]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/9.git/blob - sys/i386/i386/pmap.c
MFC r242010:
[FreeBSD/stable/9.git] / sys / i386 / i386 / 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) 2005-2010 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
9  * All rights reserved.
10  *
11  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
12  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
13  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
14  *
15  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
16  * modification, are permitted provided that the following conditions
17  * are met:
18  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
20  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
22  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
23  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
24  *    must display the following acknowledgement:
25  *      This product includes software developed by the University of
26  *      California, Berkeley and its contributors.
27  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
28  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
29  *    without specific prior written permission.
30  *
31  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
32  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
33  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
34  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
35  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
36  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
37  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
38  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
39  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
40  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
41  * SUCH DAMAGE.
42  *
43  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
44  */
45 /*-
46  * Copyright (c) 2003 Networks Associates Technology, Inc.
47  * All rights reserved.
48  *
49  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jake Burkholder,
50  * Safeport Network Services, and Network Associates Laboratories, the
51  * Security Research Division of Network Associates, Inc. under
52  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA
53  * CHATS research program.
54  *
55  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
56  * modification, are permitted provided that the following conditions
57  * are met:
58  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
59  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
60  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
61  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
62  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
63  *
64  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
65  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
66  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
67  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
68  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
69  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
70  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
71  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
72  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
73  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
74  * SUCH DAMAGE.
75  */
76
77 #include <sys/cdefs.h>
78 __FBSDID("$FreeBSD$");
79
80 /*
81  *      Manages physical address maps.
82  *
83  *      In addition to hardware address maps, this
84  *      module is called upon to provide software-use-only
85  *      maps which may or may not be stored in the same
86  *      form as hardware maps.  These pseudo-maps are
87  *      used to store intermediate results from copy
88  *      operations to and from address spaces.
89  *
90  *      Since the information managed by this module is
91  *      also stored by the logical address mapping module,
92  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
93  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
94  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
95  *      requested.
96  *
97  *      In order to cope with hardware architectures which
98  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
99  *      this module may delay invalidate or reduced protection
100  *      operations until such time as they are actually
101  *      necessary.  This module is given full information as
102  *      to which processors are currently using which maps,
103  *      and to when physical maps must be made correct.
104  */
105
106 #include "opt_cpu.h"
107 #include "opt_pmap.h"
108 #include "opt_smp.h"
109 #include "opt_xbox.h"
110
111 #include <sys/param.h>
112 #include <sys/systm.h>
113 #include <sys/kernel.h>
114 #include <sys/ktr.h>
115 #include <sys/lock.h>
116 #include <sys/malloc.h>
117 #include <sys/mman.h>
118 #include <sys/msgbuf.h>
119 #include <sys/mutex.h>
120 #include <sys/proc.h>
121 #include <sys/rwlock.h>
122 #include <sys/sf_buf.h>
123 #include <sys/sx.h>
124 #include <sys/vmmeter.h>
125 #include <sys/sched.h>
126 #include <sys/sysctl.h>
127 #ifdef SMP
128 #include <sys/smp.h>
129 #else
130 #include <sys/cpuset.h>
131 #endif
132
133 #include <vm/vm.h>
134 #include <vm/vm_param.h>
135 #include <vm/vm_kern.h>
136 #include <vm/vm_page.h>
137 #include <vm/vm_map.h>
138 #include <vm/vm_object.h>
139 #include <vm/vm_extern.h>
140 #include <vm/vm_pageout.h>
141 #include <vm/vm_pager.h>
142 #include <vm/vm_reserv.h>
143 #include <vm/uma.h>
144
145 #include <machine/cpu.h>
146 #include <machine/cputypes.h>
147 #include <machine/md_var.h>
148 #include <machine/pcb.h>
149 #include <machine/specialreg.h>
150 #ifdef SMP
151 #include <machine/smp.h>
152 #endif
153
154 #ifdef XBOX
155 #include <machine/xbox.h>
156 #endif
157
158 #if !defined(CPU_DISABLE_SSE) && defined(I686_CPU)
159 #define CPU_ENABLE_SSE
160 #endif
161
162 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
163 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
164 #endif
165
166 #if !defined(DIAGNOSTIC)
167 #ifdef __GNUC_GNU_INLINE__
168 #define PMAP_INLINE     __attribute__((__gnu_inline__)) inline
169 #else
170 #define PMAP_INLINE     extern inline
171 #endif
172 #else
173 #define PMAP_INLINE
174 #endif
175
176 #ifdef PV_STATS
177 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
178 #else
179 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
180 #endif
181
182 #define pa_index(pa)    ((pa) >> PDRSHIFT)
183 #define pa_to_pvh(pa)   (&pv_table[pa_index(pa)])
184
185 /*
186  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
187  */
188 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
189 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
190
191 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
192 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
193 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
194 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
195 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
196
197 #define pmap_pte_set_w(pte, v)  ((v) ? atomic_set_int((u_int *)(pte), PG_W) : \
198     atomic_clear_int((u_int *)(pte), PG_W))
199 #define pmap_pte_set_prot(pte, v) ((*(int *)pte &= ~PG_PROT), (*(int *)pte |= (v)))
200
201 struct pmap kernel_pmap_store;
202 LIST_HEAD(pmaplist, pmap);
203 static struct pmaplist allpmaps;
204 static struct mtx allpmaps_lock;
205
206 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
207 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
208 int pgeflag = 0;                /* PG_G or-in */
209 int pseflag = 0;                /* PG_PS or-in */
210
211 static int nkpt = NKPT;
212 vm_offset_t kernel_vm_end = KERNBASE + NKPT * NBPDR;
213 extern u_int32_t KERNend;
214 extern u_int32_t KPTphys;
215
216 #ifdef PAE
217 pt_entry_t pg_nx;
218 static uma_zone_t pdptzone;
219 #endif
220
221 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, pmap, CTLFLAG_RD, 0, "VM/pmap parameters");
222
223 static int pat_works = 1;
224 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pat_works, CTLFLAG_RD, &pat_works, 1,
225     "Is page attribute table fully functional?");
226
227 static int pg_ps_enabled = 1;
228 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pg_ps_enabled, CTLFLAG_RDTUN, &pg_ps_enabled, 0,
229     "Are large page mappings enabled?");
230
231 #define PAT_INDEX_SIZE  8
232 static int pat_index[PAT_INDEX_SIZE];   /* cache mode to PAT index conversion */
233
234 /*
235  * Isolate the global pv list lock from data and other locks to prevent false
236  * sharing within the cache.
237  */
238 static struct {
239         struct rwlock   lock;
240         char            padding[CACHE_LINE_SIZE - sizeof(struct rwlock)];
241 } pvh_global __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
242
243 #define pvh_global_lock pvh_global.lock
244
245 /*
246  * Data for the pv entry allocation mechanism
247  */
248 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
249 static int pv_entry_count = 0, pv_entry_max = 0, pv_entry_high_water = 0;
250 static struct md_page *pv_table;
251 static int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
252
253 struct pv_chunk *pv_chunkbase;          /* KVA block for pv_chunks */
254 int pv_maxchunks;                       /* How many chunks we have KVA for */
255 vm_offset_t pv_vafree;                  /* freelist stored in the PTE */
256
257 /*
258  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
259  */
260 struct sysmaps {
261         struct  mtx lock;
262         pt_entry_t *CMAP1;
263         pt_entry_t *CMAP2;
264         caddr_t CADDR1;
265         caddr_t CADDR2;
266 };
267 static struct sysmaps sysmaps_pcpu[MAXCPU];
268 pt_entry_t *CMAP1 = 0;
269 static pt_entry_t *CMAP3;
270 static pd_entry_t *KPTD;
271 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
272 static caddr_t CADDR3;
273 struct msgbuf *msgbufp = 0;
274
275 /*
276  * Crashdump maps.
277  */
278 static caddr_t crashdumpmap;
279
280 static pt_entry_t *PMAP1 = 0, *PMAP2;
281 static pt_entry_t *PADDR1 = 0, *PADDR2;
282 #ifdef SMP
283 static int PMAP1cpu;
284 static int PMAP1changedcpu;
285 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1changedcpu, CTLFLAG_RD, 
286            &PMAP1changedcpu, 0,
287            "Number of times pmap_pte_quick changed CPU with same PMAP1");
288 #endif
289 static int PMAP1changed;
290 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1changed, CTLFLAG_RD, 
291            &PMAP1changed, 0,
292            "Number of times pmap_pte_quick changed PMAP1");
293 static int PMAP1unchanged;
294 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1unchanged, CTLFLAG_RD, 
295            &PMAP1unchanged, 0,
296            "Number of times pmap_pte_quick didn't change PMAP1");
297 static struct mtx PMAP2mutex;
298
299 static void     free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc);
300 static void     free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv);
301 static pv_entry_t get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try);
302 static void     pmap_pv_demote_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa);
303 static boolean_t pmap_pv_insert_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa);
304 static void     pmap_pv_promote_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa);
305 static void     pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va);
306 static pv_entry_t pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap,
307                     vm_offset_t va);
308 static int      pmap_pvh_wired_mappings(struct md_page *pvh, int count);
309
310 static boolean_t pmap_demote_pde(pmap_t pmap, pd_entry_t *pde, vm_offset_t va);
311 static boolean_t pmap_enter_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
312     vm_prot_t prot);
313 static vm_page_t pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
314     vm_page_t m, vm_prot_t prot, vm_page_t mpte);
315 static void pmap_flush_page(vm_page_t m);
316 static void pmap_insert_pt_page(pmap_t pmap, vm_page_t mpte);
317 static void pmap_fill_ptp(pt_entry_t *firstpte, pt_entry_t newpte);
318 static boolean_t pmap_is_modified_pvh(struct md_page *pvh);
319 static boolean_t pmap_is_referenced_pvh(struct md_page *pvh);
320 static void pmap_kenter_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, int mode);
321 static void pmap_kenter_pde(vm_offset_t va, pd_entry_t newpde);
322 static vm_page_t pmap_lookup_pt_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
323 static void pmap_pde_attr(pd_entry_t *pde, int cache_bits);
324 static void pmap_promote_pde(pmap_t pmap, pd_entry_t *pde, vm_offset_t va);
325 static boolean_t pmap_protect_pde(pmap_t pmap, pd_entry_t *pde, vm_offset_t sva,
326     vm_prot_t prot);
327 static void pmap_pte_attr(pt_entry_t *pte, int cache_bits);
328 static void pmap_remove_pde(pmap_t pmap, pd_entry_t *pdq, vm_offset_t sva,
329     vm_page_t *free);
330 static int pmap_remove_pte(pmap_t pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t sva,
331     vm_page_t *free);
332 static void pmap_remove_pt_page(pmap_t pmap, vm_page_t mpte);
333 static void pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va,
334     vm_page_t *free);
335 static void pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m,
336                                         vm_offset_t va);
337 static void pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m);
338 static boolean_t pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
339     vm_page_t m);
340 static void pmap_update_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t *pde,
341     pd_entry_t newpde);
342 static void pmap_update_pde_invalidate(vm_offset_t va, pd_entry_t newpde);
343
344 static vm_page_t pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int flags);
345
346 static vm_page_t _pmap_allocpte(pmap_t pmap, u_int ptepindex, int flags);
347 static void _pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free);
348 static pt_entry_t *pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
349 static void pmap_pte_release(pt_entry_t *pte);
350 static int pmap_unuse_pt(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t *);
351 #ifdef PAE
352 static void *pmap_pdpt_allocf(uma_zone_t zone, int bytes, u_int8_t *flags, int wait);
353 #endif
354 static void pmap_set_pg(void);
355
356 static __inline void pagezero(void *page);
357
358 CTASSERT(1 << PDESHIFT == sizeof(pd_entry_t));
359 CTASSERT(1 << PTESHIFT == sizeof(pt_entry_t));
360
361 /*
362  * If you get an error here, then you set KVA_PAGES wrong! See the
363  * description of KVA_PAGES in sys/i386/include/pmap.h. It must be
364  * multiple of 4 for a normal kernel, or a multiple of 8 for a PAE.
365  */
366 CTASSERT(KERNBASE % (1 << 24) == 0);
367
368 /*
369  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
370  *
371  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
372  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
373  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
374  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
375  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
376  *      (physical) address starting relative to 0]
377  */
378 void
379 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr)
380 {
381         vm_offset_t va;
382         pt_entry_t *pte, *unused;
383         struct sysmaps *sysmaps;
384         int i;
385
386         /*
387          * Initialize the first available kernel virtual address.  However,
388          * using "firstaddr" may waste a few pages of the kernel virtual
389          * address space, because locore may not have mapped every physical
390          * page that it allocated.  Preferably, locore would provide a first
391          * unused virtual address in addition to "firstaddr".
392          */
393         virtual_avail = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
394
395         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
396
397         /*
398          * Initialize the kernel pmap (which is statically allocated).
399          */
400         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
401         kernel_pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *) (KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
402 #ifdef PAE
403         kernel_pmap->pm_pdpt = (pdpt_entry_t *) (KERNBASE + (u_int)IdlePDPT);
404 #endif
405         kernel_pmap->pm_root = NULL;
406         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);      /* don't allow deactivation */
407         TAILQ_INIT(&kernel_pmap->pm_pvchunk);
408
409         /*
410          * Initialize the global pv list lock.
411          */
412         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
413
414         LIST_INIT(&allpmaps);
415
416         /*
417          * Request a spin mutex so that changes to allpmaps cannot be
418          * preempted by smp_rendezvous_cpus().  Otherwise,
419          * pmap_update_pde_kernel() could access allpmaps while it is
420          * being changed.
421          */
422         mtx_init(&allpmaps_lock, "allpmaps", NULL, MTX_SPIN);
423         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
424         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, kernel_pmap, pm_list);
425         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
426
427         /*
428          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
429          * mapping of pages.
430          */
431 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
432         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
433
434         va = virtual_avail;
435         pte = vtopte(va);
436
437         /*
438          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
439          * CMAP3 is used for the idle process page zeroing.
440          */
441         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
442                 sysmaps = &sysmaps_pcpu[i];
443                 mtx_init(&sysmaps->lock, "SYSMAPS", NULL, MTX_DEF);
444                 SYSMAP(caddr_t, sysmaps->CMAP1, sysmaps->CADDR1, 1)
445                 SYSMAP(caddr_t, sysmaps->CMAP2, sysmaps->CADDR2, 1)
446         }
447         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
448         SYSMAP(caddr_t, CMAP3, CADDR3, 1)
449
450         /*
451          * Crashdump maps.
452          */
453         SYSMAP(caddr_t, unused, crashdumpmap, MAXDUMPPGS)
454
455         /*
456          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via /dev/mem.
457          */
458         SYSMAP(caddr_t, unused, ptvmmap, 1)
459
460         /*
461          * msgbufp is used to map the system message buffer.
462          */
463         SYSMAP(struct msgbuf *, unused, msgbufp, atop(round_page(msgbufsize)))
464
465         /*
466          * KPTmap is used by pmap_kextract().
467          *
468          * KPTmap is first initialized by locore.  However, that initial
469          * KPTmap can only support NKPT page table pages.  Here, a larger
470          * KPTmap is created that can support KVA_PAGES page table pages.
471          */
472         SYSMAP(pt_entry_t *, KPTD, KPTmap, KVA_PAGES)
473
474         for (i = 0; i < NKPT; i++)
475                 KPTD[i] = (KPTphys + (i << PAGE_SHIFT)) | pgeflag | PG_RW | PG_V;
476
477         /*
478          * Adjust the start of the KPTD and KPTmap so that the implementation
479          * of pmap_kextract() and pmap_growkernel() can be made simpler.
480          */
481         KPTD -= KPTDI;
482         KPTmap -= i386_btop(KPTDI << PDRSHIFT);
483
484         /*
485          * PADDR1 and PADDR2 are used by pmap_pte_quick() and pmap_pte(),
486          * respectively.
487          */
488         SYSMAP(pt_entry_t *, PMAP1, PADDR1, 1)
489         SYSMAP(pt_entry_t *, PMAP2, PADDR2, 1)
490
491         mtx_init(&PMAP2mutex, "PMAP2", NULL, MTX_DEF);
492
493         virtual_avail = va;
494
495         /*
496          * Leave in place an identity mapping (virt == phys) for the low 1 MB
497          * physical memory region that is used by the ACPI wakeup code.  This
498          * mapping must not have PG_G set. 
499          */
500 #ifdef XBOX
501         /* FIXME: This is gross, but needed for the XBOX. Since we are in such
502          * an early stadium, we cannot yet neatly map video memory ... :-(
503          * Better fixes are very welcome! */
504         if (!arch_i386_is_xbox)
505 #endif
506         for (i = 1; i < NKPT; i++)
507                 PTD[i] = 0;
508
509         /* Initialize the PAT MSR if present. */
510         pmap_init_pat();
511
512         /* Turn on PG_G on kernel page(s) */
513         pmap_set_pg();
514 }
515
516 /*
517  * Setup the PAT MSR.
518  */
519 void
520 pmap_init_pat(void)
521 {
522         int pat_table[PAT_INDEX_SIZE];
523         uint64_t pat_msr;
524         u_long cr0, cr4;
525         int i;
526
527         /* Set default PAT index table. */
528         for (i = 0; i < PAT_INDEX_SIZE; i++)
529                 pat_table[i] = -1;
530         pat_table[PAT_WRITE_BACK] = 0;
531         pat_table[PAT_WRITE_THROUGH] = 1;
532         pat_table[PAT_UNCACHEABLE] = 3;
533         pat_table[PAT_WRITE_COMBINING] = 3;
534         pat_table[PAT_WRITE_PROTECTED] = 3;
535         pat_table[PAT_UNCACHED] = 3;
536
537         /* Bail if this CPU doesn't implement PAT. */
538         if ((cpu_feature & CPUID_PAT) == 0) {
539                 for (i = 0; i < PAT_INDEX_SIZE; i++)
540                         pat_index[i] = pat_table[i];
541                 pat_works = 0;
542                 return;
543         }
544
545         /*
546          * Due to some Intel errata, we can only safely use the lower 4
547          * PAT entries.
548          *
549          *   Intel Pentium III Processor Specification Update
550          * Errata E.27 (Upper Four PAT Entries Not Usable With Mode B
551          * or Mode C Paging)
552          *
553          *   Intel Pentium IV  Processor Specification Update
554          * Errata N46 (PAT Index MSB May Be Calculated Incorrectly)
555          */
556         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL &&
557             !(CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 6 && CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xe))
558                 pat_works = 0;
559
560         /* Initialize default PAT entries. */
561         pat_msr = PAT_VALUE(0, PAT_WRITE_BACK) |
562             PAT_VALUE(1, PAT_WRITE_THROUGH) |
563             PAT_VALUE(2, PAT_UNCACHED) |
564             PAT_VALUE(3, PAT_UNCACHEABLE) |
565             PAT_VALUE(4, PAT_WRITE_BACK) |
566             PAT_VALUE(5, PAT_WRITE_THROUGH) |
567             PAT_VALUE(6, PAT_UNCACHED) |
568             PAT_VALUE(7, PAT_UNCACHEABLE);
569
570         if (pat_works) {
571                 /*
572                  * Leave the indices 0-3 at the default of WB, WT, UC-, and UC.
