page tables in the page from L1 page table.
2595          *
2596          * QQQ: Individual L2 page tables (except the last one) can be unmapped
2597          * earlier. However, we are doing that this way.
2598          */
2599         KASSERT(m->pindex == (pte1_index(va) & ~PT2PG_MASK),
2600             ("%s: pmap %p va %#x PT2PG %p bad index", __func__, pmap, va, m));
2601         pte1p = pmap->pm_pt1 + m->pindex;
2602         for (i = 0; i < NPT2_IN_PG; i++, pte1p++) {
2603                 KASSERT(m->md.pt2_wirecount[i] == 0,
2604                     ("%s: pmap %p PT2 %u (PG %p) wired", __func__, pmap, i, m));
2605                 opte1 = pte1_load(pte1p);
2606                 if (pte1_is_link(opte1)) {
2607                         pte1_clear(pte1p);
2608                         /*
2609                          * Flush intermediate TLB cache.
2610                          */
2611                         pmap_tlb_flush(pmap, (m->pindex + i) << PTE1_SHIFT);
2612                 }
2613 #ifdef INVARIANTS
2614                 else
2615                         KASSERT((opte1 == 0) || pte1_is_section(opte1),
2616                             ("%s: pmap %p va %#x bad pte1 %x at %u", __func__,
2617                             pmap, va, opte1, i));
2618 #endif
2619         }
2620
2621         /*
2622          * Unmap the page from PT2TAB.
2623          */
2624         pte2p = pmap_pt2tab_entry(pmap, va);
2625         (void)pt2tab_load_clear(pte2p);
2626         pmap_tlb_flush(pmap, pt2map_pt2pg(va));
2627
2628         m->wire_count = 0;
2629         pmap->pm_stats.resident_count--;
2630
2631         /*
2632          * This is a release store so that the ordinary store unmapping
2633          * the L2 page table page is globally performed before TLB shoot-
2634          * down is begun.
2635          */
2636         atomic_subtract_rel_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2637 }
2638
2639 /*
2640  *  Decrements a L2 page table page's wire count, which is used to record the
2641  *  number of valid page table entries within the page.  If the wire count
2642  *  drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
2643  *  page table page was unmapped and FALSE otherwise.
2644  */
2645 static __inline boolean_t
2646 pmap_unwire_pt2(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
2647 {
2648         pt2_wirecount_dec(m, pte1_index(va));
2649         if (pt2pg_is_empty(m)) {
2650                 /*
2651                  * QQQ: Wire count is zero, so whole page should be zero and
2652                  *      we can set PG_ZERO flag to it.
2653                  *      Note that when promotion is enabled, it takes some
2654                  *      more efforts. See pmap_unwire_pt2_all() below.
2655                  */
2656                 pmap_unwire_pt2pg(pmap, va, m);
2657                 pmap_add_delayed_free_list(m, free);
2658                 return (TRUE);
2659         } else
2660                 return (FALSE);
2661 }
2662
2663 /*
2664  *  Drop a L2 page table page's wire count at once, which is used to record
2665  *  the number of valid L2 page table entries within the page. If the wire
2666  *  count drops to zero, then the L2 page table page is unmapped.
2667  */
2668 static __inline void
2669 pmap_unwire_pt2_all(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2670     struct spglist *free)
2671 {
2672         u_int pte1_idx = pte1_index(va);
2673
2674         KASSERT(m->pindex == (pte1_idx & ~PT2PG_MASK),
2675                 ("%s: PT2 page's pindex is wrong", __func__));
2676         KASSERT(m->wire_count > pt2_wirecount_get(m, pte1_idx),
2677             ("%s: bad pt2 wire count %u > %u", __func__, m->wire_count,
2678             pt2_wirecount_get(m, pte1_idx)));
2679
2680         /*
2681          * It's possible that the L2 page table was never used.
2682          * It happened in case that a section was created without promotion.
2683          */
2684         if (pt2_is_full(m, va)) {
2685                 pt2_wirecount_set(m, pte1_idx, 0);
2686
2687                 /*
2688                  * QQQ: We clear L2 page table now, so when L2 page table page
2689                  *      is going to be freed, we can set it PG_ZERO flag ...
2690                  *      This function is called only on section mappings, so
2691                  *      hopefully it's not to big overload.
2692                  *
2693                  * XXX: If pmap is current, existing PT2MAP mapping could be
2694                  *      used for zeroing.
2695                  */
2696                 pmap_zero_page_area(m, page_pt2off(pte1_idx), NB_IN_PT2);
2697         }
2698 #ifdef INVARIANTS
2699         else
2700                 KASSERT(pt2_is_empty(m, va), ("%s: PT2 is not empty (%u)",
2701                     __func__, pt2_wirecount_get(m, pte1_idx)));
2702 #endif
2703         if (pt2pg_is_empty(m)) {
2704                 pmap_unwire_pt2pg(pmap, va, m);
2705                 pmap_add_delayed_free_list(m, free);
2706         }
2707 }
2708
2709 /*
2710  *  After removing a L2 page table entry, this routine is used to
2711  *  conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
2712  */
2713 static boolean_t
2714 pmap_unuse_pt2(pmap_t pmap, vm_offset_t va, struct spglist *free)
2715 {
2716         pt1_entry_t pte1;
2717         vm_page_t mpte;
2718
2719         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
2720                 return (FALSE);
2721         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
2722         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_link_pa(pte1));
2723         return (pmap_unwire_pt2(pmap, va, mpte, free));
2724 }
2725
2726 /*************************************
2727  *
2728  *  Page management routines.
2729  *
2730  *************************************/
2731
2732 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
2733 CTASSERT(_NPCM == 11);
2734 CTASSERT(_NPCPV == 336);
2735
2736 static __inline struct pv_chunk *
2737 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
2738 {
2739
2740         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
2741 }
2742
2743 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
2744
2745 #define PC_FREE0_9      0xfffffffful    /* Free values for index 0 through 9 */
2746 #define PC_FREE10       0x0000fffful    /* Free values for index 10 */
2747
2748 static const uint32_t pc_freemask[_NPCM] = {
2749         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
2750         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
2751         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
2752         PC_FREE0_9, PC_FREE10
2753 };
2754
2755 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
2756         "Current number of pv entries");
2757
2758 #ifdef PV_STATS
2759 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
2760
2761 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
2762     "Current number of pv entry chunks");
2763 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
2764     "Current number of pv entry chunks allocated");
2765 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
2766     "Current number of pv entry chunks frees");
2767 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail,
2768     0, "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
2769
2770 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs;
2771 static int pv_entry_spare;
2772
2773 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
2774     "Current number of pv entry frees");
2775 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs,
2776     0, "Current number of pv entry allocs");
2777 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
2778     "Current number of spare pv entries");
2779 #endif
2780
2781 /*
2782  *  Is given page managed?
2783  */
2784 static __inline bool
2785 is_managed(vm_paddr_t pa)
2786 {
2787         vm_page_t m;
2788
2789         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2790         if (m == NULL)
2791                 return (false);
2792         return ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0);
2793 }
2794
2795 static __inline bool
2796 pte1_is_managed(pt1_entry_t pte1)
2797 {
2798
2799         return (is_managed(pte1_pa(pte1)));
2800 }
2801
2802 static __inline bool
2803 pte2_is_managed(pt2_entry_t pte2)
2804 {
2805
2806         return (is_managed(pte2_pa(pte2)));
2807 }
2808
2809 /*
2810  *  We are in a serious low memory condition.  Resort to
2811  *  drastic measures to free some pages so we can allocate
2812  *  another pv entry chunk.
2813  */
2814 static vm_page_t
2815 pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap)
2816 {
2817         struct pch newtail;
2818         struct pv_chunk *pc;
2819         struct md_page *pvh;
2820         pt1_entry_t *pte1p;
2821         pmap_t pmap;
2822         pt2_entry_t *pte2p, tpte2;
2823         pv_entry_t pv;
2824         vm_offset_t va;
2825         vm_page_t m, m_pc;
2826         struct spglist free;
2827         uint32_t inuse;
2828         int bit, field, freed;
2829
2830         PMAP_LOCK_ASSERT(locked_pmap, MA_OWNED);
2831         pmap = NULL;
2832         m_pc = NULL;
2833         SLIST_INIT(&free);
2834         TAILQ_INIT(&newtail);
2835         while ((pc = TAILQ_FIRST(&pv_chunks)) != NULL && (pv_vafree == 0 ||
2836             SLIST_EMPTY(&free))) {
2837                 TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2838                 if (pmap != pc->pc_pmap) {
2839                         if (pmap != NULL) {
2840                                 if (pmap != locked_pmap)
2841                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2842                         }
2843                         pmap = pc->pc_pmap;
2844                         /* Avoid deadlock and lock recursion. */
2845                         if (pmap > locked_pmap)
2846                                 PMAP_LOCK(pmap);
2847                         else if (pmap != locked_pmap && !PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2848                                 pmap = NULL;
2849                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2850                                 continue;
2851                         }
2852                 }
2853
2854                 /*
2855                  * Destroy every non-wired, 4 KB page mapping in the chunk.
2856                  */
2857                 freed = 0;
2858                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2859                         for (inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2860                             inuse != 0; inuse &= ~(1UL << bit)) {
2861                                 bit = ffs(inuse) - 1;
2862                                 pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
2863                                 va = pv->pv_va;
2864                                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
2865                                 if (pte1_is_section(pte1_load(pte1p)))
2866                                         continue;
2867                                 pte2p = pmap_pte2(pmap, va);
2868                                 tpte2 = pte2_load(pte2p);
2869                                 if ((tpte2 & PTE2_W) == 0)
2870                                         tpte2 = pte2_load_clear(pte2p);
2871                                 pmap_pte2_release(pte2p);
2872                                 if ((tpte2 & PTE2_W) != 0)
2873                                         continue;
2874                                 KASSERT(tpte2 != 0,
2875                                     ("pmap_pv_reclaim: pmap %p va %#x zero pte",
2876                                     pmap, va));
2877                                 pmap_tlb_flush(pmap, va);
2878                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(tpte2));
2879                                 if (pte2_is_dirty(tpte2))
2880                                         vm_page_dirty(m);
2881                                 if ((tpte2 & PTE2_A) != 0)
2882                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2883                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2884                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) &&
2885                                     (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2886                                         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2887                                         if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list)) {
2888                                                 vm_page_aflag_clear(m,
2889                                                     PGA_WRITEABLE);
2890                                         }
2891                                 }
2892                                 pc->pc_map[field] |= 1UL << bit;
2893                                 pmap_unuse_pt2(pmap, va, &free);
2894                                 freed++;
2895                         }
2896                 }
2897                 if (freed == 0) {
2898                         TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2899                         continue;
2900                 }
2901                 /* Every freed mapping is for a 4 KB page. */
2902                 pmap->pm_stats.resident_count -= freed;
2903                 PV_STAT(pv_entry_frees += freed);
2904                 PV_STAT(pv_entry_spare += freed);
2905                 pv_entry_count -= freed;
2906                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2907                 for (field = 0; field < _NPCM; field++)
2908                         if (pc->pc_map[field] != pc_freemask[field]) {
2909                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2910                                     pc_list);
2911                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2912
2913                                 /*
2914                                  * One freed pv entry in locked_pmap is
2915                                  * sufficient.
2916                                  */
2917                                 if (pmap == locked_pmap)
2918                                         goto out;
2919                                 break;
2920                         }
2921                 if (field == _NPCM) {
2922                         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2923                         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2924                         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2925                         /* Entire chunk is free; return it. */
2926                         m_pc = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2927                         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2928                         pmap_pte2list_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2929                         break;
2930                 }
2931         }
2932 out:
2933         TAILQ_CONCAT(&pv_chunks, &newtail, pc_lru);
2934         if (pmap != NULL) {
2935                 if (pmap != locked_pmap)
2936                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2937         }
2938         if (m_pc == NULL && pv_vafree != 0 && SLIST_EMPTY(&free)) {
2939                 m_pc = SLIST_FIRST(&free);
2940                 SLIST_REMOVE_HEAD(&free, plinks.s.ss);
2941                 /* Recycle a freed page table page. */
2942                 m_pc->wire_count = 1;
2943                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2944         }
2945         pmap_free_zero_pages(&free);
2946         return (m_pc);
2947 }
2948
2949 static void
2950 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
2951 {
2952         vm_page_t m;
2953
2954         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2955         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2956         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2957         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2958         /* entire chunk is free, return it */
2959         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2960         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2961         vm_page_unwire(m, PQ_NONE);
2962         vm_page_free(m);
2963         pmap_pte2list_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2964 }
2965
2966 /*
2967  *  Free the pv_entry back to the free list.
2968  */
2969 static void
2970 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
2971 {
2972         struct pv_chunk *pc;
2973         int idx, field, bit;
2974
2975         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2976         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2977         PV_STAT(pv_entry_frees++);
2978         PV_STAT(pv_entry_spare++);
2979         pv_entry_count--;
2980         pc = pv_to_chunk(pv);
2981         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
2982         field = idx / 32;
2983         bit = idx % 32;
2984         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
2985         for (idx = 0; idx < _NPCM; idx++)
2986                 if (pc->pc_map[idx] != pc_freemask[idx]) {
2987                         /*
2988                          * 98% of the time, pc is already at the head of the
2989                          * list.  If it isn't already, move it to the head.
2990                          */
2991                         if (__predict_false(TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk) !=
2992                             pc)) {
2993                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2994                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2995                                     pc_list);
2996                         }
2997                         return;
2998                 }
2999         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
3000         free_pv_chunk(pc);
3001 }
3002
3003 /*
3004  *  Get a new pv_entry, allocating a block from the system
3005  *  when needed.
3006  */
3007 static pv_entry_t
3008 get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try)
3009 {
3010         static const struct timeval printinterval = { 60, 0 };
3011         static struct timeval lastprint;
3012         int bit, field;
3013         pv_entry_t pv;
3014         struct pv_chunk *pc;
3015         vm_page_t m;
3016
3017         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3018         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3019         PV_STAT(pv_entry_allocs++);
3020         pv_entry_count++;
3021         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
3022                 if (ratecheck(&lastprint, &printinterval))
3023                         printf("Approaching the limit on PV entries, consider "
3024                             "increasing either the vm.pmap.shpgperproc or the "
3025                             "vm.pmap.pv_entry_max tunable.\n");
3026 retry:
3027         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
3028         if (pc != NULL) {
3029                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
3030                         if (pc->pc_map[field]) {
3031                                 bit = ffs(pc->pc_map[field]) - 1;
3032                                 break;
3033                         }
3034                 }
3035                 if (field < _NPCM) {
3036                         pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
3037                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
3038                         /* If this was the last item, move it to tail */
3039                         for (field = 0; field < _NPCM; field++)
3040                                 if (pc->pc_map[field] != 0) {
3041                                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
3042                                         return (pv);    /* not full, return */
3043                                 }
3044                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
3045                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
3046                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
3047                         return (pv);
3048                 }
3049         }
3050         /*
3051          * Access to the pte2list "pv_vafree" is synchronized by the pvh
3052          * global lock.  If "pv_vafree" is currently non-empty, it will
3053          * remain non-empty until pmap_pte2list_alloc() completes.
3054          */
3055         if (pv_vafree == 0 || (m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
3056             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
3057                 if (try) {
3058                         pv_entry_count--;
3059                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
3060                         return (NULL);
3061                 }
3062                 m = pmap_pv_reclaim(pmap);
3063                 if (m == NULL)
3064                         goto retry;
3065         }
3066         PV_STAT(pc_chunk_count++);
3067         PV_STAT(pc_chunk_allocs++);
3068         pc = (struct pv_chunk *)pmap_pte2list_alloc(&pv_vafree);
3069         pmap_qenter((vm_offset_t)pc, &m, 1);
3070         pc->pc_pmap = pmap;
3071         pc->pc_map[0] = pc_freemask[0] & ~1ul;  /* preallocated bit 0 */
3072         for (field = 1; field < _NPCM; field++)
3073                 pc->pc_map[field] = pc_freemask[field];
3074         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
3075         pv = &pc->pc_pventry[0];
3076         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
3077         PV_STAT(pv_entry_spare += _NPCPV - 1);
3078         return (pv);
3079 }
3080
3081 /*
3082  *  Create a pv entry for page at pa for
3083  *  (pmap, va).
3084  */
3085 static void
3086 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
3087 {
3088         pv_entry_t pv;
3089
3090         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3091         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3092         pv = get_pv_entry(pmap, FALSE);
3093         pv->pv_va = va;
3094         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3095 }
3096
3097 static __inline pv_entry_t
3098 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3099 {
3100         pv_entry_t pv;
3101
3102         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3103         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
3104                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
3105                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
3106                         break;
3107                 }
3108         }
3109         return (pv);
3110 }
3111
3112 static void
3113 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3114 {
3115         pv_entry_t pv;
3116
3117         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
3118         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
3119         free_pv_entry(pmap, pv);
3120 }
3121
3122 static void
3123 pmap_remove_entry(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
3124 {
3125         struct md_page *pvh;
3126
3127         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3128         pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
3129         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
3130                 pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
3131                 if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list))
3132                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3133         }
3134 }
3135
3136 static void
3137 pmap_pv_demote_pte1(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
3138 {
3139         struct md_page *pvh;
3140         pv_entry_t pv;
3141         vm_offset_t va_last;
3142         vm_page_t m;
3143
3144         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3145         KASSERT((pa & PTE1_OFFSET) == 0,
3146             ("pmap_pv_demote_pte1: pa is not 1mpage aligned"));
3147
3148         /*
3149          * Transfer the 1mpage's pv entry for this mapping to the first
3150          * page's pv list.
3151          */
3152         pvh = pa_to_pvh(pa);
3153         va = pte1_trunc(va);
3154         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
3155         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pv_demote_pte1: pv not found"));
3156         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3157         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3158         /* Instantiate the remaining NPTE2_IN_PT2 - 1 pv entries. */
3159         va_last = va + PTE1_SIZE - PAGE_SIZE;
3160         do {
3161                 m++;
3162                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3163                     ("pmap_pv_demote_pte1: page %p is not managed", m));
3164                 va += PAGE_SIZE;
3165                 pmap_insert_entry(pmap, va, m);
3166         } while (va < va_last);
3167 }
3168
3169 static void
3170 pmap_pv_promote_pte1(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
3171 {
3172         struct md_page *pvh;
3173         pv_entry_t pv;
3174         vm_offset_t va_last;
3175         vm_page_t m;
3176
3177         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3178         KASSERT((pa & PTE1_OFFSET) == 0,
3179             ("pmap_pv_promote_pte1: pa is not 1mpage aligned"));
3180
3181         /*
3182          * Transfer the first page's pv entry for this mapping to the
3183          * 1mpage's pv list.  Aside from avoiding the cost of a call
3184          * to get_pv_entry(), a transfer avoids the possibility that
3185          * get_pv_entry() calls pmap_pv_reclaim() and that pmap_pv_reclaim()
3186          * removes one of the mappings that is being promoted.
