]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/arm64/arm64/pmap.c
Merge OpenSSL 1.0.2d.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / arm64 / arm64 / pmap.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 David Greenman
7  * All rights reserved.
8  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
9  * All rights reserved.
10  * Copyright (c) 2005-2010 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
11  * All rights reserved.
12  * Copyright (c) 2014 Andrew Turner
13  * All rights reserved.
14  * Copyright (c) 2014 The FreeBSD Foundation
15  * All rights reserved.
16  *
17  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
18  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
19  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
20  *
21  * This software was developed by Andrew Turner under sponsorship from
22  * the FreeBSD Foundation.
23  *
24  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
25  * modification, are permitted provided that the following conditions
26  * are met:
27  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
28  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
29  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
30  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
31  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
32  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
33  *    must display the following acknowledgement:
34  *      This product includes software developed by the University of
35  *      California, Berkeley and its contributors.
36  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
37  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
38  *    without specific prior written permission.
39  *
40  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
41  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
42  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
43  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
44  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
45  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
46  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
47  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
48  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
49  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
50  * SUCH DAMAGE.
51  *
52  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
53  */
54 /*-
55  * Copyright (c) 2003 Networks Associates Technology, Inc.
56  * All rights reserved.
57  *
58  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jake Burkholder,
59  * Safeport Network Services, and Network Associates Laboratories, the
60  * Security Research Division of Network Associates, Inc. under
61  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA
62  * CHATS research program.
63  *
64  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
65  * modification, are permitted provided that the following conditions
66  * are met:
67  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
68  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
69  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
70  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
71  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
72  *
73  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
74  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
75  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
76  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
77  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
78  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
79  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
80  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
81  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
82  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
83  * SUCH DAMAGE.
84  */
85
86 #include <sys/cdefs.h>
87 __FBSDID("$FreeBSD$");
88
89 /*
90  *      Manages physical address maps.
91  *
92  *      Since the information managed by this module is
93  *      also stored by the logical address mapping module,
94  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
95  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
96  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
97  *      requested.
98  *
99  *      In order to cope with hardware architectures which
100  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
101  *      this module may delay invalidate or reduced protection
102  *      operations until such time as they are actually
103  *      necessary.  This module is given full information as
104  *      to which processors are currently using which maps,
105  *      and to when physical maps must be made correct.
106  */
107
108 #include <sys/param.h>
109 #include <sys/bus.h>
110 #include <sys/systm.h>
111 #include <sys/kernel.h>
112 #include <sys/ktr.h>
113 #include <sys/lock.h>
114 #include <sys/malloc.h>
115 #include <sys/mman.h>
116 #include <sys/msgbuf.h>
117 #include <sys/mutex.h>
118 #include <sys/proc.h>
119 #include <sys/rwlock.h>
120 #include <sys/sx.h>
121 #include <sys/vmem.h>
122 #include <sys/vmmeter.h>
123 #include <sys/sched.h>
124 #include <sys/sysctl.h>
125 #include <sys/_unrhdr.h>
126 #include <sys/smp.h>
127
128 #include <vm/vm.h>
129 #include <vm/vm_param.h>
130 #include <vm/vm_kern.h>
131 #include <vm/vm_page.h>
132 #include <vm/vm_map.h>
133 #include <vm/vm_object.h>
134 #include <vm/vm_extern.h>
135 #include <vm/vm_pageout.h>
136 #include <vm/vm_pager.h>
137 #include <vm/vm_radix.h>
138 #include <vm/vm_reserv.h>
139 #include <vm/uma.h>
140
141 #include <machine/machdep.h>
142 #include <machine/md_var.h>
143 #include <machine/pcb.h>
144
145 #define NPDEPG          (PAGE_SIZE/(sizeof (pd_entry_t)))
146 #define NUPDE                   (NPDEPG * NPDEPG)
147 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE + NPDEPG)
148
149 #if !defined(DIAGNOSTIC)
150 #ifdef __GNUC_GNU_INLINE__
151 #define PMAP_INLINE     __attribute__((__gnu_inline__)) inline
152 #else
153 #define PMAP_INLINE     extern inline
154 #endif
155 #else
156 #define PMAP_INLINE
157 #endif
158
159 /*
160  * These are configured by the mair_el1 register. This is set up in locore.S
161  */
162 #define DEVICE_MEMORY   0
163 #define UNCACHED_MEMORY 1
164 #define CACHED_MEMORY   2
165
166
167 #ifdef PV_STATS
168 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
169 #else
170 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
171 #endif
172
173 #define pmap_l2_pindex(v)       ((v) >> L2_SHIFT)
174
175 #define NPV_LIST_LOCKS  MAXCPU
176
177 #define PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa)        \
178                         (&pv_list_locks[pa_index(pa) % NPV_LIST_LOCKS])
179
180 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, pa)  do {    \
181         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
182         struct rwlock *_new_lock;                       \
183                                                         \
184         _new_lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);           \
185         if (_new_lock != *_lockp) {                     \
186                 if (*_lockp != NULL)                    \
187                         rw_wunlock(*_lockp);            \
188                 *_lockp = _new_lock;                    \
189                 rw_wlock(*_lockp);                      \
190         }                                               \
191 } while (0)
192
193 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m)        \
194                         CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, VM_PAGE_TO_PHYS(m))
195
196 #define RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp)             do {    \
197         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
198                                                         \
199         if (*_lockp != NULL) {                          \
200                 rw_wunlock(*_lockp);                    \
201                 *_lockp = NULL;                         \
202         }                                               \
203 } while (0)
204
205 #define VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m)      \
206                         PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(VM_PAGE_TO_PHYS(m))
207
208 struct pmap kernel_pmap_store;
209
210 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
211 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
212 vm_offset_t kernel_vm_end = 0;
213
214 struct msgbuf *msgbufp = NULL;
215
216 static struct rwlock_padalign pvh_global_lock;
217
218 /*
219  * Data for the pv entry allocation mechanism
220  */
221 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
222 static struct mtx pv_chunks_mutex;
223 static struct rwlock pv_list_locks[NPV_LIST_LOCKS];
224
225 static void     free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc);
226 static void     free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv);
227 static pv_entry_t get_pv_entry(pmap_t pmap, struct rwlock **lockp);
228 static vm_page_t reclaim_pv_chunk(pmap_t locked_pmap, struct rwlock **lockp);
229 static void     pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va);
230 static pv_entry_t pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap,
231                     vm_offset_t va);
232 static vm_page_t pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
233     vm_page_t m, vm_prot_t prot, vm_page_t mpte, struct rwlock **lockp);
234 static int pmap_remove_l3(pmap_t pmap, pt_entry_t *l3, vm_offset_t sva,
235     pd_entry_t ptepde, struct spglist *free, struct rwlock **lockp);
236 static boolean_t pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
237     vm_page_t m, struct rwlock **lockp);
238
239 static vm_page_t _pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex,
240                 struct rwlock **lockp);
241
242 static void _pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
243     struct spglist *free);
244 static int pmap_unuse_l3(pmap_t, vm_offset_t, pd_entry_t, struct spglist *);
245
246 /*
247  * These load the old table data and store the new value.
248  * They need to be atomic as the System MMU may write to the table at
249  * the same time as the CPU.
250  */
251 #define pmap_load_store(table, entry) atomic_swap_64(table, entry)
252 #define pmap_set(table, mask) atomic_set_64(table, mask)
253 #define pmap_load_clear(table) atomic_swap_64(table, 0)
254 #define pmap_load(table) (*table)
255
256 /********************/
257 /* Inline functions */
258 /********************/
259
260 static __inline void
261 pagecopy(void *s, void *d)
262 {
263
264         memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
265 }
266
267 static __inline void
268 pagezero(void *p)
269 {
270
271         bzero(p, PAGE_SIZE);
272 }
273
274 #define pmap_l1_index(va)       (((va) >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
275 #define pmap_l2_index(va)       (((va) >> L2_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
276 #define pmap_l3_index(va)       (((va) >> L3_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
277
278 static __inline pd_entry_t *
279 pmap_l1(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
280 {
281
282         return (&pmap->pm_l1[pmap_l1_index(va)]);
283 }
284
285 static __inline pd_entry_t *
286 pmap_l1_to_l2(pd_entry_t *l1, vm_offset_t va)
287 {
288         pd_entry_t *l2;
289
290         l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(pmap_load(l1) & ~ATTR_MASK);
291         return (&l2[pmap_l2_index(va)]);
292 }
293
294 static __inline pd_entry_t *
295 pmap_l2(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
296 {
297         pd_entry_t *l1;
298
299         l1 = pmap_l1(pmap, va);
300         if ((pmap_load(l1) & ATTR_DESCR_MASK) != L1_TABLE)
301                 return (NULL);
302
303         return (pmap_l1_to_l2(l1, va));
304 }
305
306 static __inline pt_entry_t *
307 pmap_l2_to_l3(pd_entry_t *l2, vm_offset_t va)
308 {
309         pt_entry_t *l3;
310
311         l3 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(pmap_load(l2) & ~ATTR_MASK);
312         return (&l3[pmap_l3_index(va)]);
313 }
314
315 static __inline pt_entry_t *
316 pmap_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
317 {
318         pd_entry_t *l2;
319
320         l2 = pmap_l2(pmap, va);
321         if (l2 == NULL || (pmap_load(l2) & ATTR_DESCR_MASK) != L2_TABLE)
322                 return (NULL);
323
324         return (pmap_l2_to_l3(l2, va));
325 }
326
327 bool
328 pmap_get_tables(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t **l1, pd_entry_t **l2,
329     pt_entry_t **l3)
330 {
331         pd_entry_t *l1p, *l2p;
332
333         if (pmap->pm_l1 == NULL)
334                 return (false);
335
336         l1p = pmap_l1(pmap, va);
337         *l1 = l1p;
338
339         if ((pmap_load(l1p) & ATTR_DESCR_MASK) == L1_BLOCK) {
340                 *l2 = NULL;
341                 *l3 = NULL;
342                 return (true);
343         }
344
345         if ((pmap_load(l1p) & ATTR_DESCR_MASK) != L1_TABLE)
346                 return (false);
347
348         l2p = pmap_l1_to_l2(l1p, va);
349         *l2 = l2p;
350
351         if ((pmap_load(l2p) & ATTR_DESCR_MASK) == L2_BLOCK) {
352                 *l3 = NULL;
353                 return (true);
354         }
355
356         *l3 = pmap_l2_to_l3(l2p, va);
357
358         return (true);
359 }
360
361 static __inline int
362 pmap_is_current(pmap_t pmap)
363 {
364
365         return ((pmap == pmap_kernel()) ||
366             (pmap == curthread->td_proc->p_vmspace->vm_map.pmap));
367 }
368
369 static __inline int
370 pmap_l3_valid(pt_entry_t l3)
371 {
372
373         return ((l3 & ATTR_DESCR_MASK) == L3_PAGE);
374 }
375
376 static __inline int
377 pmap_l3_valid_cacheable(pt_entry_t l3)
378 {
379
380         return (((l3 & ATTR_DESCR_MASK) == L3_PAGE) &&
381             ((l3 & ATTR_IDX_MASK) == ATTR_IDX(CACHED_MEMORY)));
382 }
383
384 #define PTE_SYNC(pte)   cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)pte, sizeof(*pte))
385
386 /*
387  * Checks if the page is dirty. We currently lack proper tracking of this on
388  * arm64 so for now assume is a page mapped as rw was accessed it is.