573                  * Program 5 and 6 as WP and WC.
574                  * Leave 4 and 7 as WB and UC.
575                  */
576                 pat_msr &= ~(PAT_MASK(5) | PAT_MASK(6));
577                 pat_msr |= PAT_VALUE(5, PAT_WRITE_PROTECTED) |
578                     PAT_VALUE(6, PAT_WRITE_COMBINING);
579                 pat_table[PAT_UNCACHED] = 2;
580                 pat_table[PAT_WRITE_PROTECTED] = 5;
581                 pat_table[PAT_WRITE_COMBINING] = 6;
582         } else {
583                 /*
584                  * Just replace PAT Index 2 with WC instead of UC-.
585                  */
586                 pat_msr &= ~PAT_MASK(2);
587                 pat_msr |= PAT_VALUE(2, PAT_WRITE_COMBINING);
588                 pat_table[PAT_WRITE_COMBINING] = 2;
589         }
590
591         /* Disable PGE. */
592         cr4 = rcr4();
593         load_cr4(cr4 & ~CR4_PGE);
594
595         /* Disable caches (CD = 1, NW = 0). */
596         cr0 = rcr0();
597         load_cr0((cr0 & ~CR0_NW) | CR0_CD);
598
599         /* Flushes caches and TLBs. */
600         wbinvd();
601         invltlb();
602
603         /* Update PAT and index table. */
604         wrmsr(MSR_PAT, pat_msr);
605         for (i = 0; i < PAT_INDEX_SIZE; i++)
606                 pat_index[i] = pat_table[i];
607
608         /* Flush caches and TLBs again. */
609         wbinvd();
610         invltlb();
611
612         /* Restore caches and PGE. */
613         load_cr0(cr0);
614         load_cr4(cr4);
615 }
616
617 /*
618  * Set PG_G on kernel pages.  Only the BSP calls this when SMP is turned on.
619  */
620 static void
621 pmap_set_pg(void)
622 {
623         pt_entry_t *pte;
624         vm_offset_t va, endva;
625
626         if (pgeflag == 0)
627                 return;
628
629         endva = KERNBASE + KERNend;
630
631         if (pseflag) {
632                 va = KERNBASE + KERNLOAD;
633                 while (va  < endva) {
634                         pdir_pde(PTD, va) |= pgeflag;
635                         invltlb();      /* Play it safe, invltlb() every time */
636                         va += NBPDR;
637                 }
638         } else {
639                 va = (vm_offset_t)btext;
640                 while (va < endva) {
641                         pte = vtopte(va);
642                         if (*pte)
643                                 *pte |= pgeflag;
644                         invltlb();      /* Play it safe, invltlb() every time */
645                         va += PAGE_SIZE;
646                 }
647         }
648 }
649
650 /*
651  * Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
652  */
653 void
654 pmap_page_init(vm_page_t m)
655 {
656
657         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
658         m->md.pat_mode = PAT_WRITE_BACK;
659 }
660
661 #ifdef PAE
662 static void *
663 pmap_pdpt_allocf(uma_zone_t zone, int bytes, u_int8_t *flags, int wait)
664 {
665
666         /* Inform UMA that this allocator uses kernel_map/object. */
667         *flags = UMA_SLAB_KERNEL;
668         return ((void *)kmem_alloc_contig(kernel_map, bytes, wait, 0x0ULL,
669             0xffffffffULL, 1, 0, VM_MEMATTR_DEFAULT));
670 }
671 #endif
672
673 /*
674  * ABuse the pte nodes for unmapped kva to thread a kva freelist through.
675  * Requirements:
676  *  - Must deal with pages in order to ensure that none of the PG_* bits
677  *    are ever set, PG_V in particular.
678  *  - Assumes we can write to ptes without pte_store() atomic ops, even
679  *    on PAE systems.  This should be ok.
680  *  - Assumes nothing will ever test these addresses for 0 to indicate
681  *    no mapping instead of correctly checking PG_V.
682  *  - Assumes a vm_offset_t will fit in a pte (true for i386).
683  * Because PG_V is never set, there can be no mappings to invalidate.
684  */
685 static vm_offset_t
686 pmap_ptelist_alloc(vm_offset_t *head)
687 {
688         pt_entry_t *pte;
689         vm_offset_t va;
690
691         va = *head;
692         if (va == 0)
693                 return (va);    /* Out of memory */
694         pte = vtopte(va);
695         *head = *pte;
696         if (*head & PG_V)
697                 panic("pmap_ptelist_alloc: va with PG_V set!");
698         *pte = 0;
699         return (va);
700 }
701
702 static void
703 pmap_ptelist_free(vm_offset_t *head, vm_offset_t va)
704 {
705         pt_entry_t *pte;
706
707         if (va & PG_V)
708                 panic("pmap_ptelist_free: freeing va with PG_V set!");
709         pte = vtopte(va);
710         *pte = *head;           /* virtual! PG_V is 0 though */
711         *head = va;
712 }
713
714 static void
715 pmap_ptelist_init(vm_offset_t *head, void *base, int npages)
716 {
717         int i;
718         vm_offset_t va;
719
720         *head = 0;
721         for (i = npages - 1; i >= 0; i--) {
722                 va = (vm_offset_t)base + i * PAGE_SIZE;
723                 pmap_ptelist_free(head, va);
724         }
725 }
726
727
728 /*
729  *      Initialize the pmap module.
730  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
731  *      system needs to map virtual memory.
732  */
733 void
734 pmap_init(void)
735 {
736         vm_page_t mpte;
737         vm_size_t s;
738         int i, pv_npg;
739
740         /*
741          * Initialize the vm page array entries for the kernel pmap's
742          * page table pages.
743          */ 
744         for (i = 0; i < NKPT; i++) {
745                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(KPTphys + (i << PAGE_SHIFT));
746                 KASSERT(mpte >= vm_page_array &&
747                     mpte < &vm_page_array[vm_page_array_size],
748                     ("pmap_init: page table page is out of range"));
749                 mpte->pindex = i + KPTDI;
750                 mpte->phys_addr = KPTphys + (i << PAGE_SHIFT);
751         }
752
753         /*
754          * Initialize the address space (zone) for the pv entries.  Set a
755          * high water mark so that the system can recover from excessive
756          * numbers of pv entries.
757          */
758         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
759         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + cnt.v_page_count;
760         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
761         pv_entry_max = roundup(pv_entry_max, _NPCPV);
762         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
763
764         /*
765          * If the kernel is running in a virtual machine on an AMD Family 10h
766          * processor, then it must assume that MCA is enabled by the virtual
767          * machine monitor.
768          */
769         if (vm_guest == VM_GUEST_VM && cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD &&
770             CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 0x10)
771                 workaround_erratum383 = 1;
772
773         /*
774          * Are large page mappings supported and enabled?
775          */
776         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pg_ps_enabled", &pg_ps_enabled);
777         if (pseflag == 0)
778                 pg_ps_enabled = 0;
779         else if (pg_ps_enabled) {
780                 KASSERT(MAXPAGESIZES > 1 && pagesizes[1] == 0,
781                     ("pmap_init: can't assign to pagesizes[1]"));
782                 pagesizes[1] = NBPDR;
783         }
784
785         /*
786          * Calculate the size of the pv head table for superpages.
787          */
788         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2);
789         pv_npg = round_4mpage(phys_avail[(i - 2) + 1]) / NBPDR;
790
791         /*
792          * Allocate memory for the pv head table for superpages.
793          */
794         s = (vm_size_t)(pv_npg * sizeof(struct md_page));
795         s = round_page(s);
796         pv_table = (struct md_page *)kmem_alloc(kernel_map, s);
797         for (i = 0; i < pv_npg; i++)
798                 TAILQ_INIT(&pv_table[i].pv_list);
799
800         pv_maxchunks = MAX(pv_entry_max / _NPCPV, maxproc);
801         pv_chunkbase = (struct pv_chunk *)kmem_alloc_nofault(kernel_map,
802             PAGE_SIZE * pv_maxchunks);
803         if (pv_chunkbase == NULL)
804                 panic("pmap_init: not enough kvm for pv chunks");
805         pmap_ptelist_init(&pv_vafree, pv_chunkbase, pv_maxchunks);
806 #ifdef PAE
807         pdptzone = uma_zcreate("PDPT", NPGPTD * sizeof(pdpt_entry_t), NULL,
808             NULL, NULL, NULL, (NPGPTD * sizeof(pdpt_entry_t)) - 1,
809             UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
810         uma_zone_set_allocf(pdptzone, pmap_pdpt_allocf);
811 #endif
812 }
813
814
815 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_max, CTLFLAG_RD, &pv_entry_max, 0,
816         "Max number of PV entries");
817 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, shpgperproc, CTLFLAG_RD, &shpgperproc, 0,
818         "Page share factor per proc");
819
820 SYSCTL_NODE(_vm_pmap, OID_AUTO, pde, CTLFLAG_RD, 0,
821     "2/4MB page mapping counters");
822
823 static u_long pmap_pde_demotions;
824 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pde, OID_AUTO, demotions, CTLFLAG_RD,
825     &pmap_pde_demotions, 0, "2/4MB page demotions");
826
827 static u_long pmap_pde_mappings;
828 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pde, OID_AUTO, mappings, CTLFLAG_RD,
829     &pmap_pde_mappings, 0, "2/4MB page mappings");
830
831 static u_long pmap_pde_p_failures;
832 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pde, OID_AUTO, p_failures, CTLFLAG_RD,
833     &pmap_pde_p_failures, 0, "2/4MB page promotion failures");
834
835 static u_long pmap_pde_promotions;
836 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pde, OID_AUTO, promotions, CTLFLAG_RD,
837     &pmap_pde_promotions, 0, "2/4MB page promotions");
838
839 /***************************************************
840  * Low level helper routines.....
841  ***************************************************/
842
843 /*
844  * Determine the appropriate bits to set in a PTE or PDE for a specified
845  * caching mode.
846  */
847 int
848 pmap_cache_bits(int mode, boolean_t is_pde)
849 {
850         int cache_bits, pat_flag, pat_idx;
851
852         if (mode < 0 || mode >= PAT_INDEX_SIZE || pat_index[mode] < 0)
853                 panic("Unknown caching mode %d\n", mode);
854
855         /* The PAT bit is different for PTE's and PDE's. */
856         pat_flag = is_pde ? PG_PDE_PAT : PG_PTE_PAT;
857
858         /* Map the caching mode to a PAT index. */
859         pat_idx = pat_index[mode];
860
861         /* Map the 3-bit index value into the PAT, PCD, and PWT bits. */
862         cache_bits = 0;
863         if (pat_idx & 0x4)
864                 cache_bits |= pat_flag;
865         if (pat_idx & 0x2)
866                 cache_bits |= PG_NC_PCD;
867         if (pat_idx & 0x1)
868                 cache_bits |= PG_NC_PWT;
869         return (cache_bits);
870 }
871
872 /*
873  * The caller is responsible for maintaining TLB consistency.
874  */
875 static void
876 pmap_kenter_pde(vm_offset_t va, pd_entry_t newpde)
877 {
878         pd_entry_t *pde;
879         pmap_t pmap;
880         boolean_t PTD_updated;
881
882         PTD_updated = FALSE;
883         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
884         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
885                 if ((pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME) == (PTDpde[0] &
886                     PG_FRAME))
887                         PTD_updated = TRUE;
888                 pde = pmap_pde(pmap, va);
889                 pde_store(pde, newpde);
890         }
891         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
892         KASSERT(PTD_updated,
893             ("pmap_kenter_pde: current page table is not in allpmaps"));
894 }
895
896 /*
897  * After changing the page size for the specified virtual address in the page
898  * table, flush the corresponding entries from the processor's TLB.  Only the
899  * calling processor's TLB is affected.
900  *
901  * The calling thread must be pinned to a processor.
902  */
903 static void
904 pmap_update_pde_invalidate(vm_offset_t va, pd_entry_t newpde)
905 {
906         u_long cr4;
907
908         if ((newpde & PG_PS) == 0)
909                 /* Demotion: flush a specific 2MB page mapping. */
910                 invlpg(va);
911         else if ((newpde & PG_G) == 0)
912                 /*
913                  * Promotion: flush every 4KB page mapping from the TLB
914                  * because there are too many to flush individually.
915                  */
916                 invltlb();
917         else {
918                 /*
919                  * Promotion: flush every 4KB page mapping from the TLB,
920                  * including any global (PG_G) mappings.
921                  */
922                 cr4 = rcr4();
923                 load_cr4(cr4 & ~CR4_PGE);
924                 /*
925                  * Although preemption at this point could be detrimental to
926                  * performance, it would not lead to an error.  PG_G is simply
927                  * ignored if CR4.PGE is clear.  Moreover, in case this block
928                  * is re-entered, the load_cr4() either above or below will
929                  * modify CR4.PGE flushing the TLB.
930                  */
931                 load_cr4(cr4 | CR4_PGE);
932         }
933 }
934 #ifdef SMP
935 /*
936  * For SMP, these functions have to use the IPI mechanism for coherence.
937  *
938  * N.B.: Before calling any of the following TLB invalidation functions,
939  * the calling processor must ensure that all stores updating a non-
940  * kernel page table are globally performed.  Otherwise, another
941  * processor could cache an old, pre-update entry without being
942  * invalidated.  This can happen one of two ways: (1) The pmap becomes
943  * active on another processor after its pm_active field is checked by
944  * one of the following functions but before a store updating the page
945  * table is globally performed. (2) The pmap becomes active on another
946  * processor before its pm_active field is checked but due to
947  * speculative loads one of the following functions stills reads the
948  * pmap as inactive on the other processor.
949  * 
950  * The kernel page table is exempt because its pm_active field is
951  * immutable.  The kernel page table is always active on every
952  * processor.
953  */
954 void
955 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
956 {
957         cpuset_t other_cpus;
958         u_int cpuid;
959
960         sched_pin();
961         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
962                 invlpg(va);
963                 smp_invlpg(va);
964         } else {
965                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
966                 other_cpus = all_cpus;
967                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
968                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
969                         invlpg(va);
970                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
971                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
972                         smp_masked_invlpg(other_cpus, va);
973         }
974         sched_unpin();
975 }
976
977 void
978 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
979 {
980         cpuset_t other_cpus;
981         vm_offset_t addr;
982         u_int cpuid;
983
984         sched_pin();
985         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
986                 for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
987                         invlpg(addr);
988                 smp_invlpg_range(sva, eva);
989         } else {
990                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
991                 other_cpus = all_cpus;
992                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
993                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
994                         for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
995                                 invlpg(addr);
996                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
997                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
998                         smp_masked_invlpg_range(other_cpus, sva, eva);
999         }
1000         sched_unpin();
1001 }
1002
1003 void
1004 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
1005 {
1006         cpuset_t other_cpus;
1007         u_int cpuid;
1008
1009         sched_pin();
1010         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
1011                 invltlb();
1012                 smp_invltlb();
1013         } else {
1014                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1015                 other_cpus = all_cpus;
1016                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
1017                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
1018                         invltlb();
1019                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
1020                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
1021                         smp_masked_invltlb(other_cpus);
1022         }
1023         sched_unpin();
1024 }
1025
1026 void
1027 pmap_invalidate_cache(void)
1028 {
1029
1030         sched_pin();
1031         wbinvd();
1032         smp_cache_flush();
1033         sched_unpin();
1034 }
1035
1036 struct pde_action {
1037         cpuset_t invalidate;    /* processors that invalidate their TLB */
1038         vm_offset_t va;
1039         pd_entry_t *pde;
1040         pd_entry_t newpde;
1041         u_int store;            /* processor that updates the PDE */
1042 };
1043
1044 static void
1045 pmap_update_pde_kernel(void *arg)
1046 {
1047         struct pde_action *act = arg;
1048         pd_entry_t *pde;
1049         pmap_t pmap;
1050
1051         if (act->store == PCPU_GET(cpuid)) {
1052
1053                 /*
1054                  * Elsewhere, this operation requires allpmaps_lock for
1055                  * synchronization.  Here, it does not because it is being
1056                  * performed in the context of an all_cpus rendezvous.
1057                  */
1058                 LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
1059                         pde = pmap_pde(pmap, act->va);
1060                         pde_store(pde, act->newpde);
1061                 }
1062         }
1063 }
1064
1065 static void
1066 pmap_update_pde_user(void *arg)
1067 {
1068         struct pde_action *act = arg;
1069
1070         if (act->store == PCPU_GET(cpuid))
1071                 pde_store(act->pde, act->newpde);
1072 }
1073
1074 static void
1075 pmap_update_pde_teardown(void *arg)
1076 {
1077         struct pde_action *act = arg;
1078
1079         if (CPU_ISSET(PCPU_GET(cpuid), &act->invalidate))
1080                 pmap_update_pde_invalidate(act->va, act->newpde);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Change the page size for the specified virtual address in a way that
1085  * prevents any possibility of the TLB ever having two entries that map the
1086  * same virtual address using different page sizes.  This is the recommended
1087  * workaround for Erratum 383 on AMD Family 10h processors.  It prevents a
1088  * machine check exception for a TLB state that is improperly diagnosed as a
1089  * hardware error.
1090  */
1091 static void
1092 pmap_update_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t *pde, pd_entry_t newpde)
1093 {
1094         struct pde_action act;
1095         cpuset_t active, other_cpus;
1096         u_int cpuid;
1097
1098         sched_pin();
1099         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1100         other_cpus = all_cpus;
1101         CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
1102         if (pmap == kernel_pmap)
1103                 active = all_cpus;
1104         else
1105                 active = pmap->pm_active;
1106         if (CPU_OVERLAP(&active, &other_cpus)) {
1107                 act.store = cpuid;
1108                 act.invalidate = active;
1109                 act.va = va;
1110                 act.pde = pde;
1111                 act.newpde = newpde;
1112                 CPU_SET(cpuid, &active);
1113                 smp_rendezvous_cpus(active,
1114                     smp_no_rendevous_barrier, pmap == kernel_pmap ?
1115                     pmap_update_pde_kernel : pmap_update_pde_user,
1116                     pmap_update_pde_teardown, &act);
1117         } else {
1118                 if (pmap == kernel_pmap)
1119                         pmap_kenter_pde(va, newpde);
1120                 else
1121                         pde_store(pde, newpde);
1122                 if (CPU_ISSET(cpuid, &active))
1123                         pmap_update_pde_invalidate(va, newpde);
1124         }
1125         sched_unpin();
1126 }
1127 #else /* !SMP */
1128 /*
1129  * Normal, non-SMP, 486+ invalidation functions.
1130  * We inline these within pmap.c for speed.