3187          */
3188         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3189         va = pte1_trunc(va);
3190         pv = pmap_pvh_remove(&m->md, pmap, va);
3191         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pv_promote_pte1: pv not found"));
3192         pvh = pa_to_pvh(pa);
3193         TAILQ_INSERT_TAIL(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
3194         /* Free the remaining NPTE2_IN_PT2 - 1 pv entries. */
3195         va_last = va + PTE1_SIZE - PAGE_SIZE;
3196         do {
3197                 m++;
3198                 va += PAGE_SIZE;
3199                 pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
3200         } while (va < va_last);
3201 }
3202
3203 /*
3204  *  Conditionally create a pv entry.
3205  */
3206 static boolean_t
3207 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
3208 {
3209         pv_entry_t pv;
3210
3211         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3212         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3213         if (pv_entry_count < pv_entry_high_water &&
3214             (pv = get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
3215                 pv->pv_va = va;
3216                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3217                 return (TRUE);
3218         } else
3219                 return (FALSE);
3220 }
3221
3222 /*
3223  *  Create the pv entries for each of the pages within a section.
3224  */
3225 static boolean_t
3226 pmap_pv_insert_pte1(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
3227 {
3228         struct md_page *pvh;
3229         pv_entry_t pv;
3230
3231         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3232         if (pv_entry_count < pv_entry_high_water &&
3233             (pv = get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
3234                 pv->pv_va = va;
3235                 pvh = pa_to_pvh(pa);
3236                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
3237                 return (TRUE);
3238         } else
3239                 return (FALSE);
3240 }
3241
3242 static inline void
3243 pmap_tlb_flush_pte1(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pt1_entry_t npte1)
3244 {
3245
3246         /* Kill all the small mappings or the big one only. */
3247         if (pte1_is_section(npte1))
3248                 pmap_tlb_flush_range(pmap, pte1_trunc(va), PTE1_SIZE);
3249         else
3250                 pmap_tlb_flush(pmap, pte1_trunc(va));
3251 }
3252
3253 /*
3254  *  Update kernel pte1 on all pmaps.
3255  *
3256  *  The following function is called only on one cpu with disabled interrupts.
3257  *  In SMP case, smp_rendezvous_cpus() is used to stop other cpus. This way
3258  *  nobody can invoke explicit hardware table walk during the update of pte1.
3259  *  Unsolicited hardware table walk can still happen, invoked by speculative
3260  *  data or instruction prefetch or even by speculative hardware table walk.
3261  *
3262  *  The break-before-make approach should be implemented here. However, it's
3263  *  not so easy to do that for kernel mappings as it would be unhappy to unmap
3264  *  itself unexpectedly but voluntarily.
3265  */
3266 static void
3267 pmap_update_pte1_kernel(vm_offset_t va, pt1_entry_t npte1)
3268 {
3269         pmap_t pmap;
3270         pt1_entry_t *pte1p;
3271
3272         /*
3273          * Get current pmap. Interrupts should be disabled here
3274          * so PCPU_GET() is done atomically.
3275          */
3276         pmap = PCPU_GET(curpmap);
3277         if (pmap == NULL)
3278                 pmap = kernel_pmap;
3279
3280         /*
3281          * (1) Change pte1 on current pmap.
3282          * (2) Flush all obsolete TLB entries on current CPU.
3283          * (3) Change pte1 on all pmaps.
3284          * (4) Flush all obsolete TLB entries on all CPUs in SMP case.
3285          */
3286
3287         pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
3288         pte1_store(pte1p, npte1);
3289
3290         /* Kill all the small mappings or the big one only. */
3291         if (pte1_is_section(npte1)) {
3292                 pmap_pte1_kern_promotions++;
3293                 tlb_flush_range_local(pte1_trunc(va), PTE1_SIZE);
3294         } else {
3295                 pmap_pte1_kern_demotions++;
3296                 tlb_flush_local(pte1_trunc(va));
3297         }
3298
3299         /*
3300          * In SMP case, this function is called when all cpus are at smp
3301          * rendezvous, so there is no need to use 'allpmaps_lock' lock here.
3302          * In UP case, the function is called with this lock locked.
3303          */
3304         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
3305                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
3306                 pte1_store(pte1p, npte1);
3307         }
3308
3309 #ifdef SMP
3310         /* Kill all the small mappings or the big one only. */
3311         if (pte1_is_section(npte1))
3312                 tlb_flush_range(pte1_trunc(va), PTE1_SIZE);
3313         else
3314                 tlb_flush(pte1_trunc(va));
3315 #endif
3316 }
3317
3318 #ifdef SMP
3319 struct pte1_action {
3320         vm_offset_t va;
3321         pt1_entry_t npte1;
3322         u_int update;           /* CPU that updates the PTE1 */
3323 };
3324
3325 static void
3326 pmap_update_pte1_action(void *arg)
3327 {
3328         struct pte1_action *act = arg;
3329
3330         if (act->update == PCPU_GET(cpuid))
3331                 pmap_update_pte1_kernel(act->va, act->npte1);
3332 }
3333
3334 /*
3335  *  Change pte1 on current pmap.
3336  *  Note that kernel pte1 must be changed on all pmaps.
3337  *
3338  *  According to the architecture reference manual published by ARM,
3339  *  the behaviour is UNPREDICTABLE when two or more TLB entries map the same VA.
3340  *  According to this manual, UNPREDICTABLE behaviours must never happen in
3341  *  a viable system. In contrast, on x86 processors, it is not specified which
3342  *  TLB entry mapping the virtual address will be used, but the MMU doesn't
3343  *  generate a bogus translation the way it does on Cortex-A8 rev 2 (Beaglebone
3344  *  Black).
3345  *
3346  *  It's a problem when either promotion or demotion is being done. The pte1
3347  *  update and appropriate TLB flush must be done atomically in general.
3348  */
3349 static void
3350 pmap_change_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t va,
3351     pt1_entry_t npte1)
3352 {
3353
3354         if (pmap == kernel_pmap) {
3355                 struct pte1_action act;
3356
3357                 sched_pin();
3358                 act.va = va;
3359                 act.npte1 = npte1;
3360                 act.update = PCPU_GET(cpuid);
3361                 smp_rendezvous_cpus(all_cpus, smp_no_rendezvous_barrier,
3362                     pmap_update_pte1_action, NULL, &act);
3363                 sched_unpin();
3364         } else {
3365                 register_t cspr;
3366
3367                 /*
3368                  * Use break-before-make approach for changing userland
3369                  * mappings. It can cause L1 translation aborts on other
3370                  * cores in SMP case. So, special treatment is implemented
3371                  * in pmap_fault(). To reduce the likelihood that another core
3372                  * will be affected by the broken mapping, disable interrupts
3373                  * until the mapping change is completed.
3374                  */
3375                 cspr = disable_interrupts(PSR_I | PSR_F);
3376                 pte1_clear(pte1p);
3377                 pmap_tlb_flush_pte1(pmap, va, npte1);
3378                 pte1_store(pte1p, npte1);
3379                 restore_interrupts(cspr);
3380         }
3381 }
3382 #else
3383 static void
3384 pmap_change_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t va,
3385     pt1_entry_t npte1)
3386 {
3387
3388         if (pmap == kernel_pmap) {
3389                 mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
3390                 pmap_update_pte1_kernel(va, npte1);
3391                 mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
3392         } else {
3393                 register_t cspr;
3394
3395                 /*
3396                  * Use break-before-make approach for changing userland
3397                  * mappings. It's absolutely safe in UP case when interrupts
3398                  * are disabled.
3399                  */
3400                 cspr = disable_interrupts(PSR_I | PSR_F);
3401                 pte1_clear(pte1p);
3402                 pmap_tlb_flush_pte1(pmap, va, npte1);
3403                 pte1_store(pte1p, npte1);
3404                 restore_interrupts(cspr);
3405         }
3406 }
3407 #endif
3408
3409 /*
3410  *  Tries to promote the NPTE2_IN_PT2, contiguous 4KB page mappings that are
3411  *  within a single page table page (PT2) to a single 1MB page mapping.
3412  *  For promotion to occur, two conditions must be met: (1) the 4KB page
3413  *  mappings must map aligned, contiguous physical memory and (2) the 4KB page
3414  *  mappings must have identical characteristics.
3415  *
3416  *  Managed (PG_MANAGED) mappings within the kernel address space are not
3417  *  promoted.  The reason is that kernel PTE1s are replicated in each pmap but
3418  *  pmap_remove_write(), pmap_clear_modify(), and pmap_clear_reference() only
3419  *  read the PTE1 from the kernel pmap.
3420  */
3421 static void
3422 pmap_promote_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t va)
3423 {
3424         pt1_entry_t npte1;
3425         pt2_entry_t *fpte2p, fpte2, fpte2_fav;
3426         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
3427         vm_offset_t pteva __unused;
3428         vm_page_t m __unused;
3429
3430         PDEBUG(6, printf("%s(%p): try for va %#x pte1 %#x at %p\n", __func__,
3431             pmap, va, pte1_load(pte1p), pte1p));
3432
3433         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3434
3435         /*
3436          * Examine the first PTE2 in the specified PT2. Abort if this PTE2 is
3437          * either invalid, unused, or does not map the first 4KB physical page
3438          * within a 1MB page.
3439          */
3440         fpte2p = pmap_pte2_quick(pmap, pte1_trunc(va));
3441         fpte2 = pte2_load(fpte2p);
3442         if ((fpte2 & ((PTE2_FRAME & PTE1_OFFSET) | PTE2_A | PTE2_V)) !=
3443             (PTE2_A | PTE2_V)) {
3444                 pmap_pte1_p_failures++;
3445                 CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure(1) for va %#x in pmap %p",
3446                     __func__, va, pmap);
3447                 return;
3448         }
3449         if (pte2_is_managed(fpte2) && pmap == kernel_pmap) {
3450                 pmap_pte1_p_failures++;
3451                 CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure(2) for va %#x in pmap %p",
3452                     __func__, va, pmap);
3453                 return;
3454         }
3455         if ((fpte2 & (PTE2_NM | PTE2_RO)) == PTE2_NM) {
3456                 /*
3457                  * When page is not modified, PTE2_RO can be set without
3458                  * a TLB invalidation.
3459                  */
3460                 fpte2 |= PTE2_RO;
3461                 pte2_store(fpte2p, fpte2);
3462         }
3463
3464         /*
3465          * Examine each of the other PTE2s in the specified PT2. Abort if this
3466          * PTE2 maps an unexpected 4KB physical page or does not have identical
3467          * characteristics to the first PTE2.
3468          */
3469         fpte2_fav = (fpte2 & (PTE2_FRAME | PTE2_A | PTE2_V));
3470         fpte2_fav += PTE1_SIZE - PTE2_SIZE; /* examine from the end */
3471         for (pte2p = fpte2p + NPTE2_IN_PT2 - 1; pte2p > fpte2p; pte2p--) {
3472                 pte2 = pte2_load(pte2p);
3473                 if ((pte2 & (PTE2_FRAME | PTE2_A | PTE2_V)) != fpte2_fav) {
3474                         pmap_pte1_p_failures++;
3475                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure(3) for va %#x in pmap %p",
3476                             __func__, va, pmap);
3477                         return;
3478                 }
3479                 if ((pte2 & (PTE2_NM | PTE2_RO)) == PTE2_NM) {
3480                         /*
3481                          * When page is not modified, PTE2_RO can be set
3482                          * without a TLB invalidation. See note above.
3483                          */
3484                         pte2 |= PTE2_RO;
3485                         pte2_store(pte2p, pte2);
3486                         pteva = pte1_trunc(va) | (pte2 & PTE1_OFFSET &
3487                             PTE2_FRAME);
3488                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: protect for va %#x in pmap %p",
3489                             __func__, pteva, pmap);
3490                 }
3491                 if ((pte2 & PTE2_PROMOTE) != (fpte2 & PTE2_PROMOTE)) {
3492                         pmap_pte1_p_failures++;
3493                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure(4) for va %#x in pmap %p",
3494                             __func__, va, pmap);
3495                         return;
3496                 }
3497
3498                 fpte2_fav -= PTE2_SIZE;
3499         }
3500         /*
3501          * The page table page in its current state will stay in PT2TAB
3502          * until the PTE1 mapping the section is demoted by pmap_demote_pte1()
3503          * or destroyed by pmap_remove_pte1().
3504          *
3505          * Note that L2 page table size is not equal to PAGE_SIZE.
3506          */
3507         m = PHYS_TO_VM_PAGE(trunc_page(pte1_link_pa(pte1_load(pte1p))));
3508         KASSERT(m >= vm_page_array && m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
3509             ("%s: PT2 page is out of range", __func__));
3510         KASSERT(m->pindex == (pte1_index(va) & ~PT2PG_MASK),
3511             ("%s: PT2 page's pindex is wrong", __func__));
3512
3513         /*
3514          * Get pte1 from pte2 format.
3515          */
3516         npte1 = (fpte2 & PTE1_FRAME) | ATTR_TO_L1(fpte2) | PTE1_V;
3517
3518         /*
3519          * Promote the pv entries.
3520          */
3521         if (pte2_is_managed(fpte2))
3522                 pmap_pv_promote_pte1(pmap, va, pte1_pa(npte1));
3523
3524         /*
3525          * Promote the mappings.
3526          */
3527         pmap_change_pte1(pmap, pte1p, va, npte1);
3528
3529         pmap_pte1_promotions++;
3530         CTR3(KTR_PMAP, "%s: success for va %#x in pmap %p",
3531             __func__, va, pmap);
3532
3533         PDEBUG(6, printf("%s(%p): success for va %#x pte1 %#x(%#x) at %p\n",
3534             __func__, pmap, va, npte1, pte1_load(pte1p), pte1p));
3535 }
3536
3537 /*
3538  *  Zero L2 page table page.
3539  */
3540 static __inline void
3541 pmap_clear_pt2(pt2_entry_t *fpte2p)
3542 {
3543         pt2_entry_t *pte2p;
3544
3545         for (pte2p = fpte2p; pte2p < fpte2p + NPTE2_IN_PT2; pte2p++)
3546                 pte2_clear(pte2p);
3547
3548 }
3549
3550 /*
3551  *  Removes a 1MB page mapping from the kernel pmap.
3552  */
3553 static void
3554 pmap_remove_kernel_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t va)
3555 {
3556         vm_page_t m;
3557         uint32_t pte1_idx;
3558         pt2_entry_t *fpte2p;
3559         vm_paddr_t pt2_pa;
3560
3561         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3562         m = pmap_pt2_page(pmap, va);
3563         if (m == NULL)
3564                 /*
3565                  * QQQ: Is this function called only on promoted pte1?
3566                  *      We certainly do section mappings directly
3567                  *      (without promotion) in kernel !!!
3568                  */
3569                 panic("%s: missing pt2 page", __func__);
3570
3571         pte1_idx = pte1_index(va);
3572
3573         /*
3574          * Initialize the L2 page table.
3575          */
3576         fpte2p = page_pt2(pt2map_pt2pg(va), pte1_idx);
3577         pmap_clear_pt2(fpte2p);
3578
3579         /*
3580          * Remove the mapping.
3581          */
3582         pt2_pa = page_pt2pa(VM_PAGE_TO_PHYS(m), pte1_idx);
3583         pmap_kenter_pte1(va, PTE1_LINK(pt2_pa));
3584
3585         /*
3586          * QQQ: We do not need to invalidate PT2MAP mapping
3587          * as we did not change it. I.e. the L2 page table page
3588          * was and still is mapped the same way.
3589          */
3590 }
3591
3592 /*
3593  *  Do the things to unmap a section in a process
3594  */
3595 static void
3596 pmap_remove_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t sva,
3597     struct spglist *free)
3598 {
3599         pt1_entry_t opte1;
3600         struct md_page *pvh;
3601         vm_offset_t eva, va;
3602         vm_page_t m;
3603
3604         PDEBUG(6, printf("%s(%p): va %#x pte1 %#x at %p\n", __func__, pmap, sva,
3605             pte1_load(pte1p), pte1p));
3606
3607         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3608         KASSERT((sva & PTE1_OFFSET) == 0,
3609             ("%s: sva is not 1mpage aligned", __func__));
3610
3611         /*
3612          * Clear and invalidate the mapping. It should occupy one and only TLB
3613          * entry. So, pmap_tlb_flush() called with aligned address should be
3614          * sufficient.
3615          */
3616         opte1 = pte1_load_clear(pte1p);
3617         pmap_tlb_flush(pmap, sva);
3618
3619         if (pte1_is_wired(opte1))
3620                 pmap->pm_stats.wired_count -= PTE1_SIZE / PAGE_SIZE;
3621         pmap->pm_stats.resident_count -= PTE1_SIZE / PAGE_SIZE;
3622         if (pte1_is_managed(opte1)) {
3623                 pvh = pa_to_pvh(pte1_pa(opte1));
3624                 pmap_pvh_free(pvh, pmap, sva);
3625                 eva = sva + PTE1_SIZE;
3626                 for (va = sva, m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_pa(opte1));
3627                     va < eva; va += PAGE_SIZE, m++) {
3628                         if (pte1_is_dirty(opte1))
3629                                 vm_page_dirty(m);
3630                         if (opte1 & PTE1_A)
3631                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3632                         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) &&
3633                             TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list))
3634                                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3635                 }
3636         }
3637         if (pmap == kernel_pmap) {
3638                 /*
3639                  * L2 page table(s) can't be removed from kernel map as
3640                  * kernel counts on it (stuff around pmap_growkernel()).
3641                  */
3642                  pmap_remove_kernel_pte1(pmap, pte1p, sva);
3643         } else {
3644                 /*
3645                  * Get associated L2 page table page.
3646                  * It's possible that the page was never allocated.
3647                  */
3648                 m = pmap_pt2_page(pmap, sva);
3649                 if (m != NULL)
3650                         pmap_unwire_pt2_all(pmap, sva, m, free);
3651         }
3652 }
3653
3654 /*
3655  *  Fills L2 page table page with mappings to consecutive physical pages.
3656  */
3657 static __inline void
3658 pmap_fill_pt2(pt2_entry_t *fpte2p, pt2_entry_t npte2)
3659 {
3660         pt2_entry_t *pte2p;
3661
3662         for (pte2p = fpte2p; pte2p < fpte2p + NPTE2_IN_PT2; pte2p++) {
3663                 pte2_store(pte2p, npte2);
3664                 npte2 += PTE2_SIZE;
3665         }
3666 }
3667
3668 /*
3669  *  Tries to demote a 1MB page mapping. If demotion fails, the
3670  *  1MB page mapping is invalidated.