389  */
390 static inline int
391 pmap_page_dirty(pt_entry_t pte)
392 {
393
394         return ((pte & (ATTR_AF | ATTR_AP_RW_BIT)) ==
395             (ATTR_AF | ATTR_AP(ATTR_AP_RW)));
396 }
397
398 static __inline void
399 pmap_resident_count_inc(pmap_t pmap, int count)
400 {
401
402         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
403         pmap->pm_stats.resident_count += count;
404 }
405
406 static __inline void
407 pmap_resident_count_dec(pmap_t pmap, int count)
408 {
409
410         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
411         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count >= count,
412             ("pmap %p resident count underflow %ld %d", pmap,
413             pmap->pm_stats.resident_count, count));
414         pmap->pm_stats.resident_count -= count;
415 }
416
417 static pt_entry_t *
418 pmap_early_page_idx(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, u_int *l1_slot,
419     u_int *l2_slot)
420 {
421         pt_entry_t *l2;
422         pd_entry_t *l1;
423
424         l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
425         *l1_slot = (va >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK;
426
427         /* Check locore has used a table L1 map */
428         KASSERT((l1[*l1_slot] & ATTR_DESCR_MASK) == L1_TABLE,
429            ("Invalid bootstrap L1 table"));
430         /* Find the address of the L2 table */
431         l2 = (pt_entry_t *)init_pt_va;
432         *l2_slot = pmap_l2_index(va);
433
434         return (l2);
435 }
436
437 static vm_paddr_t
438 pmap_early_vtophys(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va)
439 {
440         u_int l1_slot, l2_slot;
441         pt_entry_t *l2;
442
443         l2 = pmap_early_page_idx(l1pt, va, &l1_slot, &l2_slot);
444
445         return ((l2[l2_slot] & ~ATTR_MASK) + (va & L2_OFFSET));
446 }
447
448 static void
449 pmap_bootstrap_dmap(vm_offset_t l1pt)
450 {
451         vm_offset_t va;
452         vm_paddr_t pa;
453         pd_entry_t *l1;
454         u_int l1_slot;
455
456         va = DMAP_MIN_ADDRESS;
457         l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
458         l1_slot = pmap_l1_index(DMAP_MIN_ADDRESS);
459
460         for (pa = 0; va < DMAP_MAX_ADDRESS;
461             pa += L1_SIZE, va += L1_SIZE, l1_slot++) {
462                 KASSERT(l1_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L1 index"));
463
464                 pmap_load_store(&l1[l1_slot],
465                     (pa & ~L1_OFFSET) | ATTR_DEFAULT |
466                     ATTR_IDX(CACHED_MEMORY) | L1_BLOCK);
467         }
468
469         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)l1, PAGE_SIZE);
470         cpu_tlb_flushID();
471 }
472
473 static vm_offset_t
474 pmap_bootstrap_l2(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t l2_start)
475 {
476         vm_offset_t l2pt;
477         vm_paddr_t pa;
478         pd_entry_t *l1;
479         u_int l1_slot;
480
481         KASSERT((va & L1_OFFSET) == 0, ("Invalid virtual address"));
482
483         l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
484         l1_slot = pmap_l1_index(va);
485         l2pt = l2_start;
486
487         for (; va < VM_MAX_KERNEL_ADDRESS; l1_slot++, va += L1_SIZE) {
488                 KASSERT(l1_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L1 index"));
489
490                 pa = pmap_early_vtophys(l1pt, l2pt);
491                 pmap_load_store(&l1[l1_slot],
492                     (pa & ~Ln_TABLE_MASK) | L1_TABLE);
493                 l2pt += PAGE_SIZE;
494         }
495
496         /* Clean the L2 page table */
497         memset((void *)l2_start, 0, l2pt - l2_start);
498         cpu_dcache_wb_range(l2_start, l2pt - l2_start);
499
500         /* Flush the l1 table to ram */
501         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)l1, PAGE_SIZE);
502
503         return l2pt;
504 }
505
506 static vm_offset_t
507 pmap_bootstrap_l3(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t l3_start)
508 {
509         vm_offset_t l2pt, l3pt;
510         vm_paddr_t pa;
511         pd_entry_t *l2;
512         u_int l2_slot;
513
514         KASSERT((va & L2_OFFSET) == 0, ("Invalid virtual address"));
515
516         l2 = pmap_l2(kernel_pmap, va);
517         l2 = (pd_entry_t *)((uintptr_t)l2 & ~(PAGE_SIZE - 1));
518         l2pt = (vm_offset_t)l2;
519         l2_slot = pmap_l2_index(va);
520         l3pt = l3_start;
521
522         for (; va < VM_MAX_KERNEL_ADDRESS; l2_slot++, va += L2_SIZE) {
523                 KASSERT(l2_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L2 index"));
524
525                 pa = pmap_early_vtophys(l1pt, l3pt);
526                 pmap_load_store(&l2[l2_slot],
527                     (pa & ~Ln_TABLE_MASK) | L2_TABLE);
528                 l3pt += PAGE_SIZE;
529         }
530
531         /* Clean the L2 page table */
532         memset((void *)l3_start, 0, l3pt - l3_start);
533         cpu_dcache_wb_range(l3_start, l3pt - l3_start);
534
535         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)l2, PAGE_SIZE);
536
537         return l3pt;
538 }
539
540 /*
541  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
542  */
543 void
544 pmap_bootstrap(vm_offset_t l1pt, vm_paddr_t kernstart, vm_size_t kernlen)
545 {
546         u_int l1_slot, l2_slot, avail_slot, map_slot, used_map_slot;
547         uint64_t kern_delta;
548         pt_entry_t *l2;
549         vm_offset_t va, freemempos;
550         vm_offset_t dpcpu, msgbufpv;
551         vm_paddr_t pa;
552
553         kern_delta = KERNBASE - kernstart;
554         physmem = 0;
555
556         printf("pmap_bootstrap %lx %lx %lx\n", l1pt, kernstart, kernlen);
557         printf("%lx\n", l1pt);
558         printf("%lx\n", (KERNBASE >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK);
559
560         /* Set this early so we can use the pagetable walking functions */
561         kernel_pmap_store.pm_l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
562         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
563
564         /*
565          * Initialize the global pv list lock.
566          */
567         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
568
569         /* Create a direct map region early so we can use it for pa -> va */
570         pmap_bootstrap_dmap(l1pt);
571
572         va = KERNBASE;
573         pa = KERNBASE - kern_delta;
574
575         /*
576          * Start to initialise phys_avail by copying from physmap
577          * up to the physical address KERNBASE points at.
578          */
579         map_slot = avail_slot = 0;
580         for (; map_slot < (physmap_idx * 2); map_slot += 2) {
581                 if (physmap[map_slot] == physmap[map_slot + 1])
582                         continue;
583
584                 if (physmap[map_slot] <= pa &&
585                     physmap[map_slot + 1] > pa)
586                         break;
587
588                 phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
589                 phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
590                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
591                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
592                 avail_slot += 2;
593         }
594
595         /* Add the memory before the kernel */
596         if (physmap[avail_slot] < pa) {
597                 phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
598                 phys_avail[avail_slot + 1] = pa;
599                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
600                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
601                 avail_slot += 2;
602         }
603         used_map_slot = map_slot;
604
605         /*
606          * Read the page table to find out what is already mapped.
607          * This assumes we have mapped a block of memory from KERNBASE
608          * using a single L1 entry.
609          */
610         l2 = pmap_early_page_idx(l1pt, KERNBASE, &l1_slot, &l2_slot);
611
612         /* Sanity check the index, KERNBASE should be the first VA */
613         KASSERT(l2_slot == 0, ("The L2 index is non-zero"));
614
615         /* Find how many pages we have mapped */
616         for (; l2_slot < Ln_ENTRIES; l2_slot++) {
617                 if ((l2[l2_slot] & ATTR_DESCR_MASK) == 0)
618                         break;
619
620                 /* Check locore used L2 blocks */
621                 KASSERT((l2[l2_slot] & ATTR_DESCR_MASK) == L2_BLOCK,
622                     ("Invalid bootstrap L2 table"));
623                 KASSERT((l2[l2_slot] & ~ATTR_MASK) == pa,
624                     ("Incorrect PA in L2 table"));
625
626                 va += L2_SIZE;
627                 pa += L2_SIZE;
628         }
629
630         va = roundup2(va, L1_SIZE);
631
632         freemempos = KERNBASE + kernlen;
633         freemempos = roundup2(freemempos, PAGE_SIZE);
634         /* Create the l2 tables up to VM_MAX_KERNEL_ADDRESS */
635         freemempos = pmap_bootstrap_l2(l1pt, va, freemempos);
636         /* And the l3 tables for the early devmap */
637         freemempos = pmap_bootstrap_l3(l1pt,
638             VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE, freemempos);
639
640         cpu_tlb_flushID();
641
642 #define alloc_pages(var, np)                                            \
643         (var) = freemempos;                                             \
644         freemempos += (np * PAGE_SIZE);                                 \
645         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
646
647         /* Allocate dynamic per-cpu area. */
648         alloc_pages(dpcpu, DPCPU_SIZE / PAGE_SIZE);
649         dpcpu_init((void *)dpcpu, 0);
650
651         /* Allocate memory for the msgbuf, e.g. for /sbin/dmesg */
652         alloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
653         msgbufp = (void *)msgbufpv;
654
655         virtual_avail = roundup2(freemempos, L1_SIZE);
656         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE;
657         kernel_vm_end = virtual_avail;
658         
659         pa = pmap_early_vtophys(l1pt, freemempos);
660
661         /* Finish initialising physmap */
662         map_slot = used_map_slot;
663         for (; avail_slot < (PHYS_AVAIL_SIZE - 2) &&
664             map_slot < (physmap_idx * 2); map_slot += 2) {
665                 if (physmap[map_slot] == physmap[map_slot + 1])
666                         continue;
667
668                 /* Have we used the current range? */
669                 if (physmap[map_slot + 1] <= pa)
670                         continue;
671
672                 /* Do we need to split the entry? */
673                 if (physmap[map_slot] < pa) {
674                         phys_avail[avail_slot] = pa;
675                         phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
676                 } else {
677                         phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
678                         phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
679                 }
680                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
681                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
682
683                 avail_slot += 2;
684         }
685         phys_avail[avail_slot] = 0;
686         phys_avail[avail_slot + 1] = 0;
687
688         /*
689          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
690          * highest page of the physical address space.  It should be
691          * called something like "Maxphyspage".
692          */
693         Maxmem = atop(phys_avail[avail_slot - 1]);
694
695         cpu_tlb_flushID();
696 }
697
698 /*
699  *      Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
700  */
701 void
702 pmap_page_init(vm_page_t m)
703 {
704
705         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
706         m->md.pv_memattr = VM_MEMATTR_WRITE_BACK;
707 }
708
709 /*
710  *      Initialize the pmap module.
711  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
712  *      system needs to map virtual memory.
713  */
714 void
715 pmap_init(void)
716 {
717         int i;
718
719         /*
720          * Initialize the pv chunk list mutex.
721          */
722         mtx_init(&pv_chunks_mutex, "pmap pv chunk list", NULL, MTX_DEF);
723
724         /*
725          * Initialize the pool of pv list locks.
726          */
727         for (i = 0; i < NPV_LIST_LOCKS; i++)
728                 rw_init(&pv_list_locks[i], "pmap pv list");
729 }
730
731 /*
732  * Normal, non-SMP, invalidation functions.
733  * We inline these within pmap.c for speed.