1131  */
1132 PMAP_INLINE void
1133 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1134 {
1135
1136         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
1137                 invlpg(va);
1138 }
1139
1140 PMAP_INLINE void
1141 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1142 {
1143         vm_offset_t addr;
1144
1145         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
1146                 for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
1147                         invlpg(addr);
1148 }
1149
1150 PMAP_INLINE void
1151 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
1152 {
1153
1154         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
1155                 invltlb();
1156 }
1157
1158 PMAP_INLINE void
1159 pmap_invalidate_cache(void)
1160 {
1161
1162         wbinvd();
1163 }
1164
1165 static void
1166 pmap_update_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t *pde, pd_entry_t newpde)
1167 {
1168
1169         if (pmap == kernel_pmap)
1170                 pmap_kenter_pde(va, newpde);
1171         else
1172                 pde_store(pde, newpde);
1173         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
1174                 pmap_update_pde_invalidate(va, newpde);
1175 }
1176 #endif /* !SMP */
1177
1178 #define PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD  (2 * 1024 * 1024)
1179
1180 void
1181 pmap_invalidate_cache_range(vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1182 {
1183
1184         KASSERT((sva & PAGE_MASK) == 0,
1185             ("pmap_invalidate_cache_range: sva not page-aligned"));
1186         KASSERT((eva & PAGE_MASK) == 0,
1187             ("pmap_invalidate_cache_range: eva not page-aligned"));
1188
1189         if (cpu_feature & CPUID_SS)
1190                 ; /* If "Self Snoop" is supported, do nothing. */
1191         else if ((cpu_feature & CPUID_CLFSH) != 0 &&
1192             eva - sva < PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD) {
1193
1194                 /*
1195                  * Otherwise, do per-cache line flush.  Use the mfence
1196                  * instruction to insure that previous stores are
1197                  * included in the write-back.  The processor
1198                  * propagates flush to other processors in the cache
1199                  * coherence domain.
1200                  */
1201                 mfence();
1202                 for (; sva < eva; sva += cpu_clflush_line_size)
1203                         clflush(sva);
1204                 mfence();
1205         } else {
1206
1207                 /*
1208                  * No targeted cache flush methods are supported by CPU,
1209                  * or the supplied range is bigger than 2MB.
1210                  * Globally invalidate cache.
1211                  */
1212                 pmap_invalidate_cache();
1213         }
1214 }
1215
1216 void
1217 pmap_invalidate_cache_pages(vm_page_t *pages, int count)
1218 {
1219         int i;
1220
1221         if (count >= PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD / PAGE_SIZE ||
1222             (cpu_feature & CPUID_CLFSH) == 0) {
1223                 pmap_invalidate_cache();
1224         } else {
1225                 for (i = 0; i < count; i++)
1226                         pmap_flush_page(pages[i]);
1227         }
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Are we current address space or kernel?  N.B. We return FALSE when
1232  * a pmap's page table is in use because a kernel thread is borrowing
1233  * it.  The borrowed page table can change spontaneously, making any
1234  * dependence on its continued use subject to a race condition.
1235  */
1236 static __inline int
1237 pmap_is_current(pmap_t pmap)
1238 {
1239
1240         return (pmap == kernel_pmap ||
1241             (pmap == vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace) &&
1242             (pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME) == (PTDpde[0] & PG_FRAME)));
1243 }
1244
1245 /*
1246  * If the given pmap is not the current or kernel pmap, the returned pte must
1247  * be released by passing it to pmap_pte_release().
1248  */
1249 pt_entry_t *
1250 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1251 {
1252         pd_entry_t newpf;
1253         pd_entry_t *pde;
1254
1255         pde = pmap_pde(pmap, va);
1256         if (*pde & PG_PS)
1257                 return (pde);
1258         if (*pde != 0) {
1259                 /* are we current address space or kernel? */
1260                 if (pmap_is_current(pmap))
1261                         return (vtopte(va));
1262                 mtx_lock(&PMAP2mutex);
1263                 newpf = *pde & PG_FRAME;
1264                 if ((*PMAP2 & PG_FRAME) != newpf) {
1265                         *PMAP2 = newpf | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M;
1266                         pmap_invalidate_page(kernel_pmap, (vm_offset_t)PADDR2);
1267                 }
1268                 return (PADDR2 + (i386_btop(va) & (NPTEPG - 1)));
1269         }
1270         return (NULL);
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Releases a pte that was obtained from pmap_pte().  Be prepared for the pte
1275  * being NULL.
1276  */
1277 static __inline void
1278 pmap_pte_release(pt_entry_t *pte)
1279 {
1280
1281         if ((pt_entry_t *)((vm_offset_t)pte & ~PAGE_MASK) == PADDR2)
1282                 mtx_unlock(&PMAP2mutex);
1283 }
1284
1285 static __inline void
1286 invlcaddr(void *caddr)
1287 {
1288
1289         invlpg((u_int)caddr);
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning
1294  * the pv lists.  This eliminates many coarse-grained
1295  * invltlb calls.  Note that many of the pv list
1296  * scans are across different pmaps.  It is very wasteful
1297  * to do an entire invltlb for checking a single mapping.
1298  *
1299  * If the given pmap is not the current pmap, pvh_global_lock
1300  * must be held and curthread pinned to a CPU.
1301  */
1302 static pt_entry_t *
1303 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1304 {
1305         pd_entry_t newpf;
1306         pd_entry_t *pde;
1307
1308         pde = pmap_pde(pmap, va);
1309         if (*pde & PG_PS)
1310                 return (pde);
1311         if (*pde != 0) {
1312                 /* are we current address space or kernel? */
1313                 if (pmap_is_current(pmap))
1314                         return (vtopte(va));
1315                 rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1316                 KASSERT(curthread->td_pinned > 0, ("curthread not pinned"));
1317                 newpf = *pde & PG_FRAME;
1318                 if ((*PMAP1 & PG_FRAME) != newpf) {
1319                         *PMAP1 = newpf | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M;
1320 #ifdef SMP
1321                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1322 #endif
1323                         invlcaddr(PADDR1);
1324                         PMAP1changed++;
1325                 } else
1326 #ifdef SMP
1327                 if (PMAP1cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
1328                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1329                         invlcaddr(PADDR1);
1330                         PMAP1changedcpu++;
1331                 } else
1332 #endif
1333                         PMAP1unchanged++;
1334                 return (PADDR1 + (i386_btop(va) & (NPTEPG - 1)));
1335         }
1336         return (0);
1337 }
1338
1339 /*
1340  *      Routine:        pmap_extract
1341  *      Function:
1342  *              Extract the physical page address associated
1343  *              with the given map/virtual_address pair.
1344  */
1345 vm_paddr_t 
1346 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1347 {
1348         vm_paddr_t rtval;
1349         pt_entry_t *pte;
1350         pd_entry_t pde;
1351
1352         rtval = 0;
1353         PMAP_LOCK(pmap);
1354         pde = pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT];
1355         if (pde != 0) {
1356                 if ((pde & PG_PS) != 0)
1357                         rtval = (pde & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
1358                 else {
1359                         pte = pmap_pte(pmap, va);
1360                         rtval = (*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
1361                         pmap_pte_release(pte);
1362                 }
1363         }
1364         PMAP_UNLOCK(pmap);
1365         return (rtval);
1366 }
1367
1368 /*
1369  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
1370  *      Function:
1371  *              Atomically extract and hold the physical page
1372  *              with the given pmap and virtual address pair
1373  *              if that mapping permits the given protection.
1374  */
1375 vm_page_t
1376 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
1377 {
1378         pd_entry_t pde;
1379         pt_entry_t pte, *ptep;
1380         vm_page_t m;
1381         vm_paddr_t pa;
1382
1383         pa = 0;
1384         m = NULL;
1385         PMAP_LOCK(pmap);
1386 retry:
1387         pde = *pmap_pde(pmap, va);
1388         if (pde != 0) {
1389                 if (pde & PG_PS) {
1390                         if ((pde & PG_RW) || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
1391                                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, (pde &
1392                                     PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK), &pa))
1393                                         goto retry;
1394                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE((pde & PG_PS_FRAME) |
1395                                     (va & PDRMASK));
1396                                 vm_page_hold(m);
1397                         }
1398                 } else {
1399                         ptep = pmap_pte(pmap, va);
1400                         pte = *ptep;
1401                         pmap_pte_release(ptep);
1402                         if (pte != 0 &&
1403                             ((pte & PG_RW) || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
1404                                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pte & PG_FRAME,
1405                                     &pa))
1406                                         goto retry;
1407                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME);
1408                                 vm_page_hold(m);
1409                         }
1410                 }
1411         }
1412         PA_UNLOCK_COND(pa);
1413         PMAP_UNLOCK(pmap);
1414         return (m);
1415 }
1416
1417 /***************************************************
1418  * Low level mapping routines.....
1419  ***************************************************/
1420
1421 /*
1422  * Add a wired page to the kva.
1423  * Note: not SMP coherent.
1424  *
1425  * This function may be used before pmap_bootstrap() is called.
1426  */
1427 PMAP_INLINE void 
1428 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1429 {
1430         pt_entry_t *pte;
1431
1432         pte = vtopte(va);
1433         pte_store(pte, pa | PG_RW | PG_V | pgeflag);
1434 }
1435
1436 static __inline void
1437 pmap_kenter_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, int mode)
1438 {
1439         pt_entry_t *pte;
1440
1441         pte = vtopte(va);
1442         pte_store(pte, pa | PG_RW | PG_V | pgeflag | pmap_cache_bits(mode, 0));
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Remove a page from the kernel pagetables.
1447  * Note: not SMP coherent.
1448  *
1449  * This function may be used before pmap_bootstrap() is called.
1450  */
1451 PMAP_INLINE void
1452 pmap_kremove(vm_offset_t va)
1453 {
1454         pt_entry_t *pte;
1455
1456         pte = vtopte(va);
1457         pte_clear(pte);
1458 }
1459
1460 /*
1461  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
1462  *      virtual address space.
1463  *
1464  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
1465  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
1466  *      physical to virtual region can return the appropriate address
1467  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
1468  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
1469  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
1470  *      region.
1471  */
1472 vm_offset_t
1473 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1474 {
1475         vm_offset_t va, sva;
1476         vm_paddr_t superpage_offset;
1477         pd_entry_t newpde;
1478
1479         va = *virt;
1480         /*
1481          * Does the physical address range's size and alignment permit at
1482          * least one superpage mapping to be created?
1483          */ 
1484         superpage_offset = start & PDRMASK;
1485         if ((end - start) - ((NBPDR - superpage_offset) & PDRMASK) >= NBPDR) {
1486                 /*
1487                  * Increase the starting virtual address so that its alignment
1488                  * does not preclude the use of superpage mappings.
1489                  */
1490                 if ((va & PDRMASK) < superpage_offset)
1491                         va = (va & ~PDRMASK) + superpage_offset;
1492                 else if ((va & PDRMASK) > superpage_offset)
1493                         va = ((va + PDRMASK) & ~PDRMASK) + superpage_offset;
1494         }
1495         sva = va;
1496         while (start < end) {
1497                 if ((start & PDRMASK) == 0 && end - start >= NBPDR &&
1498                     pseflag) {
1499                         KASSERT((va & PDRMASK) == 0,
1500                             ("pmap_map: misaligned va %#x", va));
1501                         newpde = start | PG_PS | pgeflag | PG_RW | PG_V;
1502                         pmap_kenter_pde(va, newpde);
1503                         va += NBPDR;
1504                         start += NBPDR;
1505                 } else {
1506                         pmap_kenter(va, start);
1507                         va += PAGE_SIZE;
1508                         start += PAGE_SIZE;
1509                 }
1510         }
1511         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1512         *virt = va;
1513         return (sva);
1514 }
1515
1516
1517 /*
1518  * Add a list of wired pages to the kva
1519  * this routine is only used for temporary
1520  * kernel mappings that do not need to have
1521  * page modification or references recorded.
1522  * Note that old mappings are simply written
1523  * over.  The page *must* be wired.
1524  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1525  */
1526 void
1527 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
1528 {
1529         pt_entry_t *endpte, oldpte, pa, *pte;
1530         vm_page_t m;
1531
1532         oldpte = 0;
1533         pte = vtopte(sva);
1534         endpte = pte + count;
1535         while (pte < endpte) {
1536                 m = *ma++;
1537                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0);
1538                 if ((*pte & (PG_FRAME | PG_PTE_CACHE)) != pa) {
1539                         oldpte |= *pte;
1540                         pte_store(pte, pa | pgeflag | PG_RW | PG_V);
1541                 }
1542                 pte++;
1543         }
1544         if (__predict_false((oldpte & PG_V) != 0))
1545                 pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, sva + count *
1546                     PAGE_SIZE);
1547 }
1548
1549 /*
1550  * This routine tears out page mappings from the
1551  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1552  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1553  */
1554 void
1555 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
1556 {
1557         vm_offset_t va;
1558
1559         va = sva;
1560         while (count-- > 0) {
1561                 pmap_kremove(va);
1562                 va += PAGE_SIZE;
1563         }
1564         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1565 }
1566
1567 /***************************************************
1568  * Page table page management routines.....
1569  ***************************************************/
1570 static __inline void
1571 pmap_free_zero_pages(vm_page_t free)
1572 {
1573         vm_page_t m;
1574
1575         while (free != NULL) {
1576                 m = free;
1577                 free = m->right;
1578                 /* Preserve the page's PG_ZERO setting. */
1579                 vm_page_free_toq(m);
1580         }
1581 }
1582
1583 /*
1584  * Schedule the specified unused page table page to be freed.  Specifically,
1585  * add the page to the specified list of pages that will be released to the
1586  * physical memory manager after the TLB has been updated.
1587  */
1588 static __inline void
1589 pmap_add_delayed_free_list(vm_page_t m, vm_page_t *free, boolean_t set_PG_ZERO)
1590 {
1591
1592         if (set_PG_ZERO)
1593                 m->flags |= PG_ZERO;
1594         else
1595                 m->flags &= ~PG_ZERO;
1596         m->right = *free;
1597         *free = m;
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Inserts the specified page table page into the specified pmap's collection
1602  * of idle page table pages.  Each of a pmap's page table pages is responsible
1603  * for mapping a distinct range of virtual addresses.  The pmap's collection is
1604  * ordered by this virtual address range.
1605  */
1606 static void
1607 pmap_insert_pt_page(pmap_t pmap, vm_page_t mpte)
1608 {
1609         vm_page_t root;
1610
1611         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1612         root = pmap->pm_root;
1613         if (root == NULL) {
1614                 mpte->left = NULL;
1615                 mpte->right = NULL;
1616         } else {
1617                 root = vm_page_splay(mpte->pindex, root);
1618                 if (mpte->pindex < root->pindex) {
1619                         mpte->left = root->left;
1620                         mpte->right = root;
1621                         root->left = NULL;
1622                 } else if (mpte->pindex == root->pindex)
1623                         panic("pmap_insert_pt_page: pindex already inserted");
1624                 else {
1625                         mpte->right = root->right;
1626                         mpte->left = root;
1627                         root->right = NULL;
1628                 }
1629         }
1630         pmap->pm_root = mpte;
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Looks for a page table page mapping the specified virtual address in the
1635  * specified pmap's collection of idle page table pages.  Returns NULL if there
1636  * is no page table page corresponding to the specified virtual address.
1637  */
1638 static vm_page_t
1639 pmap_lookup_pt_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1640 {
1641         vm_page_t mpte;
1642         vm_pindex_t pindex = va >> PDRSHIFT;
1643
1644         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1645         if ((mpte = pmap->pm_root) != NULL && mpte->pindex != pindex) {
1646                 mpte = vm_page_splay(pindex, mpte);
1647                 if ((pmap->pm_root = mpte)->pindex != pindex)
1648                         mpte = NULL;
1649         }
1650         return (mpte);
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Removes the specified page table page from the specified pmap's collection
1655  * of idle page table pages.  The specified page table page must be a member of
1656  * the pmap's collection.
1657  */
1658 static void
1659 pmap_remove_pt_page(pmap_t pmap, vm_page_t mpte)
1660 {
1661         vm_page_t root;
1662
1663         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1664         if (mpte != pmap->pm_root)
1665                 vm_page_splay(mpte->pindex, pmap->pm_root);
1666         if (mpte->left == NULL)
1667                 root = mpte->right;
1668         else {
1669                 root = vm_page_splay(mpte->pindex, mpte->left);
1670                 root->right = mpte->right;
1671         }
1672         pmap->pm_root = root;
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Decrements a page table page's wire count, which is used to record the
1677  * number of valid page table entries within the page.  If the wire count
1678  * drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
1679  * page table page was unmapped and FALSE otherwise.
1680  */
1681 static inline boolean_t
1682 pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free)
1683 {
1684
1685         --m->wire_count;
1686         if (m->wire_count == 0) {
1687                 _pmap_unwire_ptp(pmap, m, free);
1688                 return (TRUE);
1689         } else
1690                 return (FALSE);
1691 }
1692
1693 static void
1694 _pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free)
1695 {
1696         vm_offset_t pteva;
1697
1698         /*
1699          * unmap the page table page
1700          */
1701         pmap->pm_pdir[m->pindex] = 0;
1702         --pmap->pm_stats.resident_count;
1703
1704         /*
1705          * This is a release store so that the ordinary store unmapping
1706          * the page table page is globally performed before TLB shoot-
1707          * down is begun.
1708          */
1709         atomic_subtract_rel_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1710
1711         /*
1712          * Do an invltlb to make the invalidated mapping
1713          * take effect immediately.
1714          */
1715         pteva = VM_MAXUSER_ADDRESS + i386_ptob(m->pindex);
1716         pmap_invalidate_page(pmap, pteva);
1717
1718         /* 
1719          * Put page on a list so that it is released after
1720          * *ALL* TLB shootdown is done
1721          */
1722         pmap_add_delayed_free_list(m, free, TRUE);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * After removing a page table entry, this routine is used to
1727  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1728  */
1729 static int
1730 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
1731 {
1732         pd_entry_t ptepde;
1733         vm_page_t mpte;
1734
1735         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1736                 return (0);
1737         ptepde = *pmap_pde(pmap, va);
1738         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(ptepde & PG_FRAME);
1739         return (pmap_unwire_ptp(pmap, mpte, free));
1740 }
1741
1742 /*
1743  * Initialize the pmap for the swapper process.
1744  */
1745 void
1746 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1747 {
1748
1749         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1750         /*
1751          * Since the page table directory is shared with the kernel pmap,
1752          * which is already included in the list "allpmaps", this pmap does
1753          * not need to be inserted into that list.
1754          */
1755         pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (vm_offset_t)IdlePTD);
1756 #ifdef PAE
1757         pmap->pm_pdpt = (pdpt_entry_t *)(KERNBASE + (vm_offset_t)IdlePDPT);
1758 #endif
1759         pmap->pm_root = NULL;
1760         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
1761         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1762         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1763         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1764 }
1765
1766 /*
1767  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1768  * such as one in a vmspace structure.