3671  */
3672 static boolean_t
3673 pmap_demote_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t va)
3674 {
3675         pt1_entry_t opte1, npte1;
3676         pt2_entry_t *fpte2p, npte2;
3677         vm_paddr_t pt2pg_pa, pt2_pa;
3678         vm_page_t m;
3679         struct spglist free;
3680         uint32_t pte1_idx, isnew = 0;
3681
3682         PDEBUG(6, printf("%s(%p): try for va %#x pte1 %#x at %p\n", __func__,
3683             pmap, va, pte1_load(pte1p), pte1p));
3684
3685         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3686
3687         opte1 = pte1_load(pte1p);
3688         KASSERT(pte1_is_section(opte1), ("%s: opte1 not a section", __func__));
3689
3690         if ((opte1 & PTE1_A) == 0 || (m = pmap_pt2_page(pmap, va)) == NULL) {
3691                 KASSERT(!pte1_is_wired(opte1),
3692                     ("%s: PT2 page for a wired mapping is missing", __func__));
3693
3694                 /*
3695                  * Invalidate the 1MB page mapping and return
3696                  * "failure" if the mapping was never accessed or the
3697                  * allocation of the new page table page fails.
3698                  */
3699                 if ((opte1 & PTE1_A) == 0 || (m = vm_page_alloc(NULL,
3700                     pte1_index(va) & ~PT2PG_MASK, VM_ALLOC_NOOBJ |
3701                     VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
3702                         SLIST_INIT(&free);
3703                         pmap_remove_pte1(pmap, pte1p, pte1_trunc(va), &free);
3704                         pmap_free_zero_pages(&free);
3705                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure for va %#x in pmap %p",
3706                             __func__, va, pmap);
3707                         return (FALSE);
3708                 }
3709                 if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
3710                         pmap->pm_stats.resident_count++;
3711
3712                 isnew = 1;
3713
3714                 /*
3715                  * We init all L2 page tables in the page even if
3716                  * we are going to change everything for one L2 page
3717                  * table in a while.
3718                  */
3719                 pt2pg_pa = pmap_pt2pg_init(pmap, va, m);
3720         } else {
3721                 if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
3722                         if (pt2_is_empty(m, va))
3723                                 isnew = 1; /* Demoting section w/o promotion. */
3724 #ifdef INVARIANTS
3725                         else
3726                                 KASSERT(pt2_is_full(m, va), ("%s: bad PT2 wire"
3727                                     " count %u", __func__,
3728                                     pt2_wirecount_get(m, pte1_index(va))));
3729 #endif
3730                 }
3731         }
3732
3733         pt2pg_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3734         pte1_idx = pte1_index(va);
3735         /*
3736          * If the pmap is current, then the PT2MAP can provide access to
3737          * the page table page (promoted L2 page tables are not unmapped).
3738          * Otherwise, temporarily map the L2 page table page (m) into
3739          * the kernel's address space at either PADDR1 or PADDR2.
3740          *
3741          * Note that L2 page table size is not equal to PAGE_SIZE.
3742          */
3743         if (pmap_is_current(pmap))
3744                 fpte2p = page_pt2(pt2map_pt2pg(va), pte1_idx);
3745         else if (curthread->td_pinned > 0 && rw_wowned(&pvh_global_lock)) {
3746                 if (pte2_pa(pte2_load(PMAP1)) != pt2pg_pa) {
3747                         pte2_store(PMAP1, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
3748 #ifdef SMP
3749                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
3750 #endif
3751                         tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR1);
3752                         PMAP1changed++;
3753                 } else
3754 #ifdef SMP
3755                 if (PMAP1cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
3756                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
3757                         tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR1);
3758                         PMAP1changedcpu++;
3759                 } else
3760 #endif
3761                         PMAP1unchanged++;
3762                 fpte2p = page_pt2((vm_offset_t)PADDR1, pte1_idx);
3763         } else {
3764                 mtx_lock(&PMAP2mutex);
3765                 if (pte2_pa(pte2_load(PMAP2)) != pt2pg_pa) {
3766                         pte2_store(PMAP2, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
3767                         tlb_flush((vm_offset_t)PADDR2);
3768                 }
3769                 fpte2p = page_pt2((vm_offset_t)PADDR2, pte1_idx);
3770         }
3771         pt2_pa = page_pt2pa(pt2pg_pa, pte1_idx);
3772         npte1 = PTE1_LINK(pt2_pa);
3773
3774         KASSERT((opte1 & PTE1_A) != 0,
3775             ("%s: opte1 is missing PTE1_A", __func__));
3776         KASSERT((opte1 & (PTE1_NM | PTE1_RO)) != PTE1_NM,
3777             ("%s: opte1 has PTE1_NM", __func__));
3778
3779         /*
3780          *  Get pte2 from pte1 format.
3781         */
3782         npte2 = pte1_pa(opte1) | ATTR_TO_L2(opte1) | PTE2_V;
3783
3784         /*
3785          * If the L2 page table page is new, initialize it. If the mapping
3786          * has changed attributes, update the page table entries.
3787          */
3788         if (isnew != 0) {
3789                 pt2_wirecount_set(m, pte1_idx, NPTE2_IN_PT2);
3790                 pmap_fill_pt2(fpte2p, npte2);
3791         } else if ((pte2_load(fpte2p) & PTE2_PROMOTE) !=
3792                     (npte2 & PTE2_PROMOTE))
3793                 pmap_fill_pt2(fpte2p, npte2);
3794
3795         KASSERT(pte2_pa(pte2_load(fpte2p)) == pte2_pa(npte2),
3796             ("%s: fpte2p and npte2 map different physical addresses",
3797             __func__));
3798
3799         if (fpte2p == PADDR2)
3800                 mtx_unlock(&PMAP2mutex);
3801
3802         /*
3803          * Demote the mapping. This pmap is locked. The old PTE1 has
3804          * PTE1_A set. If the old PTE1 has not PTE1_RO set, it also
3805          * has not PTE1_NM set. Thus, there is no danger of a race with
3806          * another processor changing the setting of PTE1_A and/or PTE1_NM
3807          * between the read above and the store below.
3808          */
3809         pmap_change_pte1(pmap, pte1p, va, npte1);
3810
3811         /*
3812          * Demote the pv entry. This depends on the earlier demotion
3813          * of the mapping. Specifically, the (re)creation of a per-
3814          * page pv entry might trigger the execution of pmap_pv_reclaim(),
3815          * which might reclaim a newly (re)created per-page pv entry
3816          * and destroy the associated mapping. In order to destroy
3817          * the mapping, the PTE1 must have already changed from mapping
3818          * the 1mpage to referencing the page table page.
3819          */
3820         if (pte1_is_managed(opte1))
3821                 pmap_pv_demote_pte1(pmap, va, pte1_pa(opte1));
3822
3823         pmap_pte1_demotions++;
3824         CTR3(KTR_PMAP, "%s: success for va %#x in pmap %p",
3825             __func__, va, pmap);
3826
3827         PDEBUG(6, printf("%s(%p): success for va %#x pte1 %#x(%#x) at %p\n",
3828             __func__, pmap, va, npte1, pte1_load(pte1p), pte1p));
3829         return (TRUE);
3830 }
3831
3832 /*
3833  *      Insert the given physical page (p) at
3834  *      the specified virtual address (v) in the
3835  *      target physical map with the protection requested.
3836  *
3837  *      If specified, the page will be wired down, meaning
3838  *      that the related pte can not be reclaimed.
3839  *
3840  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
3841  *      or lose information.  That is, this routine must actually
3842  *      insert this page into the given map NOW.
3843  */
3844 int
3845 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
3846     u_int flags, int8_t psind)
3847 {
3848         pt1_entry_t *pte1p;
3849         pt2_entry_t *pte2p;
3850         pt2_entry_t npte2, opte2;
3851         pv_entry_t pv;
3852         vm_paddr_t opa, pa;
3853         vm_page_t mpte2, om;
3854         boolean_t wired;
3855
3856         va = trunc_page(va);
3857         mpte2 = NULL;
3858         wired = (flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0;
3859
3860         KASSERT(va <= vm_max_kernel_address, ("%s: toobig", __func__));
3861         KASSERT(va < UPT2V_MIN_ADDRESS || va >= UPT2V_MAX_ADDRESS,
3862             ("%s: invalid to pmap_enter page table pages (va: 0x%x)", __func__,
3863             va));
3864         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 && !vm_page_xbusied(m))
3865                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3866
3867         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3868         PMAP_LOCK(pmap);
3869         sched_pin();
3870
3871         /*
3872          * In the case that a page table page is not
3873          * resident, we are creating it here.
3874          */
3875         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
3876                 mpte2 = pmap_allocpte2(pmap, va, flags);
3877                 if (mpte2 == NULL) {
3878                         KASSERT((flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) != 0,
3879                             ("pmap_allocpte2 failed with sleep allowed"));
3880                         sched_unpin();
3881                         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3882                         PMAP_UNLOCK(pmap);
3883                         return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
3884                 }
3885         }
3886         pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
3887         if (pte1_is_section(pte1_load(pte1p)))
3888                 panic("%s: attempted on 1MB page", __func__);
3889         pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, va);
3890         if (pte2p == NULL)
3891                 panic("%s: invalid L1 page table entry va=%#x", __func__, va);
3892
3893         om = NULL;
3894         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3895         opte2 = pte2_load(pte2p);
3896         opa = pte2_pa(opte2);
3897         /*
3898          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
3899          */
3900         if (pte2_is_valid(opte2) && (opa == pa)) {
3901                 /*
3902                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
3903                  * wiring PT2 pages as they remain resident as long as there
3904                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
3905                  * the PT2 page will be also.
3906                  */
3907                 if (wired && !pte2_is_wired(opte2))
3908                         pmap->pm_stats.wired_count++;
3909                 else if (!wired && pte2_is_wired(opte2))
3910                         pmap->pm_stats.wired_count--;
3911
3912                 /*
3913                  * Remove extra pte2 reference
3914                  */
3915                 if (mpte2)
3916                         pt2_wirecount_dec(mpte2, pte1_index(va));
3917                 if (pte2_is_managed(opte2))
3918                         om = m;
3919                 goto validate;
3920         }
3921
3922         /*
3923          * QQQ: We think that changing physical address on writeable mapping
3924          *      is not safe. Well, maybe on kernel address space with correct
3925          *      locking, it can make a sense. However, we have no idea why
3926          *      anyone should do that on user address space. Are we wrong?
3927          */
3928         KASSERT((opa == 0) || (opa == pa) ||
3929             !pte2_is_valid(opte2) || ((opte2 & PTE2_RO) != 0),
3930             ("%s: pmap %p va %#x(%#x) opa %#x pa %#x - gotcha %#x %#x!",
3931             __func__, pmap, va, opte2, opa, pa, flags, prot));
3932
3933         pv = NULL;
3934
3935         /*
3936          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
3937          * handle validating new mapping.
3938          */
3939         if (opa) {
3940                 if (pte2_is_wired(opte2))
3941                         pmap->pm_stats.wired_count--;
3942                 if (pte2_is_managed(opte2)) {
3943                         om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
3944                         pv = pmap_pvh_remove(&om->md, pmap, va);
3945                 }
3946                 /*
3947                  * Remove extra pte2 reference
3948                  */
3949                 if (mpte2 != NULL)
3950                         pt2_wirecount_dec(mpte2, va >> PTE1_SHIFT);
3951         } else
3952                 pmap->pm_stats.resident_count++;
3953
3954         /*
3955          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
3956          */
3957         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3958                 KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva,
3959                     ("%s: managed mapping within the clean submap", __func__));
3960                 if (pv == NULL)
3961                         pv = get_pv_entry(pmap, FALSE);
3962                 pv->pv_va = va;
3963                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3964         } else if (pv != NULL)
3965                 free_pv_entry(pmap, pv);
3966
3967         /*
3968          * Increment counters
3969          */
3970         if (wired)
3971                 pmap->pm_stats.wired_count++;
3972
3973 validate:
3974         /*
3975          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
3976          */
3977         npte2 = PTE2(pa, PTE2_NM, vm_page_pte2_attr(m));
3978         if (prot & VM_PROT_WRITE) {
3979                 if (pte2_is_managed(npte2))
3980                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
3981         }
3982         else
3983                 npte2 |= PTE2_RO;
3984         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
3985                 npte2 |= PTE2_NX;
3986         if (wired)
3987                 npte2 |= PTE2_W;
3988         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
3989                 npte2 |= PTE2_U;
3990         if (pmap != kernel_pmap)
3991                 npte2 |= PTE2_NG;
3992
3993         /*
3994          * If the mapping or permission bits are different, we need
3995          * to update the pte2.
3996          *
3997          * QQQ: Think again and again what to do
3998          *      if the mapping is going to be changed!
3999          */
4000         if ((opte2 & ~(PTE2_NM | PTE2_A)) != (npte2 & ~(PTE2_NM | PTE2_A))) {
4001                 /*
4002                  * Sync icache if exec permission and attribute VM_MEMATTR_WB_WA
4003                  * is set. Do it now, before the mapping is stored and made
4004                  * valid for hardware table walk. If done later, there is a race
4005                  * for other threads of current process in lazy loading case.
4006                  * Don't do it for kernel memory which is mapped with exec
4007                  * permission even if the memory isn't going to hold executable
4008                  * code. The only time when icache sync is needed is after
4009                  * kernel module is loaded and the relocation info is processed.
4010                  * And it's done in elf_cpu_load_file().
4011                  *
4012                  * QQQ: (1) Does it exist any better way where
4013                  *          or how to sync icache?
4014                  *      (2) Now, we do it on a page basis.
4015                  */
4016                 if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) && pmap != kernel_pmap &&
4017                     m->md.pat_mode == VM_MEMATTR_WB_WA &&
4018                     (opa != pa || (opte2 & PTE2_NX)))
4019                         cache_icache_sync_fresh(va, pa, PAGE_SIZE);
4020
4021                 npte2 |= PTE2_A;
4022                 if (flags & VM_PROT_WRITE)
4023                         npte2 &= ~PTE2_NM;
4024                 if (opte2 & PTE2_V) {
4025                         /* Change mapping with break-before-make approach. */
4026                         opte2 = pte2_load_clear(pte2p);
4027                         pmap_tlb_flush(pmap, va);
4028                         pte2_store(pte2p, npte2);
4029                         if (opte2 & PTE2_A) {
4030                                 if (pte2_is_managed(opte2))
4031                                         vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
4032                         }
4033                         if (pte2_is_dirty(opte2)) {
4034                                 if (pte2_is_managed(opte2))
4035                                         vm_page_dirty(om);
4036                         }
4037                         if (pte2_is_managed(opte2) &&
4038                             TAILQ_EMPTY(&om->md.pv_list) &&
4039                             ((om->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
4040                             TAILQ_EMPTY(&pa_to_pvh(opa)->pv_list)))
4041                                 vm_page_aflag_clear(om, PGA_WRITEABLE);
4042                 } else
4043                         pte2_store(pte2p, npte2);
4044         }
4045 #if 0
4046         else {
4047                 /*
4048                  * QQQ: In time when both access and not mofified bits are
4049                  *      emulated by software, this should not happen. Some
4050                  *      analysis is need, if this really happen. Missing
4051                  *      tlb flush somewhere could be the reason.
4052                  */
4053                 panic("%s: pmap %p va %#x opte2 %x npte2 %x !!", __func__, pmap,
4054                     va, opte2, npte2);
4055         }
4056 #endif
4057         /*
4058          * If both the L2 page table page and the reservation are fully
4059          * populated, then attempt promotion.
4060          */
4061         if ((mpte2 == NULL || pt2_is_full(mpte2, va)) &&
4062             sp_enabled && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
4063             vm_reserv_level_iffullpop(m) == 0)
4064                 pmap_promote_pte1(pmap, pte1p, va);
4065         sched_unpin();
4066         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4067         PMAP_UNLOCK(pmap);
4068         return (KERN_SUCCESS);
4069 }
4070
4071 /*
4072  *  Do the things to unmap a page in a process.
4073  */
4074 static int
4075 pmap_remove_pte2(pmap_t pmap, pt2_entry_t *pte2p, vm_offset_t va,
4076     struct spglist *free)
4077 {
4078         pt2_entry_t opte2;
4079         vm_page_t m;
4080
4081         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4082         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
4083
4084         /* Clear and invalidate the mapping. */
4085         opte2 = pte2_load_clear(pte2p);
4086         pmap_tlb_flush(pmap, va);
4087
4088         KASSERT(pte2_is_valid(opte2), ("%s: pmap %p va %#x not link pte2 %#x",
4089             __func__, pmap, va, opte2));
4090
4091         if (opte2 & PTE2_W)
4092                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
4093         pmap->pm_stats.resident_count -= 1;
4094         if (pte2_is_managed(opte2)) {
4095                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(opte2));
4096                 if (pte2_is_dirty(opte2))
4097                         vm_page_dirty(m);
4098                 if (opte2 & PTE2_A)
4099                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
4100                 pmap_remove_entry(pmap, m, va);
4101         }
4102         return (pmap_unuse_pt2(pmap, va, free));
4103 }
4104
4105 /*
4106  *  Remove a single page from a process address space.
4107  */
4108 static void
4109 pmap_remove_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, struct spglist *free)
4110 {
4111         pt2_entry_t *pte2p;
4112
4113         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4114         KASSERT(curthread->td_pinned > 0,
4115             ("%s: curthread not pinned", __func__));
4116         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
4117         if ((pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, va)) == NULL ||
4118             !pte2_is_valid(pte2_load(pte2p)))
4119                 return;
4120         pmap_remove_pte2(pmap, pte2p, va, free);
4121 }
4122
4123 /*
4124  *  Remove the given range of addresses from the specified map.
4125  *
4126  *  It is assumed that the start and end are properly
4127  *  rounded to the page size.
4128  */
4129 void
4130 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
4131 {
4132         vm_offset_t nextva;
4133         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
4134         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
4135         struct spglist free;
4136
4137         /*
4138          * Perform an unsynchronized read. This is, however, safe.
4139          */
4140         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
4141                 return;
4142
4143         SLIST_INIT(&free);
4144
4145         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4146         sched_pin();
4147         PMAP_LOCK(pmap);
4148
4149         /*
4150          * Special handling of removing one page. A very common
4151          * operation and easy to short circuit some code.
4152          */
4153         if (sva + PAGE_SIZE == eva) {
4154                 pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, sva));
4155                 if (pte1_is_link(pte1)) {
4156                         pmap_remove_page(pmap, sva, &free);
4157                         goto out;
4158                 }
4159         }
4160
4161         for (; sva < eva; sva = nextva) {
4162                 /*
4163                  * Calculate address for next L2 page table.
4164                  */
4165                 nextva = pte1_trunc(sva + PTE1_SIZE);
4166                 if (nextva < sva)
4167                         nextva = eva;
4168                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
4169                         break;
4170
4171                 pte1p = pmap_pte1(pmap, sva);
4172                 pte1 = pte1_load(pte1p);
4173
4174                 /*
4175                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the L1 page
4176                  * table is always allocated, and in kernel virtual.