734  */
735 PMAP_INLINE void
736 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
737 {
738
739         sched_pin();
740         __asm __volatile(
741             "dsb  sy            \n"
742             "tlbi vaae1is, %0   \n"
743             "dsb  sy            \n"
744             "isb                \n"
745             : : "r"(va >> PAGE_SHIFT));
746         sched_unpin();
747 }
748
749 PMAP_INLINE void
750 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
751 {
752         vm_offset_t addr;
753
754         sched_pin();
755         sva >>= PAGE_SHIFT;
756         eva >>= PAGE_SHIFT;
757         __asm __volatile("dsb   sy");
758         for (addr = sva; addr < eva; addr++) {
759                 __asm __volatile(
760                     "tlbi vaae1is, %0" : : "r"(addr));
761         }
762         __asm __volatile(
763             "dsb  sy    \n"
764             "isb        \n");
765         sched_unpin();
766 }
767
768 PMAP_INLINE void
769 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
770 {
771
772         sched_pin();
773         __asm __volatile(
774             "dsb  sy            \n"
775             "tlbi vmalle1is     \n"
776             "dsb  sy            \n"
777             "isb                \n");
778         sched_unpin();
779 }
780
781 /*
782  *      Routine:        pmap_extract
783  *      Function:
784  *              Extract the physical page address associated
785  *              with the given map/virtual_address pair.
786  */
787 vm_paddr_t 
788 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
789 {
790         pd_entry_t *l2p, l2;
791         pt_entry_t *l3p, l3;
792         vm_paddr_t pa;
793
794         pa = 0;
795         PMAP_LOCK(pmap);
796         /*
797          * Start with the l2 tabel. We are unable to allocate
798          * pages in the l1 table.
799          */
800         l2p = pmap_l2(pmap, va);
801         if (l2p != NULL) {
802                 l2 = pmap_load(l2p);
803                 if ((l2 & ATTR_DESCR_MASK) == L2_TABLE) {
804                         l3p = pmap_l2_to_l3(l2p, va);
805                         if (l3p != NULL) {
806                                 l3 = pmap_load(l3p);
807
808                                 if ((l3 & ATTR_DESCR_MASK) == L3_PAGE)
809                                         pa = (l3 & ~ATTR_MASK) |
810                                             (va & L3_OFFSET);
811                         }
812                 } else if ((l2 & ATTR_DESCR_MASK) == L2_BLOCK)
813                         pa = (l2 & ~ATTR_MASK) | (va & L2_OFFSET);
814         }
815         PMAP_UNLOCK(pmap);
816         return (pa);
817 }
818
819 /*
820  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
821  *      Function:
822  *              Atomically extract and hold the physical page
823  *              with the given pmap and virtual address pair
824  *              if that mapping permits the given protection.
825  */
826 vm_page_t
827 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
828 {
829         pt_entry_t *l3p, l3;
830         vm_paddr_t pa;
831         vm_page_t m;
832
833         pa = 0;
834         m = NULL;
835         PMAP_LOCK(pmap);
836 retry:
837         l3p = pmap_l3(pmap, va);
838         if (l3p != NULL && (l3 = pmap_load(l3p)) != 0) {
839                 if (((l3 & ATTR_AP_RW_BIT) == ATTR_AP(ATTR_AP_RW)) ||
840                     ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
841                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, l3 & ~ATTR_MASK, &pa))
842                                 goto retry;
843                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(l3 & ~ATTR_MASK);
844                         vm_page_hold(m);
845                 }
846         }
847         PA_UNLOCK_COND(pa);
848         PMAP_UNLOCK(pmap);
849         return (m);
850 }
851
852 vm_paddr_t
853 pmap_kextract(vm_offset_t va)
854 {
855         pd_entry_t *l2p, l2;
856         pt_entry_t *l3;
857         vm_paddr_t pa;
858
859         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
860                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
861         } else {
862                 l2p = pmap_l2(kernel_pmap, va);
863                 if (l2p == NULL)
864                         panic("pmap_kextract: No l2");
865                 l2 = pmap_load(l2p);
866                 if ((l2 & ATTR_DESCR_MASK) == L2_BLOCK)
867                         return ((l2 & ~ATTR_MASK) |
868                             (va & L2_OFFSET));
869
870                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2p, va);
871                 if (l3 == NULL)
872                         panic("pmap_kextract: No l3...");
873                 pa = (pmap_load(l3) & ~ATTR_MASK) | (va & PAGE_MASK);
874         }
875         return (pa);
876 }
877
878 /***************************************************
879  * Low level mapping routines.....
880  ***************************************************/
881
882 void
883 pmap_kenter_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size, vm_paddr_t pa)
884 {
885         pt_entry_t *l3;
886         vm_offset_t va;
887
888         KASSERT((pa & L3_OFFSET) == 0,
889            ("pmap_kenter_device: Invalid physical address"));
890         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
891            ("pmap_kenter_device: Invalid virtual address"));
892         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
893             ("pmap_kenter_device: Mapping is not page-sized"));
894
895         va = sva;
896         while (size != 0) {
897                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
898                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
899                 pmap_load_store(l3, (pa & ~L3_OFFSET) | ATTR_DEFAULT |
900                     ATTR_IDX(DEVICE_MEMORY) | L3_PAGE);
901                 PTE_SYNC(l3);
902
903                 va += PAGE_SIZE;
904                 pa += PAGE_SIZE;
905                 size -= PAGE_SIZE;
906         }
907         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
908 }
909
910 /*
911  * Remove a page from the kernel pagetables.
912  * Note: not SMP coherent.
913  */
914 PMAP_INLINE void
915 pmap_kremove(vm_offset_t va)
916 {
917         pt_entry_t *l3;
918
919         l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
920         KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
921
922         if (pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
923                 cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
924         pmap_load_clear(l3);
925         PTE_SYNC(l3);
926         pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
927 }
928
929 void
930 pmap_kremove_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size)
931 {
932         pt_entry_t *l3;
933         vm_offset_t va;
934
935         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
936            ("pmap_kremove_device: Invalid virtual address"));
937         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
938             ("pmap_kremove_device: Mapping is not page-sized"));
939
940         va = sva;
941         while (size != 0) {
942                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
943                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
944                 pmap_load_clear(l3);
945                 PTE_SYNC(l3);
946
947                 va += PAGE_SIZE;
948                 size -= PAGE_SIZE;
949         }
950         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
951 }
952
953 /*
954  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
955  *      virtual address space.
956  *
957  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
958  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
959  *      physical to virtual region can return the appropriate address
960  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
961  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
962  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
963  *      region.
964  */
965 vm_offset_t
966 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
967 {
968         return PHYS_TO_DMAP(start);
969 }
970
971
972 /*
973  * Add a list of wired pages to the kva
974  * this routine is only used for temporary
975  * kernel mappings that do not need to have
976  * page modification or references recorded.
977  * Note that old mappings are simply written
978  * over.  The page *must* be wired.
979  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
980  */
981 void
982 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
983 {
984         pt_entry_t *l3, pa;
985         vm_offset_t va;
986         vm_page_t m;
987         int i;
988
989         va = sva;
990         for (i = 0; i < count; i++) {
991                 m = ma[i];
992                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | ATTR_DEFAULT | ATTR_AP(ATTR_AP_RW) |
993                     ATTR_IDX(m->md.pv_memattr) | L3_PAGE;
994                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
995                 pmap_load_store(l3, pa);
996                 PTE_SYNC(l3);
997
998                 va += L3_SIZE;
999         }
1000         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1001 }
1002
1003 /*
1004  * This routine tears out page mappings from the
1005  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1006  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1007  */
1008 void
1009 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
1010 {
1011         pt_entry_t *l3;
1012         vm_offset_t va;
1013
1014         KASSERT(sva >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, ("usermode va %lx", sva));
1015
1016         va = sva;
1017         while (count-- > 0) {
1018                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
1019                 KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
1020
1021                 if (pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1022                         cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
1023                 pmap_load_clear(l3);
1024                 PTE_SYNC(l3);
1025
1026                 va += PAGE_SIZE;
1027         }
1028         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1029 }
1030
1031 /***************************************************
1032  * Page table page management routines.....
1033  ***************************************************/
1034 static __inline void
1035 pmap_free_zero_pages(struct spglist *free)
1036 {
1037         vm_page_t m;
1038
1039         while ((m = SLIST_FIRST(free)) != NULL) {
1040                 SLIST_REMOVE_HEAD(free, plinks.s.ss);
1041                 /* Preserve the page's PG_ZERO setting. */
1042                 vm_page_free_toq(m);
1043         }
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Schedule the specified unused page table page to be freed.  Specifically,
1048  * add the page to the specified list of pages that will be released to the
1049  * physical memory manager after the TLB has been updated.
1050  */
1051 static __inline void
1052 pmap_add_delayed_free_list(vm_page_t m, struct spglist *free,
1053     boolean_t set_PG_ZERO)
1054 {
1055
1056         if (set_PG_ZERO)
1057                 m->flags |= PG_ZERO;
1058         else
1059                 m->flags &= ~PG_ZERO;
1060         SLIST_INSERT_HEAD(free, m, plinks.s.ss);
1061 }
1062         
1063 /*
1064  * Decrements a page table page's wire count, which is used to record the
1065  * number of valid page table entries within the page.  If the wire count
1066  * drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
1067  * page table page was unmapped and FALSE otherwise.
1068  */
1069 static inline boolean_t
1070 pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1071 {
1072
1073         --m->wire_count;
1074         if (m->wire_count == 0) {
1075                 _pmap_unwire_l3(pmap, va, m, free);
1076                 return (TRUE);
1077         } else
1078                 return (FALSE);
1079 }
1080
1081 static void
1082 _pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1083 {
1084
1085         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1086         /*
1087          * unmap the page table page
1088          */
1089         if (m->pindex >= NUPDE) {
1090                 /* PD page */
1091                 pd_entry_t *l1;
1092                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1093                 pmap_load_clear(l1);
1094                 PTE_SYNC(l1);
1095         } else {
1096                 /* PTE page */
1097                 pd_entry_t *l2;
1098                 l2 = pmap_l2(pmap, va);
1099                 pmap_load_clear(l2);
1100                 PTE_SYNC(l2);
1101         }
1102         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1103         if (m->pindex < NUPDE) {
1104                 /* We just released a PT, unhold the matching PD */
1105                 vm_page_t pdpg;
1106
1107                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pmap_l1(pmap, va) & ~ATTR_MASK);
1108                 pmap_unwire_l3(pmap, va, pdpg, free);
1109         }
1110         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1111
1112         /*
1113          * This is a release store so that the ordinary store unmapping
1114          * the page table page is globally performed before TLB shoot-
1115          * down is begun.
1116          */
1117         atomic_subtract_rel_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1118
1119         /* 
1120          * Put page on a list so that it is released after
1121          * *ALL* TLB shootdown is done
1122          */
1123         pmap_add_delayed_free_list(m, free, TRUE);
1124 }
1125
1126 /*
1127  * After removing an l3 entry, this routine is used to
1128  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1129  */
1130 static int
1131 pmap_unuse_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t ptepde,
1132     struct spglist *free)
1133 {
1134         vm_page_t mpte;
1135
1136         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1137                 return (0);
1138         KASSERT(ptepde != 0, ("pmap_unuse_pt: ptepde != 0"));
1139         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(ptepde & ~ATTR_MASK);
1140         return (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, free));
1141 }
1142
1143 void
1144 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1145 {
1146
1147         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1148         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1149         pmap->pm_l1 = kernel_pmap->pm_l1;
1150 }
1151
1152 int
1153 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1154 {
1155         vm_paddr_t l1phys;
1156         vm_page_t l1pt;
1157
1158         /*
1159          * allocate the l1 page
1160          */
1161         while ((l1pt = vm_page_alloc(NULL, 0xdeadbeef, VM_ALLOC_NORMAL |
1162             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL)
1163                 VM_WAIT;
1164
1165         l1phys = VM_PAGE_TO_PHYS(l1pt);
1166         pmap->pm_l1 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(l1phys);
1167
1168         if ((l1pt->flags & PG_ZERO) == 0)
1169                 pagezero(pmap->pm_l1);
1170
1171         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1172
1173         return (1);
1174 }
1175
1176 /*
1177  * This routine is called if the desired page table page does not exist.