1769  */
1770 int
1771 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1772 {
1773         vm_page_t m, ptdpg[NPGPTD];
1774         vm_paddr_t pa;
1775         int i;
1776
1777         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1778
1779         /*
1780          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1781          * page directory table.
1782          */
1783         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1784                 pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *)kmem_alloc_nofault(kernel_map,
1785                     NBPTD);
1786                 if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1787                         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
1788                         return (0);
1789                 }
1790 #ifdef PAE
1791                 pmap->pm_pdpt = uma_zalloc(pdptzone, M_WAITOK | M_ZERO);
1792                 KASSERT(((vm_offset_t)pmap->pm_pdpt &
1793                     ((NPGPTD * sizeof(pdpt_entry_t)) - 1)) == 0,
1794                     ("pmap_pinit: pdpt misaligned"));
1795                 KASSERT(pmap_kextract((vm_offset_t)pmap->pm_pdpt) < (4ULL<<30),
1796                     ("pmap_pinit: pdpt above 4g"));
1797 #endif
1798                 pmap->pm_root = NULL;
1799         }
1800         KASSERT(pmap->pm_root == NULL,
1801             ("pmap_pinit: pmap has reserved page table page(s)"));
1802
1803         /*
1804          * allocate the page directory page(s)
1805          */
1806         for (i = 0; i < NPGPTD;) {
1807                 m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ |
1808                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
1809                 if (m == NULL)
1810                         VM_WAIT;
1811                 else {
1812                         ptdpg[i++] = m;
1813                 }
1814         }
1815
1816         pmap_qenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, ptdpg, NPGPTD);
1817
1818         for (i = 0; i < NPGPTD; i++)
1819                 if ((ptdpg[i]->flags & PG_ZERO) == 0)
1820                         pagezero(pmap->pm_pdir + (i * NPDEPG));
1821
1822         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1823         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, pmap, pm_list);
1824         /* Copy the kernel page table directory entries. */
1825         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * sizeof(pd_entry_t));
1826         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1827
1828         /* install self-referential address mapping entry(s) */
1829         for (i = 0; i < NPGPTD; i++) {
1830                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg[i]);
1831                 pmap->pm_pdir[PTDPTDI + i] = pa | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1832 #ifdef PAE
1833                 pmap->pm_pdpt[i] = pa | PG_V;
1834 #endif
1835         }
1836
1837         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
1838         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1839         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1840
1841         return (1);
1842 }
1843
1844 /*
1845  * this routine is called if the page table page is not
1846  * mapped correctly.
1847  */
1848 static vm_page_t
1849 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, u_int ptepindex, int flags)
1850 {
1851         vm_paddr_t ptepa;
1852         vm_page_t m;
1853
1854         KASSERT((flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_NOWAIT ||
1855             (flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_WAITOK,
1856             ("_pmap_allocpte: flags is neither M_NOWAIT nor M_WAITOK"));
1857
1858         /*
1859          * Allocate a page table page.
1860          */
1861         if ((m = vm_page_alloc(NULL, ptepindex, VM_ALLOC_NOOBJ |
1862             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL) {
1863                 if (flags & M_WAITOK) {
1864                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1865                         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1866                         VM_WAIT;
1867                         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1868                         PMAP_LOCK(pmap);
1869                 }
1870
1871                 /*
1872                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page table
1873                  * page may have been allocated.
1874                  */
1875                 return (NULL);
1876         }
1877         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1878                 pmap_zero_page(m);
1879
1880         /*
1881          * Map the pagetable page into the process address space, if
1882          * it isn't already there.
1883          */
1884
1885         pmap->pm_stats.resident_count++;
1886
1887         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1888         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1889                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1890
1891         return (m);
1892 }
1893
1894 static vm_page_t
1895 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int flags)
1896 {
1897         u_int ptepindex;
1898         pd_entry_t ptepa;
1899         vm_page_t m;
1900
1901         KASSERT((flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_NOWAIT ||
1902             (flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_WAITOK,
1903             ("pmap_allocpte: flags is neither M_NOWAIT nor M_WAITOK"));
1904
1905         /*
1906          * Calculate pagetable page index
1907          */
1908         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1909 retry:
1910         /*
1911          * Get the page directory entry
1912          */
1913         ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex];
1914
1915         /*
1916          * This supports switching from a 4MB page to a
1917          * normal 4K page.
1918          */
1919         if (ptepa & PG_PS) {
1920                 (void)pmap_demote_pde(pmap, &pmap->pm_pdir[ptepindex], va);
1921                 ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex];
1922         }
1923
1924         /*
1925          * If the page table page is mapped, we just increment the
1926          * hold count, and activate it.
1927          */
1928         if (ptepa) {
1929                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(ptepa & PG_FRAME);
1930                 m->wire_count++;
1931         } else {
1932                 /*
1933                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has
1934                  * been deallocated. 
1935                  */
1936                 m = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex, flags);
1937                 if (m == NULL && (flags & M_WAITOK))
1938                         goto retry;
1939         }
1940         return (m);
1941 }
1942
1943
1944 /***************************************************
1945 * Pmap allocation/deallocation routines.
1946  ***************************************************/
1947
1948 #ifdef SMP
1949 /*
1950  * Deal with a SMP shootdown of other users of the pmap that we are
1951  * trying to dispose of.  This can be a bit hairy.
1952  */
1953 static cpuset_t *lazymask;
1954 static u_int lazyptd;
1955 static volatile u_int lazywait;
1956
1957 void pmap_lazyfix_action(void);
1958
1959 void
1960 pmap_lazyfix_action(void)
1961 {
1962
1963 #ifdef COUNT_IPIS
1964         (*ipi_lazypmap_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
1965 #endif
1966         if (rcr3() == lazyptd)
1967                 load_cr3(curpcb->pcb_cr3);
1968         CPU_CLR_ATOMIC(PCPU_GET(cpuid), lazymask);
1969         atomic_store_rel_int(&lazywait, 1);
1970 }
1971
1972 static void
1973 pmap_lazyfix_self(u_int cpuid)
1974 {
1975
1976         if (rcr3() == lazyptd)
1977                 load_cr3(curpcb->pcb_cr3);
1978         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, lazymask);
1979 }
1980
1981
1982 static void
1983 pmap_lazyfix(pmap_t pmap)
1984 {
1985         cpuset_t mymask, mask;
1986         u_int cpuid, spins;
1987         int lsb;
1988
1989         mask = pmap->pm_active;
1990         while (!CPU_EMPTY(&mask)) {
1991                 spins = 50000000;
1992
1993                 /* Find least significant set bit. */
1994                 lsb = cpusetobj_ffs(&mask);
1995                 MPASS(lsb != 0);
1996                 lsb--;
1997                 CPU_SETOF(lsb, &mask);
1998                 mtx_lock_spin(&smp_ipi_mtx);
1999 #ifdef PAE
2000                 lazyptd = vtophys(pmap->pm_pdpt);
2001 #else
2002                 lazyptd = vtophys(pmap->pm_pdir);
2003 #endif
2004                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
2005
2006                 /* Use a cpuset just for having an easy check. */
2007                 CPU_SETOF(cpuid, &mymask);
2008                 if (!CPU_CMP(&mask, &mymask)) {
2009                         lazymask = &pmap->pm_active;
2010                         pmap_lazyfix_self(cpuid);
2011                 } else {
2012                         atomic_store_rel_int((u_int *)&lazymask,
2013                             (u_int)&pmap->pm_active);
2014                         atomic_store_rel_int(&lazywait, 0);
2015                         ipi_selected(mask, IPI_LAZYPMAP);
2016                         while (lazywait == 0) {
2017                                 ia32_pause();
2018                                 if (--spins == 0)
2019                                         break;
2020                         }
2021                 }
2022                 mtx_unlock_spin(&smp_ipi_mtx);
2023                 if (spins == 0)
2024                         printf("pmap_lazyfix: spun for 50000000\n");
2025                 mask = pmap->pm_active;
2026         }
2027 }
2028
2029 #else   /* SMP */
2030
2031 /*
2032  * Cleaning up on uniprocessor is easy.  For various reasons, we're
2033  * unlikely to have to even execute this code, including the fact
2034  * that the cleanup is deferred until the parent does a wait(2), which
2035  * means that another userland process has run.
2036  */
2037 static void
2038 pmap_lazyfix(pmap_t pmap)
2039 {
2040         u_int cr3;
2041
2042         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
2043         if (cr3 == rcr3()) {
2044                 load_cr3(curpcb->pcb_cr3);
2045                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &pmap->pm_active);
2046         }
2047 }
2048 #endif  /* SMP */
2049
2050 /*
2051  * Release any resources held by the given physical map.
2052  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
2053  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
2054  */
2055 void
2056 pmap_release(pmap_t pmap)
2057 {
2058         vm_page_t m, ptdpg[NPGPTD];
2059         int i;
2060
2061         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
2062             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
2063             pmap->pm_stats.resident_count));
2064         KASSERT(pmap->pm_root == NULL,
2065             ("pmap_release: pmap has reserved page table page(s)"));
2066
2067         pmap_lazyfix(pmap);
2068         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
2069         LIST_REMOVE(pmap, pm_list);
2070         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
2071
2072         for (i = 0; i < NPGPTD; i++)
2073                 ptdpg[i] = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap->pm_pdir[PTDPTDI + i] &
2074                     PG_FRAME);
2075
2076         bzero(pmap->pm_pdir + PTDPTDI, (nkpt + NPGPTD) *
2077             sizeof(*pmap->pm_pdir));
2078
2079         pmap_qremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, NPGPTD);
2080
2081         for (i = 0; i < NPGPTD; i++) {
2082                 m = ptdpg[i];
2083 #ifdef PAE
2084                 KASSERT(VM_PAGE_TO_PHYS(m) == (pmap->pm_pdpt[i] & PG_FRAME),
2085                     ("pmap_release: got wrong ptd page"));
2086 #endif
2087                 m->wire_count--;
2088                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
2089                 vm_page_free_zero(m);
2090         }
2091         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
2092 }
2093 \f
2094 static int
2095 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2096 {
2097         unsigned long ksize = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - KERNBASE;
2098
2099         return (sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req));
2100 }
2101 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
2102     0, 0, kvm_size, "IU", "Size of KVM");
2103
2104 static int
2105 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2106 {
2107         unsigned long kfree = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - kernel_vm_end;
2108
2109         return (sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req));
2110 }
2111 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
2112     0, 0, kvm_free, "IU", "Amount of KVM free");
2113
2114 /*
2115  * grow the number of kernel page table entries, if needed
2116  */
2117 void
2118 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
2119 {
2120         vm_paddr_t ptppaddr;
2121         vm_page_t nkpg;
2122         pd_entry_t newpdir;
2123
2124         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
2125         addr = roundup2(addr, NBPDR);
2126         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
2127                 addr = kernel_map->max_offset;
2128         while (kernel_vm_end < addr) {
2129                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
2130                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
2131                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
2132                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
2133                                 break;
2134                         }
2135                         continue;
2136                 }
2137
2138                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> PDRSHIFT,
2139                     VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
2140                     VM_ALLOC_ZERO);
2141                 if (nkpg == NULL)
2142                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
2143
2144                 nkpt++;
2145
2146                 if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
2147                         pmap_zero_page(nkpg);
2148                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
2149                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
2150                 pdir_pde(KPTD, kernel_vm_end) = pgeflag | newpdir;
2151
2152                 pmap_kenter_pde(kernel_vm_end, newpdir);
2153                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
2154                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
2155                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
2156                         break;
2157                 }
2158         }
2159 }
2160
2161
2162 /***************************************************
2163  * page management routines.
2164  ***************************************************/
2165
2166 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
2167 CTASSERT(_NPCM == 11);
2168 CTASSERT(_NPCPV == 336);
2169
2170 static __inline struct pv_chunk *
2171 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
2172 {
2173
2174         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
2175 }
2176
2177 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
2178
2179 #define PC_FREE0_9      0xfffffffful    /* Free values for index 0 through 9 */
2180 #define PC_FREE10       0x0000fffful    /* Free values for index 10 */
2181
2182 static const uint32_t pc_freemask[_NPCM] = {
2183         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
2184         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
2185         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
2186         PC_FREE0_9, PC_FREE10
2187 };
2188
2189 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
2190         "Current number of pv entries");
2191
2192 #ifdef PV_STATS
2193 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
2194
2195 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
2196         "Current number of pv entry chunks");
2197 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
2198         "Current number of pv entry chunks allocated");
2199 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
2200         "Current number of pv entry chunks frees");
2201 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
2202         "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
2203
2204 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs;
2205 static int pv_entry_spare;
2206
2207 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
2208         "Current number of pv entry frees");
2209 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
2210         "Current number of pv entry allocs");
2211 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
2212         "Current number of spare pv entries");
2213 #endif
2214
2215 /*
2216  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
2217  * drastic measures to free some pages so we can allocate
2218  * another pv entry chunk.
2219  */
2220 static vm_page_t
2221 pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap)
2222 {
2223         struct pch newtail;
2224         struct pv_chunk *pc;
2225         struct md_page *pvh;
2226         pd_entry_t *pde;
2227         pmap_t pmap;
2228         pt_entry_t *pte, tpte;
2229         pv_entry_t pv;
2230         vm_offset_t va;
2231         vm_page_t free, m, m_pc;
2232         uint32_t inuse;
2233         int bit, field, freed;
2234
2235         PMAP_LOCK_ASSERT(locked_pmap, MA_OWNED);
2236         pmap = NULL;
2237         free = m_pc = NULL;
2238         TAILQ_INIT(&newtail);
2239         while ((pc = TAILQ_FIRST(&pv_chunks)) != NULL && (pv_vafree == 0 ||
2240             free == NULL)) {
2241                 TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2242                 if (pmap != pc->pc_pmap) {
2243                         if (pmap != NULL) {
2244                                 pmap_invalidate_all(pmap);
2245                                 if (pmap != locked_pmap)
2246                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2247                         }
2248                         pmap = pc->pc_pmap;
2249                         /* Avoid deadlock and lock recursion. */
2250                         if (pmap > locked_pmap)
2251                                 PMAP_LOCK(pmap);
2252                         else if (pmap != locked_pmap && !PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2253                                 pmap = NULL;
2254                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2255                                 continue;
2256                         }
2257                 }
2258
2259                 /*
2260                  * Destroy every non-wired, 4 KB page mapping in the chunk.
2261                  */
2262                 freed = 0;
2263                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2264                         for (inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2265                             inuse != 0; inuse &= ~(1UL << bit)) {
2266                                 bit = bsfl(inuse);
2267                                 pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
2268                                 va = pv->pv_va;
2269                                 pde = pmap_pde(pmap, va);
2270                                 if ((*pde & PG_PS) != 0)
2271                                         continue;
2272                                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2273                                 tpte = *pte;
2274                                 if ((tpte & PG_W) == 0)
2275                                         tpte = pte_load_clear(pte);
2276                                 pmap_pte_release(pte);
2277                                 if ((tpte & PG_W) != 0)
2278                                         continue;
2279                                 KASSERT(tpte != 0,
2280                                     ("pmap_pv_reclaim: pmap %p va %x zero pte",
2281                                     pmap, va));
2282                                 if ((tpte & PG_G) != 0)
2283                                         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2284                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte & PG_FRAME);
2285                                 if ((tpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2286                                         vm_page_dirty(m);
2287                                 if ((tpte & PG_A) != 0)
2288                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2289                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2290                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) &&
2291                                     (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2292                                         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2293                                         if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list)) {
2294                                                 vm_page_aflag_clear(m,
2295                                                     PGA_WRITEABLE);
2296                                         }
2297                                 }
2298                                 pc->pc_map[field] |= 1UL << bit;
2299                                 pmap_unuse_pt(pmap, va, &free);
2300                                 freed++;
2301                         }
2302                 }
2303                 if (freed == 0) {
2304                         TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2305                         continue;
2306                 }
2307                 /* Every freed mapping is for a 4 KB page. */
2308                 pmap->pm_stats.resident_count -= freed;
2309                 PV_STAT(pv_entry_frees += freed);
2310                 PV_STAT(pv_entry_spare += freed);
2311                 pv_entry_count -= freed;
2312                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2313                 for (field = 0; field < _NPCM; field++)
2314                         if (pc->pc_map[field] != pc_freemask[field]) {
2315                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2316                                     pc_list);
2317                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2318
2319                                 /*
2320                                  * One freed pv entry in locked_pmap is
2321                                  * sufficient.
2322                                  */
2323                                 if (pmap == locked_pmap)
2324                                         goto out;
2325                                 break;
2326                         }
2327                 if (field == _NPCM) {
2328                         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2329                         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2330                         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2331                         /* Entire chunk is free; return it. */
2332                         m_pc = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2333                         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2334                         pmap_ptelist_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2335                         break;
2336                 }
2337         }
2338 out:
2339         TAILQ_CONCAT(&pv_chunks, &newtail, pc_lru);
2340         if (pmap != NULL) {
2341                 pmap_invalidate_all(pmap);
2342                 if (pmap != locked_pmap)
2343                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2344         }
2345         if (m_pc == NULL && pv_vafree != 0 && free != NULL) {
2346                 m_pc = free;
2347                 free = m_pc->right;
2348                 /* Recycle a freed page table page. */
2349                 m_pc->wire_count = 1;
2350                 atomic_add_int(&cnt.v_wire_count, 1);
2351         }
2352         pmap_free_zero_pages(free);
2353         return (m_pc);
2354 }
2355
2356 /*
2357  * free the pv_entry back to the free list
2358  */
2359 static void
2360 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
2361 {
2362         struct pv_chunk *pc;
2363         int idx, field, bit;
2364
2365         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2366         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2367         PV_STAT(pv_entry_frees++);
2368         PV_STAT(pv_entry_spare++);
2369         pv_entry_count--;
2370         pc = pv_to_chunk(pv);
2371         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
2372         field = idx / 32;
2373         bit = idx % 32;
2374         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
2375         for (idx = 0; idx < _NPCM; idx++)
2376                 if (pc->pc_map[idx] != pc_freemask[idx]) {
2377                         /*
2378                          * 98% of the time, pc is already at the head of the
2379                          * list.  If it isn't already, move it to the head.
2380                          */
2381                         if (__predict_false(TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk) !=
2382                             pc)) {
2383                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2384                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2385                                     pc_list);
2386                         }
2387                         return;
2388                 }
2389         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2390         free_pv_chunk(pc);
2391 }
2392
2393 static void
2394 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
2395 {
2396         vm_page_t m;
2397
2398         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2399         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2400         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2401         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2402         /* entire chunk is free, return it */
2403         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2404         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2405         vm_page_unwire(m, 0);
2406         vm_page_free(m);
2407         pmap_ptelist_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2408 }
2409
2410 /*
2411  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
2412  * when needed.