4177                  */
4178                 if (pte1 == 0)
4179                         continue;
4180
4181                 if (pte1_is_section(pte1)) {
4182                         /*
4183                          * Are we removing the entire large page?  If not,
4184                          * demote the mapping and fall through.
4185                          */
4186                         if (sva + PTE1_SIZE == nextva && eva >= nextva) {
4187                                 pmap_remove_pte1(pmap, pte1p, sva, &free);
4188                                 continue;
4189                         } else if (!pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, sva)) {
4190                                 /* The large page mapping was destroyed. */
4191                                 continue;
4192                         }
4193 #ifdef INVARIANTS
4194                         else {
4195                                 /* Update pte1 after demotion. */
4196                                 pte1 = pte1_load(pte1p);
4197                         }
4198 #endif
4199                 }
4200
4201                 KASSERT(pte1_is_link(pte1), ("%s: pmap %p va %#x pte1 %#x at %p"
4202                     " is not link", __func__, pmap, sva, pte1, pte1p));
4203
4204                 /*
4205                  * Limit our scan to either the end of the va represented
4206                  * by the current L2 page table page, or to the end of the
4207                  * range being removed.
4208                  */
4209                 if (nextva > eva)
4210                         nextva = eva;
4211
4212                 for (pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, sva); sva != nextva;
4213                     pte2p++, sva += PAGE_SIZE) {
4214                         pte2 = pte2_load(pte2p);
4215                         if (!pte2_is_valid(pte2))
4216                                 continue;
4217                         if (pmap_remove_pte2(pmap, pte2p, sva, &free))
4218                                 break;
4219                 }
4220         }
4221 out:
4222         sched_unpin();
4223         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4224         PMAP_UNLOCK(pmap);
4225         pmap_free_zero_pages(&free);
4226 }
4227
4228 /*
4229  *      Routine:        pmap_remove_all
4230  *      Function:
4231  *              Removes this physical page from
4232  *              all physical maps in which it resides.
4233  *              Reflects back modify bits to the pager.
4234  *
4235  *      Notes:
4236  *              Original versions of this routine were very
4237  *              inefficient because they iteratively called
4238  *              pmap_remove (slow...)
4239  */
4240
4241 void
4242 pmap_remove_all(vm_page_t m)
4243 {
4244         struct md_page *pvh;
4245         pv_entry_t pv;
4246         pmap_t pmap;
4247         pt2_entry_t *pte2p, opte2;
4248         pt1_entry_t *pte1p;
4249         vm_offset_t va;
4250         struct spglist free;
4251
4252         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4253             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
4254         SLIST_INIT(&free);
4255         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4256         sched_pin();
4257         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
4258                 goto small_mappings;
4259         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4260         while ((pv = TAILQ_FIRST(&pvh->pv_list)) != NULL) {
4261                 va = pv->pv_va;
4262                 pmap = PV_PMAP(pv);
4263                 PMAP_LOCK(pmap);
4264                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
4265                 (void)pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, va);
4266                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4267         }
4268 small_mappings:
4269         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
4270                 pmap = PV_PMAP(pv);
4271                 PMAP_LOCK(pmap);
4272                 pmap->pm_stats.resident_count--;
4273                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
4274                 KASSERT(!pte1_is_section(pte1_load(pte1p)), ("%s: found "
4275                     "a 1mpage in page %p's pv list", __func__, m));
4276                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va);
4277                 opte2 = pte2_load_clear(pte2p);
4278                 pmap_tlb_flush(pmap, pv->pv_va);
4279                 KASSERT(pte2_is_valid(opte2), ("%s: pmap %p va %x zero pte2",
4280                     __func__, pmap, pv->pv_va));
4281                 if (pte2_is_wired(opte2))
4282                         pmap->pm_stats.wired_count--;
4283                 if (opte2 & PTE2_A)
4284                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
4285
4286                 /*
4287                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
4288                  */
4289                 if (pte2_is_dirty(opte2))
4290                         vm_page_dirty(m);
4291                 pmap_unuse_pt2(pmap, pv->pv_va, &free);
4292                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
4293                 free_pv_entry(pmap, pv);
4294                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4295         }
4296         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
4297         sched_unpin();
4298         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4299         pmap_free_zero_pages(&free);
4300 }
4301
4302 /*
4303  *  Just subroutine for pmap_remove_pages() to reasonably satisfy
4304  *  good coding style, a.k.a. 80 character line width limit hell.
4305  */
4306 static __inline void
4307 pmap_remove_pte1_quick(pmap_t pmap, pt1_entry_t pte1, pv_entry_t pv,
4308     struct spglist *free)
4309 {
4310         vm_paddr_t pa;
4311         vm_page_t m, mt, mpt2pg;
4312         struct md_page *pvh;
4313
4314         pa = pte1_pa(pte1);
4315         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
4316
4317         KASSERT(m->phys_addr == pa, ("%s: vm_page_t %p addr mismatch %#x %#x",
4318             __func__, m, m->phys_addr, pa));
4319         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
4320             m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
4321             ("%s: bad pte1 %#x", __func__, pte1));
4322
4323         if (pte1_is_dirty(pte1)) {
4324                 for (mt = m; mt < &m[PTE1_SIZE / PAGE_SIZE]; mt++)
4325                         vm_page_dirty(mt);
4326         }
4327
4328         pmap->pm_stats.resident_count -= PTE1_SIZE / PAGE_SIZE;
4329         pvh = pa_to_pvh(pa);
4330         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
4331         if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list)) {
4332                 for (mt = m; mt < &m[PTE1_SIZE / PAGE_SIZE]; mt++)
4333                         if (TAILQ_EMPTY(&mt->md.pv_list))
4334                                 vm_page_aflag_clear(mt, PGA_WRITEABLE);
4335         }
4336         mpt2pg = pmap_pt2_page(pmap, pv->pv_va);
4337         if (mpt2pg != NULL)
4338                 pmap_unwire_pt2_all(pmap, pv->pv_va, mpt2pg, free);
4339 }
4340
4341 /*
4342  *  Just subroutine for pmap_remove_pages() to reasonably satisfy
4343  *  good coding style, a.k.a. 80 character line width limit hell.
4344  */
4345 static __inline void
4346 pmap_remove_pte2_quick(pmap_t pmap, pt2_entry_t pte2, pv_entry_t pv,
4347     struct spglist *free)
4348 {
4349         vm_paddr_t pa;
4350         vm_page_t m;
4351         struct md_page *pvh;
4352
4353         pa = pte2_pa(pte2);
4354         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
4355
4356         KASSERT(m->phys_addr == pa, ("%s: vm_page_t %p addr mismatch %#x %#x",
4357             __func__, m, m->phys_addr, pa));
4358         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
4359             m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
4360             ("%s: bad pte2 %#x", __func__, pte2));
4361
4362         if (pte2_is_dirty(pte2))
4363                 vm_page_dirty(m);
4364
4365         pmap->pm_stats.resident_count--;
4366         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
4367         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
4368                 pvh = pa_to_pvh(pa);
4369                 if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list))
4370                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
4371         }
4372         pmap_unuse_pt2(pmap, pv->pv_va, free);
4373 }
4374
4375 /*
4376  *  Remove all pages from specified address space this aids process
4377  *  exit speeds. Also, this code is special cased for current process
4378  *  only, but can have the more generic (and slightly slower) mode enabled.
4379  *  This is much faster than pmap_remove in the case of running down
4380  *  an entire address space.
4381  */
4382 void
4383 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
4384 {
4385         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
4386         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
4387         pv_entry_t pv;
4388         struct pv_chunk *pc, *npc;
4389         struct spglist free;
4390         int field, idx;
4391         int32_t bit;
4392         uint32_t inuse, bitmask;
4393         boolean_t allfree;
4394
4395         /*
4396          * Assert that the given pmap is only active on the current
4397          * CPU.  Unfortunately, we cannot block another CPU from
4398          * activating the pmap while this function is executing.
4399          */
4400         KASSERT(pmap == vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace),
4401             ("%s: non-current pmap %p", __func__, pmap));
4402 #if defined(SMP) && defined(INVARIANTS)
4403         {
4404                 cpuset_t other_cpus;
4405
4406                 sched_pin();
4407                 other_cpus = pmap->pm_active;
4408                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &other_cpus);
4409                 sched_unpin();
4410                 KASSERT(CPU_EMPTY(&other_cpus),
4411                     ("%s: pmap %p active on other cpus", __func__, pmap));
4412         }
4413 #endif
4414         SLIST_INIT(&free);
4415         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4416         PMAP_LOCK(pmap);
4417         sched_pin();
4418         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
4419                 KASSERT(pc->pc_pmap == pmap, ("%s: wrong pmap %p %p",
4420                     __func__, pmap, pc->pc_pmap));
4421                 allfree = TRUE;
4422                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
4423                         inuse = (~(pc->pc_map[field])) & pc_freemask[field];
4424                         while (inuse != 0) {
4425                                 bit = ffs(inuse) - 1;
4426                                 bitmask = 1UL << bit;
4427                                 idx = field * 32 + bit;
4428                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
4429                                 inuse &= ~bitmask;
4430
4431                                 /*
4432                                  * Note that we cannot remove wired pages
4433                                  * from a process' mapping at this time
4434                                  */
4435                                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
4436                                 pte1 = pte1_load(pte1p);
4437                                 if (pte1_is_section(pte1)) {
4438                                         if (pte1_is_wired(pte1))  {
4439                                                 allfree = FALSE;
4440                                                 continue;
4441                                         }
4442                                         pte1_clear(pte1p);
4443                                         pmap_remove_pte1_quick(pmap, pte1, pv,
4444                                             &free);
4445                                 }
4446                                 else if (pte1_is_link(pte1)) {
4447                                         pte2p = pt2map_entry(pv->pv_va);
4448                                         pte2 = pte2_load(pte2p);
4449
4450                                         if (!pte2_is_valid(pte2)) {
4451                                                 printf("%s: pmap %p va %#x "
4452                                                     "pte2 %#x\n", __func__,
4453                                                     pmap, pv->pv_va, pte2);
4454                                                 panic("bad pte2");
4455                                         }
4456
4457                                         if (pte2_is_wired(pte2))   {
4458                                                 allfree = FALSE;
4459                                                 continue;
4460                                         }
4461                                         pte2_clear(pte2p);
4462                                         pmap_remove_pte2_quick(pmap, pte2, pv,
4463                                             &free);
4464                                 } else {
4465                                         printf("%s: pmap %p va %#x pte1 %#x\n",
4466                                             __func__, pmap, pv->pv_va, pte1);
4467                                         panic("bad pte1");
4468                                 }
4469
4470                                 /* Mark free */
4471                                 PV_STAT(pv_entry_frees++);
4472                                 PV_STAT(pv_entry_spare++);
4473                                 pv_entry_count--;
4474                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
4475                         }
4476                 }
4477                 if (allfree) {
4478                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
4479                         free_pv_chunk(pc);
4480                 }
4481         }
4482         tlb_flush_all_ng_local();
4483         sched_unpin();
4484         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4485         PMAP_UNLOCK(pmap);
4486         pmap_free_zero_pages(&free);
4487 }
4488
4489 /*
4490  *  This code makes some *MAJOR* assumptions:
4491  *  1. Current pmap & pmap exists.
4492  *  2. Not wired.
4493  *  3. Read access.
4494  *  4. No L2 page table pages.
4495  *  but is *MUCH* faster than pmap_enter...
4496  */
4497 static vm_page_t
4498 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
4499     vm_prot_t prot, vm_page_t mpt2pg)
4500 {
4501         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
4502         vm_paddr_t pa;
4503         struct spglist free;
4504         uint32_t l2prot;
4505
4506         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
4507             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
4508             ("%s: managed mapping within the clean submap", __func__));
4509         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4510         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
4511
4512         /*
4513          * In the case that a L2 page table page is not
4514          * resident, we are creating it here.
4515          */
4516         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
4517                 u_int pte1_idx;
4518                 pt1_entry_t pte1, *pte1p;
4519                 vm_paddr_t pt2_pa;
4520
4521                 /*
4522                  * Get L1 page table things.
4523                  */
4524                 pte1_idx = pte1_index(va);
4525                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
4526                 pte1 = pte1_load(pte1p);
4527
4528                 if (mpt2pg && (mpt2pg->pindex == (pte1_idx & ~PT2PG_MASK))) {
4529                         /*
4530                          * Each of NPT2_IN_PG L2 page tables on the page can
4531                          * come here. Make sure that associated L1 page table
4532                          * link is established.
4533                          *
4534                          * QQQ: It comes that we don't establish all links to
4535                          *      L2 page tables for newly allocated L2 page
4536                          *      tables page.
4537                          */
4538                         KASSERT(!pte1_is_section(pte1),
4539                             ("%s: pte1 %#x is section", __func__, pte1));
4540                         if (!pte1_is_link(pte1)) {
4541                                 pt2_pa = page_pt2pa(VM_PAGE_TO_PHYS(mpt2pg),
4542                                     pte1_idx);
4543                                 pte1_store(pte1p, PTE1_LINK(pt2_pa));
4544                         }
4545                         pt2_wirecount_inc(mpt2pg, pte1_idx);
4546                 } else {
4547                         /*
4548                          * If the L2 page table page is mapped, we just
4549                          * increment the hold count, and activate it.
4550                          */
4551                         if (pte1_is_section(pte1)) {
4552                                 return (NULL);
4553                         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
4554                                 mpt2pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_link_pa(pte1));
4555                                 pt2_wirecount_inc(mpt2pg, pte1_idx);
4556                         } else {
4557                                 mpt2pg = _pmap_allocpte2(pmap, va,
4558                                     PMAP_ENTER_NOSLEEP);
4559                                 if (mpt2pg == NULL)
4560                                         return (NULL);
4561                         }
4562                 }
4563         } else {
4564                 mpt2pg = NULL;
4565         }
4566
4567         /*
4568          * This call to pt2map_entry() makes the assumption that we are
4569          * entering the page into the current pmap.  In order to support
4570          * quick entry into any pmap, one would likely use pmap_pte2_quick().
4571          * But that isn't as quick as pt2map_entry().
4572          */
4573         pte2p = pt2map_entry(va);
4574         pte2 = pte2_load(pte2p);
4575         if (pte2_is_valid(pte2)) {
4576                 if (mpt2pg != NULL) {
4577                         /*
4578                          * Remove extra pte2 reference
4579                          */
4580                         pt2_wirecount_dec(mpt2pg, pte1_index(va));
4581                         mpt2pg = NULL;
4582                 }
4583                 return (NULL);
4584         }
4585
4586         /*
4587          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
4588          */
4589         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
4590             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m)) {
4591                 if (mpt2pg != NULL) {
4592                         SLIST_INIT(&free);
4593                         if (pmap_unwire_pt2(pmap, va, mpt2pg, &free)) {
4594                                 pmap_tlb_flush(pmap, va);
4595                                 pmap_free_zero_pages(&free);
4596                         }
4597
4598                         mpt2pg = NULL;
4599                 }
4600                 return (NULL);
4601         }
4602
4603         /*
4604          * Increment counters
4605          */
4606         pmap->pm_stats.resident_count++;
4607
4608         /*
4609          * Now validate mapping with RO protection
4610          */
4611         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
4612         l2prot = PTE2_RO | PTE2_NM;
4613         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
4614                 l2prot |= PTE2_U | PTE2_NG;
4615         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
4616                 l2prot |= PTE2_NX;
4617         else if (m->md.pat_mode == VM_MEMATTR_WB_WA && pmap != kernel_pmap) {
4618                 /*
4619                  * Sync icache if exec permission and attribute VM_MEMATTR_WB_WA
4620                  * is set. QQQ: For more info, see comments in pmap_enter().
4621                  */
4622                 cache_icache_sync_fresh(va, pa, PAGE_SIZE);
4623         }
4624         pte2_store(pte2p, PTE2(pa, l2prot, vm_page_pte2_attr(m)));
4625
4626         return (mpt2pg);
4627 }
4628
4629 void
4630 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
4631 {
4632
4633         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4634         PMAP_LOCK(pmap);
4635         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL);
4636         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4637         PMAP_UNLOCK(pmap);
4638 }
4639
4640 /*
4641  *  Tries to create 1MB page mapping.  Returns TRUE if successful and
4642  *  FALSE otherwise.  Fails if (1) a page table page cannot be allocated without
4643  *  blocking, (2) a mapping already exists at the specified virtual address, or
4644  *  (3) a pv entry cannot be allocated without reclaiming another pv entry.
4645  */
4646 static boolean_t
4647 pmap_enter_pte1(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
4648 {
4649         pt1_entry_t *pte1p;
4650         vm_paddr_t pa;
4651         uint32_t l1prot;
4652
4653         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4654         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
4655         pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
4656         if (pte1_is_valid(pte1_load(pte1p))) {
4657                 CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure for va %#lx in pmap %p", __func__,
4658                     va, pmap);
4659                 return (FALSE);
4660         }
4661         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
4662                 /*
4663                  * Abort this mapping if its PV entry could not be created.
4664                  */
4665                 if (!pmap_pv_insert_pte1(pmap, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m))) {
4666                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: failure for va %#lx in pmap %p",
4667                             __func__, va, pmap);
4668                         return (FALSE);
4669                 }
4670         }
4671         /*
4672          * Increment counters.
4673          */
4674         pmap->pm_stats.resident_count += PTE1_SIZE / PAGE_SIZE;
4675
4676         /*
4677          * Map the section.
4678          *
4679          * QQQ: Why VM_PROT_WRITE is not evaluated and the mapping is
4680          *      made readonly?
4681          */
4682         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
4683         l1prot = PTE1_RO | PTE1_NM;
4684         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
4685                 l1prot |= PTE1_U | PTE1_NG;
4686         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
4687                 l1prot |= PTE1_NX;
4688         else if (m->md.pat_mode == VM_MEMATTR_WB_WA && pmap != kernel_pmap) {
4689                 /*
4690                  * Sync icache if exec permission and attribute VM_MEMATTR_WB_WA
4691                  * is set. QQQ: For more info, see comments in pmap_enter().
4692                  */
4693                 cache_icache_sync_fresh(va, pa, PTE1_SIZE);
4694         }
4695         pte1_store(pte1p, PTE1(pa, l1prot, ATTR_TO_L1(vm_page_pte2_attr(m))));
4696
4697         pmap_pte1_mappings++;
4698         CTR3(KTR_PMAP, "%s: success for va %#lx in pmap %p", __func__, va,
4699             pmap);
4700         return (TRUE);
4701 }
4702
4703 /*
4704  *  Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
4705  *  The sequence begins with the given page m_start.  This page is
4706  *  mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
4707  *  mapped at a virtual address that is offset from start by the same
4708  *  amount as the page is offset from m_start within the object.  The
4709  *  last page in the sequence is the page with the largest offset from
4710  *  m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
4711  *  virtual address end.  Not every virtual page between start and end
4712  *  is mapped; only those for which a resident page exists with the
4713  *  corresponding offset from m_start are mapped.