1178  *
1179  * If page table page allocation fails, this routine may sleep before
1180  * returning NULL.  It sleeps only if a lock pointer was given.
1181  *
1182  * Note: If a page allocation fails at page table level two or three,
1183  * one or two pages may be held during the wait, only to be released
1184  * afterwards.  This conservative approach is easily argued to avoid
1185  * race conditions.
1186  */
1187 static vm_page_t
1188 _pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex, struct rwlock **lockp)
1189 {
1190         vm_page_t m, /*pdppg, */pdpg;
1191
1192         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1193
1194         /*
1195          * Allocate a page table page.
1196          */
1197         if ((m = vm_page_alloc(NULL, ptepindex, VM_ALLOC_NOOBJ |
1198             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL) {
1199                 if (lockp != NULL) {
1200                         RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp);
1201                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1202                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
1203                         VM_WAIT;
1204                         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1205                         PMAP_LOCK(pmap);
1206                 }
1207
1208                 /*
1209                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page table
1210                  * page may have been allocated.
1211                  */
1212                 return (NULL);
1213         }
1214         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1215                 pmap_zero_page(m);
1216
1217         /*
1218          * Map the pagetable page into the process address space, if
1219          * it isn't already there.
1220          */
1221
1222         if (ptepindex >= NUPDE) {
1223                 pd_entry_t *l1;
1224                 vm_pindex_t l1index;
1225
1226                 l1index = ptepindex - NUPDE;
1227                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1228                 pmap_load_store(l1, VM_PAGE_TO_PHYS(m) | L1_TABLE);
1229                 PTE_SYNC(l1);
1230
1231         } else {
1232                 vm_pindex_t l1index;
1233                 pd_entry_t *l1, *l2;
1234
1235                 l1index = ptepindex >> (L1_SHIFT - L2_SHIFT);
1236                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1237                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1238                         /* recurse for allocating page dir */
1239                         if (_pmap_alloc_l3(pmap, NUPDE + l1index,
1240                             lockp) == NULL) {
1241                                 --m->wire_count;
1242                                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1243                                 vm_page_free_zero(m);
1244                                 return (NULL);
1245                         }
1246                 } else {
1247                         pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_load(l1) & ~ATTR_MASK);
1248                         pdpg->wire_count++;
1249                 }
1250
1251                 l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(pmap_load(l1) & ~ATTR_MASK);
1252                 l2 = &l2[ptepindex & Ln_ADDR_MASK];
1253                 pmap_load_store(l2, VM_PAGE_TO_PHYS(m) | L2_TABLE);
1254                 PTE_SYNC(l2);
1255         }
1256
1257         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
1258
1259         return (m);
1260 }
1261
1262 static vm_page_t
1263 pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, struct rwlock **lockp)
1264 {
1265         vm_pindex_t ptepindex;
1266         pd_entry_t *l2;
1267         vm_page_t m;
1268
1269         /*
1270          * Calculate pagetable page index
1271          */
1272         ptepindex = pmap_l2_pindex(va);
1273 retry:
1274         /*
1275          * Get the page directory entry
1276          */
1277         l2 = pmap_l2(pmap, va);
1278
1279         /*
1280          * If the page table page is mapped, we just increment the
1281          * hold count, and activate it.
1282          */
1283         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
1284                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_load(l2) & ~ATTR_MASK);
1285                 m->wire_count++;
1286         } else {
1287                 /*
1288                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been
1289                  * deallocated.
1290                  */
1291                 m = _pmap_alloc_l3(pmap, ptepindex, lockp);
1292                 if (m == NULL && lockp != NULL)
1293                         goto retry;
1294         }
1295         return (m);
1296 }
1297
1298
1299 /***************************************************
1300  * Pmap allocation/deallocation routines.
1301  ***************************************************/
1302
1303 /*
1304  * Release any resources held by the given physical map.
1305  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1306  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1307  */
1308 void
1309 pmap_release(pmap_t pmap)
1310 {
1311         vm_page_t m;
1312
1313         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1314             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1315             pmap->pm_stats.resident_count));
1316
1317         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pmap->pm_l1));
1318
1319         m->wire_count--;
1320         atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1321         vm_page_free_zero(m);
1322 }
1323
1324 #if 0
1325 static int
1326 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1327 {
1328         unsigned long ksize = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
1329
1330         return sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req);
1331 }
1332 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1333     0, 0, kvm_size, "LU", "Size of KVM");
1334
1335 static int
1336 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1337 {
1338         unsigned long kfree = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - kernel_vm_end;
1339
1340         return sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req);
1341 }
1342 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1343     0, 0, kvm_free, "LU", "Amount of KVM free");
1344 #endif /* 0 */
1345
1346 /*
1347  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1348  */
1349 void
1350 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1351 {
1352         vm_paddr_t paddr;
1353         vm_page_t nkpg;
1354         pd_entry_t *l1, *l2;
1355
1356         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1357
1358         addr = roundup2(addr, L2_SIZE);
1359         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
1360                 addr = kernel_map->max_offset;
1361         while (kernel_vm_end < addr) {
1362                 l1 = pmap_l1(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1363                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1364                         /* We need a new PDP entry */
1365                         nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L1_SHIFT,
1366                             VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ |
1367                             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
1368                         if (nkpg == NULL)
1369                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1370                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1371                                 pmap_zero_page(nkpg);
1372                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1373                         pmap_load_store(l1, paddr | L1_TABLE);
1374                         PTE_SYNC(l1);
1375                         continue; /* try again */
1376                 }
1377                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, kernel_vm_end);
1378                 if ((pmap_load(l2) & ATTR_AF) != 0) {
1379                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1380                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1381                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1382                                 break;                       
1383                         }
1384                         continue;
1385                 }
1386
1387                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L2_SHIFT,
1388                     VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
1389                     VM_ALLOC_ZERO);
1390                 if (nkpg == NULL)
1391                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1392                 if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1393                         pmap_zero_page(nkpg);
1394                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1395                 pmap_load_store(l2, paddr | L2_TABLE);
1396                 PTE_SYNC(l2);
1397                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1398
1399                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1400                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1401                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1402                         break;                       
1403                 }
1404         }
1405 }
1406
1407
1408 /***************************************************
1409  * page management routines.
1410  ***************************************************/
1411
1412 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
1413 CTASSERT(_NPCM == 3);
1414 CTASSERT(_NPCPV == 168);
1415
1416 static __inline struct pv_chunk *
1417 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
1418 {
1419
1420         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
1421 }
1422
1423 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
1424
1425 #define PC_FREE0        0xfffffffffffffffful
1426 #define PC_FREE1        0xfffffffffffffffful
1427 #define PC_FREE2        0x000000fffffffffful
1428
1429 static const uint64_t pc_freemask[_NPCM] = { PC_FREE0, PC_FREE1, PC_FREE2 };
1430
1431 #if 0
1432 #ifdef PV_STATS
1433 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
1434
1435 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
1436         "Current number of pv entry chunks");
1437 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
1438         "Current number of pv entry chunks allocated");
1439 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
1440         "Current number of pv entry chunks frees");
1441 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
1442         "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
1443
1444 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs, pv_entry_count;
1445 static int pv_entry_spare;
1446
1447 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
1448         "Current number of pv entry frees");
1449 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
1450         "Current number of pv entry allocs");
1451 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
1452         "Current number of pv entries");
1453 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
1454         "Current number of spare pv entries");
1455 #endif
1456 #endif /* 0 */
1457
1458 /*
1459  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
1460  * drastic measures to free some pages so we can allocate
1461  * another pv entry chunk.
1462  *
1463  * Returns NULL if PV entries were reclaimed from the specified pmap.
1464  *
1465  * We do not, however, unmap 2mpages because subsequent accesses will
1466  * allocate per-page pv entries until repromotion occurs, thereby
1467  * exacerbating the shortage of free pv entries.
1468  */
1469 static vm_page_t
1470 reclaim_pv_chunk(pmap_t locked_pmap, struct rwlock **lockp)
1471 {
1472
1473         panic("ARM64TODO: reclaim_pv_chunk");
1474 }
1475
1476 /*
1477  * free the pv_entry back to the free list
1478  */
1479 static void
1480 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
1481 {
1482         struct pv_chunk *pc;
1483         int idx, field, bit;
1484
1485         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1486         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1487         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, 1));
1488         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, 1));
1489         PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, 1));
1490         pc = pv_to_chunk(pv);
1491         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
1492         field = idx / 64;
1493         bit = idx % 64;
1494         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
1495         if (pc->pc_map[0] != PC_FREE0 || pc->pc_map[1] != PC_FREE1 ||
1496             pc->pc_map[2] != PC_FREE2) {
1497                 /* 98% of the time, pc is already at the head of the list. */
1498                 if (__predict_false(pc != TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk))) {
1499                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1500                         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1501                 }
1502                 return;
1503         }
1504         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1505         free_pv_chunk(pc);
1506 }
1507
1508 static void
1509 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
1510 {
1511         vm_page_t m;
1512
1513         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1514         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1515         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1516         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, _NPCPV));
1517         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pc_chunk_count, 1));
1518         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_frees, 1));
1519         /* entire chunk is free, return it */
1520         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pc));
1521         dump_drop_page(m->phys_addr);
1522         vm_page_unwire(m, PQ_NONE);
1523         vm_page_free(m);
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Returns a new PV entry, allocating a new PV chunk from the system when
1528  * needed.  If this PV chunk allocation fails and a PV list lock pointer was
1529  * given, a PV chunk is reclaimed from an arbitrary pmap.  Otherwise, NULL is
1530  * returned.
1531  *
1532  * The given PV list lock may be released.
1533  */
1534 static pv_entry_t
1535 get_pv_entry(pmap_t pmap, struct rwlock **lockp)
1536 {
1537         int bit, field;
1538         pv_entry_t pv;
1539         struct pv_chunk *pc;
1540         vm_page_t m;
1541
1542         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1543         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1544         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_allocs, 1));
1545 retry:
1546         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
1547         if (pc != NULL) {
1548                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
1549                         if (pc->pc_map[field]) {
1550                                 bit = ffsl(pc->pc_map[field]) - 1;
1551                                 break;
1552                         }
1553                 }
1554                 if (field < _NPCM) {
1555                         pv = &pc->pc_pventry[field * 64 + bit];
1556                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
1557                         /* If this was the last item, move it to tail */
1558                         if (pc->pc_map[0] == 0 && pc->pc_map[1] == 0 &&
1559                             pc->pc_map[2] == 0) {
1560                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1561                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc,
1562                                     pc_list);
1563                         }
1564                         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1565                         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, 1));
1566                         return (pv);
1567                 }
1568         }
1569         /* No free items, allocate another chunk */
1570         m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ |
1571             VM_ALLOC_WIRED);
1572         if (m == NULL) {
1573                 if (lockp == NULL) {
1574                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
1575                         return (NULL);
1576                 }
1577                 m = reclaim_pv_chunk(pmap, lockp);
1578                 if (m == NULL)
1579                         goto retry;
1580         }
1581         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_count, 1));
1582         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_allocs, 1));
1583         dump_add_page(m->phys_addr);
1584         pc = (void *)PHYS_TO_DMAP(m->phys_addr);
1585         pc->pc_pmap = pmap;
1586         pc->pc_map[0] = PC_FREE0 & ~1ul;        /* preallocated bit 0 */
1587         pc->pc_map[1] = PC_FREE1;
1588         pc->pc_map[2] = PC_FREE2;
1589         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1590         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1591         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1592         pv = &pc->pc_pventry[0];
1593         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1594         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1595         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, _NPCPV - 1));
1596         return (pv);
1597 }
1598
1599 /*
1600  * First find and then remove the pv entry for the specified pmap and virtual
1601  * address from the specified pv list.  Returns the pv entry if found and NULL
1602  * otherwise.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or
1603  * 2MB page mappings.