2413  */
2414 static pv_entry_t
2415 get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try)
2416 {
2417         static const struct timeval printinterval = { 60, 0 };
2418         static struct timeval lastprint;
2419         int bit, field;
2420         pv_entry_t pv;
2421         struct pv_chunk *pc;
2422         vm_page_t m;
2423
2424         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2425         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2426         PV_STAT(pv_entry_allocs++);
2427         pv_entry_count++;
2428         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
2429                 if (ratecheck(&lastprint, &printinterval))
2430                         printf("Approaching the limit on PV entries, consider "
2431                             "increasing either the vm.pmap.shpgperproc or the "
2432                             "vm.pmap.pv_entry_max tunable.\n");
2433 retry:
2434         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
2435         if (pc != NULL) {
2436                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2437                         if (pc->pc_map[field]) {
2438                                 bit = bsfl(pc->pc_map[field]);
2439                                 break;
2440                         }
2441                 }
2442                 if (field < _NPCM) {
2443                         pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
2444                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
2445                         /* If this was the last item, move it to tail */
2446                         for (field = 0; field < _NPCM; field++)
2447                                 if (pc->pc_map[field] != 0) {
2448                                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
2449                                         return (pv);    /* not full, return */
2450                                 }
2451                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2452                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2453                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
2454                         return (pv);
2455                 }
2456         }
2457         /*
2458          * Access to the ptelist "pv_vafree" is synchronized by the pvh
2459          * global lock.  If "pv_vafree" is currently non-empty, it will
2460          * remain non-empty until pmap_ptelist_alloc() completes.
2461          */
2462         if (pv_vafree == 0 || (m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2463             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
2464                 if (try) {
2465                         pv_entry_count--;
2466                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
2467                         return (NULL);
2468                 }
2469                 m = pmap_pv_reclaim(pmap);
2470                 if (m == NULL)
2471                         goto retry;
2472         }
2473         PV_STAT(pc_chunk_count++);
2474         PV_STAT(pc_chunk_allocs++);
2475         pc = (struct pv_chunk *)pmap_ptelist_alloc(&pv_vafree);
2476         pmap_qenter((vm_offset_t)pc, &m, 1);
2477         pc->pc_pmap = pmap;
2478         pc->pc_map[0] = pc_freemask[0] & ~1ul;  /* preallocated bit 0 */
2479         for (field = 1; field < _NPCM; field++)
2480                 pc->pc_map[field] = pc_freemask[field];
2481         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2482         pv = &pc->pc_pventry[0];
2483         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2484         PV_STAT(pv_entry_spare += _NPCPV - 1);
2485         return (pv);
2486 }
2487
2488 static __inline pv_entry_t
2489 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
2490 {
2491         pv_entry_t pv;
2492
2493         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2494         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
2495                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
2496                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
2497                         break;
2498                 }
2499         }
2500         return (pv);
2501 }
2502
2503 static void
2504 pmap_pv_demote_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
2505 {
2506         struct md_page *pvh;
2507         pv_entry_t pv;
2508         vm_offset_t va_last;
2509         vm_page_t m;
2510
2511         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2512         KASSERT((pa & PDRMASK) == 0,
2513             ("pmap_pv_demote_pde: pa is not 4mpage aligned"));
2514
2515         /*
2516          * Transfer the 4mpage's pv entry for this mapping to the first
2517          * page's pv list.
2518          */
2519         pvh = pa_to_pvh(pa);
2520         va = trunc_4mpage(va);
2521         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
2522         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pv_demote_pde: pv not found"));
2523         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2524         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2525         /* Instantiate the remaining NPTEPG - 1 pv entries. */
2526         va_last = va + NBPDR - PAGE_SIZE;
2527         do {
2528                 m++;
2529                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2530                     ("pmap_pv_demote_pde: page %p is not managed", m));
2531                 va += PAGE_SIZE;
2532                 pmap_insert_entry(pmap, va, m);
2533         } while (va < va_last);
2534 }
2535
2536 static void
2537 pmap_pv_promote_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
2538 {
2539         struct md_page *pvh;
2540         pv_entry_t pv;
2541         vm_offset_t va_last;
2542         vm_page_t m;
2543
2544         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2545         KASSERT((pa & PDRMASK) == 0,
2546             ("pmap_pv_promote_pde: pa is not 4mpage aligned"));
2547
2548         /*
2549          * Transfer the first page's pv entry for this mapping to the
2550          * 4mpage's pv list.  Aside from avoiding the cost of a call
2551          * to get_pv_entry(), a transfer avoids the possibility that
2552          * get_pv_entry() calls pmap_collect() and that pmap_collect()
2553          * removes one of the mappings that is being promoted.
2554          */
2555         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2556         va = trunc_4mpage(va);
2557         pv = pmap_pvh_remove(&m->md, pmap, va);
2558         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pv_promote_pde: pv not found"));
2559         pvh = pa_to_pvh(pa);
2560         TAILQ_INSERT_TAIL(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
2561         /* Free the remaining NPTEPG - 1 pv entries. */
2562         va_last = va + NBPDR - PAGE_SIZE;
2563         do {
2564                 m++;
2565                 va += PAGE_SIZE;
2566                 pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
2567         } while (va < va_last);
2568 }
2569
2570 static void
2571 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
2572 {
2573         pv_entry_t pv;
2574
2575         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
2576         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
2577         free_pv_entry(pmap, pv);
2578 }
2579
2580 static void
2581 pmap_remove_entry(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
2582 {
2583         struct md_page *pvh;
2584
2585         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2586         pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
2587         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2588                 pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2589                 if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list))
2590                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2591         }
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Create a pv entry for page at pa for
2596  * (pmap, va).
2597  */
2598 static void
2599 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2600 {
2601         pv_entry_t pv;
2602
2603         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2604         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2605         pv = get_pv_entry(pmap, FALSE);
2606         pv->pv_va = va;
2607         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2608 }
2609
2610 /*
2611  * Conditionally create a pv entry.
2612  */
2613 static boolean_t
2614 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2615 {
2616         pv_entry_t pv;
2617
2618         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2619         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2620         if (pv_entry_count < pv_entry_high_water && 
2621             (pv = get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
2622                 pv->pv_va = va;
2623                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2624                 return (TRUE);
2625         } else
2626                 return (FALSE);
2627 }
2628
2629 /*
2630  * Create the pv entries for each of the pages within a superpage.
2631  */
2632 static boolean_t
2633 pmap_pv_insert_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
2634 {
2635         struct md_page *pvh;
2636         pv_entry_t pv;
2637
2638         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2639         if (pv_entry_count < pv_entry_high_water && 
2640             (pv = get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
2641                 pv->pv_va = va;
2642                 pvh = pa_to_pvh(pa);
2643                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
2644                 return (TRUE);
2645         } else
2646                 return (FALSE);
2647 }
2648
2649 /*
2650  * Fills a page table page with mappings to consecutive physical pages.
2651  */
2652 static void
2653 pmap_fill_ptp(pt_entry_t *firstpte, pt_entry_t newpte)
2654 {
2655         pt_entry_t *pte;
2656
2657         for (pte = firstpte; pte < firstpte + NPTEPG; pte++) {
2658                 *pte = newpte;  
2659                 newpte += PAGE_SIZE;
2660         }
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Tries to demote a 2- or 4MB page mapping.  If demotion fails, the
2665  * 2- or 4MB page mapping is invalidated.
2666  */
2667 static boolean_t
2668 pmap_demote_pde(pmap_t pmap, pd_entry_t *pde, vm_offset_t va)
2669 {
2670         pd_entry_t newpde, oldpde;
2671         pt_entry_t *firstpte, newpte;
2672         vm_paddr_t mptepa;
2673         vm_page_t free, mpte;
2674
2675         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2676         oldpde = *pde;
2677         KASSERT((oldpde & (PG_PS | PG_V)) == (PG_PS | PG_V),
2678             ("pmap_demote_pde: oldpde is missing PG_PS and/or PG_V"));
2679         mpte = pmap_lookup_pt_page(pmap, va);
2680         if (mpte != NULL)
2681                 pmap_remove_pt_page(pmap, mpte);
2682         else {
2683                 KASSERT((oldpde & PG_W) == 0,
2684                     ("pmap_demote_pde: page table page for a wired mapping"
2685                     " is missing"));
2686
2687                 /*
2688                  * Invalidate the 2- or 4MB page mapping and return
2689                  * "failure" if the mapping was never accessed or the
2690                  * allocation of the new page table page fails.
2691                  */
2692                 if ((oldpde & PG_A) == 0 || (mpte = vm_page_alloc(NULL,
2693                     va >> PDRSHIFT, VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_NORMAL |
2694                     VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
2695                         free = NULL;
2696                         pmap_remove_pde(pmap, pde, trunc_4mpage(va), &free);
2697                         pmap_invalidate_page(pmap, trunc_4mpage(va));
2698                         pmap_free_zero_pages(free);
2699                         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_demote_pde: failure for va %#x"
2700                             " in pmap %p", va, pmap);
2701                         return (FALSE);
2702                 }
2703                 if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
2704                         pmap->pm_stats.resident_count++;
2705         }
2706         mptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(mpte);
2707
2708         /*
2709          * If the page mapping is in the kernel's address space, then the
2710          * KPTmap can provide access to the page table page.  Otherwise,
2711          * temporarily map the page table page (mpte) into the kernel's
2712          * address space at either PADDR1 or PADDR2. 
2713          */
2714         if (va >= KERNBASE)
2715                 firstpte = &KPTmap[i386_btop(trunc_4mpage(va))];
2716         else if (curthread->td_pinned > 0 && rw_wowned(&pvh_global_lock)) {
2717                 if ((*PMAP1 & PG_FRAME) != mptepa) {
2718                         *PMAP1 = mptepa | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M;
2719 #ifdef SMP
2720                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
2721 #endif
2722                         invlcaddr(PADDR1);
2723                         PMAP1changed++;
2724                 } else
2725 #ifdef SMP
2726                 if (PMAP1cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
2727                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
2728                         invlcaddr(PADDR1);
2729                         PMAP1changedcpu++;
2730                 } else
2731 #endif
2732                         PMAP1unchanged++;
2733                 firstpte = PADDR1;
2734         } else {
2735                 mtx_lock(&PMAP2mutex);
2736                 if ((*PMAP2 & PG_FRAME) != mptepa) {
2737                         *PMAP2 = mptepa | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M;
2738                         pmap_invalidate_page(kernel_pmap, (vm_offset_t)PADDR2);
2739                 }
2740                 firstpte = PADDR2;
2741         }
2742         newpde = mptepa | PG_M | PG_A | (oldpde & PG_U) | PG_RW | PG_V;
2743         KASSERT((oldpde & PG_A) != 0,
2744             ("pmap_demote_pde: oldpde is missing PG_A"));
2745         KASSERT((oldpde & (PG_M | PG_RW)) != PG_RW,
2746             ("pmap_demote_pde: oldpde is missing PG_M"));
2747         newpte = oldpde & ~PG_PS;
2748         if ((newpte & PG_PDE_PAT) != 0)
2749                 newpte ^= PG_PDE_PAT | PG_PTE_PAT;
2750
2751         /*
2752          * If the page table page is new, initialize it.
2753          */
2754         if (mpte->wire_count == 1) {
2755                 mpte->wire_count = NPTEPG;
2756                 pmap_fill_ptp(firstpte, newpte);
2757         }
2758         KASSERT((*firstpte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME),
2759             ("pmap_demote_pde: firstpte and newpte map different physical"
2760             " addresses"));
2761
2762         /*
2763          * If the mapping has changed attributes, update the page table
2764          * entries.
2765          */ 
2766         if ((*firstpte & PG_PTE_PROMOTE) != (newpte & PG_PTE_PROMOTE))
2767                 pmap_fill_ptp(firstpte, newpte);
2768         
2769         /*
2770          * Demote the mapping.  This pmap is locked.  The old PDE has
2771          * PG_A set.  If the old PDE has PG_RW set, it also has PG_M
2772          * set.  Thus, there is no danger of a race with another
2773          * processor changing the setting of PG_A and/or PG_M between
2774          * the read above and the store below. 
2775          */
2776         if (workaround_erratum383)
2777                 pmap_update_pde(pmap, va, pde, newpde);
2778         else if (pmap == kernel_pmap)
2779                 pmap_kenter_pde(va, newpde);
2780         else
2781                 pde_store(pde, newpde); 
2782         if (firstpte == PADDR2)
2783                 mtx_unlock(&PMAP2mutex);
2784
2785         /*
2786          * Invalidate the recursive mapping of the page table page.
2787          */
2788         pmap_invalidate_page(pmap, (vm_offset_t)vtopte(va));
2789
2790         /*
2791          * Demote the pv entry.  This depends on the earlier demotion
2792          * of the mapping.  Specifically, the (re)creation of a per-
2793          * page pv entry might trigger the execution of pmap_collect(),
2794          * which might reclaim a newly (re)created per-page pv entry
2795          * and destroy the associated mapping.  In order to destroy
2796          * the mapping, the PDE must have already changed from mapping
2797          * the 2mpage to referencing the page table page.
2798          */
2799         if ((oldpde & PG_MANAGED) != 0)
2800                 pmap_pv_demote_pde(pmap, va, oldpde & PG_PS_FRAME);
2801
2802         pmap_pde_demotions++;
2803         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_demote_pde: success for va %#x"
2804             " in pmap %p", va, pmap);
2805         return (TRUE);
2806 }
2807
2808 /*
2809  * pmap_remove_pde: do the things to unmap a superpage in a process
2810  */
2811 static void
2812 pmap_remove_pde(pmap_t pmap, pd_entry_t *pdq, vm_offset_t sva,
2813     vm_page_t *free)
2814 {
2815         struct md_page *pvh;
2816         pd_entry_t oldpde;
2817         vm_offset_t eva, va;
2818         vm_page_t m, mpte;
2819
2820         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2821         KASSERT((sva & PDRMASK) == 0,
2822             ("pmap_remove_pde: sva is not 4mpage aligned"));
2823         oldpde = pte_load_clear(pdq);
2824         if (oldpde & PG_W)
2825                 pmap->pm_stats.wired_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2826
2827         /*
2828          * Machines that don't support invlpg, also don't support
2829          * PG_G.
2830          */
2831         if (oldpde & PG_G)
2832                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, sva);
2833         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2834         if (oldpde & PG_MANAGED) {
2835                 pvh = pa_to_pvh(oldpde & PG_PS_FRAME);
2836                 pmap_pvh_free(pvh, pmap, sva);
2837                 eva = sva + NBPDR;
2838                 for (va = sva, m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpde & PG_PS_FRAME);
2839                     va < eva; va += PAGE_SIZE, m++) {
2840                         if ((oldpde & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2841                                 vm_page_dirty(m);
2842                         if (oldpde & PG_A)
2843                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2844                         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) &&
2845                             TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list))
2846                                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2847                 }
2848         }
2849         if (pmap == kernel_pmap) {
2850                 if (!pmap_demote_pde(pmap, pdq, sva))
2851                         panic("pmap_remove_pde: failed demotion");
2852         } else {
2853                 mpte = pmap_lookup_pt_page(pmap, sva);
2854                 if (mpte != NULL) {
2855                         pmap_remove_pt_page(pmap, mpte);
2856                         pmap->pm_stats.resident_count--;
2857                         KASSERT(mpte->wire_count == NPTEPG,
2858                             ("pmap_remove_pde: pte page wire count error"));
2859                         mpte->wire_count = 0;
2860                         pmap_add_delayed_free_list(mpte, free, FALSE);
2861                         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
2862                 }
2863         }
2864 }
2865
2866 /*
2867  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process
2868  */
2869 static int
2870 pmap_remove_pte(pmap_t pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
2871 {
2872         pt_entry_t oldpte;
2873         vm_page_t m;
2874
2875         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2876         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2877         oldpte = pte_load_clear(ptq);
2878         KASSERT(oldpte != 0,
2879             ("pmap_remove_pte: pmap %p va %x zero pte", pmap, va));
2880         if (oldpte & PG_W)
2881                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
2882         /*
2883          * Machines that don't support invlpg, also don't support
2884          * PG_G.
2885          */
2886         if (oldpte & PG_G)
2887                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
2888         pmap->pm_stats.resident_count -= 1;
2889         if (oldpte & PG_MANAGED) {
2890                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte & PG_FRAME);
2891                 if ((oldpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2892                         vm_page_dirty(m);
2893                 if (oldpte & PG_A)
2894                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2895                 pmap_remove_entry(pmap, m, va);
2896         }
2897         return (pmap_unuse_pt(pmap, va, free));
2898 }
2899
2900 /*
2901  * Remove a single page from a process address space
2902  */
2903 static void
2904 pmap_remove_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
2905 {
2906         pt_entry_t *pte;
2907
2908         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2909         KASSERT(curthread->td_pinned > 0, ("curthread not pinned"));
2910         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2911         if ((pte = pmap_pte_quick(pmap, va)) == NULL || *pte == 0)
2912                 return;
2913         pmap_remove_pte(pmap, pte, va, free);
2914         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2915 }
2916
2917 /*
2918  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
2919  *
2920  *      It is assumed that the start and end are properly
2921  *      rounded to the page size.
2922  */
2923 void
2924 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2925 {
2926         vm_offset_t pdnxt;
2927         pd_entry_t ptpaddr;
2928         pt_entry_t *pte;
2929         vm_page_t free = NULL;
2930         int anyvalid;
2931
2932         /*
2933          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
2934          */
2935         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
2936                 return;
2937
2938         anyvalid = 0;
2939
2940         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2941         sched_pin();
2942         PMAP_LOCK(pmap);
2943
2944         /*
2945          * special handling of removing one page.  a very
2946          * common operation and easy to short circuit some
2947          * code.
2948          */
2949         if ((sva + PAGE_SIZE == eva) && 
2950             ((pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
2951                 pmap_remove_page(pmap, sva, &free);
2952                 goto out;
2953         }
2954
2955         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
2956                 u_int pdirindex;
2957
2958                 /*
2959                  * Calculate index for next page table.
2960                  */
2961                 pdnxt = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2962                 if (pdnxt < sva)
2963                         pdnxt = eva;
2964                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
2965                         break;
2966
2967                 pdirindex = sva >> PDRSHIFT;
2968                 ptpaddr = pmap->pm_pdir[pdirindex];
2969
2970                 /*
2971                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2972                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2973                  */
2974                 if (ptpaddr == 0)
2975                         continue;
2976
2977                 /*
2978                  * Check for large page.
2979                  */
2980                 if ((ptpaddr & PG_PS) != 0) {
2981                         /*
2982                          * Are we removing the entire large page?  If not,
2983                          * demote the mapping and fall through.
2984                          */
2985                         if (sva + NBPDR == pdnxt && eva >= pdnxt) {
2986                                 /*
2987                                  * The TLB entry for a PG_G mapping is
2988                                  * invalidated by pmap_remove_pde().