4714  */
4715 void
4716 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
4717     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
4718 {
4719         vm_offset_t va;
4720         vm_page_t m, mpt2pg;
4721         vm_pindex_t diff, psize;
4722
4723         PDEBUG(6, printf("%s: pmap %p start %#x end  %#x m %p prot %#x\n",
4724             __func__, pmap, start, end, m_start, prot));
4725
4726         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
4727         psize = atop(end - start);
4728         mpt2pg = NULL;
4729         m = m_start;
4730         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4731         PMAP_LOCK(pmap);
4732         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
4733                 va = start + ptoa(diff);
4734                 if ((va & PTE1_OFFSET) == 0 && va + PTE1_SIZE <= end &&
4735                     m->psind == 1 && sp_enabled &&
4736                     pmap_enter_pte1(pmap, va, m, prot))
4737                         m = &m[PTE1_SIZE / PAGE_SIZE - 1];
4738                 else
4739                         mpt2pg = pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot,
4740                             mpt2pg);
4741                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
4742         }
4743         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4744         PMAP_UNLOCK(pmap);
4745 }
4746
4747 /*
4748  *  This code maps large physical mmap regions into the
4749  *  processor address space.  Note that some shortcuts
4750  *  are taken, but the code works.
4751  */
4752 void
4753 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
4754     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
4755 {
4756         pt1_entry_t *pte1p;
4757         vm_paddr_t pa, pte2_pa;
4758         vm_page_t p;
4759         vm_memattr_t pat_mode;
4760         u_int l1attr, l1prot;
4761
4762         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
4763         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
4764             ("%s: non-device object", __func__));
4765         if ((addr & PTE1_OFFSET) == 0 && (size & PTE1_OFFSET) == 0) {
4766                 if (!vm_object_populate(object, pindex, pindex + atop(size)))
4767                         return;
4768                 p = vm_page_lookup(object, pindex);
4769                 KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
4770                     ("%s: invalid page %p", __func__, p));
4771                 pat_mode = p->md.pat_mode;
4772
4773                 /*
4774                  * Abort the mapping if the first page is not physically
4775                  * aligned to a 1MB page boundary.
4776                  */
4777                 pte2_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(p);
4778                 if (pte2_pa & PTE1_OFFSET)
4779                         return;
4780
4781                 /*
4782                  * Skip the first page. Abort the mapping if the rest of
4783                  * the pages are not physically contiguous or have differing
4784                  * memory attributes.
4785                  */
4786                 p = TAILQ_NEXT(p, listq);
4787                 for (pa = pte2_pa + PAGE_SIZE; pa < pte2_pa + size;
4788                     pa += PAGE_SIZE) {
4789                         KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
4790                             ("%s: invalid page %p", __func__, p));
4791                         if (pa != VM_PAGE_TO_PHYS(p) ||
4792                             pat_mode != p->md.pat_mode)
4793                                 return;
4794                         p = TAILQ_NEXT(p, listq);
4795                 }
4796
4797                 /*
4798                  * Map using 1MB pages.
4799                  *
4800                  * QQQ: Well, we are mapping a section, so same condition must
4801                  * be hold like during promotion. It looks that only RW mapping
4802                  * is done here, so readonly mapping must be done elsewhere.
4803                  */
4804                 l1prot = PTE1_U | PTE1_NG | PTE1_RW | PTE1_M | PTE1_A;
4805                 l1attr = ATTR_TO_L1(vm_memattr_to_pte2(pat_mode));
4806                 PMAP_LOCK(pmap);
4807                 for (pa = pte2_pa; pa < pte2_pa + size; pa += PTE1_SIZE) {
4808                         pte1p = pmap_pte1(pmap, addr);
4809                         if (!pte1_is_valid(pte1_load(pte1p))) {
4810                                 pte1_store(pte1p, PTE1(pa, l1prot, l1attr));
4811                                 pmap->pm_stats.resident_count += PTE1_SIZE /
4812                                     PAGE_SIZE;
4813                                 pmap_pte1_mappings++;
4814                         }
4815                         /* Else continue on if the PTE1 is already valid. */
4816                         addr += PTE1_SIZE;
4817                 }
4818                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4819         }
4820 }
4821
4822 /*
4823  *  Do the things to protect a 1mpage in a process.
4824  */
4825 static void
4826 pmap_protect_pte1(pmap_t pmap, pt1_entry_t *pte1p, vm_offset_t sva,
4827     vm_prot_t prot)
4828 {
4829         pt1_entry_t npte1, opte1;
4830         vm_offset_t eva, va;
4831         vm_page_t m;
4832
4833         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
4834         KASSERT((sva & PTE1_OFFSET) == 0,
4835             ("%s: sva is not 1mpage aligned", __func__));
4836
4837         opte1 = npte1 = pte1_load(pte1p);
4838         if (pte1_is_managed(opte1) && pte1_is_dirty(opte1)) {
4839                 eva = sva + PTE1_SIZE;
4840                 for (va = sva, m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_pa(opte1));
4841                     va < eva; va += PAGE_SIZE, m++)
4842                         vm_page_dirty(m);
4843         }
4844         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
4845                 npte1 |= PTE1_RO | PTE1_NM;
4846         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
4847                 npte1 |= PTE1_NX;
4848
4849         /*
4850          * QQQ: Herein, execute permission is never set.
4851          *      It only can be cleared. So, no icache
4852          *      syncing is needed.
4853          */
4854
4855         if (npte1 != opte1) {
4856                 pte1_store(pte1p, npte1);
4857                 pmap_tlb_flush(pmap, sva);
4858         }
4859 }
4860
4861 /*
4862  *      Set the physical protection on the
4863  *      specified range of this map as requested.
4864  */
4865 void
4866 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
4867 {
4868         boolean_t pv_lists_locked;
4869         vm_offset_t nextva;
4870         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
4871         pt2_entry_t *pte2p, opte2, npte2;
4872
4873         KASSERT((prot & ~VM_PROT_ALL) == 0, ("invalid prot %x", prot));
4874         if (prot == VM_PROT_NONE) {
4875                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
4876                 return;
4877         }
4878
4879         if ((prot & (VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE)) ==
4880             (VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE))
4881                 return;
4882
4883         if (pmap_is_current(pmap))
4884                 pv_lists_locked = FALSE;
4885         else {
4886                 pv_lists_locked = TRUE;
4887 resume:
4888                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
4889                 sched_pin();
4890         }
4891
4892         PMAP_LOCK(pmap);
4893         for (; sva < eva; sva = nextva) {
4894                 /*
4895                  * Calculate address for next L2 page table.
4896                  */
4897                 nextva = pte1_trunc(sva + PTE1_SIZE);
4898                 if (nextva < sva)
4899                         nextva = eva;
4900
4901                 pte1p = pmap_pte1(pmap, sva);
4902                 pte1 = pte1_load(pte1p);
4903
4904                 /*
4905                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that L1 page
4906                  * page table is always allocated, and in kernel virtual.
4907                  */
4908                 if (pte1 == 0)
4909                         continue;
4910
4911                 if (pte1_is_section(pte1)) {
4912                         /*
4913                          * Are we protecting the entire large page?  If not,
4914                          * demote the mapping and fall through.
4915                          */
4916                         if (sva + PTE1_SIZE == nextva && eva >= nextva) {
4917                                 pmap_protect_pte1(pmap, pte1p, sva, prot);
4918                                 continue;
4919                         } else {
4920                                 if (!pv_lists_locked) {
4921                                         pv_lists_locked = TRUE;
4922                                         if (!rw_try_wlock(&pvh_global_lock)) {
4923                                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4924                                                 goto resume;
4925                                         }
4926                                         sched_pin();
4927                                 }
4928                                 if (!pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, sva)) {
4929                                         /*
4930                                          * The large page mapping
4931                                          * was destroyed.
4932                                          */
4933                                         continue;
4934                                 }
4935 #ifdef INVARIANTS
4936                                 else {
4937                                         /* Update pte1 after demotion */
4938                                         pte1 = pte1_load(pte1p);
4939                                 }
4940 #endif
4941                         }
4942                 }
4943
4944                 KASSERT(pte1_is_link(pte1), ("%s: pmap %p va %#x pte1 %#x at %p"
4945                     " is not link", __func__, pmap, sva, pte1, pte1p));
4946
4947                 /*
4948                  * Limit our scan to either the end of the va represented
4949                  * by the current L2 page table page, or to the end of the
4950                  * range being protected.
4951                  */
4952                 if (nextva > eva)
4953                         nextva = eva;
4954
4955                 for (pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, sva); sva != nextva; pte2p++,
4956                     sva += PAGE_SIZE) {
4957                         vm_page_t m;
4958
4959                         opte2 = npte2 = pte2_load(pte2p);
4960                         if (!pte2_is_valid(opte2))
4961                                 continue;
4962
4963                         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
4964                                 if (pte2_is_managed(opte2) &&
4965                                     pte2_is_dirty(opte2)) {
4966                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(opte2));
4967                                         vm_page_dirty(m);
4968                                 }
4969                                 npte2 |= PTE2_RO | PTE2_NM;
4970                         }
4971
4972                         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
4973                                 npte2 |= PTE2_NX;
4974
4975                         /*
4976                          * QQQ: Herein, execute permission is never set.
4977                          *      It only can be cleared. So, no icache
4978                          *      syncing is needed.
4979                          */
4980
4981                         if (npte2 != opte2) {
4982                                 pte2_store(pte2p, npte2);
4983                                 pmap_tlb_flush(pmap, sva);
4984                         }
4985                 }
4986         }
4987         if (pv_lists_locked) {
4988                 sched_unpin();
4989                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4990         }
4991         PMAP_UNLOCK(pmap);
4992 }
4993
4994 /*
4995  *      pmap_pvh_wired_mappings:
4996  *
4997  *      Return the updated number "count" of managed mappings that are wired.
4998  */
4999 static int
5000 pmap_pvh_wired_mappings(struct md_page *pvh, int count)
5001 {
5002         pmap_t pmap;
5003         pt1_entry_t pte1;
5004         pt2_entry_t pte2;
5005         pv_entry_t pv;
5006
5007         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
5008         sched_pin();
5009         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
5010                 pmap = PV_PMAP(pv);
5011                 PMAP_LOCK(pmap);
5012                 pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, pv->pv_va));
5013                 if (pte1_is_section(pte1)) {
5014                         if (pte1_is_wired(pte1))
5015                                 count++;
5016                 } else {
5017                         KASSERT(pte1_is_link(pte1),
5018                             ("%s: pte1 %#x is not link", __func__, pte1));
5019                         pte2 = pte2_load(pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va));
5020                         if (pte2_is_wired(pte2))
5021                                 count++;
5022                 }
5023                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5024         }
5025         sched_unpin();
5026         return (count);
5027 }
5028
5029 /*
5030  *      pmap_page_wired_mappings:
5031  *
5032  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
5033  *      that are wired.
5034  */
5035 int
5036 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
5037 {
5038         int count;
5039
5040         count = 0;
5041         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
5042                 return (count);
5043         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5044         count = pmap_pvh_wired_mappings(&m->md, count);
5045         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
5046                 count = pmap_pvh_wired_mappings(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m)),
5047                     count);
5048         }
5049         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5050         return (count);
5051 }
5052
5053 /*
5054  *  Returns TRUE if any of the given mappings were used to modify
5055  *  physical memory.  Otherwise, returns FALSE.  Both page and 1mpage
5056  *  mappings are supported.
5057  */
5058 static boolean_t
5059 pmap_is_modified_pvh(struct md_page *pvh)
5060 {
5061         pv_entry_t pv;
5062         pt1_entry_t pte1;
5063         pt2_entry_t pte2;
5064         pmap_t pmap;
5065         boolean_t rv;
5066
5067         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
5068         rv = FALSE;
5069         sched_pin();
5070         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
5071                 pmap = PV_PMAP(pv);
5072                 PMAP_LOCK(pmap);
5073                 pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, pv->pv_va));
5074                 if (pte1_is_section(pte1)) {
5075                         rv = pte1_is_dirty(pte1);
5076                 } else {
5077                         KASSERT(pte1_is_link(pte1),
5078                             ("%s: pte1 %#x is not link", __func__, pte1));
5079                         pte2 = pte2_load(pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va));
5080                         rv = pte2_is_dirty(pte2);
5081                 }
5082                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5083                 if (rv)
5084                         break;
5085         }
5086         sched_unpin();
5087         return (rv);
5088 }
5089
5090 /*
5091  *      pmap_is_modified:
5092  *
5093  *      Return whether or not the specified physical page was modified
5094  *      in any physical maps.
5095  */
5096 boolean_t
5097 pmap_is_modified(vm_page_t m)
5098 {
5099         boolean_t rv;
5100
5101         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5102             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5103
5104         /*
5105          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
5106          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
5107          * is clear, no PTE2s can have PG_M set.
5108          */
5109         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
5110         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
5111                 return (FALSE);
5112         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5113         rv = pmap_is_modified_pvh(&m->md) ||
5114             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
5115             pmap_is_modified_pvh(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))));
5116         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5117         return (rv);
5118 }
5119
5120 /*
5121  *      pmap_is_prefaultable:
5122  *
5123  *      Return whether or not the specified virtual address is eligible
5124  *      for prefault.
5125  */
5126 boolean_t
5127 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
5128 {
5129         pt1_entry_t pte1;
5130         pt2_entry_t pte2;
5131         boolean_t rv;
5132
5133         rv = FALSE;
5134         PMAP_LOCK(pmap);
5135         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, addr));
5136         if (pte1_is_link(pte1)) {
5137                 pte2 = pte2_load(pt2map_entry(addr));
5138                 rv = !pte2_is_valid(pte2) ;
5139         }
5140         PMAP_UNLOCK(pmap);
5141         return (rv);
5142 }
5143
5144 /*
5145  *  Returns TRUE if any of the given mappings were referenced and FALSE
5146  *  otherwise. Both page and 1mpage mappings are supported.
5147  */
5148 static boolean_t
5149 pmap_is_referenced_pvh(struct md_page *pvh)
5150 {
5151
5152         pv_entry_t pv;
5153         pt1_entry_t pte1;
5154         pt2_entry_t pte2;
5155         pmap_t pmap;
5156         boolean_t rv;
5157
5158         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
5159         rv = FALSE;
5160         sched_pin();
5161         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
5162                 pmap = PV_PMAP(pv);
5163                 PMAP_LOCK(pmap);
5164                 pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, pv->pv_va));
5165                 if (pte1_is_section(pte1)) {
5166                         rv = (pte1 & (PTE1_A | PTE1_V)) == (PTE1_A | PTE1_V);
5167                 } else {
5168                         pte2 = pte2_load(pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va));
5169                         rv = (pte2 & (PTE2_A | PTE2_V)) == (PTE2_A | PTE2_V);
5170                 }
5171                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5172                 if (rv)
5173                         break;
5174         }
5175         sched_unpin();
5176         return (rv);
5177 }
5178
5179 /*
5180  *      pmap_is_referenced:
5181  *
5182  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
5183  *      in any physical maps.
5184  */
5185 boolean_t
5186 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
5187 {
5188         boolean_t rv;
5189
5190         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5191             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5192         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5193         rv = pmap_is_referenced_pvh(&m->md) ||
5194             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
5195             pmap_is_referenced_pvh(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))));
5196         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5197         return (rv);
5198 }
5199
5200 /*
5201  *      pmap_ts_referenced:
5202  *
5203  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
5204  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
5205  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
5206  *      reference bits set.
5207  *
5208  *      As an optimization, update the page's dirty field if a modified bit is
5209  *      found while counting reference bits.  This opportunistic update can be
5210  *      performed at low cost and can eliminate the need for some future calls
5211  *      to pmap_is_modified().  However, since this function stops after
5212  *      finding PMAP_TS_REFERENCED_MAX reference bits, it may not detect some
5213  *      dirty pages.  Those dirty pages will only be detected by a future call
5214  *      to pmap_is_modified().
5215  */
5216 int
5217 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
5218 {
5219         struct md_page *pvh;
5220         pv_entry_t pv, pvf;
5221         pmap_t pmap;
5222         pt1_entry_t  *pte1p, opte1;
5223         pt2_entry_t *pte2p, opte2;
5224         vm_paddr_t pa;
5225         int rtval = 0;
5226
5227         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5228             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5229         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
5230         pvh = pa_to_pvh(pa);
5231         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5232         sched_pin();
5233         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
5234             (pvf = TAILQ_FIRST(&pvh->pv_list)) == NULL)
5235                 goto small_mappings;
5236         pv = pvf;
5237         do {
5238                 pmap = PV_PMAP(pv);
5239                 PMAP_LOCK(pmap);
5240                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
5241                 opte1 = pte1_load(pte1p);
5242                 if (pte1_is_dirty(opte1)) {
5243                         /*
5244                          * Although "opte1" is mapping a 1MB page, because
5245                          * this function is called at a 4KB page granularity,
5246                          * we only update the 4KB page under test.
5247                          */
5248                         vm_page_dirty(m);
5249                 }
5250                 if ((opte1 & PTE1_A) != 0) {
5251                         /*
5252                          * Since this reference bit is shared by 256 4KB pages,
5253                          * it should not be cleared every time it is tested.
5254                          * Apply a simple "hash" function on the physical page
5255                          * number, the virtual section number, and the pmap
5256                          * address to select one 4KB page out of the 256
5257                          * on which testing the reference bit will result
5258                          * in clearing that bit. This function is designed
5259                          * to avoid the selection of the same 4KB page
5260                          * for every 1MB page mapping.
5261                          *
5262                          * On demotion, a mapping that hasn't been referenced
5263                          * is simply destroyed.  To avoid the possibility of a
5264                          * subsequent page fault on a demoted wired mapping,
5265                          * always leave its reference bit set.  Moreover,
5266                          * since the section is wired, the current state of
5267                          * its reference bit won't affect page replacement.