1604  */
1605 static __inline pv_entry_t
1606 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1607 {
1608         pv_entry_t pv;
1609
1610         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1611         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
1612                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
1613                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
1614                         pvh->pv_gen++;
1615                         break;
1616                 }
1617         }
1618         return (pv);
1619 }
1620
1621 /*
1622  * First find and then destroy the pv entry for the specified pmap and virtual
1623  * address.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or 2MB
1624  * page mappings.
1625  */
1626 static void
1627 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1628 {
1629         pv_entry_t pv;
1630
1631         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
1632         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
1633         free_pv_entry(pmap, pv);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * Conditionally create the PV entry for a 4KB page mapping if the required
1638  * memory can be allocated without resorting to reclamation.
1639  */
1640 static boolean_t
1641 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1642     struct rwlock **lockp)
1643 {
1644         pv_entry_t pv;
1645
1646         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1647         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1648         /* Pass NULL instead of the lock pointer to disable reclamation. */
1649         if ((pv = get_pv_entry(pmap, NULL)) != NULL) {
1650                 pv->pv_va = va;
1651                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1652                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1653                 m->md.pv_gen++;
1654                 return (TRUE);
1655         } else
1656                 return (FALSE);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * pmap_remove_l3: do the things to unmap a page in a process
1661  */
1662 static int
1663 pmap_remove_l3(pmap_t pmap, pt_entry_t *l3, vm_offset_t va, 
1664     pd_entry_t l2e, struct spglist *free, struct rwlock **lockp)
1665 {
1666         pt_entry_t old_l3;
1667         vm_page_t m;
1668
1669         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1670         if (pmap_is_current(pmap) && pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1671                 cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
1672         old_l3 = pmap_load_clear(l3);
1673         PTE_SYNC(l3);
1674         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1675         if (old_l3 & ATTR_SW_WIRED)
1676                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1677         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1678         if (old_l3 & ATTR_SW_MANAGED) {
1679                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(old_l3 & ~ATTR_MASK);
1680                 if (pmap_page_dirty(old_l3))
1681                         vm_page_dirty(m);
1682                 if (old_l3 & ATTR_AF)
1683                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1684                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1685                 pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
1686         }
1687         return (pmap_unuse_l3(pmap, va, l2e, free));
1688 }
1689
1690 /*
1691  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1692  *
1693  *      It is assumed that the start and end are properly
1694  *      rounded to the page size.
1695  */
1696 void
1697 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1698 {
1699         struct rwlock *lock;
1700         vm_offset_t va, va_next;
1701         pd_entry_t *l1, *l2;
1702         pt_entry_t l3_paddr, *l3;
1703         struct spglist free;
1704         int anyvalid;
1705
1706         /*
1707          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
1708          */
1709         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1710                 return;
1711
1712         anyvalid = 0;
1713         SLIST_INIT(&free);
1714
1715         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1716         PMAP_LOCK(pmap);
1717
1718         lock = NULL;
1719         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1720
1721                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1722                         break;
1723
1724                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1725                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1726                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1727                         if (va_next < sva)
1728                                 va_next = eva;
1729                         continue;
1730                 }
1731
1732                 /*
1733                  * Calculate index for next page table.
1734                  */
1735                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1736                 if (va_next < sva)
1737                         va_next = eva;
1738
1739                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1740                 if (l2 == NULL)
1741                         continue;
1742
1743                 l3_paddr = pmap_load(l2);
1744
1745                 /*
1746                  * Weed out invalid mappings.
1747                  */
1748                 if ((l3_paddr & ATTR_DESCR_MASK) != L2_TABLE)
1749                         continue;
1750
1751                 /*
1752                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1753                  * by the current page table page, or to the end of the
1754                  * range being removed.
1755                  */
1756                 if (va_next > eva)
1757                         va_next = eva;
1758
1759                 va = va_next;
1760                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
1761                     sva += L3_SIZE) {
1762                         if (l3 == NULL)
1763                                 panic("l3 == NULL");
1764                         if (pmap_load(l3) == 0) {
1765                                 if (va != va_next) {
1766                                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1767                                         va = va_next;
1768                                 }
1769                                 continue;
1770                         }
1771                         if (va == va_next)
1772                                 va = sva;
1773                         if (pmap_remove_l3(pmap, l3, sva, l3_paddr, &free,
1774                             &lock)) {
1775                                 sva += L3_SIZE;
1776                                 break;
1777                         }
1778                 }
1779                 if (va != va_next)
1780                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1781         }
1782         if (lock != NULL)
1783                 rw_wunlock(lock);
1784         if (anyvalid)
1785                 pmap_invalidate_all(pmap);
1786         rw_runlock(&pvh_global_lock);   
1787         PMAP_UNLOCK(pmap);
1788         pmap_free_zero_pages(&free);
1789 }
1790
1791 /*
1792  *      Routine:        pmap_remove_all
1793  *      Function:
1794  *              Removes this physical page from
1795  *              all physical maps in which it resides.
1796  *              Reflects back modify bits to the pager.
1797  *
1798  *      Notes:
1799  *              Original versions of this routine were very
1800  *              inefficient because they iteratively called
1801  *              pmap_remove (slow...)
1802  */
1803
1804 void
1805 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1806 {
1807         pv_entry_t pv;
1808         pmap_t pmap;
1809         pt_entry_t *l3, tl3;
1810         pd_entry_t *l2, tl2;
1811         struct spglist free;
1812
1813         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1814             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
1815         SLIST_INIT(&free);
1816         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1817         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1818                 pmap = PV_PMAP(pv);
1819                 PMAP_LOCK(pmap);
1820                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1821                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
1822                 KASSERT(l2 != NULL, ("pmap_remove_all: no l2 table found"));
1823                 tl2 = pmap_load(l2);
1824                 KASSERT((tl2 & ATTR_DESCR_MASK) == L2_TABLE,
1825                     ("pmap_remove_all: found a table when expecting "
1826                      "a block in %p's pv list", m));
1827                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
1828                 if (pmap_is_current(pmap) &&
1829                     pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1830                         cpu_dcache_wb_range(pv->pv_va, L3_SIZE);
1831                 tl3 = pmap_load_clear(l3);
1832                 PTE_SYNC(l3);
1833                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
1834                 if (tl3 & ATTR_SW_WIRED)
1835                         pmap->pm_stats.wired_count--;
1836                 if ((tl3 & ATTR_AF) != 0)
1837                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1838
1839                 /*
1840                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1841                  */
1842                 if (pmap_page_dirty(tl3))
1843                         vm_page_dirty(m);
1844                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, tl2, &free);
1845                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1846                 m->md.pv_gen++;
1847                 free_pv_entry(pmap, pv);
1848                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1849         }
1850         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1851         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1852         pmap_free_zero_pages(&free);
1853 }
1854
1855 /*
1856  *      Set the physical protection on the
1857  *      specified range of this map as requested.
1858  */
1859 void
1860 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1861 {
1862         vm_offset_t va, va_next;
1863         pd_entry_t *l1, *l2;
1864         pt_entry_t *l3p, l3;
1865
1866         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1867                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1868                 return;
1869         }
1870
1871         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == VM_PROT_WRITE)
1872                 return;
1873
1874         PMAP_LOCK(pmap);
1875         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1876
1877                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1878                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1879                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1880                         if (va_next < sva)
1881                                 va_next = eva;
1882                         continue;
1883                 }
1884
1885                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1886                 if (va_next < sva)
1887                         va_next = eva;
1888
1889                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1890                 if (l2 == NULL || (pmap_load(l2) & ATTR_DESCR_MASK) != L2_TABLE)
1891                         continue;
1892
1893                 if (va_next > eva)
1894                         va_next = eva;
1895
1896                 va = va_next;
1897                 for (l3p = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3p++,
1898                     sva += L3_SIZE) {
1899                         l3 = pmap_load(l3p);
1900                         if (pmap_l3_valid(l3)) {
1901                                 pmap_set(l3p, ATTR_AP(ATTR_AP_RO));
1902                                 PTE_SYNC(l3p);
1903                                 /* XXX: Use pmap_invalidate_range */
1904                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
1905                         }
1906                 }
1907         }
1908         PMAP_UNLOCK(pmap);
1909
1910         /* TODO: Only invalidate entries we are touching */
1911         pmap_invalidate_all(pmap);
1912 }
1913
1914 /*
1915  *      Insert the given physical page (p) at
1916  *      the specified virtual address (v) in the
1917  *      target physical map with the protection requested.
1918  *
1919  *      If specified, the page will be wired down, meaning
1920  *      that the related pte can not be reclaimed.
1921  *
1922  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
1923  *      or lose information.  That is, this routine must actually
1924  *      insert this page into the given map NOW.
1925  */
1926 int
1927 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
1928     u_int flags, int8_t psind __unused)
1929 {
1930         struct rwlock *lock;
1931         pd_entry_t *l1, *l2;
1932         pt_entry_t new_l3, orig_l3;
1933         pt_entry_t *l3;
1934         pv_entry_t pv;
1935         vm_paddr_t opa, pa, l2_pa, l3_pa;
1936         vm_page_t mpte, om, l2_m, l3_m;
1937         boolean_t nosleep;
1938
1939         va = trunc_page(va);
1940         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 && !vm_page_xbusied(m))
1941                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1942         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1943         new_l3 = (pt_entry_t)(pa | ATTR_DEFAULT | ATTR_IDX(m->md.pv_memattr) |
1944             L3_PAGE);
1945         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
1946                 new_l3 |= ATTR_AP(ATTR_AP_RO);
1947         if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0)
1948                 new_l3 |= ATTR_SW_WIRED;
1949         if ((va >> 63) == 0)
1950                 new_l3 |= ATTR_AP(ATTR_AP_USER);
1951
1952         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter: %.16lx -> %.16lx", va, pa);
1953
1954         mpte = NULL;
1955
1956         lock = NULL;
1957         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1958         PMAP_LOCK(pmap);
1959
1960         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
1961                 nosleep = (flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) != 0;
1962                 mpte = pmap_alloc_l3(pmap, va, nosleep ? NULL : &lock);
1963                 if (mpte == NULL && nosleep) {
1964                         CTR0(KTR_PMAP, "pmap_enter: mpte == NULL");
1965                         if (lock != NULL)
1966                                 rw_wunlock(lock);
1967                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
1968                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1969                         return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
1970                 }
1971                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
1972         } else {
1973                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
1974                 /* TODO: This is not optimal, but should mostly work */
1975                 if (l3 == NULL) {
1976                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
1977
1978                         if (l2 == NULL) {
1979                                 l2_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
1980                                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
1981                                     VM_ALLOC_ZERO);
1982                                 if (l2_m == NULL)
1983                                         panic("pmap_enter: l2 pte_m == NULL");
1984                                 if ((l2_m->flags & PG_ZERO) == 0)
1985                                         pmap_zero_page(l2_m);
1986
1987                                 l2_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l2_m);
1988                                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1989                                 pmap_load_store(l1, l2_pa | L1_TABLE);
1990                                 PTE_SYNC(l1);
1991                                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, va);
1992                         }
1993
1994                         KASSERT(l2 != NULL,
1995                             ("No l2 table after allocating one"));
1996
1997                         l3_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
1998                             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
1999                         if (l3_m == NULL)
2000                                 panic("pmap_enter: l3 pte_m == NULL");
2001                         if ((l3_m->flags & PG_ZERO) == 0)
2002                                 pmap_zero_page(l3_m);
2003
2004                         l3_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l3_m);
2005                         pmap_load_store(l2, l3_pa | L2_TABLE);
2006                         PTE_SYNC(l2);
2007                         l3 = pmap_l2_to_l3(l2, va);
2008                 }
2009                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2010         }
2011
2012         om = NULL;
2013         orig_l3 = pmap_load(l3);
2014         opa = orig_l3 & ~ATTR_MASK;
2015
2016         /*
2017          * Is the specified virtual address already mapped?