2989                                  */
2990                                 if ((ptpaddr & PG_G) == 0)
2991                                         anyvalid = 1;
2992                                 pmap_remove_pde(pmap,
2993                                     &pmap->pm_pdir[pdirindex], sva, &free);
2994                                 continue;
2995                         } else if (!pmap_demote_pde(pmap,
2996                             &pmap->pm_pdir[pdirindex], sva)) {
2997                                 /* The large page mapping was destroyed. */
2998                                 continue;
2999                         }
3000                 }
3001
3002                 /*
3003                  * Limit our scan to either the end of the va represented
3004                  * by the current page table page, or to the end of the
3005                  * range being removed.
3006                  */
3007                 if (pdnxt > eva)
3008                         pdnxt = eva;
3009
3010                 for (pte = pmap_pte_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte++,
3011                     sva += PAGE_SIZE) {
3012                         if (*pte == 0)
3013                                 continue;
3014
3015                         /*
3016                          * The TLB entry for a PG_G mapping is invalidated
3017                          * by pmap_remove_pte().
3018                          */
3019                         if ((*pte & PG_G) == 0)
3020                                 anyvalid = 1;
3021                         if (pmap_remove_pte(pmap, pte, sva, &free))
3022                                 break;
3023                 }
3024         }
3025 out:
3026         sched_unpin();
3027         if (anyvalid)
3028                 pmap_invalidate_all(pmap);
3029         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3030         PMAP_UNLOCK(pmap);
3031         pmap_free_zero_pages(free);
3032 }
3033
3034 /*
3035  *      Routine:        pmap_remove_all
3036  *      Function:
3037  *              Removes this physical page from
3038  *              all physical maps in which it resides.
3039  *              Reflects back modify bits to the pager.
3040  *
3041  *      Notes:
3042  *              Original versions of this routine were very
3043  *              inefficient because they iteratively called
3044  *              pmap_remove (slow...)
3045  */
3046
3047 void
3048 pmap_remove_all(vm_page_t m)
3049 {
3050         struct md_page *pvh;
3051         pv_entry_t pv;
3052         pmap_t pmap;
3053         pt_entry_t *pte, tpte;
3054         pd_entry_t *pde;
3055         vm_offset_t va;
3056         vm_page_t free;
3057
3058         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3059             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
3060         free = NULL;
3061         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3062         sched_pin();
3063         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
3064                 goto small_mappings;
3065         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
3066         while ((pv = TAILQ_FIRST(&pvh->pv_list)) != NULL) {
3067                 va = pv->pv_va;
3068                 pmap = PV_PMAP(pv);
3069                 PMAP_LOCK(pmap);
3070                 pde = pmap_pde(pmap, va);
3071                 (void)pmap_demote_pde(pmap, pde, va);
3072                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3073         }
3074 small_mappings:
3075         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3076                 pmap = PV_PMAP(pv);
3077                 PMAP_LOCK(pmap);
3078                 pmap->pm_stats.resident_count--;
3079                 pde = pmap_pde(pmap, pv->pv_va);
3080                 KASSERT((*pde & PG_PS) == 0, ("pmap_remove_all: found"
3081                     " a 4mpage in page %p's pv list", m));
3082                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3083                 tpte = pte_load_clear(pte);
3084                 KASSERT(tpte != 0, ("pmap_remove_all: pmap %p va %x zero pte",
3085                     pmap, pv->pv_va));
3086                 if (tpte & PG_W)
3087                         pmap->pm_stats.wired_count--;
3088                 if (tpte & PG_A)
3089                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3090
3091                 /*
3092                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
3093                  */
3094                 if ((tpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
3095                         vm_page_dirty(m);
3096                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, &free);
3097                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3098                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3099                 free_pv_entry(pmap, pv);
3100                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3101         }
3102         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3103         sched_unpin();
3104         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3105         pmap_free_zero_pages(free);
3106 }
3107
3108 /*
3109  * pmap_protect_pde: do the things to protect a 4mpage in a process
3110  */
3111 static boolean_t
3112 pmap_protect_pde(pmap_t pmap, pd_entry_t *pde, vm_offset_t sva, vm_prot_t prot)
3113 {
3114         pd_entry_t newpde, oldpde;
3115         vm_offset_t eva, va;
3116         vm_page_t m;
3117         boolean_t anychanged;
3118
3119         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3120         KASSERT((sva & PDRMASK) == 0,
3121             ("pmap_protect_pde: sva is not 4mpage aligned"));
3122         anychanged = FALSE;
3123 retry:
3124         oldpde = newpde = *pde;
3125         if (oldpde & PG_MANAGED) {
3126                 eva = sva + NBPDR;
3127                 for (va = sva, m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpde & PG_PS_FRAME);
3128                     va < eva; va += PAGE_SIZE, m++)
3129                         if ((oldpde & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
3130                                 vm_page_dirty(m);
3131         }
3132         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
3133                 newpde &= ~(PG_RW | PG_M);
3134 #ifdef PAE
3135         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
3136                 newpde |= pg_nx;
3137 #endif
3138         if (newpde != oldpde) {
3139                 if (!pde_cmpset(pde, oldpde, newpde))
3140                         goto retry;
3141                 if (oldpde & PG_G)
3142                         pmap_invalidate_page(pmap, sva);
3143                 else
3144                         anychanged = TRUE;
3145         }
3146         return (anychanged);
3147 }
3148
3149 /*
3150  *      Set the physical protection on the
3151  *      specified range of this map as requested.
3152  */
3153 void
3154 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
3155 {
3156         vm_offset_t pdnxt;
3157         pd_entry_t ptpaddr;
3158         pt_entry_t *pte;
3159         boolean_t anychanged, pv_lists_locked;
3160
3161         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
3162                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
3163                 return;
3164         }
3165
3166 #ifdef PAE
3167         if ((prot & (VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)) ==
3168             (VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE))
3169                 return;
3170 #else
3171         if (prot & VM_PROT_WRITE)
3172                 return;
3173 #endif
3174
3175         if (pmap_is_current(pmap))
3176                 pv_lists_locked = FALSE;
3177         else {
3178                 pv_lists_locked = TRUE;
3179 resume:
3180                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
3181                 sched_pin();
3182         }
3183         anychanged = FALSE;
3184
3185         PMAP_LOCK(pmap);
3186         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
3187                 pt_entry_t obits, pbits;
3188                 u_int pdirindex;
3189
3190                 pdnxt = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
3191                 if (pdnxt < sva)
3192                         pdnxt = eva;
3193
3194                 pdirindex = sva >> PDRSHIFT;
3195                 ptpaddr = pmap->pm_pdir[pdirindex];
3196
3197                 /*
3198                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
3199                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
3200                  */
3201                 if (ptpaddr == 0)
3202                         continue;
3203
3204                 /*
3205                  * Check for large page.
3206                  */
3207                 if ((ptpaddr & PG_PS) != 0) {
3208                         /*
3209                          * Are we protecting the entire large page?  If not,
3210                          * demote the mapping and fall through.
3211                          */
3212                         if (sva + NBPDR == pdnxt && eva >= pdnxt) {
3213                                 /*
3214                                  * The TLB entry for a PG_G mapping is
3215                                  * invalidated by pmap_protect_pde().
3216                                  */
3217                                 if (pmap_protect_pde(pmap,
3218                                     &pmap->pm_pdir[pdirindex], sva, prot))
3219                                         anychanged = TRUE;
3220                                 continue;
3221                         } else {
3222                                 if (!pv_lists_locked) {
3223                                         pv_lists_locked = TRUE;
3224                                         if (!rw_try_wlock(&pvh_global_lock)) {
3225                                                 if (anychanged)
3226                                                         pmap_invalidate_all(
3227                                                             pmap);
3228                                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3229                                                 goto resume;
3230                                         }
3231                                         sched_pin();
3232                                 }
3233                                 if (!pmap_demote_pde(pmap,
3234                                     &pmap->pm_pdir[pdirindex], sva)) {
3235                                         /*
3236                                          * The large page mapping was
3237                                          * destroyed.
3238                                          */
3239                                         continue;
3240                                 }
3241                         }
3242                 }
3243
3244                 if (pdnxt > eva)
3245                         pdnxt = eva;
3246
3247                 for (pte = pmap_pte_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte++,
3248                     sva += PAGE_SIZE) {
3249                         vm_page_t m;
3250
3251 retry:
3252                         /*
3253                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits in
3254                          * size, PG_RW, PG_A, and PG_M are among the least
3255                          * significant 32 bits.
3256                          */
3257                         obits = pbits = *pte;
3258                         if ((pbits & PG_V) == 0)
3259                                 continue;
3260
3261                         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3262                                 if ((pbits & (PG_MANAGED | PG_M | PG_RW)) ==
3263                                     (PG_MANAGED | PG_M | PG_RW)) {
3264                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & PG_FRAME);
3265                                         vm_page_dirty(m);
3266                                 }
3267                                 pbits &= ~(PG_RW | PG_M);
3268                         }
3269 #ifdef PAE
3270                         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
3271                                 pbits |= pg_nx;
3272 #endif
3273
3274                         if (pbits != obits) {
3275 #ifdef PAE
3276                                 if (!atomic_cmpset_64(pte, obits, pbits))
3277                                         goto retry;
3278 #else
3279                                 if (!atomic_cmpset_int((u_int *)pte, obits,
3280                                     pbits))
3281                                         goto retry;
3282 #endif
3283                                 if (obits & PG_G)
3284                                         pmap_invalidate_page(pmap, sva);
3285                                 else
3286                                         anychanged = TRUE;
3287                         }
3288                 }
3289         }
3290         if (anychanged)
3291                 pmap_invalidate_all(pmap);
3292         if (pv_lists_locked) {
3293                 sched_unpin();
3294                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3295         }
3296         PMAP_UNLOCK(pmap);
3297 }
3298
3299 /*
3300  * Tries to promote the 512 or 1024, contiguous 4KB page mappings that are
3301  * within a single page table page (PTP) to a single 2- or 4MB page mapping.
3302  * For promotion to occur, two conditions must be met: (1) the 4KB page
3303  * mappings must map aligned, contiguous physical memory and (2) the 4KB page
3304  * mappings must have identical characteristics.
3305  *
3306  * Managed (PG_MANAGED) mappings within the kernel address space are not
3307  * promoted.  The reason is that kernel PDEs are replicated in each pmap but
3308  * pmap_clear_ptes() and pmap_ts_referenced() only read the PDE from the kernel
3309  * pmap.
3310  */
3311 static void
3312 pmap_promote_pde(pmap_t pmap, pd_entry_t *pde, vm_offset_t va)
3313 {
3314         pd_entry_t newpde;
3315         pt_entry_t *firstpte, oldpte, pa, *pte;
3316         vm_offset_t oldpteva;
3317         vm_page_t mpte;
3318
3319         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3320
3321         /*
3322          * Examine the first PTE in the specified PTP.  Abort if this PTE is
3323          * either invalid, unused, or does not map the first 4KB physical page
3324          * within a 2- or 4MB page.
3325          */
3326         firstpte = pmap_pte_quick(pmap, trunc_4mpage(va));
3327 setpde:
3328         newpde = *firstpte;
3329         if ((newpde & ((PG_FRAME & PDRMASK) | PG_A | PG_V)) != (PG_A | PG_V)) {
3330                 pmap_pde_p_failures++;
3331                 CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_pde: failure for va %#x"
3332                     " in pmap %p", va, pmap);
3333                 return;
3334         }
3335         if ((*firstpte & PG_MANAGED) != 0 && pmap == kernel_pmap) {
3336                 pmap_pde_p_failures++;
3337                 CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_pde: failure for va %#x"
3338                     " in pmap %p", va, pmap);
3339                 return;
3340         }
3341         if ((newpde & (PG_M | PG_RW)) == PG_RW) {
3342                 /*
3343                  * When PG_M is already clear, PG_RW can be cleared without
3344                  * a TLB invalidation.
3345                  */
3346                 if (!atomic_cmpset_int((u_int *)firstpte, newpde, newpde &
3347                     ~PG_RW))  
3348                         goto setpde;
3349                 newpde &= ~PG_RW;
3350         }
3351
3352         /* 
3353          * Examine each of the other PTEs in the specified PTP.  Abort if this
3354          * PTE maps an unexpected 4KB physical page or does not have identical
3355          * characteristics to the first PTE.
3356          */
3357         pa = (newpde & (PG_PS_FRAME | PG_A | PG_V)) + NBPDR - PAGE_SIZE;
3358         for (pte = firstpte + NPTEPG - 1; pte > firstpte; pte--) {
3359 setpte:
3360                 oldpte = *pte;
3361                 if ((oldpte & (PG_FRAME | PG_A | PG_V)) != pa) {
3362                         pmap_pde_p_failures++;
3363                         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_pde: failure for va %#x"
3364                             " in pmap %p", va, pmap);
3365                         return;
3366                 }
3367                 if ((oldpte & (PG_M | PG_RW)) == PG_RW) {
3368                         /*
3369                          * When PG_M is already clear, PG_RW can be cleared
3370                          * without a TLB invalidation.
3371                          */
3372                         if (!atomic_cmpset_int((u_int *)pte, oldpte,
3373                             oldpte & ~PG_RW))
3374                                 goto setpte;
3375                         oldpte &= ~PG_RW;
3376                         oldpteva = (oldpte & PG_FRAME & PDRMASK) |
3377                             (va & ~PDRMASK);
3378                         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_pde: protect for va %#x"
3379                             " in pmap %p", oldpteva, pmap);
3380                 }
3381                 if ((oldpte & PG_PTE_PROMOTE) != (newpde & PG_PTE_PROMOTE)) {
3382                         pmap_pde_p_failures++;
3383                         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_pde: failure for va %#x"
3384                             " in pmap %p", va, pmap);
3385                         return;
3386                 }
3387                 pa -= PAGE_SIZE;
3388         }
3389
3390         /*
3391          * Save the page table page in its current state until the PDE
3392          * mapping the superpage is demoted by pmap_demote_pde() or
3393          * destroyed by pmap_remove_pde(). 
3394          */
3395         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(*pde & PG_FRAME);
3396         KASSERT(mpte >= vm_page_array &&
3397             mpte < &vm_page_array[vm_page_array_size],
3398             ("pmap_promote_pde: page table page is out of range"));
3399         KASSERT(mpte->pindex == va >> PDRSHIFT,
3400             ("pmap_promote_pde: page table page's pindex is wrong"));
3401         pmap_insert_pt_page(pmap, mpte);
3402
3403         /*
3404          * Promote the pv entries.
3405          */
3406         if ((newpde & PG_MANAGED) != 0)
3407                 pmap_pv_promote_pde(pmap, va, newpde & PG_PS_FRAME);
3408
3409         /*
3410          * Propagate the PAT index to its proper position.
3411          */
3412         if ((newpde & PG_PTE_PAT) != 0)
3413                 newpde ^= PG_PDE_PAT | PG_PTE_PAT;
3414
3415         /*
3416          * Map the superpage.
3417          */
3418         if (workaround_erratum383)
3419                 pmap_update_pde(pmap, va, pde, PG_PS | newpde);
3420         else if (pmap == kernel_pmap)
3421                 pmap_kenter_pde(va, PG_PS | newpde);
3422         else
3423                 pde_store(pde, PG_PS | newpde);
3424
3425         pmap_pde_promotions++;
3426         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_promote_pde: success for va %#x"
3427             " in pmap %p", va, pmap);
3428 }
3429
3430 /*
3431  *      Insert the given physical page (p) at
3432  *      the specified virtual address (v) in the
3433  *      target physical map with the protection requested.
3434  *
3435  *      If specified, the page will be wired down, meaning
3436  *      that the related pte can not be reclaimed.
3437  *
3438  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
3439  *      or lose information.  That is, this routine must actually
3440  *      insert this page into the given map NOW.
3441  */
3442 void
3443 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t access, vm_page_t m,
3444     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
3445 {
3446         pd_entry_t *pde;
3447         pt_entry_t *pte;
3448         pt_entry_t newpte, origpte;
3449         pv_entry_t pv;
3450         vm_paddr_t opa, pa;
3451         vm_page_t mpte, om;
3452         boolean_t invlva;
3453
3454         va = trunc_page(va);
3455         KASSERT(va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS, ("pmap_enter: toobig"));
3456         KASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS || va >= UPT_MAX_ADDRESS,
3457             ("pmap_enter: invalid to pmap_enter page table pages (va: 0x%x)",
3458             va));
3459         KASSERT((m->oflags & (VPO_UNMANAGED | VPO_BUSY)) != 0 ||
3460             VM_OBJECT_LOCKED(m->object),
3461             ("pmap_enter: page %p is not busy", m));
3462
3463         mpte = NULL;
3464
3465         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3466         PMAP_LOCK(pmap);
3467         sched_pin();
3468
3469         /*
3470          * In the case that a page table page is not
3471          * resident, we are creating it here.
3472          */
3473         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
3474                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va, M_WAITOK);
3475         }
3476
3477         pde = pmap_pde(pmap, va);
3478         if ((*pde & PG_PS) != 0)
3479                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
3480         pte = pmap_pte_quick(pmap, va);
3481
3482         /*
3483          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
3484          */
3485         if (pte == NULL) {
3486                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=%#jx, va=%#x",
3487                         (uintmax_t)pmap->pm_pdir[PTDPTDI], va);
3488         }
3489
3490         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3491         om = NULL;
3492         origpte = *pte;
3493         opa = origpte & PG_FRAME;
3494
3495         /*
3496          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
3497          */
3498         if (origpte && (opa == pa)) {
3499                 /*
3500                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
3501                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
3502                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
3503                  * the PT page will be also.
3504                  */
3505                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
3506                         pmap->pm_stats.wired_count++;
3507                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
3508                         pmap->pm_stats.wired_count--;
3509
3510                 /*
3511                  * Remove extra pte reference
3512                  */
3513                 if (mpte)
3514                         mpte->wire_count--;
3515
3516                 if (origpte & PG_MANAGED) {
3517                         om = m;
3518                         pa |= PG_MANAGED;
3519                 }
3520                 goto validate;
3521         } 
3522
3523         pv = NULL;
3524
3525         /*
3526          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
3527          * handle validating new mapping.