5268                          */
5269                          if ((((pa >> PAGE_SHIFT) ^ (pv->pv_va >> PTE1_SHIFT) ^
5270                             (uintptr_t)pmap) & (NPTE2_IN_PG - 1)) == 0 &&
5271                             !pte1_is_wired(opte1)) {
5272                                 pte1_clear_bit(pte1p, PTE1_A);
5273                                 pmap_tlb_flush(pmap, pv->pv_va);
5274                         }
5275                         rtval++;
5276                 }
5277                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5278                 /* Rotate the PV list if it has more than one entry. */
5279                 if (TAILQ_NEXT(pv, pv_next) != NULL) {
5280                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
5281                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
5282                 }
5283                 if (rtval >= PMAP_TS_REFERENCED_MAX)
5284                         goto out;
5285         } while ((pv = TAILQ_FIRST(&pvh->pv_list)) != pvf);
5286 small_mappings:
5287         if ((pvf = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) == NULL)
5288                 goto out;
5289         pv = pvf;
5290         do {
5291                 pmap = PV_PMAP(pv);
5292                 PMAP_LOCK(pmap);
5293                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
5294                 KASSERT(pte1_is_link(pte1_load(pte1p)),
5295                     ("%s: not found a link in page %p's pv list", __func__, m));
5296
5297                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va);
5298                 opte2 = pte2_load(pte2p);
5299                 if (pte2_is_dirty(opte2))
5300                         vm_page_dirty(m);
5301                 if ((opte2 & PTE2_A) != 0) {
5302                         pte2_clear_bit(pte2p, PTE2_A);
5303                         pmap_tlb_flush(pmap, pv->pv_va);
5304                         rtval++;
5305                 }
5306                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5307                 /* Rotate the PV list if it has more than one entry. */
5308                 if (TAILQ_NEXT(pv, pv_next) != NULL) {
5309                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
5310                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
5311                 }
5312         } while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != pvf && rtval <
5313             PMAP_TS_REFERENCED_MAX);
5314 out:
5315         sched_unpin();
5316         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5317         return (rtval);
5318 }
5319
5320 /*
5321  *      Clear the wired attribute from the mappings for the specified range of
5322  *      addresses in the given pmap.  Every valid mapping within that range
5323  *      must have the wired attribute set.  In contrast, invalid mappings
5324  *      cannot have the wired attribute set, so they are ignored.
5325  *
5326  *      The wired attribute of the page table entry is not a hardware feature,
5327  *      so there is no need to invalidate any TLB entries.
5328  */
5329 void
5330 pmap_unwire(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
5331 {
5332         vm_offset_t nextva;
5333         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
5334         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
5335         boolean_t pv_lists_locked;
5336
5337         if (pmap_is_current(pmap))
5338                 pv_lists_locked = FALSE;
5339         else {
5340                 pv_lists_locked = TRUE;
5341 resume:
5342                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
5343                 sched_pin();
5344         }
5345         PMAP_LOCK(pmap);
5346         for (; sva < eva; sva = nextva) {
5347                 nextva = pte1_trunc(sva + PTE1_SIZE);
5348                 if (nextva < sva)
5349                         nextva = eva;
5350
5351                 pte1p = pmap_pte1(pmap, sva);
5352                 pte1 = pte1_load(pte1p);
5353
5354                 /*
5355                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that L1 page
5356                  * page table is always allocated, and in kernel virtual.
5357                  */
5358                 if (pte1 == 0)
5359                         continue;
5360
5361                 if (pte1_is_section(pte1)) {
5362                         if (!pte1_is_wired(pte1))
5363                                 panic("%s: pte1 %#x not wired", __func__, pte1);
5364
5365                         /*
5366                          * Are we unwiring the entire large page?  If not,
5367                          * demote the mapping and fall through.
5368                          */
5369                         if (sva + PTE1_SIZE == nextva && eva >= nextva) {
5370                                 pte1_clear_bit(pte1p, PTE1_W);
5371                                 pmap->pm_stats.wired_count -= PTE1_SIZE /
5372                                     PAGE_SIZE;
5373                                 continue;
5374                         } else {
5375                                 if (!pv_lists_locked) {
5376                                         pv_lists_locked = TRUE;
5377                                         if (!rw_try_wlock(&pvh_global_lock)) {
5378                                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5379                                                 /* Repeat sva. */
5380                                                 goto resume;
5381                                         }
5382                                         sched_pin();
5383                                 }
5384                                 if (!pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, sva))
5385                                         panic("%s: demotion failed", __func__);
5386 #ifdef INVARIANTS
5387                                 else {
5388                                         /* Update pte1 after demotion */
5389                                         pte1 = pte1_load(pte1p);
5390                                 }
5391 #endif
5392                         }
5393                 }
5394
5395                 KASSERT(pte1_is_link(pte1), ("%s: pmap %p va %#x pte1 %#x at %p"
5396                     " is not link", __func__, pmap, sva, pte1, pte1p));
5397
5398                 /*
5399                  * Limit our scan to either the end of the va represented
5400                  * by the current L2 page table page, or to the end of the
5401                  * range being protected.
5402                  */
5403                 if (nextva > eva)
5404                         nextva = eva;
5405
5406                 for (pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, sva); sva != nextva; pte2p++,
5407                     sva += PAGE_SIZE) {
5408                         pte2 = pte2_load(pte2p);
5409                         if (!pte2_is_valid(pte2))
5410                                 continue;
5411                         if (!pte2_is_wired(pte2))
5412                                 panic("%s: pte2 %#x is missing PTE2_W",
5413                                     __func__, pte2);
5414
5415                         /*
5416                          * PTE2_W must be cleared atomically. Although the pmap
5417                          * lock synchronizes access to PTE2_W, another processor
5418                          * could be changing PTE2_NM and/or PTE2_A concurrently.
5419                          */
5420                         pte2_clear_bit(pte2p, PTE2_W);
5421                         pmap->pm_stats.wired_count--;
5422                 }
5423         }
5424         if (pv_lists_locked) {
5425                 sched_unpin();
5426                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5427         }
5428         PMAP_UNLOCK(pmap);
5429 }
5430
5431 /*
5432  *  Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
5433  */
5434 void
5435 pmap_remove_write(vm_page_t m)
5436 {
5437         struct md_page *pvh;
5438         pv_entry_t next_pv, pv;
5439         pmap_t pmap;
5440         pt1_entry_t *pte1p;
5441         pt2_entry_t *pte2p, opte2;
5442         vm_offset_t va;
5443
5444         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5445             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5446
5447         /*
5448          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
5449          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
5450          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
5451          */
5452         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
5453         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
5454                 return;
5455         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5456         sched_pin();
5457         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
5458                 goto small_mappings;
5459         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5460         TAILQ_FOREACH_SAFE(pv, &pvh->pv_list, pv_next, next_pv) {
5461                 va = pv->pv_va;
5462                 pmap = PV_PMAP(pv);
5463                 PMAP_LOCK(pmap);
5464                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
5465                 if (!(pte1_load(pte1p) & PTE1_RO))
5466                         (void)pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, va);
5467                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5468         }
5469 small_mappings:
5470         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
5471                 pmap = PV_PMAP(pv);
5472                 PMAP_LOCK(pmap);
5473                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
5474                 KASSERT(!pte1_is_section(pte1_load(pte1p)), ("%s: found"
5475                     " a section in page %p's pv list", __func__, m));
5476                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va);
5477                 opte2 = pte2_load(pte2p);
5478                 if (!(opte2 & PTE2_RO)) {
5479                         pte2_store(pte2p, opte2 | PTE2_RO | PTE2_NM);
5480                         if (pte2_is_dirty(opte2))
5481                                 vm_page_dirty(m);
5482                         pmap_tlb_flush(pmap, pv->pv_va);
5483                 }
5484                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5485         }
5486         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
5487         sched_unpin();
5488         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5489 }
5490
5491 /*
5492  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
5493  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
5494  *      modified flags in each mapping and set the mapped page's dirty field.
5495  */
5496 void
5497 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
5498 {
5499         pt1_entry_t *pte1p, opte1;
5500         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
5501         vm_offset_t pdnxt;
5502         vm_page_t m;
5503         boolean_t pv_lists_locked;
5504
5505         if (advice != MADV_DONTNEED && advice != MADV_FREE)
5506                 return;
5507         if (pmap_is_current(pmap))
5508                 pv_lists_locked = FALSE;
5509         else {
5510                 pv_lists_locked = TRUE;
5511 resume:
5512                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
5513                 sched_pin();
5514         }
5515         PMAP_LOCK(pmap);
5516         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
5517                 pdnxt = pte1_trunc(sva + PTE1_SIZE);
5518                 if (pdnxt < sva)
5519                         pdnxt = eva;
5520                 pte1p = pmap_pte1(pmap, sva);
5521                 opte1 = pte1_load(pte1p);
5522                 if (!pte1_is_valid(opte1)) /* XXX */
5523                         continue;
5524                 else if (pte1_is_section(opte1)) {
5525                         if (!pte1_is_managed(opte1))
5526                                 continue;
5527                         if (!pv_lists_locked) {
5528                                 pv_lists_locked = TRUE;
5529                                 if (!rw_try_wlock(&pvh_global_lock)) {
5530                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
5531                                         goto resume;
5532                                 }
5533                                 sched_pin();
5534                         }
5535                         if (!pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, sva)) {
5536                                 /*
5537                                  * The large page mapping was destroyed.
5538                                  */
5539                                 continue;
5540                         }
5541
5542                         /*
5543                          * Unless the page mappings are wired, remove the
5544                          * mapping to a single page so that a subsequent
5545                          * access may repromote.  Since the underlying L2 page
5546                          * table is fully populated, this removal never
5547                          * frees a L2 page table page.
5548                          */
5549                         if (!pte1_is_wired(opte1)) {
5550                                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, sva);
5551                                 KASSERT(pte2_is_valid(pte2_load(pte2p)),
5552                                     ("%s: invalid PTE2", __func__));
5553                                 pmap_remove_pte2(pmap, pte2p, sva, NULL);
5554                         }
5555                 }
5556                 if (pdnxt > eva)
5557                         pdnxt = eva;
5558                 for (pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte2p++,
5559                     sva += PAGE_SIZE) {
5560                         pte2 = pte2_load(pte2p);
5561                         if (!pte2_is_valid(pte2) || !pte2_is_managed(pte2))
5562                                 continue;
5563                         else if (pte2_is_dirty(pte2)) {
5564                                 if (advice == MADV_DONTNEED) {
5565                                         /*
5566                                          * Future calls to pmap_is_modified()
5567                                          * can be avoided by making the page
5568                                          * dirty now.
5569                                          */
5570                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(pte2));
5571                                         vm_page_dirty(m);
5572                                 }
5573                                 pte2_set_bit(pte2p, PTE2_NM);
5574                                 pte2_clear_bit(pte2p, PTE2_A);
5575                         } else if ((pte2 & PTE2_A) != 0)
5576                                 pte2_clear_bit(pte2p, PTE2_A);
5577                         else
5578                                 continue;
5579                         pmap_tlb_flush(pmap, sva);
5580                 }
5581         }
5582         if (pv_lists_locked) {
5583                 sched_unpin();
5584                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5585         }
5586         PMAP_UNLOCK(pmap);
5587 }
5588
5589 /*
5590  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
5591  */
5592 void
5593 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
5594 {
5595         struct md_page *pvh;
5596         pv_entry_t next_pv, pv;
5597         pmap_t pmap;
5598         pt1_entry_t *pte1p, opte1;
5599         pt2_entry_t *pte2p, opte2;
5600         vm_offset_t va;
5601
5602         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5603             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5604         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
5605         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
5606             ("%s: page %p is exclusive busy", __func__, m));
5607
5608         /*
5609          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTE2s can have PTE2_NM
5610          * cleared. If the object containing the page is locked and the page
5611          * is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently
5612          * set.
5613          */
5614         if ((m->flags & PGA_WRITEABLE) == 0)
5615                 return;
5616         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5617         sched_pin();
5618         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
5619                 goto small_mappings;
5620         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5621         TAILQ_FOREACH_SAFE(pv, &pvh->pv_list, pv_next, next_pv) {
5622                 va = pv->pv_va;
5623                 pmap = PV_PMAP(pv);
5624                 PMAP_LOCK(pmap);
5625                 pte1p = pmap_pte1(pmap, va);
5626                 opte1 = pte1_load(pte1p);
5627                 if (!(opte1 & PTE1_RO)) {
5628                         if (pmap_demote_pte1(pmap, pte1p, va) &&
5629                             !pte1_is_wired(opte1)) {
5630                                 /*
5631                                  * Write protect the mapping to a
5632                                  * single page so that a subsequent
5633                                  * write access may repromote.
5634                                  */
5635                                 va += VM_PAGE_TO_PHYS(m) - pte1_pa(opte1);
5636                                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, va);
5637                                 opte2 = pte2_load(pte2p);
5638                                 if ((opte2 & PTE2_V)) {
5639                                         pte2_set_bit(pte2p, PTE2_NM | PTE2_RO);
5640                                         vm_page_dirty(m);
5641                                         pmap_tlb_flush(pmap, va);
5642                                 }
5643                         }
5644                 }
5645                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5646         }
5647 small_mappings:
5648         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
5649                 pmap = PV_PMAP(pv);
5650                 PMAP_LOCK(pmap);
5651                 pte1p = pmap_pte1(pmap, pv->pv_va);
5652                 KASSERT(!pte1_is_section(pte1_load(pte1p)), ("%s: found"
5653                     " a section in page %p's pv list", __func__, m));
5654                 pte2p = pmap_pte2_quick(pmap, pv->pv_va);
5655                 if (pte2_is_dirty(pte2_load(pte2p))) {
5656                         pte2_set_bit(pte2p, PTE2_NM);
5657                         pmap_tlb_flush(pmap, pv->pv_va);
5658                 }
5659                 PMAP_UNLOCK(pmap);
5660         }
5661         sched_unpin();
5662         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5663 }
5664
5665
5666 /*
5667  *  Sets the memory attribute for the specified page.
5668  */
5669 void
5670 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
5671 {
5672         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
5673         vm_memattr_t oma;
5674         vm_paddr_t pa;
5675         struct pcpu *pc;
5676
5677         oma = m->md.pat_mode;
5678         m->md.pat_mode = ma;
5679
5680         CTR5(KTR_PMAP, "%s: page %p - 0x%08X oma: %d, ma: %d", __func__, m,
5681             VM_PAGE_TO_PHYS(m), oma, ma);
5682         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
5683                 return;
5684 #if 0
5685         /*
5686          * If "m" is a normal page, flush it from the cache.
5687          *
5688          * First, try to find an existing mapping of the page by sf
5689          * buffer. sf_buf_invalidate_cache() modifies mapping and
5690          * flushes the cache.
5691          */
5692         if (sf_buf_invalidate_cache(m, oma))
5693                 return;
5694 #endif
5695         /*
5696          * If page is not mapped by sf buffer, map the page
5697          * transient and do invalidation.
5698          */
5699         if (ma != oma) {
5700                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
5701                 sched_pin();
5702                 pc = get_pcpu();
5703                 cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
5704                 mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
5705                 if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
5706                         panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
5707                 pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(pa, PTE2_AP_KRW,
5708                     vm_memattr_to_pte2(ma)));
5709                 dcache_wbinv_poc((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr, pa, PAGE_SIZE);
5710                 pte2_clear(cmap2_pte2p);
5711                 tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5712                 sched_unpin();
5713                 mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
5714         }
5715 }
5716
5717 /*
5718  *  Miscellaneous support routines follow
5719  */
5720
5721 /*
5722  *  Returns TRUE if the given page is mapped individually or as part of
5723  *  a 1mpage.  Otherwise, returns FALSE.
5724  */
5725 boolean_t
5726 pmap_page_is_mapped(vm_page_t m)
5727 {
5728         boolean_t rv;
5729
5730         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
5731                 return (FALSE);
5732         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5733         rv = !TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) ||
5734             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
5735             !TAILQ_EMPTY(&pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))->pv_list));
5736         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5737         return (rv);
5738 }
5739
5740 /*
5741  *  Returns true if the pmap's pv is one of the first
5742  *  16 pvs linked to from this page.  This count may
5743  *  be changed upwards or downwards in the future; it
5744  *  is only necessary that true be returned for a small
5745  *  subset of pmaps for proper page aging.
5746  */
5747 boolean_t
5748 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
5749 {
5750         struct md_page *pvh;
5751         pv_entry_t pv;
5752         int loops = 0;
5753         boolean_t rv;
5754
5755         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
5756             ("%s: page %p is not managed", __func__, m));
5757         rv = FALSE;
5758         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5759         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
5760                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
5761                         rv = TRUE;
5762                         break;
5763                 }
5764                 loops++;
5765                 if (loops >= 16)
5766                         break;
5767         }
5768         if (!rv && loops < 16 && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
5769                 pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5770                 TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
5771                         if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
5772                                 rv = TRUE;
5773                                 break;
5774                         }
5775                         loops++;
5776                         if (loops >= 16)
5777                                 break;
5778                 }
5779         }
5780         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
5781         return (rv);
5782 }
5783
5784 /*
5785  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
5786  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
5787  */
5788 void
5789 pmap_zero_page(vm_page_t m)
5790 {
5791         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
5792         struct pcpu *pc;
5793
5794         sched_pin();
5795         pc = get_pcpu();
5796         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
5797         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
5798         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
5799                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
5800         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(m), PTE2_AP_KRW,
5801             vm_page_pte2_attr(m)));
5802         pagezero(pc->pc_cmap2_addr);
5803         pte2_clear(cmap2_pte2p);
5804         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5805         sched_unpin();
5806         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
5807 }
5808
5809 /*
5810  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping
5811  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
5812  *
5813  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
5814  */
5815 void
5816 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
5817 {
5818         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
5819         struct pcpu *pc;
5820
5821         sched_pin();
5822         pc = get_pcpu();
5823         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
5824         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
5825         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
5826                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
5827         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(m), PTE2_AP_KRW,
5828             vm_page_pte2_attr(m)));
5829         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE)
5830                 pagezero(pc->pc_cmap2_addr);
5831         else
5832                 bzero(pc->pc_cmap2_addr + off, size);
5833         pte2_clear(cmap2_pte2p);
5834         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5835         sched_unpin();
5836         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
5837 }
5838
5839 /*
5840  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
5841  *      page by mapping the page into virtual memory and using
5842  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
5843  *      time.