2018          */
2019         if (pmap_l3_valid(orig_l3)) {
2020                 /*
2021                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2022                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2023                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2024                  * the PT page will be also.
2025                  */
2026                 if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0 &&
2027                     (orig_l3 & ATTR_SW_WIRED) == 0)
2028                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2029                 else if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) == 0 &&
2030                     (orig_l3 & ATTR_SW_WIRED) != 0)
2031                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2032
2033                 /*
2034                  * Remove the extra PT page reference.
2035                  */
2036                 if (mpte != NULL) {
2037                         mpte->wire_count--;
2038                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
2039                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
2040                              " va: 0x%lx", va));
2041                 }
2042
2043                 /*
2044                  * Has the physical page changed?
2045                  */
2046                 if (opa == pa) {
2047                         /*
2048                          * No, might be a protection or wiring change.
2049                          */
2050                         if ((orig_l3 & ATTR_SW_MANAGED) != 0) {
2051                                 new_l3 |= ATTR_SW_MANAGED;
2052                                 if ((new_l3 & ATTR_AP(ATTR_AP_RW)) ==
2053                                     ATTR_AP(ATTR_AP_RW)) {
2054                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2055                                 }
2056                         }
2057                         goto validate;
2058                 }
2059
2060                 /* Flush the cache, there might be uncommitted data in it */
2061                 if (pmap_is_current(pmap) && pmap_l3_valid_cacheable(orig_l3))
2062                         cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
2063         } else {
2064                 /*
2065                  * Increment the counters.
2066                  */
2067                 if ((new_l3 & ATTR_SW_WIRED) != 0)
2068                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2069                 pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2070         }
2071         /*
2072          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2073          */
2074         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2075                 new_l3 |= ATTR_SW_MANAGED;
2076                 pv = get_pv_entry(pmap, &lock);
2077                 pv->pv_va = va;
2078                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, pa);
2079                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2080                 m->md.pv_gen++;
2081                 if ((new_l3 & ATTR_AP_RW_BIT) == ATTR_AP(ATTR_AP_RW))
2082                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2083         }
2084
2085         /*
2086          * Update the L3 entry.
2087          */
2088         if (orig_l3 != 0) {
2089 validate:
2090                 orig_l3 = pmap_load_store(l3, new_l3);
2091                 PTE_SYNC(l3);
2092                 opa = orig_l3 & ~ATTR_MASK;
2093
2094                 if (opa != pa) {
2095                         if ((orig_l3 & ATTR_SW_MANAGED) != 0) {
2096                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2097                                 if (pmap_page_dirty(orig_l3))
2098                                         vm_page_dirty(om);
2099                                 if ((orig_l3 & ATTR_AF) != 0)
2100                                         vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
2101                                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, opa);
2102                                 pmap_pvh_free(&om->md, pmap, va);
2103                         }
2104                 } else if (pmap_page_dirty(orig_l3)) {
2105                         if ((orig_l3 & ATTR_SW_MANAGED) != 0)
2106                                 vm_page_dirty(m);
2107                 }
2108         } else {
2109                 pmap_load_store(l3, new_l3);
2110                 PTE_SYNC(l3);
2111         }
2112         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2113         if ((pmap != pmap_kernel()) && (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap))
2114             cpu_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
2115
2116         if (lock != NULL)
2117                 rw_wunlock(lock);
2118         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2119         PMAP_UNLOCK(pmap);
2120         return (KERN_SUCCESS);
2121 }
2122
2123 /*
2124  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2125  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2126  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2127  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2128  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2129  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2130  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2131  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2132  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2133  * corresponding offset from m_start are mapped.
2134  */
2135 void
2136 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2137     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2138 {
2139         struct rwlock *lock;
2140         vm_offset_t va;
2141         vm_page_t m, mpte;
2142         vm_pindex_t diff, psize;
2143
2144         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
2145
2146         psize = atop(end - start);
2147         mpte = NULL;
2148         m = m_start;
2149         lock = NULL;
2150         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2151         PMAP_LOCK(pmap);
2152         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2153                 va = start + ptoa(diff);
2154                 mpte = pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, mpte, &lock);
2155                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2156         }
2157         if (lock != NULL)
2158                 rw_wunlock(lock);
2159         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2160         PMAP_UNLOCK(pmap);
2161 }
2162
2163 /*
2164  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2165  * 1. Current pmap & pmap exists.
2166  * 2. Not wired.
2167  * 3. Read access.
2168  * 4. No page table pages.
2169  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2170  */
2171
2172 void
2173 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2174 {
2175         struct rwlock *lock;
2176
2177         lock = NULL;
2178         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2179         PMAP_LOCK(pmap);
2180         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL, &lock);
2181         if (lock != NULL)
2182                 rw_wunlock(lock);
2183         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2184         PMAP_UNLOCK(pmap);
2185 }
2186
2187 static vm_page_t
2188 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2189     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte, struct rwlock **lockp)
2190 {
2191         struct spglist free;
2192         pd_entry_t *l2;
2193         pt_entry_t *l3;
2194         vm_paddr_t pa;
2195
2196         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2197             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
2198             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2199         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
2200         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2201
2202         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_quick_locked: %p %lx", pmap, va);
2203         /*
2204          * In the case that a page table page is not
2205          * resident, we are creating it here.
2206          */
2207         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2208                 vm_pindex_t l2pindex;
2209
2210                 /*
2211                  * Calculate pagetable page index
2212                  */
2213                 l2pindex = pmap_l2_pindex(va);
2214                 if (mpte && (mpte->pindex == l2pindex)) {
2215                         mpte->wire_count++;
2216                 } else {
2217                         /*
2218                          * Get the l2 entry
2219                          */
2220                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
2221
2222                         /*
2223                          * If the page table page is mapped, we just increment
2224                          * the hold count, and activate it.  Otherwise, we
2225                          * attempt to allocate a page table page.  If this
2226                          * attempt fails, we don't retry.  Instead, we give up.
2227                          */
2228                         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
2229                                 mpte =
2230                                     PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_load(l2) & ~ATTR_MASK);
2231                                 mpte->wire_count++;
2232                         } else {
2233                                 /*
2234                                  * Pass NULL instead of the PV list lock
2235                                  * pointer, because we don't intend to sleep.
2236                                  */
2237                                 mpte = _pmap_alloc_l3(pmap, l2pindex, NULL);
2238                                 if (mpte == NULL)
2239                                         return (mpte);
2240                         }
2241                 }
2242                 l3 = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mpte));
2243                 l3 = &l3[pmap_l3_index(va)];
2244         } else {
2245                 mpte = NULL;
2246                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
2247         }
2248         if (l3 == NULL)
2249                 panic("pmap_enter_quick_locked: No l3");
2250         if (pmap_load(l3) != 0) {
2251                 if (mpte != NULL) {
2252                         mpte->wire_count--;
2253                         mpte = NULL;
2254                 }
2255                 return (mpte);
2256         }
2257
2258         /*
2259          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2260          */
2261         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
2262             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m, lockp)) {
2263                 if (mpte != NULL) {
2264                         SLIST_INIT(&free);
2265                         if (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, &free)) {
2266                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2267                                 pmap_free_zero_pages(&free);
2268                         }
2269                         mpte = NULL;
2270                 }
2271                 return (mpte);
2272         }
2273
2274         /*
2275          * Increment counters
2276          */
2277         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2278
2279         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | ATTR_DEFAULT | ATTR_IDX(m->md.pv_memattr) |
2280             ATTR_AP(ATTR_AP_RW) | L3_PAGE;
2281
2282         /*
2283          * Now validate mapping with RO protection
2284          */
2285         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2286                 pa |= ATTR_SW_MANAGED;
2287         pmap_load_store(l3, pa);
2288         PTE_SYNC(l3);
2289         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2290         return (mpte);
2291 }
2292
2293 /*
2294  * This code maps large physical mmap regions into the
2295  * processor address space.  Note that some shortcuts
2296  * are taken, but the code works.
2297  */
2298 void
2299 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
2300     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2301 {
2302
2303         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2304         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2305             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
2306 }
2307
2308 /*
2309  *      Clear the wired attribute from the mappings for the specified range of
2310  *      addresses in the given pmap.  Every valid mapping within that range
2311  *      must have the wired attribute set.  In contrast, invalid mappings
2312  *      cannot have the wired attribute set, so they are ignored.
2313  *
2314  *      The wired attribute of the page table entry is not a hardware feature,
2315  *      so there is no need to invalidate any TLB entries.
2316  */
2317 void
2318 pmap_unwire(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2319 {
2320         vm_offset_t va_next;
2321         pd_entry_t *l1, *l2;
2322         pt_entry_t *l3;
2323         boolean_t pv_lists_locked;
2324
2325         pv_lists_locked = FALSE;
2326         PMAP_LOCK(pmap);
2327         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2328                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
2329                 if (pmap_load(l1) == 0) {
2330                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
2331                         if (va_next < sva)
2332                                 va_next = eva;
2333                         continue;
2334                 }
2335
2336                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
2337                 if (va_next < sva)
2338                         va_next = eva;
2339
2340                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
2341                 if (pmap_load(l2) == 0)
2342                         continue;
2343
2344                 if (va_next > eva)
2345                         va_next = eva;
2346                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
2347                     sva += L3_SIZE) {
2348                         if (pmap_load(l3) == 0)
2349                                 continue;
2350                         if ((pmap_load(l3) & ATTR_SW_WIRED) == 0)
2351                                 panic("pmap_unwire: l3 %#jx is missing "
2352                                     "ATTR_SW_WIRED", (uintmax_t)pmap_load(l3));
2353
2354                         /*
2355                          * PG_W must be cleared atomically.  Although the pmap
2356                          * lock synchronizes access to PG_W, another processor
2357                          * could be setting PG_M and/or PG_A concurrently.
2358                          */
2359                         atomic_clear_long(l3, ATTR_SW_WIRED);
2360                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2361                 }
2362         }
2363         if (pv_lists_locked)
2364                 rw_runlock(&pvh_global_lock);
2365         PMAP_UNLOCK(pmap);
2366 }
2367
2368 /*
2369  *      Copy the range specified by src_addr/len
2370  *      from the source map to the range dst_addr/len
2371  *      in the destination map.
2372  *
2373  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2374  */
2375
2376 void
2377 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
2378     vm_offset_t src_addr)
2379 {
2380 }
2381
2382 /*
2383  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
2384  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2385  */
2386 void
2387 pmap_zero_page(vm_page_t m)
2388 {
2389         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2390
2391         pagezero((void *)va);
2392 }
2393
2394 /*
2395  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping 
2396  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2397  *
2398  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2399  */
2400 void
2401 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
2402 {
2403         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2404
2405         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2406                 pagezero((void *)va);
2407         else
2408                 bzero((char *)va + off, size);
2409 }
2410
2411 /*
2412  *      pmap_zero_page_idle zeros the specified hardware page by mapping 
2413  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.  This
2414  *      is intended to be called from the vm_pagezero process only and
2415  *      outside of Giant.
2416  */
2417 void
2418 pmap_zero_page_idle(vm_page_t m)
2419 {
2420         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2421
2422         pagezero((void *)va);
2423 }
2424
2425 /*
2426  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
2427  *      page by mapping the page into virtual memory and using
2428  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
2429  *      time.