3528          */
3529         if (opa) {
3530                 if (origpte & PG_W)
3531                         pmap->pm_stats.wired_count--;
3532                 if (origpte & PG_MANAGED) {
3533                         om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
3534                         pv = pmap_pvh_remove(&om->md, pmap, va);
3535                 }
3536                 if (mpte != NULL) {
3537                         mpte->wire_count--;
3538                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
3539                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
3540                              " va: 0x%x", va));
3541                 }
3542         } else
3543                 pmap->pm_stats.resident_count++;
3544
3545         /*
3546          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
3547          */
3548         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3549                 KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva,
3550                     ("pmap_enter: managed mapping within the clean submap"));
3551                 if (pv == NULL)
3552                         pv = get_pv_entry(pmap, FALSE);
3553                 pv->pv_va = va;
3554                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3555                 pa |= PG_MANAGED;
3556         } else if (pv != NULL)
3557                 free_pv_entry(pmap, pv);
3558
3559         /*
3560          * Increment counters
3561          */
3562         if (wired)
3563                 pmap->pm_stats.wired_count++;
3564
3565 validate:
3566         /*
3567          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
3568          */
3569         newpte = (pt_entry_t)(pa | pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0) | PG_V);
3570         if ((prot & VM_PROT_WRITE) != 0) {
3571                 newpte |= PG_RW;
3572                 if ((newpte & PG_MANAGED) != 0)
3573                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
3574         }
3575 #ifdef PAE
3576         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
3577                 newpte |= pg_nx;
3578 #endif
3579         if (wired)
3580                 newpte |= PG_W;
3581         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
3582                 newpte |= PG_U;
3583         if (pmap == kernel_pmap)
3584                 newpte |= pgeflag;
3585
3586         /*
3587          * if the mapping or permission bits are different, we need
3588          * to update the pte.
3589          */
3590         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
3591                 newpte |= PG_A;
3592                 if ((access & VM_PROT_WRITE) != 0)
3593                         newpte |= PG_M;
3594                 if (origpte & PG_V) {
3595                         invlva = FALSE;
3596                         origpte = pte_load_store(pte, newpte);
3597                         if (origpte & PG_A) {
3598                                 if (origpte & PG_MANAGED)
3599                                         vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
3600                                 if (opa != VM_PAGE_TO_PHYS(m))
3601                                         invlva = TRUE;
3602 #ifdef PAE
3603                                 if ((origpte & PG_NX) == 0 &&
3604                                     (newpte & PG_NX) != 0)
3605                                         invlva = TRUE;
3606 #endif
3607                         }
3608                         if ((origpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW)) {
3609                                 if ((origpte & PG_MANAGED) != 0)
3610                                         vm_page_dirty(om);
3611                                 if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
3612                                         invlva = TRUE;
3613                         }
3614                         if ((origpte & PG_MANAGED) != 0 &&
3615                             TAILQ_EMPTY(&om->md.pv_list) &&
3616                             ((om->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
3617                             TAILQ_EMPTY(&pa_to_pvh(opa)->pv_list)))
3618                                 vm_page_aflag_clear(om, PGA_WRITEABLE);
3619                         if (invlva)
3620                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
3621                 } else
3622                         pte_store(pte, newpte);
3623         }
3624
3625         /*
3626          * If both the page table page and the reservation are fully
3627          * populated, then attempt promotion.
3628          */
3629         if ((mpte == NULL || mpte->wire_count == NPTEPG) &&
3630             pg_ps_enabled && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
3631             vm_reserv_level_iffullpop(m) == 0)
3632                 pmap_promote_pde(pmap, pde, va);
3633
3634         sched_unpin();
3635         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3636         PMAP_UNLOCK(pmap);
3637 }
3638
3639 /*
3640  * Tries to create a 2- or 4MB page mapping.  Returns TRUE if successful and
3641  * FALSE otherwise.  Fails if (1) a page table page cannot be allocated without
3642  * blocking, (2) a mapping already exists at the specified virtual address, or
3643  * (3) a pv entry cannot be allocated without reclaiming another pv entry. 
3644  */
3645 static boolean_t
3646 pmap_enter_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3647 {
3648         pd_entry_t *pde, newpde;
3649
3650         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3651         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3652         pde = pmap_pde(pmap, va);
3653         if (*pde != 0) {
3654                 CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_pde: failure for va %#lx"
3655                     " in pmap %p", va, pmap);
3656                 return (FALSE);
3657         }
3658         newpde = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 1) |
3659             PG_PS | PG_V;
3660         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3661                 newpde |= PG_MANAGED;
3662
3663                 /*
3664                  * Abort this mapping if its PV entry could not be created.
3665                  */
3666                 if (!pmap_pv_insert_pde(pmap, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m))) {
3667                         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_pde: failure for va %#lx"
3668                             " in pmap %p", va, pmap);
3669                         return (FALSE);
3670                 }
3671         }
3672 #ifdef PAE
3673         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
3674                 newpde |= pg_nx;
3675 #endif
3676         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
3677                 newpde |= PG_U;
3678
3679         /*
3680          * Increment counters.
3681          */
3682         pmap->pm_stats.resident_count += NBPDR / PAGE_SIZE;
3683
3684         /*
3685          * Map the superpage.
3686          */
3687         pde_store(pde, newpde);
3688
3689         pmap_pde_mappings++;
3690         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_pde: success for va %#lx"
3691             " in pmap %p", va, pmap);
3692         return (TRUE);
3693 }
3694
3695 /*
3696  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
3697  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
3698  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
3699  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
3700  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
3701  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
3702  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
3703  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
3704  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
3705  * corresponding offset from m_start are mapped.
3706  */
3707 void
3708 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
3709     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
3710 {
3711         vm_offset_t va;
3712         vm_page_t m, mpte;
3713         vm_pindex_t diff, psize;
3714
3715         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m_start->object, MA_OWNED);
3716         psize = atop(end - start);
3717         mpte = NULL;
3718         m = m_start;
3719         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3720         PMAP_LOCK(pmap);
3721         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
3722                 va = start + ptoa(diff);
3723                 if ((va & PDRMASK) == 0 && va + NBPDR <= end &&
3724                     (VM_PAGE_TO_PHYS(m) & PDRMASK) == 0 &&
3725                     pg_ps_enabled && vm_reserv_level_iffullpop(m) == 0 &&
3726                     pmap_enter_pde(pmap, va, m, prot))
3727                         m = &m[NBPDR / PAGE_SIZE - 1];
3728                 else
3729                         mpte = pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot,
3730                             mpte);
3731                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
3732         }
3733         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3734         PMAP_UNLOCK(pmap);
3735 }
3736
3737 /*
3738  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
3739  * 1. Current pmap & pmap exists.
3740  * 2. Not wired.
3741  * 3. Read access.
3742  * 4. No page table pages.
3743  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
3744  */
3745
3746 void
3747 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3748 {
3749
3750         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3751         PMAP_LOCK(pmap);
3752         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL);
3753         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3754         PMAP_UNLOCK(pmap);
3755 }
3756
3757 static vm_page_t
3758 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
3759     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte)
3760 {
3761         pt_entry_t *pte;
3762         vm_paddr_t pa;
3763         vm_page_t free;
3764
3765         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
3766             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
3767             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
3768         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
3769         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
3770
3771         /*
3772          * In the case that a page table page is not
3773          * resident, we are creating it here.
3774          */
3775         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
3776                 u_int ptepindex;
3777                 pd_entry_t ptepa;
3778
3779                 /*
3780                  * Calculate pagetable page index
3781                  */
3782                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
3783                 if (mpte && (mpte->pindex == ptepindex)) {
3784                         mpte->wire_count++;
3785                 } else {
3786                         /*
3787                          * Get the page directory entry
3788                          */
3789                         ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex];
3790
3791                         /*
3792                          * If the page table page is mapped, we just increment
3793                          * the hold count, and activate it.
3794                          */
3795                         if (ptepa) {
3796                                 if (ptepa & PG_PS)
3797                                         return (NULL);
3798                                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(ptepa & PG_FRAME);
3799                                 mpte->wire_count++;
3800                         } else {
3801                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex,
3802                                     M_NOWAIT);
3803                                 if (mpte == NULL)
3804                                         return (mpte);
3805                         }
3806                 }
3807         } else {
3808                 mpte = NULL;
3809         }
3810
3811         /*
3812          * This call to vtopte makes the assumption that we are
3813          * entering the page into the current pmap.  In order to support
3814          * quick entry into any pmap, one would likely use pmap_pte_quick.
3815          * But that isn't as quick as vtopte.
3816          */
3817         pte = vtopte(va);
3818         if (*pte) {
3819                 if (mpte != NULL) {
3820                         mpte->wire_count--;
3821                         mpte = NULL;
3822                 }
3823                 return (mpte);
3824         }
3825
3826         /*
3827          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
3828          */
3829         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
3830             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m)) {
3831                 if (mpte != NULL) {
3832                         free = NULL;
3833                         if (pmap_unwire_ptp(pmap, mpte, &free)) {
3834                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
3835                                 pmap_free_zero_pages(free);
3836                         }
3837                         
3838                         mpte = NULL;
3839                 }
3840                 return (mpte);
3841         }
3842
3843         /*
3844          * Increment counters
3845          */
3846         pmap->pm_stats.resident_count++;
3847
3848         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0);
3849 #ifdef PAE
3850         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
3851                 pa |= pg_nx;
3852 #endif
3853
3854         /*
3855          * Now validate mapping with RO protection
3856          */
3857         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3858                 pte_store(pte, pa | PG_V | PG_U);
3859         else
3860                 pte_store(pte, pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED);
3861         return (mpte);
3862 }
3863
3864 /*
3865  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
3866  * to be used for panic dumps.
3867  */
3868 void *
3869 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
3870 {
3871         vm_offset_t va;
3872
3873         va = (vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE);
3874         pmap_kenter(va, pa);
3875         invlpg(va);
3876         return ((void *)crashdumpmap);
3877 }
3878
3879 /*
3880  * This code maps large physical mmap regions into the
3881  * processor address space.  Note that some shortcuts
3882  * are taken, but the code works.
3883  */
3884 void
3885 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
3886     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
3887 {
3888         pd_entry_t *pde;
3889         vm_paddr_t pa, ptepa;
3890         vm_page_t p;
3891         int pat_mode;
3892
3893         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
3894         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
3895             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
3896         if (pseflag && 
3897             (addr & (NBPDR - 1)) == 0 && (size & (NBPDR - 1)) == 0) {
3898                 if (!vm_object_populate(object, pindex, pindex + atop(size)))
3899                         return;
3900                 p = vm_page_lookup(object, pindex);
3901                 KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
3902                     ("pmap_object_init_pt: invalid page %p", p));
3903                 pat_mode = p->md.pat_mode;
3904
3905                 /*
3906                  * Abort the mapping if the first page is not physically
3907                  * aligned to a 2/4MB page boundary.
3908                  */
3909                 ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(p);
3910                 if (ptepa & (NBPDR - 1))
3911                         return;
3912
3913                 /*
3914                  * Skip the first page.  Abort the mapping if the rest of
3915                  * the pages are not physically contiguous or have differing
3916                  * memory attributes.
3917                  */
3918                 p = TAILQ_NEXT(p, listq);
3919                 for (pa = ptepa + PAGE_SIZE; pa < ptepa + size;
3920                     pa += PAGE_SIZE) {
3921                         KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
3922                             ("pmap_object_init_pt: invalid page %p", p));
3923                         if (pa != VM_PAGE_TO_PHYS(p) ||
3924                             pat_mode != p->md.pat_mode)
3925                                 return;
3926                         p = TAILQ_NEXT(p, listq);
3927                 }
3928
3929                 /*
3930                  * Map using 2/4MB pages.  Since "ptepa" is 2/4M aligned and
3931                  * "size" is a multiple of 2/4M, adding the PAT setting to
3932                  * "pa" will not affect the termination of this loop.
3933                  */
3934                 PMAP_LOCK(pmap);
3935                 for (pa = ptepa | pmap_cache_bits(pat_mode, 1); pa < ptepa +
3936                     size; pa += NBPDR) {
3937                         pde = pmap_pde(pmap, addr);
3938                         if (*pde == 0) {
3939                                 pde_store(pde, pa | PG_PS | PG_M | PG_A |
3940                                     PG_U | PG_RW | PG_V);
3941                                 pmap->pm_stats.resident_count += NBPDR /
3942                                     PAGE_SIZE;
3943                                 pmap_pde_mappings++;
3944                         }
3945                         /* Else continue on if the PDE is already valid. */
3946                         addr += NBPDR;
3947                 }
3948                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3949         }
3950 }
3951
3952 /*
3953  *      Routine:        pmap_change_wiring
3954  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
3955  *                      pair.
3956  *      In/out conditions:
3957  *                      The mapping must already exist in the pmap.
3958  */
3959 void
3960 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
3961 {
3962         pd_entry_t *pde;
3963         pt_entry_t *pte;
3964         boolean_t are_queues_locked;
3965
3966         are_queues_locked = FALSE;
3967 retry:
3968         PMAP_LOCK(pmap);
3969         pde = pmap_pde(pmap, va);
3970         if ((*pde & PG_PS) != 0) {
3971                 if (!wired != ((*pde & PG_W) == 0)) {
3972                         if (!are_queues_locked) {
3973                                 are_queues_locked = TRUE;
3974                                 if (!rw_try_wlock(&pvh_global_lock)) {
3975                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
3976                                         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3977                                         goto retry;
3978                                 }
3979                         }
3980                         if (!pmap_demote_pde(pmap, pde, va))
3981                                 panic("pmap_change_wiring: demotion failed");
3982                 } else
3983                         goto out;
3984         }
3985         pte = pmap_pte(pmap, va);
3986
3987         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
3988                 pmap->pm_stats.wired_count++;
3989         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
3990                 pmap->pm_stats.wired_count--;
3991
3992         /*
3993          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
3994          * invalidate TLB.
3995          */
3996         pmap_pte_set_w(pte, wired);
3997         pmap_pte_release(pte);
3998 out:
3999         if (are_queues_locked)
4000                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4001         PMAP_UNLOCK(pmap);
4002 }
4003
4004
4005
4006 /*
4007  *      Copy the range specified by src_addr/len
4008  *      from the source map to the range dst_addr/len
4009  *      in the destination map.
4010  *
4011  *      This routine is only advisory and need not do anything.
4012  */
4013
4014 void
4015 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
4016     vm_offset_t src_addr)
4017 {
4018         vm_page_t   free;
4019         vm_offset_t addr;
4020         vm_offset_t end_addr = src_addr + len;
4021         vm_offset_t pdnxt;
4022
4023         if (dst_addr != src_addr)
4024                 return;
4025
4026         if (!pmap_is_current(src_pmap))
4027                 return;
4028
4029         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4030         if (dst_pmap < src_pmap) {
4031                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
4032                 PMAP_LOCK(src_pmap);
4033         } else {
4034                 PMAP_LOCK(src_pmap);
4035                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
4036         }
4037         sched_pin();
4038         for (addr = src_addr; addr < end_addr; addr = pdnxt) {
4039                 pt_entry_t *src_pte, *dst_pte;
4040                 vm_page_t dstmpte, srcmpte;
4041                 pd_entry_t srcptepaddr;
4042                 u_int ptepindex;
4043
4044                 KASSERT(addr < UPT_MIN_ADDRESS,
4045                     ("pmap_copy: invalid to pmap_copy page tables"));
4046
4047                 pdnxt = (addr + NBPDR) & ~PDRMASK;
4048                 if (pdnxt < addr)
4049                         pdnxt = end_addr;
4050                 ptepindex = addr >> PDRSHIFT;
4051
4052                 srcptepaddr = src_pmap->pm_pdir[ptepindex];
4053                 if (srcptepaddr == 0)
4054                         continue;
4055                         
4056                 if (srcptepaddr & PG_PS) {
4057                         if (dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] == 0 &&
4058                             ((srcptepaddr & PG_MANAGED) == 0 ||
4059                             pmap_pv_insert_pde(dst_pmap, addr, srcptepaddr &
4060                             PG_PS_FRAME))) {
4061                                 dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] = srcptepaddr &
4062                                     ~PG_W;
4063                                 dst_pmap->pm_stats.resident_count +=
4064                                     NBPDR / PAGE_SIZE;
4065                         }
4066                         continue;
4067                 }
4068
4069                 srcmpte = PHYS_TO_VM_PAGE(srcptepaddr & PG_FRAME);
4070                 KASSERT(srcmpte->wire_count > 0,
4071                     ("pmap_copy: source page table page is unused"));
4072
4073                 if (pdnxt > end_addr)
4074                         pdnxt = end_addr;
4075
4076                 src_pte = vtopte(addr);
4077                 while (addr < pdnxt) {
4078                         pt_entry_t ptetemp;
4079                         ptetemp = *src_pte;
4080                         /*
4081                          * we only virtual copy managed pages
4082                          */
4083                         if ((ptetemp & PG_MANAGED) != 0) {
4084                                 dstmpte = pmap_allocpte(dst_pmap, addr,
4085                                     M_NOWAIT);
4086                                 if (dstmpte == NULL)
4087                                         goto out;
4088                                 dst_pte = pmap_pte_quick(dst_pmap, addr);
4089                                 if (*dst_pte == 0 &&
4090                                     pmap_try_insert_pv_entry(dst_pmap, addr,
4091                                     PHYS_TO_VM_PAGE(ptetemp & PG_FRAME))) {
4092                                         /*
4093                                          * Clear the wired, modified, and
4094                                          * accessed (referenced) bits
4095                                          * during the copy.
4096                                          */
4097                                         *dst_pte = ptetemp & ~(PG_W | PG_M |
4098                                             PG_A);
4099                                         dst_pmap->pm_stats.resident_count++;
4100                                 } else {
4101                                         free = NULL;
4102                                         if (pmap_unwire_ptp(dst_pmap, dstmpte,
4103                                             &free)) {
4104                                                 pmap_invalidate_page(dst_pmap,
4105                                                     addr);
4106                                                 pmap_free_zero_pages(free);
4107                                         }
4108                                         goto out;
4109                                 }
4110                                 if (dstmpte->wire_count >= srcmpte->wire_count)
4111                                         break;
4112                         }
4113                         addr += PAGE_SIZE;
4114                         src_pte++;
4115                 }
4116         }
4117 out:
4118         sched_unpin();
4119         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4120         PMAP_UNLOCK(src_pmap);
4121         PMAP_UNLOCK(dst_pmap);
4122 }       
4123
4124 static __inline void
4125 pagezero(void *page)
4126 {
4127 #if defined(I686_CPU)
4128         if (cpu_class == CPUCLASS_686) {
4129 #if defined(CPU_ENABLE_SSE)
4130                 if (cpu_feature & CPUID_SSE2)
4131                         sse2_pagezero(page);
4132                 else
4133 #endif
4134                         i686_pagezero(page);
4135         } else
4136 #endif
4137                 bzero(page, PAGE_SIZE);
4138 }
4139
4140 /*
4141  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping 
4142  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
4143  */
4144 void
4145 pmap_zero_page(vm_page_t m)
4146 {
4147         struct sysmaps *sysmaps;
4148
4149         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
4150         mtx_lock(&sysmaps->lock);
4151         if (*sysmaps->CMAP2)
4152                 panic("pmap_zero_page: CMAP2 busy");
4153         sched_pin();
4154         *sysmaps->CMAP2 = PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_PHYS(m) | PG_A | PG_M |
4155             pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0);
4156         invlcaddr(sysmaps->CADDR2);
4157         pagezero(sysmaps->CADDR2);
4158         *sysmaps->CMAP2 = 0;
4159         sched_unpin();
4160         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
4161 }
4162
4163 /*
4164  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping 
4165  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
4166  *
4167  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
4168  */
4169 void
4170 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
4171 {
4172         struct sysmaps *sysmaps;
4173
4174         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
4175         mtx_lock(&sysmaps->lock);
4176         if (*sysmaps->CMAP2)
4177                 panic("pmap_zero_page_area: CMAP2 busy");
4178         sched_pin();
4179         *sysmaps->CMAP2 = PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_PHYS(m) | PG_A | PG_M |
4180             pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0);
4181         invlcaddr(sysmaps->CADDR2);
4182         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE) 
4183                 pagezero(sysmaps->CADDR2);
4184         else
4185                 bzero((char *)sysmaps->CADDR2 + off, size);
4186         *sysmaps->CMAP2 = 0;
4187         sched_unpin();
4188         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
4189 }
4190
4191 /*
4192  *      pmap_zero_page_idle zeros the specified hardware page by mapping 
4193  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.  This
4194  *      is intended to be called from the vm_pagezero process only and
4195  *      outside of Giant.