5844  */
5845 void
5846 pmap_copy_page(vm_page_t src, vm_page_t dst)
5847 {
5848         pt2_entry_t *cmap1_pte2p, *cmap2_pte2p;
5849         struct pcpu *pc;
5850
5851         sched_pin();
5852         pc = get_pcpu();
5853         cmap1_pte2p = pc->pc_cmap1_pte2p;
5854         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
5855         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
5856         if (pte2_load(cmap1_pte2p) != 0)
5857                 panic("%s: CMAP1 busy", __func__);
5858         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
5859                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
5860         pte2_store(cmap1_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(src),
5861             PTE2_AP_KR | PTE2_NM, vm_page_pte2_attr(src)));
5862         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(dst),
5863             PTE2_AP_KRW, vm_page_pte2_attr(dst)));
5864         bcopy(pc->pc_cmap1_addr, pc->pc_cmap2_addr, PAGE_SIZE);
5865         pte2_clear(cmap1_pte2p);
5866         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap1_addr);
5867         pte2_clear(cmap2_pte2p);
5868         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5869         sched_unpin();
5870         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
5871 }
5872
5873 int unmapped_buf_allowed = 1;
5874
5875 void
5876 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
5877     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
5878 {
5879         pt2_entry_t *cmap1_pte2p, *cmap2_pte2p;
5880         vm_page_t a_pg, b_pg;
5881         char *a_cp, *b_cp;
5882         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
5883         struct pcpu *pc;
5884         int cnt;
5885
5886         sched_pin();
5887         pc = get_pcpu();
5888         cmap1_pte2p = pc->pc_cmap1_pte2p;
5889         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
5890         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
5891         if (pte2_load(cmap1_pte2p) != 0)
5892                 panic("pmap_copy_pages: CMAP1 busy");
5893         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
5894                 panic("pmap_copy_pages: CMAP2 busy");
5895         while (xfersize > 0) {
5896                 a_pg = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
5897                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
5898                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
5899                 b_pg = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
5900                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
5901                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
5902                 pte2_store(cmap1_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(a_pg),
5903                     PTE2_AP_KR | PTE2_NM, vm_page_pte2_attr(a_pg)));
5904                 tlb_flush_local((vm_offset_t)pc->pc_cmap1_addr);
5905                 pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(b_pg),
5906                     PTE2_AP_KRW, vm_page_pte2_attr(b_pg)));
5907                 tlb_flush_local((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5908                 a_cp = pc->pc_cmap1_addr + a_pg_offset;
5909                 b_cp = pc->pc_cmap2_addr + b_pg_offset;
5910                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
5911                 a_offset += cnt;
5912                 b_offset += cnt;
5913                 xfersize -= cnt;
5914         }
5915         pte2_clear(cmap1_pte2p);
5916         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap1_addr);
5917         pte2_clear(cmap2_pte2p);
5918         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
5919         sched_unpin();
5920         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
5921 }
5922
5923 vm_offset_t
5924 pmap_quick_enter_page(vm_page_t m)
5925 {
5926         struct pcpu *pc;
5927         pt2_entry_t *pte2p;
5928
5929         critical_enter();
5930         pc = get_pcpu();
5931         pte2p = pc->pc_qmap_pte2p;
5932
5933         KASSERT(pte2_load(pte2p) == 0, ("%s: PTE2 busy", __func__));
5934
5935         pte2_store(pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(m), PTE2_AP_KRW,
5936             vm_page_pte2_attr(m)));
5937         return (pc->pc_qmap_addr);
5938 }
5939
5940 void
5941 pmap_quick_remove_page(vm_offset_t addr)
5942 {
5943         struct pcpu *pc;
5944         pt2_entry_t *pte2p;
5945
5946         pc = get_pcpu();
5947         pte2p = pc->pc_qmap_pte2p;
5948
5949         KASSERT(addr == pc->pc_qmap_addr, ("%s: invalid address", __func__));
5950         KASSERT(pte2_load(pte2p) != 0, ("%s: PTE2 not in use", __func__));
5951
5952         pte2_clear(pte2p);
5953         tlb_flush(pc->pc_qmap_addr);
5954         critical_exit();
5955 }
5956
5957 /*
5958  *      Copy the range specified by src_addr/len
5959  *      from the source map to the range dst_addr/len
5960  *      in the destination map.
5961  *
5962  *      This routine is only advisory and need not do anything.
5963  */
5964 void
5965 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
5966     vm_offset_t src_addr)
5967 {
5968         struct spglist free;
5969         vm_offset_t addr;
5970         vm_offset_t end_addr = src_addr + len;
5971         vm_offset_t nextva;
5972
5973         if (dst_addr != src_addr)
5974                 return;
5975
5976         if (!pmap_is_current(src_pmap))
5977                 return;
5978
5979         rw_wlock(&pvh_global_lock);
5980         if (dst_pmap < src_pmap) {
5981                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
5982                 PMAP_LOCK(src_pmap);
5983         } else {
5984                 PMAP_LOCK(src_pmap);
5985                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
5986         }
5987         sched_pin();
5988         for (addr = src_addr; addr < end_addr; addr = nextva) {
5989                 pt2_entry_t *src_pte2p, *dst_pte2p;
5990                 vm_page_t dst_mpt2pg, src_mpt2pg;
5991                 pt1_entry_t src_pte1;
5992                 u_int pte1_idx;
5993
5994                 KASSERT(addr < VM_MAXUSER_ADDRESS,
5995                     ("%s: invalid to pmap_copy page tables", __func__));
5996
5997                 nextva = pte1_trunc(addr + PTE1_SIZE);
5998                 if (nextva < addr)
5999                         nextva = end_addr;
6000
6001                 pte1_idx = pte1_index(addr);
6002                 src_pte1 = src_pmap->pm_pt1[pte1_idx];
6003                 if (pte1_is_section(src_pte1)) {
6004                         if ((addr & PTE1_OFFSET) != 0 ||
6005                             (addr + PTE1_SIZE) > end_addr)
6006                                 continue;
6007                         if (dst_pmap->pm_pt1[pte1_idx] == 0 &&
6008                             (!pte1_is_managed(src_pte1) ||
6009                             pmap_pv_insert_pte1(dst_pmap, addr,
6010                             pte1_pa(src_pte1)))) {
6011                                 dst_pmap->pm_pt1[pte1_idx] = src_pte1 &
6012                                     ~PTE1_W;
6013                                 dst_pmap->pm_stats.resident_count +=
6014                                     PTE1_SIZE / PAGE_SIZE;
6015                                 pmap_pte1_mappings++;
6016                         }
6017                         continue;
6018                 } else if (!pte1_is_link(src_pte1))
6019                         continue;
6020
6021                 src_mpt2pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_link_pa(src_pte1));
6022
6023                 /*
6024                  * We leave PT2s to be linked from PT1 even if they are not
6025                  * referenced until all PT2s in a page are without reference.
6026                  *
6027                  * QQQ: It could be changed ...
6028                  */
6029 #if 0 /* single_pt2_link_is_cleared */
6030                 KASSERT(pt2_wirecount_get(src_mpt2pg, pte1_idx) > 0,
6031                     ("%s: source page table page is unused", __func__));
6032 #else
6033                 if (pt2_wirecount_get(src_mpt2pg, pte1_idx) == 0)
6034                         continue;
6035 #endif
6036                 if (nextva > end_addr)
6037                         nextva = end_addr;
6038
6039                 src_pte2p = pt2map_entry(addr);
6040                 while (addr < nextva) {
6041                         pt2_entry_t temp_pte2;
6042                         temp_pte2 = pte2_load(src_pte2p);
6043                         /*
6044                          * we only virtual copy managed pages
6045                          */
6046                         if (pte2_is_managed(temp_pte2)) {
6047                                 dst_mpt2pg = pmap_allocpte2(dst_pmap, addr,
6048                                     PMAP_ENTER_NOSLEEP);
6049                                 if (dst_mpt2pg == NULL)
6050                                         goto out;
6051                                 dst_pte2p = pmap_pte2_quick(dst_pmap, addr);
6052                                 if (!pte2_is_valid(pte2_load(dst_pte2p)) &&
6053                                     pmap_try_insert_pv_entry(dst_pmap, addr,
6054                                     PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(temp_pte2)))) {
6055                                         /*
6056                                          * Clear the wired, modified, and
6057                                          * accessed (referenced) bits
6058                                          * during the copy.
6059                                          */
6060                                         temp_pte2 &=  ~(PTE2_W | PTE2_A);
6061                                         temp_pte2 |= PTE2_NM;
6062                                         pte2_store(dst_pte2p, temp_pte2);
6063                                         dst_pmap->pm_stats.resident_count++;
6064                                 } else {
6065                                         SLIST_INIT(&free);
6066                                         if (pmap_unwire_pt2(dst_pmap, addr,
6067                                             dst_mpt2pg, &free)) {
6068                                                 pmap_tlb_flush(dst_pmap, addr);
6069                                                 pmap_free_zero_pages(&free);
6070                                         }
6071                                         goto out;
6072                                 }
6073                                 if (pt2_wirecount_get(dst_mpt2pg, pte1_idx) >=
6074                                     pt2_wirecount_get(src_mpt2pg, pte1_idx))
6075                                         break;
6076                         }
6077                         addr += PAGE_SIZE;
6078                         src_pte2p++;
6079                 }
6080         }
6081 out:
6082         sched_unpin();
6083         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
6084         PMAP_UNLOCK(src_pmap);
6085         PMAP_UNLOCK(dst_pmap);
6086 }
6087
6088 /*
6089  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
6090  *      different alignment might result in more section mappings.
6091  */
6092 void
6093 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
6094     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
6095 {
6096         vm_offset_t pte1_offset;
6097
6098         if (size < PTE1_SIZE)
6099                 return;
6100         if (object != NULL && (object->flags & OBJ_COLORED) != 0)
6101                 offset += ptoa(object->pg_color);
6102         pte1_offset = offset & PTE1_OFFSET;
6103         if (size - ((PTE1_SIZE - pte1_offset) & PTE1_OFFSET) < PTE1_SIZE ||
6104             (*addr & PTE1_OFFSET) == pte1_offset)
6105                 return;
6106         if ((*addr & PTE1_OFFSET) < pte1_offset)
6107                 *addr = pte1_trunc(*addr) + pte1_offset;
6108         else
6109                 *addr = pte1_roundup(*addr) + pte1_offset;
6110 }
6111
6112 void
6113 pmap_activate(struct thread *td)
6114 {
6115         pmap_t pmap, oldpmap;
6116         u_int cpuid, ttb;
6117
6118         PDEBUG(9, printf("%s: td = %08x\n", __func__, (uint32_t)td));
6119
6120         critical_enter();
6121         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
6122         oldpmap = PCPU_GET(curpmap);
6123         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
6124
6125 #if defined(SMP)
6126         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &oldpmap->pm_active);
6127         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
6128 #else
6129         CPU_CLR(cpuid, &oldpmap->pm_active);
6130         CPU_SET(cpuid, &pmap->pm_active);
6131 #endif
6132
6133         ttb = pmap_ttb_get(pmap);
6134
6135         /*
6136          * pmap_activate is for the current thread on the current cpu
6137          */
6138         td->td_pcb->pcb_pagedir = ttb;
6139         cp15_ttbr_set(ttb);
6140         PCPU_SET(curpmap, pmap);
6141         critical_exit();
6142 }
6143
6144 /*
6145  *  Perform the pmap work for mincore.
6146  */
6147 int
6148 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
6149 {
6150         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
6151         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
6152         vm_paddr_t pa;
6153         bool managed;
6154         int val;
6155
6156         PMAP_LOCK(pmap);
6157 retry:
6158         pte1p = pmap_pte1(pmap, addr);
6159         pte1 = pte1_load(pte1p);
6160         if (pte1_is_section(pte1)) {
6161                 pa = trunc_page(pte1_pa(pte1) | (addr & PTE1_OFFSET));
6162                 managed = pte1_is_managed(pte1);
6163                 val = MINCORE_SUPER | MINCORE_INCORE;
6164                 if (pte1_is_dirty(pte1))
6165                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
6166                 if (pte1 & PTE1_A)
6167                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
6168         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
6169                 pte2p = pmap_pte2(pmap, addr);
6170                 pte2 = pte2_load(pte2p);
6171                 pmap_pte2_release(pte2p);
6172                 pa = pte2_pa(pte2);
6173                 managed = pte2_is_managed(pte2);
6174                 val = MINCORE_INCORE;
6175                 if (pte2_is_dirty(pte2))
6176                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
6177                 if (pte2 & PTE2_A)
6178                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
6179         } else {
6180                 managed = false;
6181                 val = 0;
6182         }
6183         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
6184             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) && managed) {
6185                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
6186                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
6187                         goto retry;
6188         } else
6189                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
6190         PMAP_UNLOCK(pmap);
6191         return (val);
6192 }
6193
6194 void
6195 pmap_kenter_device(vm_offset_t va, vm_size_t size, vm_paddr_t pa)
6196 {
6197         vm_offset_t sva;
6198         uint32_t l2attr;
6199
6200         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
6201             ("%s: device mapping not page-sized", __func__));
6202
6203         sva = va;
6204         l2attr = vm_memattr_to_pte2(VM_MEMATTR_DEVICE);
6205         while (size != 0) {
6206                 pmap_kenter_prot_attr(va, pa, PTE2_AP_KRW, l2attr);
6207                 va += PAGE_SIZE;
6208                 pa += PAGE_SIZE;
6209                 size -= PAGE_SIZE;
6210         }
6211         tlb_flush_range(sva, va - sva);
6212 }
6213
6214 void
6215 pmap_kremove_device(vm_offset_t va, vm_size_t size)
6216 {
6217         vm_offset_t sva;
6218
6219         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
6220             ("%s: device mapping not page-sized", __func__));
6221
6222         sva = va;
6223         while (size != 0) {
6224                 pmap_kremove(va);
6225                 va += PAGE_SIZE;
6226                 size -= PAGE_SIZE;
6227         }
6228         tlb_flush_range(sva, va - sva);
6229 }
6230
6231 void
6232 pmap_set_pcb_pagedir(pmap_t pmap, struct pcb *pcb)
6233 {
6234
6235         pcb->pcb_pagedir = pmap_ttb_get(pmap);
6236 }
6237
6238
6239 /*
6240  *  Clean L1 data cache range by physical address.
6241  *  The range must be within a single page.
6242  */
6243 static void
6244 pmap_dcache_wb_pou(vm_paddr_t pa, vm_size_t size, uint32_t attr)
6245 {
6246         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
6247         struct pcpu *pc;
6248
6249         KASSERT(((pa & PAGE_MASK) + size) <= PAGE_SIZE,
6250             ("%s: not on single page", __func__));
6251
6252         sched_pin();
6253         pc = get_pcpu();
6254         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
6255         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
6256         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
6257                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
6258         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(pa, PTE2_AP_KRW, attr));
6259         dcache_wb_pou((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr + (pa & PAGE_MASK), size);
6260         pte2_clear(cmap2_pte2p);
6261         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
6262         sched_unpin();
6263         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
6264 }
6265
6266 /*
6267  *  Sync instruction cache range which is not mapped yet.
6268  */
6269 void
6270 cache_icache_sync_fresh(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
6271 {
6272         uint32_t len, offset;
6273         vm_page_t m;
6274
6275         /* Write back d-cache on given address range. */
6276         offset = pa & PAGE_MASK;
6277         for ( ; size != 0; size -= len, pa += len, offset = 0) {
6278                 len = min(PAGE_SIZE - offset, size);
6279                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
6280                 KASSERT(m != NULL, ("%s: vm_page_t is null for %#x",
6281                   __func__, pa));
6282                 pmap_dcache_wb_pou(pa, len, vm_page_pte2_attr(m));
6283         }
6284         /*
6285          * I-cache is VIPT. Only way how to flush all virtual mappings
6286          * on given physical address is to invalidate all i-cache.
6287          */
6288         icache_inv_all();
6289 }
6290
6291 void
6292 pmap_sync_icache(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_size_t size)
6293 {
6294
6295         /* Write back d-cache on given address range. */
6296         if (va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
6297                 dcache_wb_pou(va, size);
6298         } else {
6299                 uint32_t len, offset;
6300                 vm_paddr_t pa;
6301                 vm_page_t m;
6302
6303                 offset = va & PAGE_MASK;
6304                 for ( ; size != 0; size -= len, va += len, offset = 0) {
6305                         pa = pmap_extract(pmap, va); /* offset is preserved */
6306                         len = min(PAGE_SIZE - offset, size);
6307                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
6308                         KASSERT(m != NULL, ("%s: vm_page_t is null for %#x",
6309                                 __func__, pa));
6310                         pmap_dcache_wb_pou(pa, len, vm_page_pte2_attr(m));
6311                 }
6312         }
6313         /*
6314          * I-cache is VIPT. Only way how to flush all virtual mappings
6315          * on given physical address is to invalidate all i-cache.
6316          */
6317         icache_inv_all();
6318 }
6319
6320 /*
6321  *  The implementation of pmap_fault() uses IN_RANGE2() macro which
6322  *  depends on the fact that given range size is a power of 2.
6323  */
6324 CTASSERT(powerof2(NB_IN_PT1));
6325 CTASSERT(powerof2(PT2MAP_SIZE));
6326
6327 #define IN_RANGE2(addr, start, size)    \
6328     ((vm_offset_t)(start) == ((vm_offset_t)(addr) & ~((size) - 1)))
6329
6330 /*
6331  *  Handle access and R/W emulation faults.
6332  */
6333 int
6334 pmap_fault(pmap_t pmap, vm_offset_t far, uint32_t fsr, int idx, bool usermode)
6335 {
6336         pt1_entry_t *pte1p, pte1;
6337         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
6338
6339         if (pmap == NULL)
6340                 pmap = kernel_pmap;
6341
6342         /*
6343          * In kernel, we should never get abort with FAR which is in range of
6344          * pmap->pm_pt1 or PT2MAP address spaces. If it happens, stop here
6345          * and print out a useful abort message and even get to the debugger
6346          * otherwise it likely ends with never ending loop of aborts.
6347          */
6348         if (__predict_false(IN_RANGE2(far, pmap->pm_pt1, NB_IN_PT1))) {
6349                 /*
6350                  * All L1 tables should always be mapped and present.
6351                  * However, we check only current one herein. For user mode,
6352                  * only permission abort from malicious user is not fatal.
6353                  * And alignment abort as it may have higher priority.
6354                  */
6355                 if (!usermode || (idx != FAULT_ALIGN && idx != FAULT_PERM_L2)) {
6356                         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap %#x pm_pt1 %#x far %#x",
6357                             __func__, pmap, pmap->pm_pt1, far);
6358                         panic("%s: pm_pt1 abort", __func__);
6359                 }
6360                 return (KERN_INVALID_ADDRESS);
6361         }
6362         if (__predict_false(IN_RANGE2(far, PT2MAP, PT2MAP_SIZE))) {
6363                 /*
6364                  * PT2MAP should be always mapped and present in current
6365                  * L1 table. However, only existing L2 tables are mapped
6366                  * in PT2MAP. For user mode, only L2 translation abort and
6367                  * permission abort from malicious user is not fatal.
6368                  * And alignment abort as it may have higher priority.
6369                  */
6370                 if (!usermode || (idx != FAULT_ALIGN &&
6371                     idx != FAULT_TRAN_L2 && idx != FAULT_PERM_L2)) {
6372                         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap %#x PT2MAP %#x far %#x",
6373                             __func__, pmap, PT2MAP, far);
6374                         panic("%s: PT2MAP abort", __func__);
6375                 }
6376                 return (KERN_INVALID_ADDRESS);
6377         }
6378
6379         /*
6380          * A pmap lock is used below for handling of access and R/W emulation
6381          * aborts. They were handled by atomic operations before so some
6382          * analysis of new situation is needed to answer the following question:
6383          * Is it safe to use the lock even for these aborts?
6384          *
6385          * There may happen two cases in general:
6386          *
6387          * (1) Aborts while the pmap lock is locked already - this should not
6388          * happen as pmap lock is not recursive. However, under pmap lock only
6389          * internal kernel data should be accessed and such data should be
6390          * mapped with A bit set and NM bit cleared. If double abort happens,
6391          * then a mapping of data which has caused it must be fixed. Further,
6392          * all new mappings are always made with A bit set and the bit can be
6393          * cleared only on managed mappings.