2430  */
2431 void
2432 pmap_copy_page(vm_page_t msrc, vm_page_t mdst)
2433 {
2434         vm_offset_t src = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(msrc));
2435         vm_offset_t dst = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mdst));
2436
2437         pagecopy((void *)src, (void *)dst);
2438 }
2439
2440 int unmapped_buf_allowed = 1;
2441
2442 void
2443 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
2444     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
2445 {
2446         void *a_cp, *b_cp;
2447         vm_page_t m_a, m_b;
2448         vm_paddr_t p_a, p_b;
2449         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
2450         int cnt;
2451
2452         while (xfersize > 0) {
2453                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
2454                 m_a = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
2455                 p_a = m_a->phys_addr;
2456                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
2457                 m_b = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
2458                 p_b = m_b->phys_addr;
2459                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
2460                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
2461                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_a))) {
2462                         panic("!DMAP a %lx", p_a);
2463                 } else {
2464                         a_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_a) + a_pg_offset;
2465                 }
2466                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_b))) {
2467                         panic("!DMAP b %lx", p_b);
2468                 } else {
2469                         b_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_b) + b_pg_offset;
2470                 }
2471                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
2472                 a_offset += cnt;
2473                 b_offset += cnt;
2474                 xfersize -= cnt;
2475         }
2476 }
2477
2478 vm_offset_t
2479 pmap_quick_enter_page(vm_page_t m)
2480 {
2481
2482         return (PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)));
2483 }
2484
2485 void
2486 pmap_quick_remove_page(vm_offset_t addr)
2487 {
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2492  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2493  * be changed upwards or downwards in the future; it
2494  * is only necessary that true be returned for a small
2495  * subset of pmaps for proper page aging.
2496  */
2497 boolean_t
2498 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2499 {
2500         struct rwlock *lock;
2501         pv_entry_t pv;
2502         int loops = 0;
2503         boolean_t rv;
2504
2505         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2506             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2507         rv = FALSE;
2508         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2509         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2510         rw_rlock(lock);
2511         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2512                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
2513                         rv = TRUE;
2514                         break;
2515                 }
2516                 loops++;
2517                 if (loops >= 16)
2518                         break;
2519         }
2520         rw_runlock(lock);
2521         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2522         return (rv);
2523 }
2524
2525 /*
2526  *      pmap_page_wired_mappings:
2527  *
2528  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
2529  *      that are wired.
2530  */
2531 int
2532 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
2533 {
2534         struct rwlock *lock;
2535         pmap_t pmap;
2536         pt_entry_t *l3;
2537         pv_entry_t pv;
2538         int count, md_gen;
2539
2540         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2541                 return (0);
2542         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2543         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2544         rw_rlock(lock);
2545 restart:
2546         count = 0;
2547         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2548                 pmap = PV_PMAP(pv);
2549                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2550                         md_gen = m->md.pv_gen;
2551                         rw_runlock(lock);
2552                         PMAP_LOCK(pmap);
2553                         rw_rlock(lock);
2554                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2555                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2556                                 goto restart;
2557                         }
2558                 }
2559                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2560                 if (l3 != NULL && (pmap_load(l3) & ATTR_SW_WIRED) != 0)
2561                         count++;
2562                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2563         }
2564         rw_runlock(lock);
2565         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2566         return (count);
2567 }
2568
2569 /*
2570  * Destroy all managed, non-wired mappings in the given user-space
2571  * pmap.  This pmap cannot be active on any processor besides the
2572  * caller.
2573  *                                                                                
2574  * This function cannot be applied to the kernel pmap.  Moreover, it
2575  * is not intended for general use.  It is only to be used during
2576  * process termination.  Consequently, it can be implemented in ways
2577  * that make it faster than pmap_remove().  First, it can more quickly
2578  * destroy mappings by iterating over the pmap's collection of PV
2579  * entries, rather than searching the page table.  Second, it doesn't
2580  * have to test and clear the page table entries atomically, because
2581  * no processor is currently accessing the user address space.  In
2582  * particular, a page table entry's dirty bit won't change state once
2583  * this function starts.
2584  */
2585 void
2586 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
2587 {
2588         pd_entry_t ptepde, *l2;
2589         pt_entry_t *l3, tl3;
2590         struct spglist free;
2591         vm_page_t m;
2592         pv_entry_t pv;
2593         struct pv_chunk *pc, *npc;
2594         struct rwlock *lock;
2595         int64_t bit;
2596         uint64_t inuse, bitmask;
2597         int allfree, field, freed, idx;
2598         vm_paddr_t pa;
2599
2600         lock = NULL;
2601
2602         SLIST_INIT(&free);
2603         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2604         PMAP_LOCK(pmap);
2605         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
2606                 allfree = 1;
2607                 freed = 0;
2608                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2609                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2610                         while (inuse != 0) {
2611                                 bit = ffsl(inuse) - 1;
2612                                 bitmask = 1UL << bit;
2613                                 idx = field * 64 + bit;
2614                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
2615                                 inuse &= ~bitmask;
2616
2617                                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
2618                                 ptepde = pmap_load(l2);
2619                                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
2620                                 tl3 = pmap_load(l3);
2621
2622 /*
2623  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
2624  */
2625                                 if (tl3 & ATTR_SW_WIRED) {
2626                                         allfree = 0;
2627                                         continue;
2628                                 }
2629
2630                                 pa = tl3 & ~ATTR_MASK;
2631
2632                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2633                                 KASSERT(m->phys_addr == pa,
2634                                     ("vm_page_t %p phys_addr mismatch %016jx %016jx",
2635                                     m, (uintmax_t)m->phys_addr,
2636                                     (uintmax_t)tl3));
2637
2638                                 KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
2639                                     m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2640                                     ("pmap_remove_pages: bad l3 %#jx",
2641                                     (uintmax_t)tl3));
2642
2643                                 if (pmap_is_current(pmap) &&
2644                                     pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
2645                                         cpu_dcache_wb_range(pv->pv_va, L3_SIZE);
2646                                 pmap_load_clear(l3);
2647                                 PTE_SYNC(l3);
2648                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2649
2650                                 /*
2651                                  * Update the vm_page_t clean/reference bits.
2652                                  */
2653                                 if ((tl3 & ATTR_AP_RW_BIT) ==
2654                                     ATTR_AP(ATTR_AP_RW))
2655                                         vm_page_dirty(m);
2656
2657                                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(&lock, m);
2658
2659                                 /* Mark free */
2660                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
2661
2662                                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
2663                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2664                                 m->md.pv_gen++;
2665
2666                                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, ptepde, &free);
2667                                 freed++;
2668                         }
2669                 }
2670                 PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, freed));
2671                 PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, freed));
2672                 PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, freed));
2673                 if (allfree) {
2674                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2675                         free_pv_chunk(pc);
2676                 }
2677         }
2678         pmap_invalidate_all(pmap);
2679         if (lock != NULL)
2680                 rw_wunlock(lock);
2681         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2682         PMAP_UNLOCK(pmap);
2683         pmap_free_zero_pages(&free);
2684 }
2685
2686 /*
2687  * This is used to check if a page has been accessed or modified. As we
2688  * don't have a bit to see if it has been modified we have to assume it
2689  * has been if the page is read/write.
2690  */
2691 static boolean_t
2692 pmap_page_test_mappings(vm_page_t m, boolean_t accessed, boolean_t modified)
2693 {
2694         struct rwlock *lock;
2695         pv_entry_t pv;
2696         pt_entry_t *l3, mask, value;
2697         pmap_t pmap;
2698         int md_gen;
2699         boolean_t rv;
2700
2701         rv = FALSE;
2702         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2703         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2704         rw_rlock(lock);
2705 restart:
2706         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2707                 pmap = PV_PMAP(pv);
2708                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2709                         md_gen = m->md.pv_gen;
2710                         rw_runlock(lock);
2711                         PMAP_LOCK(pmap);
2712                         rw_rlock(lock);
2713                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2714                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2715                                 goto restart;
2716                         }
2717                 }
2718                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2719                 mask = 0;
2720                 value = 0;
2721                 if (modified) {
2722                         mask |= ATTR_AP_RW_BIT;
2723                         value |= ATTR_AP(ATTR_AP_RW);
2724                 }
2725                 if (accessed) {
2726                         mask |= ATTR_AF | ATTR_DESCR_MASK;
2727                         value |= ATTR_AF | L3_PAGE;
2728                 }
2729                 rv = (pmap_load(l3) & mask) == value;
2730                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2731                 if (rv)
2732                         goto out;
2733         }
2734 out:
2735         rw_runlock(lock);
2736         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2737         return (rv);
2738 }
2739
2740 /*
2741  *      pmap_is_modified:
2742  *
2743  *      Return whether or not the specified physical page was modified
2744  *      in any physical maps.
2745  */
2746 boolean_t
2747 pmap_is_modified(vm_page_t m)
2748 {
2749
2750         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2751             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
2752
2753         /*
2754          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2755          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2756          * is clear, no PTEs can have PG_M set.
2757          */
2758         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2759         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2760                 return (FALSE);
2761         return (pmap_page_test_mappings(m, FALSE, TRUE));
2762 }
2763
2764 /*
2765  *      pmap_is_prefaultable:
2766  *
2767  *      Return whether or not the specified virtual address is eligible
2768  *      for prefault.
2769  */
2770 boolean_t
2771 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2772 {
2773         pt_entry_t *l3;
2774         boolean_t rv;
2775
2776         rv = FALSE;
2777         PMAP_LOCK(pmap);
2778         l3 = pmap_l3(pmap, addr);
2779         if (l3 != NULL && pmap_load(l3) != 0) {
2780                 rv = TRUE;
2781         }
2782         PMAP_UNLOCK(pmap);
2783         return (rv);
2784 }
2785
2786 /*
2787  *      pmap_is_referenced:
2788  *
2789  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
2790  *      in any physical maps.
2791  */
2792 boolean_t
2793 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
2794 {
2795
2796         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2797             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
2798         return (pmap_page_test_mappings(m, TRUE, FALSE));
2799 }
2800
2801 /*
2802  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
2803  */
2804 void
2805 pmap_remove_write(vm_page_t m)
2806 {
2807         pmap_t pmap;
2808         struct rwlock *lock;
2809         pv_entry_t pv;
2810         pt_entry_t *l3, oldl3;
2811         int md_gen;
2812
2813         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2814             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
2815
2816         /*
2817          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2818          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
2819          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
2820          */
2821         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2822         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2823                 return;
2824         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2825         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2826 retry_pv_loop:
2827         rw_wlock(lock);
2828         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2829                 pmap = PV_PMAP(pv);
2830                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2831                         md_gen = m->md.pv_gen;
2832                         rw_wunlock(lock);
2833                         PMAP_LOCK(pmap);
2834                         rw_wlock(lock);
2835                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2836                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2837                                 rw_wunlock(lock);
2838                                 goto retry_pv_loop;
2839                         }
2840                 }
2841                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2842 retry:
2843                 oldl3 = pmap_load(l3);
2844                 if ((oldl3 & ATTR_AP_RW_BIT) == ATTR_AP(ATTR_AP_RW)) {
2845                         if (!atomic_cmpset_long(l3, oldl3,
2846                             oldl3 | ATTR_AP(ATTR_AP_RO)))
2847                                 goto retry;
2848                         if ((oldl3 & ATTR_AF) != 0)
2849                                 vm_page_dirty(m);
2850                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2851                 }
2852                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2853         }
2854         rw_wunlock(lock);
2855         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2856         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2857 }
2858
2859 static __inline boolean_t
2860 safe_to_clear_referenced(pmap_t pmap, pt_entry_t pte)
2861 {
2862
2863         return (FALSE);
2864 }
2865
2866 #define PMAP_TS_REFERENCED_MAX  5
2867
2868 /*
2869  *      pmap_ts_referenced:
2870  *
2871  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
2872  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
2873  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
2874  *      reference bits set.
2875  *
2876  *      XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
2877  *      should be tested and standardized at some point in the future for
2878  *      optimal aging of shared pages.
2879  */
2880 int
2881 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
2882 {
2883         pv_entry_t pv, pvf;
2884         pmap_t pmap;
2885         struct rwlock *lock;
2886         pd_entry_t *l2p, l2;
2887         pt_entry_t *l3;
2888         vm_paddr_t pa;
2889         int cleared, md_gen, not_cleared;
2890         struct spglist free;
2891
2892         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2893             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
2894         SLIST_INIT(&free);
2895         cleared = 0;
2896         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2897         lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);
2898         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2899         rw_wlock(lock);
2900 retry:
2901         not_cleared = 0;
2902         if ((pvf = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) == NULL)
2903                 goto out;
2904         pv = pvf;
2905         do {
2906                 if (pvf == NULL)
2907                         pvf = pv;
2908                 pmap = PV_PMAP(pv);
2909                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2910                         md_gen = m->md.pv_gen;
2911                         rw_wunlock(lock);
2912                         PMAP_LOCK(pmap);
2913                         rw_wlock(lock);
2914                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2915                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2916                                 goto retry;
2917                         }
2918                 }
2919                 l2p = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
2920                 KASSERT(l2p != NULL, ("pmap_ts_referenced: no l2 table found"));
2921                 l2 = pmap_load(l2p);
2922                 KASSERT((l2 & ATTR_DESCR_MASK) == L2_TABLE,
2923                     ("pmap_ts_referenced: found an invalid l2 table"));
2924                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2p, pv->pv_va);
2925                 if ((pmap_load(l3) & ATTR_AF) != 0) {
2926                         if (safe_to_clear_referenced(pmap, pmap_load(l3))) {
2927                                 /*
2928                                  * TODO: We don't handle the access flag
2929                                  * at all. We need to be able to set it in
2930                                  * the exception handler.
2931                                  */
2932                                 panic("ARM64TODO: safe_to_clear_referenced\n");
2933                         } else if ((pmap_load(l3) & ATTR_SW_WIRED) == 0) {
2934                                 /*
2935                                  * Wired pages cannot be paged out so
2936                                  * doing accessed bit emulation for
2937                                  * them is wasted effort. We do the
2938                                  * hard work for unwired pages only.
2939                                  */
2940                                 pmap_remove_l3(pmap, l3, pv->pv_va, l2,
2941                                     &free, &lock);
2942                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2943                                 cleared++;
2944                                 if (pvf == pv)
2945                                         pvf = NULL;
2946                                 pv = NULL;
2947                                 KASSERT(lock == VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m),
2948                                     ("inconsistent pv lock %p %p for page %p",
2949                                     lock, VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m), m));
2950                         } else
2951                                 not_cleared++;
2952                 }
2953                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2954                 /* Rotate the PV list if it has more than one entry. */
2955                 if (pv != NULL && TAILQ_NEXT(pv, pv_next) != NULL) {
2956                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2957                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2958                         m->md.pv_gen++;
2959                 }
2960         } while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != pvf && cleared +
2961             not_cleared < PMAP_TS_REFERENCED_MAX);
2962 out:
2963         rw_wunlock(lock);
2964         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2965         pmap_free_zero_pages(&free);
2966         return (cleared + not_cleared);
2967 }
2968
2969 /*
2970  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
2971  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
2972  *      modified flags in each mapping and set the mapped page's dirty field.
2973  */
2974 void
2975 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
2976 {
2977 }
2978
2979 /*
2980  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
2981  */
2982 void
2983 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
2984 {
2985
2986         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2987             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
2988         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2989         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
2990             ("pmap_clear_modify: page %p is exclusive busied", m));
2991
2992         /*
2993          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PG_M set.
2994          * If the object containing the page is locked and the page is not
2995          * exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
2996          */
2997         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2998                 return;
2999
3000         /* ARM64TODO: We lack support for tracking if a page is modified */
3001 }
3002
3003 void *
3004 pmap_mapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3005 {
3006
3007         return ((void *)PHYS_TO_DMAP(pa));
3008 }
3009
3010 void
3011 pmap_unmapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3012 {
3013 }
3014
3015 /*
3016  * Sets the memory attribute for the specified page.
3017  */
3018 void
3019 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
3020 {
3021
3022         m->md.pv_memattr = ma;
3023
3024         /*
3025          * ARM64TODO: Implement the below (from the amd64 pmap)
3026          * If "m" is a normal page, update its direct mapping.  This update
3027          * can be relied upon to perform any cache operations that are
3028          * required for data coherence.
3029          */
3030         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
3031             PHYS_IN_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)))
3032                 panic("ARM64TODO: pmap_page_set_memattr");
3033 }
3034
3035 /*
3036  * perform the pmap work for mincore
3037  */
3038 int
3039 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
3040 {
3041         pd_entry_t *l1p, l1;
3042         pd_entry_t *l2p, l2;
3043         pt_entry_t *l3p, l3;
3044         vm_paddr_t pa;
3045         bool managed;
3046         int val;
3047
3048         PMAP_LOCK(pmap);
3049 retry:
3050         pa = 0;
3051         val = 0;
3052         managed = false;
3053
3054         l1p = pmap_l1(pmap, addr);
3055         if (l1p == NULL) /* No l1 */
3056                 goto done;
3057         l1 = pmap_load(l1p);
3058         if ((l1 & ATTR_DESCR_MASK) == L1_BLOCK) {
3059                 pa = (l1 & ~ATTR_MASK) | (addr & L1_OFFSET);
3060                 managed = (l1 & ATTR_SW_MANAGED) == ATTR_SW_MANAGED;
3061                 val = MINCORE_SUPER | MINCORE_INCORE;
3062                 if (pmap_page_dirty(l1))
3063                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3064                 if ((l1 & ATTR_AF) == ATTR_AF)
3065                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3066                 goto done;
3067         }
3068
3069         l2p = pmap_l1_to_l2(l1p, addr);
3070         if (l2p == NULL) /* No l2 */
3071                 goto done;
3072         l2 = pmap_load(l2p);
3073         if ((l2 & ATTR_DESCR_MASK) == L2_BLOCK) {
3074                 pa = (l2 & ~ATTR_MASK) | (addr & L2_OFFSET);
3075                 managed = (l2 & ATTR_SW_MANAGED) == ATTR_SW_MANAGED;
3076                 val = MINCORE_SUPER | MINCORE_INCORE;
3077                 if (pmap_page_dirty(l2))
3078                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3079                 if ((l2 & ATTR_AF) == ATTR_AF)
3080                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3081                 goto done;
3082         }
3083
3084         l3p = pmap_l2_to_l3(l2p, addr);
3085         if (l3p == NULL) /* No l3 */
3086                 goto done;
3087         l3 = pmap_load(l2p);
3088         if ((l3 & ATTR_DESCR_MASK) == L3_PAGE) {
3089                 pa = (l3 & ~ATTR_MASK) | (addr & L3_OFFSET);
3090                 managed = (l3 & ATTR_SW_MANAGED) == ATTR_SW_MANAGED;
3091                 val = MINCORE_INCORE;
3092                 if (pmap_page_dirty(l3))
3093                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3094                 if ((l3 & ATTR_AF) == ATTR_AF)
3095                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3096         }
3097
3098 done:
3099         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
3100             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) && managed) {
3101                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
3102                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
3103                         goto retry;
3104         } else
3105                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
3106         PMAP_UNLOCK(pmap);
3107
3108         return (val);
3109 }
3110
3111 void
3112 pmap_activate(struct thread *td)
3113 {
3114         pmap_t  pmap;
3115
3116         critical_enter();
3117         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
3118         td->td_pcb->pcb_l1addr = vtophys(pmap->pm_l1);
3119         __asm __volatile("msr ttbr0_el1, %0" : : "r"(td->td_pcb->pcb_l1addr));
3120         pmap_invalidate_all(pmap);
3121         critical_exit();
3122 }
3123
3124 void
3125 pmap_sync_icache(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
3126 {
3127
3128         if (va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
3129                 cpu_icache_sync_range(va, sz);
3130         } else {
3131                 u_int len, offset;
3132                 vm_paddr_t pa;
3133
3134                 /* Find the length of data in this page to flush */
3135                 offset = va & PAGE_MASK;
3136                 len = imin(PAGE_SIZE - offset, sz);
3137
3138                 while (sz != 0) {
3139                         /* Extract the physical address & find it in the DMAP */
3140                         pa = pmap_extract(pmap, va);
3141                         if (pa != 0)
3142                                 cpu_icache_sync_range(PHYS_TO_DMAP(pa), len);
3143
3144                         /* Move to the next page */
3145                         sz -= len;
3146                         va += len;
3147                         /* Set the length for the next iteration */
3148                         len = imin(PAGE_SIZE, sz);
3149                 }
3150         }
3151 }
3152
3153 /*
3154  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
3155  *      different alignment might result in more superpage mappings.
3156  */
3157 void
3158 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
3159     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
3160 {
3161 }
3162
3163 /**
3164  * Get the kernel virtual address of a set of physical pages. If there are
3165  * physical addresses not covered by the DMAP perform a transient mapping
3166  * that will be removed when calling pmap_unmap_io_transient.
3167  *
3168  * \param page        The pages the caller wishes to obtain the virtual
3169  *                    address on the kernel memory map.
3170  * \param vaddr       On return contains the kernel virtual memory address
3171  *                    of the pages passed in the page parameter.
3172  * \param count       Number of pages passed in.
3173  * \param can_fault   TRUE if the thread using the mapped pages can take
3174  *                    page faults, FALSE otherwise.
3175  *
3176  * \returns TRUE if the caller must call pmap_unmap_io_transient when
3177  *          finished or FALSE otherwise.
3178  *
3179  */
3180 boolean_t
3181 pmap_map_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3182     boolean_t can_fault)
3183 {
3184         vm_paddr_t paddr;
3185         boolean_t needs_mapping;
3186         int error, i;
3187
3188         /*
3189          * Allocate any KVA space that we need, this is done in a separate
3190          * loop to prevent calling vmem_alloc while pinned.
3191          */
3192         needs_mapping = FALSE;
3193         for (i = 0; i < count; i++) {
3194                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3195                 if (__predict_false(paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR)) {
3196                         error = vmem_alloc(kernel_arena, PAGE_SIZE,
3197                             M_BESTFIT | M_WAITOK, &vaddr[i]);
3198                         KASSERT(error == 0, ("vmem_alloc failed: %d", error));
3199                         needs_mapping = TRUE;
3200                 } else {
3201                         vaddr[i] = PHYS_TO_DMAP(paddr);
3202                 }
3203         }
3204
3205         /* Exit early if everything is covered by the DMAP */
3206         if (!needs_mapping)
3207                 return (FALSE);
3208
3209         if (!can_fault)
3210                 sched_pin();
3211         for (i = 0; i < count; i++) {
3212                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3213                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3214                         panic(
3215                            "pmap_map_io_transient: TODO: Map out of DMAP data");
3216                 }
3217         }
3218
3219         return (needs_mapping);
3220 }
3221
3222 void
3223 pmap_unmap_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3224     boolean_t can_fault)
3225 {
3226         vm_paddr_t paddr;
3227         int i;
3228
3229         if (!can_fault)
3230                 sched_unpin();
3231         for (i = 0; i < count; i++) {
3232                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3233                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3234                         panic("ARM64TODO: pmap_unmap_io_transient: Unmap data");
3235                 }
3236         }
3237 }