6394          *
6395          * (2) Aborts while another lock(s) is/are locked - this already can
6396          * happen. However, there is no difference here if it's either access or
6397          * R/W emulation abort, or if it's some other abort.
6398          */
6399
6400         PMAP_LOCK(pmap);
6401 #ifdef SMP
6402         /*
6403          * Special treatment is due to break-before-make approach done when
6404          * pte1 is updated for userland mapping during section promotion or
6405          * demotion. If not caught here, pmap_enter() can find a section
6406          * mapping on faulting address. That is not allowed.
6407          */
6408         if (idx == FAULT_TRAN_L1 && usermode && cp15_ats1cur_check(far) == 0) {
6409                 PMAP_UNLOCK(pmap);
6410                 return (KERN_SUCCESS);
6411         }
6412 #endif
6413         /*
6414          * Accesss bits for page and section. Note that the entry
6415          * is not in TLB yet, so TLB flush is not necessary.
6416          *
6417          * QQQ: This is hardware emulation, we do not call userret()
6418          *      for aborts from user mode.
6419          */
6420         if (idx == FAULT_ACCESS_L2) {
6421                 pte2p = pt2map_entry(far);
6422                 pte2 = pte2_load(pte2p);
6423                 if (pte2_is_valid(pte2)) {
6424                         pte2_store(pte2p, pte2 | PTE2_A);
6425                         PMAP_UNLOCK(pmap);
6426                         return (KERN_SUCCESS);
6427                 }
6428         }
6429         if (idx == FAULT_ACCESS_L1) {
6430                 pte1p = pmap_pte1(pmap, far);
6431                 pte1 = pte1_load(pte1p);
6432                 if (pte1_is_section(pte1)) {
6433                         pte1_store(pte1p, pte1 | PTE1_A);
6434                         PMAP_UNLOCK(pmap);
6435                         return (KERN_SUCCESS);
6436                 }
6437         }
6438
6439         /*
6440          * Handle modify bits for page and section. Note that the modify
6441          * bit is emulated by software. So PTEx_RO is software read only
6442          * bit and PTEx_NM flag is real hardware read only bit.
6443          *
6444          * QQQ: This is hardware emulation, we do not call userret()
6445          *      for aborts from user mode.
6446          */
6447         if ((fsr & FSR_WNR) && (idx == FAULT_PERM_L2)) {
6448                 pte2p = pt2map_entry(far);
6449                 pte2 = pte2_load(pte2p);
6450                 if (pte2_is_valid(pte2) && !(pte2 & PTE2_RO) &&
6451                     (pte2 & PTE2_NM)) {
6452                         pte2_store(pte2p, pte2 & ~PTE2_NM);
6453                         tlb_flush(trunc_page(far));
6454                         PMAP_UNLOCK(pmap);
6455                         return (KERN_SUCCESS);
6456                 }
6457         }
6458         if ((fsr & FSR_WNR) && (idx == FAULT_PERM_L1)) {
6459                 pte1p = pmap_pte1(pmap, far);
6460                 pte1 = pte1_load(pte1p);
6461                 if (pte1_is_section(pte1) && !(pte1 & PTE1_RO) &&
6462                     (pte1 & PTE1_NM)) {
6463                         pte1_store(pte1p, pte1 & ~PTE1_NM);
6464                         tlb_flush(pte1_trunc(far));
6465                         PMAP_UNLOCK(pmap);
6466                         return (KERN_SUCCESS);
6467                 }
6468         }
6469
6470         /*
6471          * QQQ: The previous code, mainly fast handling of access and
6472          *      modify bits aborts, could be moved to ASM. Now we are
6473          *      starting to deal with not fast aborts.
6474          */
6475
6476 #ifdef INVARIANTS
6477         /*
6478          * Read an entry in PT2TAB associated with both pmap and far.
6479          * It's safe because PT2TAB is always mapped.
6480          */
6481         pte2 = pt2tab_load(pmap_pt2tab_entry(pmap, far));
6482         if (pte2_is_valid(pte2)) {
6483                 /*
6484                  * Now, when we know that L2 page table is allocated,
6485                  * we can use PT2MAP to get L2 page table entry.
6486                  */
6487                 pte2 = pte2_load(pt2map_entry(far));
6488                 if (pte2_is_valid(pte2)) {
6489                         /*
6490                          * If L2 page table entry is valid, make sure that
6491                          * L1 page table entry is valid too.  Note that we
6492                          * leave L2 page entries untouched when promoted.
6493                          */
6494                         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, far));
6495                         if (!pte1_is_valid(pte1)) {
6496                                 panic("%s: missing L1 page entry (%p, %#x)",
6497                                     __func__, pmap, far);
6498                         }
6499                 }
6500         }
6501 #endif
6502         PMAP_UNLOCK(pmap);
6503         return (KERN_FAILURE);
6504 }
6505
6506 #if defined(PMAP_DEBUG)
6507 /*
6508  *  Reusing of KVA used in pmap_zero_page function !!!
6509  */
6510 static void
6511 pmap_zero_page_check(vm_page_t m)
6512 {
6513         pt2_entry_t *cmap2_pte2p;
6514         uint32_t *p, *end;
6515         struct pcpu *pc;
6516
6517         sched_pin();
6518         pc = get_pcpu();
6519         cmap2_pte2p = pc->pc_cmap2_pte2p;
6520         mtx_lock(&pc->pc_cmap_lock);
6521         if (pte2_load(cmap2_pte2p) != 0)
6522                 panic("%s: CMAP2 busy", __func__);
6523         pte2_store(cmap2_pte2p, PTE2_KERN_NG(VM_PAGE_TO_PHYS(m), PTE2_AP_KRW,
6524             vm_page_pte2_attr(m)));
6525         end = (uint32_t*)(pc->pc_cmap2_addr + PAGE_SIZE);
6526         for (p = (uint32_t*)pc->pc_cmap2_addr; p < end; p++)
6527                 if (*p != 0)
6528                         panic("%s: page %p not zero, va: %p", __func__, m,
6529                             pc->pc_cmap2_addr);
6530         pte2_clear(cmap2_pte2p);
6531         tlb_flush((vm_offset_t)pc->pc_cmap2_addr);
6532         sched_unpin();
6533         mtx_unlock(&pc->pc_cmap_lock);
6534 }
6535
6536 int
6537 pmap_pid_dump(int pid)
6538 {
6539         pmap_t pmap;
6540         struct proc *p;
6541         int npte2 = 0;
6542         int i, j, index;
6543
6544         sx_slock(&allproc_lock);
6545         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
6546                 if (p->p_pid != pid || p->p_vmspace == NULL)
6547                         continue;
6548                 index = 0;
6549                 pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
6550                 for (i = 0; i < NPTE1_IN_PT1; i++) {
6551                         pt1_entry_t pte1;
6552                         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
6553                         vm_offset_t base, va;
6554                         vm_paddr_t pa;
6555                         vm_page_t m;
6556
6557                         base = i << PTE1_SHIFT;
6558                         pte1 = pte1_load(&pmap->pm_pt1[i]);
6559
6560                         if (pte1_is_section(pte1)) {
6561                                 /*
6562                                  * QQQ: Do something here!
6563                                  */
6564                         } else if (pte1_is_link(pte1)) {
6565                                 for (j = 0; j < NPTE2_IN_PT2; j++) {
6566                                         va = base + (j << PAGE_SHIFT);
6567                                         if (va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
6568                                                 if (index) {
6569                                                         index = 0;
6570                                                         printf("\n");
6571                                                 }
6572                                                 sx_sunlock(&allproc_lock);
6573                                                 return (npte2);
6574                                         }
6575                                         pte2p = pmap_pte2(pmap, va);
6576                                         pte2 = pte2_load(pte2p);
6577                                         pmap_pte2_release(pte2p);
6578                                         if (!pte2_is_valid(pte2))
6579                                                 continue;
6580
6581                                         pa = pte2_pa(pte2);
6582                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
6583                                         printf("va: 0x%x, pa: 0x%x, h: %d, w:"
6584                                             " %d, f: 0x%x", va, pa,
6585                                             m->hold_count, m->wire_count,
6586                                             m->flags);
6587                                         npte2++;
6588                                         index++;
6589                                         if (index >= 2) {
6590                                                 index = 0;
6591                                                 printf("\n");
6592                                         } else {
6593                                                 printf(" ");
6594                                         }
6595                                 }
6596                         }
6597                 }
6598         }
6599         sx_sunlock(&allproc_lock);
6600         return (npte2);
6601 }
6602
6603 #endif
6604
6605 #ifdef DDB
6606 static pt2_entry_t *
6607 pmap_pte2_ddb(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
6608 {
6609         pt1_entry_t pte1;
6610         vm_paddr_t pt2pg_pa;
6611
6612         pte1 = pte1_load(pmap_pte1(pmap, va));
6613         if (!pte1_is_link(pte1))
6614                 return (NULL);
6615
6616         if (pmap_is_current(pmap))
6617                 return (pt2map_entry(va));
6618
6619         /* Note that L2 page table size is not equal to PAGE_SIZE. */
6620         pt2pg_pa = trunc_page(pte1_link_pa(pte1));
6621         if (pte2_pa(pte2_load(PMAP3)) != pt2pg_pa) {
6622                 pte2_store(PMAP3, PTE2_KPT(pt2pg_pa));
6623 #ifdef SMP
6624                 PMAP3cpu = PCPU_GET(cpuid);
6625 #endif
6626                 tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR3);
6627         }
6628 #ifdef SMP
6629         else if (PMAP3cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
6630                 PMAP3cpu = PCPU_GET(cpuid);
6631                 tlb_flush_local((vm_offset_t)PADDR3);
6632         }
6633 #endif
6634         return (PADDR3 + (arm32_btop(va) & (NPTE2_IN_PG - 1)));
6635 }
6636
6637 static void
6638 dump_pmap(pmap_t pmap)
6639 {
6640
6641         printf("pmap %p\n", pmap);
6642         printf("  pm_pt1: %p\n", pmap->pm_pt1);
6643         printf("  pm_pt2tab: %p\n", pmap->pm_pt2tab);
6644         printf("  pm_active: 0x%08lX\n", pmap->pm_active.__bits[0]);
6645 }
6646
6647 DB_SHOW_COMMAND(pmaps, pmap_list_pmaps)
6648 {
6649
6650         pmap_t pmap;
6651         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
6652                 dump_pmap(pmap);
6653         }
6654 }
6655
6656 static int
6657 pte2_class(pt2_entry_t pte2)
6658 {
6659         int cls;
6660
6661         cls = (pte2 >> 2) & 0x03;
6662         cls |= (pte2 >> 4) & 0x04;
6663         return (cls);
6664 }
6665
6666 static void
6667 dump_section(pmap_t pmap, uint32_t pte1_idx)
6668 {
6669 }
6670
6671 static void
6672 dump_link(pmap_t pmap, uint32_t pte1_idx, boolean_t invalid_ok)
6673 {
6674         uint32_t i;
6675         vm_offset_t va;
6676         pt2_entry_t *pte2p, pte2;
6677         vm_page_t m;
6678
6679         va = pte1_idx << PTE1_SHIFT;
6680         pte2p = pmap_pte2_ddb(pmap, va);
6681         for (i = 0; i < NPTE2_IN_PT2; i++, pte2p++, va += PAGE_SIZE) {
6682                 pte2 = pte2_load(pte2p);
6683                 if (pte2 == 0)
6684                         continue;
6685                 if (!pte2_is_valid(pte2)) {
6686                         printf(" 0x%08X: 0x%08X", va, pte2);
6687                         if (!invalid_ok)
6688                                 printf(" - not valid !!!");
6689                         printf("\n");
6690                         continue;
6691                 }
6692                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(pte2));
6693                 printf(" 0x%08X: 0x%08X, TEX%d, s:%d, g:%d, m:%p", va , pte2,
6694                     pte2_class(pte2), !!(pte2 & PTE2_S), !(pte2 & PTE2_NG), m);
6695                 if (m != NULL) {
6696                         printf(" v:%d h:%d w:%d f:0x%04X\n", m->valid,
6697                             m->hold_count, m->wire_count, m->flags);
6698                 } else {
6699                         printf("\n");
6700                 }
6701         }
6702 }
6703
6704 static __inline boolean_t
6705 is_pv_chunk_space(vm_offset_t va)
6706 {
6707
6708         if ((((vm_offset_t)pv_chunkbase) <= va) &&
6709             (va < ((vm_offset_t)pv_chunkbase + PAGE_SIZE * pv_maxchunks)))
6710                 return (TRUE);
6711         return (FALSE);
6712 }
6713
6714 DB_SHOW_COMMAND(pmap, pmap_pmap_print)
6715 {
6716         /* XXX convert args. */
6717         pmap_t pmap = (pmap_t)addr;
6718         pt1_entry_t pte1;
6719         pt2_entry_t pte2;
6720         vm_offset_t va, eva;
6721         vm_page_t m;
6722         uint32_t i;
6723         boolean_t invalid_ok, dump_link_ok, dump_pv_chunk;
6724
6725         if (have_addr) {
6726                 pmap_t pm;
6727
6728                 LIST_FOREACH(pm, &allpmaps, pm_list)
6729                         if (pm == pmap) break;
6730                 if (pm == NULL) {
6731                         printf("given pmap %p is not in allpmaps list\n", pmap);
6732                         return;
6733                 }
6734         } else
6735                 pmap = PCPU_GET(curpmap);
6736
6737         eva = (modif[0] == 'u') ? VM_MAXUSER_ADDRESS : 0xFFFFFFFF;
6738         dump_pv_chunk = FALSE; /* XXX evaluate from modif[] */
6739
6740         printf("pmap: 0x%08X\n", (uint32_t)pmap);
6741         printf("PT2MAP: 0x%08X\n", (uint32_t)PT2MAP);
6742         printf("pt2tab: 0x%08X\n", (uint32_t)pmap->pm_pt2tab);
6743
6744         for(i = 0; i < NPTE1_IN_PT1; i++) {
6745                 pte1 = pte1_load(&pmap->pm_pt1[i]);
6746                 if (pte1 == 0)
6747                         continue;
6748                 va = i << PTE1_SHIFT;
6749                 if (va >= eva)
6750                         break;
6751
6752                 if (pte1_is_section(pte1)) {
6753                         printf("0x%08X: Section 0x%08X, s:%d g:%d\n", va, pte1,
6754                             !!(pte1 & PTE1_S), !(pte1 & PTE1_NG));
6755                         dump_section(pmap, i);
6756                 } else if (pte1_is_link(pte1)) {
6757                         dump_link_ok = TRUE;
6758                         invalid_ok = FALSE;
6759                         pte2 = pte2_load(pmap_pt2tab_entry(pmap, va));
6760                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte1_link_pa(pte1));
6761                         printf("0x%08X: Link 0x%08X, pt2tab: 0x%08X m: %p",
6762                             va, pte1, pte2, m);
6763                         if (is_pv_chunk_space(va)) {
6764                                 printf(" - pv_chunk space");
6765                                 if (dump_pv_chunk)
6766                                         invalid_ok = TRUE;
6767                                 else
6768                                         dump_link_ok = FALSE;
6769                         }
6770                         else if (m != NULL)
6771                                 printf(" w:%d w2:%u", m->wire_count,
6772                                     pt2_wirecount_get(m, pte1_index(va)));
6773                         if (pte2 == 0)
6774                                 printf(" !!! pt2tab entry is ZERO");
6775                         else if (pte2_pa(pte1) != pte2_pa(pte2))
6776                                 printf(" !!! pt2tab entry is DIFFERENT - m: %p",
6777                                     PHYS_TO_VM_PAGE(pte2_pa(pte2)));
6778                         printf("\n");
6779                         if (dump_link_ok)
6780                                 dump_link(pmap, i, invalid_ok);
6781                 } else
6782                         printf("0x%08X: Invalid entry 0x%08X\n", va, pte1);
6783         }
6784 }
6785
6786 static void
6787 dump_pt2tab(pmap_t pmap)
6788 {
6789         uint32_t i;
6790         pt2_entry_t pte2;
6791         vm_offset_t va;
6792         vm_paddr_t pa;
6793         vm_page_t m;
6794
6795         printf("PT2TAB:\n");
6796         for (i = 0; i < PT2TAB_ENTRIES; i++) {
6797                 pte2 = pte2_load(&pmap->pm_pt2tab[i]);
6798                 if (!pte2_is_valid(pte2))
6799                         continue;
6800                 va = i << PT2TAB_SHIFT;
6801                 pa = pte2_pa(pte2);
6802                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
6803                 printf(" 0x%08X: 0x%08X, TEX%d, s:%d, m:%p", va, pte2,
6804                     pte2_class(pte2), !!(pte2 & PTE2_S), m);
6805                 if (m != NULL)
6806                         printf(" , h: %d, w: %d, f: 0x%04X pidx: %lld",
6807                             m->hold_count, m->wire_count, m->flags, m->pindex);
6808                 printf("\n");
6809         }
6810 }
6811
6812 DB_SHOW_COMMAND(pmap_pt2tab, pmap_pt2tab_print)
6813 {
6814         /* XXX convert args. */
6815         pmap_t pmap = (pmap_t)addr;
6816         pt1_entry_t pte1;
6817         pt2_entry_t pte2;
6818         vm_offset_t va;
6819         uint32_t i, start;
6820
6821         if (have_addr) {
6822                 printf("supported only on current pmap\n");
6823                 return;
6824         }
6825
6826         pmap = PCPU_GET(curpmap);
6827         printf("curpmap: 0x%08X\n", (uint32_t)pmap);
6828         printf("PT2MAP: 0x%08X\n", (uint32_t)PT2MAP);
6829         printf("pt2tab: 0x%08X\n", (uint32_t)pmap->pm_pt2tab);
6830
6831         start = pte1_index((vm_offset_t)PT2MAP);
6832         for (i = start; i < (start + NPT2_IN_PT2TAB); i++) {
6833                 pte1 = pte1_load(&pmap->pm_pt1[i]);
6834                 if (pte1 == 0)
6835                         continue;
6836                 va = i << PTE1_SHIFT;
6837                 if (pte1_is_section(pte1)) {
6838                         printf("0x%08X: Section 0x%08X, s:%d\n", va, pte1,
6839                             !!(pte1 & PTE1_S));
6840                         dump_section(pmap, i);
6841                 } else if (pte1_is_link(pte1)) {
6842                         pte2 = pte2_load(pmap_pt2tab_entry(pmap, va));
6843                         printf("0x%08X: Link 0x%08X, pt2tab: 0x%08X\n", va,
6844                             pte1, pte2);
6845                         if (pte2 == 0)
6846                                 printf("  !!! pt2tab entry is ZERO\n");
6847                 } else
6848                         printf("0x%08X: Invalid entry 0x%08X\n", va, pte1);
6849         }
6850         dump_pt2tab(pmap);
6851 }
6852 #endif