4196  */
4197 void
4198 pmap_zero_page_idle(vm_page_t m)
4199 {
4200
4201         if (*CMAP3)
4202                 panic("pmap_zero_page_idle: CMAP3 busy");
4203         sched_pin();
4204         *CMAP3 = PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_PHYS(m) | PG_A | PG_M |
4205             pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0);
4206         invlcaddr(CADDR3);
4207         pagezero(CADDR3);
4208         *CMAP3 = 0;
4209         sched_unpin();
4210 }
4211
4212 /*
4213  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
4214  *      page by mapping the page into virtual memory and using
4215  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
4216  *      time.
4217  */
4218 void
4219 pmap_copy_page(vm_page_t src, vm_page_t dst)
4220 {
4221         struct sysmaps *sysmaps;
4222
4223         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
4224         mtx_lock(&sysmaps->lock);
4225         if (*sysmaps->CMAP1)
4226                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
4227         if (*sysmaps->CMAP2)
4228                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
4229         sched_pin();
4230         invlpg((u_int)sysmaps->CADDR1);
4231         invlpg((u_int)sysmaps->CADDR2);
4232         *sysmaps->CMAP1 = PG_V | VM_PAGE_TO_PHYS(src) | PG_A |
4233             pmap_cache_bits(src->md.pat_mode, 0);
4234         *sysmaps->CMAP2 = PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_PHYS(dst) | PG_A | PG_M |
4235             pmap_cache_bits(dst->md.pat_mode, 0);
4236         bcopy(sysmaps->CADDR1, sysmaps->CADDR2, PAGE_SIZE);
4237         *sysmaps->CMAP1 = 0;
4238         *sysmaps->CMAP2 = 0;
4239         sched_unpin();
4240         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
4241 }
4242
4243 /*
4244  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
4245  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
4246  * be changed upwards or downwards in the future; it
4247  * is only necessary that true be returned for a small
4248  * subset of pmaps for proper page aging.
4249  */
4250 boolean_t
4251 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
4252 {
4253         struct md_page *pvh;
4254         pv_entry_t pv;
4255         int loops = 0;
4256         boolean_t rv;
4257
4258         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4259             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
4260         rv = FALSE;
4261         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4262         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
4263                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
4264                         rv = TRUE;
4265                         break;
4266                 }
4267                 loops++;
4268                 if (loops >= 16)
4269                         break;
4270         }
4271         if (!rv && loops < 16 && (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
4272                 pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4273                 TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
4274                         if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
4275                                 rv = TRUE;
4276                                 break;
4277                         }
4278                         loops++;
4279                         if (loops >= 16)
4280                                 break;
4281                 }
4282         }
4283         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4284         return (rv);
4285 }
4286
4287 /*
4288  *      pmap_page_wired_mappings:
4289  *
4290  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
4291  *      that are wired.
4292  */
4293 int
4294 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
4295 {
4296         int count;
4297
4298         count = 0;
4299         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
4300                 return (count);
4301         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4302         count = pmap_pvh_wired_mappings(&m->md, count);
4303         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
4304             count = pmap_pvh_wired_mappings(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m)),
4305                 count);
4306         }
4307         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4308         return (count);
4309 }
4310
4311 /*
4312  *      pmap_pvh_wired_mappings:
4313  *
4314  *      Return the updated number "count" of managed mappings that are wired.
4315  */
4316 static int
4317 pmap_pvh_wired_mappings(struct md_page *pvh, int count)
4318 {
4319         pmap_t pmap;
4320         pt_entry_t *pte;
4321         pv_entry_t pv;
4322
4323         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4324         sched_pin();
4325         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
4326                 pmap = PV_PMAP(pv);
4327                 PMAP_LOCK(pmap);
4328                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
4329                 if ((*pte & PG_W) != 0)
4330                         count++;
4331                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4332         }
4333         sched_unpin();
4334         return (count);
4335 }
4336
4337 /*
4338  * Returns TRUE if the given page is mapped individually or as part of
4339  * a 4mpage.  Otherwise, returns FALSE.
4340  */
4341 boolean_t
4342 pmap_page_is_mapped(vm_page_t m)
4343 {
4344         boolean_t rv;
4345
4346         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
4347                 return (FALSE);
4348         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4349         rv = !TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) ||
4350             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
4351             !TAILQ_EMPTY(&pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))->pv_list));
4352         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4353         return (rv);
4354 }
4355
4356 /*
4357  * Remove all pages from specified address space
4358  * this aids process exit speeds.  Also, this code
4359  * is special cased for current process only, but
4360  * can have the more generic (and slightly slower)
4361  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
4362  * in the case of running down an entire address space.
4363  */
4364 void
4365 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
4366 {
4367         pt_entry_t *pte, tpte;
4368         vm_page_t free = NULL;
4369         vm_page_t m, mpte, mt;
4370         pv_entry_t pv;
4371         struct md_page *pvh;
4372         struct pv_chunk *pc, *npc;
4373         int field, idx;
4374         int32_t bit;
4375         uint32_t inuse, bitmask;
4376         int allfree;
4377
4378         if (pmap != PCPU_GET(curpmap)) {
4379                 printf("warning: pmap_remove_pages called with non-current pmap\n");
4380                 return;
4381         }
4382         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4383         PMAP_LOCK(pmap);
4384         sched_pin();
4385         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
4386                 KASSERT(pc->pc_pmap == pmap, ("Wrong pmap %p %p", pmap,
4387                     pc->pc_pmap));
4388                 allfree = 1;
4389                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
4390                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
4391                         while (inuse != 0) {
4392                                 bit = bsfl(inuse);
4393                                 bitmask = 1UL << bit;
4394                                 idx = field * 32 + bit;
4395                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
4396                                 inuse &= ~bitmask;
4397
4398                                 pte = pmap_pde(pmap, pv->pv_va);
4399                                 tpte = *pte;
4400                                 if ((tpte & PG_PS) == 0) {
4401                                         pte = vtopte(pv->pv_va);
4402                                         tpte = *pte & ~PG_PTE_PAT;
4403                                 }
4404
4405                                 if (tpte == 0) {
4406                                         printf(
4407                                             "TPTE at %p  IS ZERO @ VA %08x\n",
4408                                             pte, pv->pv_va);
4409                                         panic("bad pte");
4410                                 }
4411
4412 /*
4413  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
4414  */
4415                                 if (tpte & PG_W) {
4416                                         allfree = 0;
4417                                         continue;
4418                                 }
4419
4420                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte & PG_FRAME);
4421                                 KASSERT(m->phys_addr == (tpte & PG_FRAME),
4422                                     ("vm_page_t %p phys_addr mismatch %016jx %016jx",
4423                                     m, (uintmax_t)m->phys_addr,
4424                                     (uintmax_t)tpte));
4425
4426                                 KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
4427                                     m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
4428                                     ("pmap_remove_pages: bad tpte %#jx",
4429                                     (uintmax_t)tpte));
4430
4431                                 pte_clear(pte);
4432
4433                                 /*
4434                                  * Update the vm_page_t clean/reference bits.
4435                                  */
4436                                 if ((tpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW)) {
4437                                         if ((tpte & PG_PS) != 0) {
4438                                                 for (mt = m; mt < &m[NBPDR / PAGE_SIZE]; mt++)
4439                                                         vm_page_dirty(mt);
4440                                         } else
4441                                                 vm_page_dirty(m);
4442                                 }
4443
4444                                 /* Mark free */
4445                                 PV_STAT(pv_entry_frees++);
4446                                 PV_STAT(pv_entry_spare++);
4447                                 pv_entry_count--;
4448                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
4449                                 if ((tpte & PG_PS) != 0) {
4450                                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
4451                                         pvh = pa_to_pvh(tpte & PG_PS_FRAME);
4452                                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
4453                                         if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list)) {
4454                                                 for (mt = m; mt < &m[NBPDR / PAGE_SIZE]; mt++)
4455                                                         if (TAILQ_EMPTY(&mt->md.pv_list))
4456                                                                 vm_page_aflag_clear(mt, PGA_WRITEABLE);
4457                                         }
4458                                         mpte = pmap_lookup_pt_page(pmap, pv->pv_va);
4459                                         if (mpte != NULL) {
4460                                                 pmap_remove_pt_page(pmap, mpte);
4461                                                 pmap->pm_stats.resident_count--;
4462                                                 KASSERT(mpte->wire_count == NPTEPG,
4463                                                     ("pmap_remove_pages: pte page wire count error"));
4464                                                 mpte->wire_count = 0;
4465                                                 pmap_add_delayed_free_list(mpte, &free, FALSE);
4466                                                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
4467                                         }
4468                                 } else {
4469                                         pmap->pm_stats.resident_count--;
4470                                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
4471                                         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list) &&
4472                                             (m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
4473                                                 pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4474                                                 if (TAILQ_EMPTY(&pvh->pv_list))
4475                                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
4476                                         }
4477                                         pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, &free);
4478                                 }
4479                         }
4480                 }
4481                 if (allfree) {
4482                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
4483                         free_pv_chunk(pc);
4484                 }
4485         }
4486         sched_unpin();
4487         pmap_invalidate_all(pmap);
4488         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4489         PMAP_UNLOCK(pmap);
4490         pmap_free_zero_pages(free);
4491 }
4492
4493 /*
4494  *      pmap_is_modified:
4495  *
4496  *      Return whether or not the specified physical page was modified
4497  *      in any physical maps.
4498  */
4499 boolean_t
4500 pmap_is_modified(vm_page_t m)
4501 {
4502         boolean_t rv;
4503
4504         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4505             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
4506
4507         /*
4508          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be
4509          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
4510          * is clear, no PTEs can have PG_M set.
4511          */
4512         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
4513         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
4514             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
4515                 return (FALSE);
4516         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4517         rv = pmap_is_modified_pvh(&m->md) ||
4518             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
4519             pmap_is_modified_pvh(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))));
4520         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4521         return (rv);
4522 }
4523
4524 /*
4525  * Returns TRUE if any of the given mappings were used to modify
4526  * physical memory.  Otherwise, returns FALSE.  Both page and 2mpage
4527  * mappings are supported.
4528  */
4529 static boolean_t
4530 pmap_is_modified_pvh(struct md_page *pvh)
4531 {
4532         pv_entry_t pv;
4533         pt_entry_t *pte;
4534         pmap_t pmap;
4535         boolean_t rv;
4536
4537         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4538         rv = FALSE;
4539         sched_pin();
4540         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
4541                 pmap = PV_PMAP(pv);
4542                 PMAP_LOCK(pmap);
4543                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
4544                 rv = (*pte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW);
4545                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4546                 if (rv)
4547                         break;
4548         }
4549         sched_unpin();
4550         return (rv);
4551 }
4552
4553 /*
4554  *      pmap_is_prefaultable:
4555  *
4556  *      Return whether or not the specified virtual address is elgible
4557  *      for prefault.
4558  */
4559 boolean_t
4560 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
4561 {
4562         pd_entry_t *pde;
4563         pt_entry_t *pte;
4564         boolean_t rv;
4565
4566         rv = FALSE;
4567         PMAP_LOCK(pmap);
4568         pde = pmap_pde(pmap, addr);
4569         if (*pde != 0 && (*pde & PG_PS) == 0) {
4570                 pte = vtopte(addr);
4571                 rv = *pte == 0;
4572         }
4573         PMAP_UNLOCK(pmap);
4574         return (rv);
4575 }
4576
4577 /*
4578  *      pmap_is_referenced:
4579  *
4580  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
4581  *      in any physical maps.
4582  */
4583 boolean_t
4584 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
4585 {
4586         boolean_t rv;
4587
4588         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4589             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
4590         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4591         rv = pmap_is_referenced_pvh(&m->md) ||
4592             ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
4593             pmap_is_referenced_pvh(pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m))));
4594         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4595         return (rv);
4596 }
4597
4598 /*
4599  * Returns TRUE if any of the given mappings were referenced and FALSE
4600  * otherwise.  Both page and 4mpage mappings are supported.
4601  */
4602 static boolean_t
4603 pmap_is_referenced_pvh(struct md_page *pvh)
4604 {
4605         pv_entry_t pv;
4606         pt_entry_t *pte;
4607         pmap_t pmap;
4608         boolean_t rv;
4609
4610         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
4611         rv = FALSE;
4612         sched_pin();
4613         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
4614                 pmap = PV_PMAP(pv);
4615                 PMAP_LOCK(pmap);
4616                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
4617                 rv = (*pte & (PG_A | PG_V)) == (PG_A | PG_V);
4618                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4619                 if (rv)
4620                         break;
4621         }
4622         sched_unpin();
4623         return (rv);
4624 }
4625
4626 /*
4627  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
4628  */
4629 void
4630 pmap_remove_write(vm_page_t m)
4631 {
4632         struct md_page *pvh;
4633         pv_entry_t next_pv, pv;
4634         pmap_t pmap;
4635         pd_entry_t *pde;
4636         pt_entry_t oldpte, *pte;
4637         vm_offset_t va;
4638
4639         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4640             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
4641
4642         /*
4643          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be set by
4644          * another thread while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
4645          * is clear, no page table entries need updating.
4646          */
4647         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
4648         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
4649             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
4650                 return;
4651         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4652         sched_pin();
4653         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
4654                 goto small_mappings;
4655         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4656         TAILQ_FOREACH_SAFE(pv, &pvh->pv_list, pv_list, next_pv) {
4657                 va = pv->pv_va;
4658                 pmap = PV_PMAP(pv);
4659                 PMAP_LOCK(pmap);
4660                 pde = pmap_pde(pmap, va);
4661                 if ((*pde & PG_RW) != 0)
4662                         (void)pmap_demote_pde(pmap, pde, va);
4663                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4664         }
4665 small_mappings:
4666         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
4667                 pmap = PV_PMAP(pv);
4668                 PMAP_LOCK(pmap);
4669                 pde = pmap_pde(pmap, pv->pv_va);
4670                 KASSERT((*pde & PG_PS) == 0, ("pmap_clear_write: found"
4671                     " a 4mpage in page %p's pv list", m));
4672                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
4673 retry:
4674                 oldpte = *pte;
4675                 if ((oldpte & PG_RW) != 0) {
4676                         /*
4677                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits
4678                          * in size, PG_RW and PG_M are among the least
4679                          * significant 32 bits.
4680                          */
4681                         if (!atomic_cmpset_int((u_int *)pte, oldpte,
4682                             oldpte & ~(PG_RW | PG_M)))
4683                                 goto retry;
4684                         if ((oldpte & PG_M) != 0)
4685                                 vm_page_dirty(m);
4686                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
4687                 }
4688                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4689         }
4690         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
4691         sched_unpin();
4692         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4693 }
4694
4695 /*
4696  *      pmap_ts_referenced:
4697  *
4698  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
4699  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
4700  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
4701  *      reference bits set.
4702  *
4703  *      XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
4704  *      should be tested and standardized at some point in the future for
4705  *      optimal aging of shared pages.
4706  */
4707 int
4708 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
4709 {
4710         struct md_page *pvh;
4711         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
4712         pmap_t pmap;
4713         pd_entry_t oldpde, *pde;
4714         pt_entry_t *pte;
4715         vm_offset_t va;
4716         int rtval = 0;
4717
4718         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4719             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
4720         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4721         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4722         sched_pin();
4723         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
4724                 goto small_mappings;
4725         TAILQ_FOREACH_SAFE(pv, &pvh->pv_list, pv_list, pvn) {
4726                 va = pv->pv_va;
4727                 pmap = PV_PMAP(pv);
4728                 PMAP_LOCK(pmap);
4729                 pde = pmap_pde(pmap, va);
4730                 oldpde = *pde;
4731                 if ((oldpde & PG_A) != 0) {
4732                         if (pmap_demote_pde(pmap, pde, va)) {
4733                                 if ((oldpde & PG_W) == 0) {
4734                                         /*
4735                                          * Remove the mapping to a single page
4736                                          * so that a subsequent access may
4737                                          * repromote.  Since the underlying
4738                                          * page table page is fully populated,
4739                                          * this removal never frees a page
4740                                          * table page.
4741                                          */
4742                                         va += VM_PAGE_TO_PHYS(m) - (oldpde &
4743                                             PG_PS_FRAME);
4744                                         pmap_remove_page(pmap, va, NULL);
4745                                         rtval++;
4746                                         if (rtval > 4) {
4747                                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4748                                                 goto out;
4749                                         }
4750                                 }
4751                         }
4752                 }
4753                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4754         }
4755 small_mappings:
4756         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
4757                 pvf = pv;
4758                 do {
4759                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
4760                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
4761                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
4762                         pmap = PV_PMAP(pv);
4763                         PMAP_LOCK(pmap);
4764                         pde = pmap_pde(pmap, pv->pv_va);
4765                         KASSERT((*pde & PG_PS) == 0, ("pmap_ts_referenced:"
4766                             " found a 4mpage in page %p's pv list", m));
4767                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
4768                         if ((*pte & PG_A) != 0) {
4769                                 atomic_clear_int((u_int *)pte, PG_A);
4770                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
4771                                 rtval++;
4772                                 if (rtval > 4)
4773                                         pvn = NULL;
4774                         }
4775                         PMAP_UNLOCK(pmap);
4776                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
4777         }
4778 out:
4779         sched_unpin();
4780         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4781         return (rtval);
4782 }
4783
4784 /*
4785  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
4786  */
4787 void
4788 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
4789 {
4790         struct md_page *pvh;
4791         pv_entry_t next_pv, pv;
4792         pmap_t pmap;
4793         pd_entry_t oldpde, *pde;
4794         pt_entry_t oldpte, *pte;
4795         vm_offset_t va;
4796
4797         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4798             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
4799         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
4800         KASSERT((m->oflags & VPO_BUSY) == 0,
4801             ("pmap_clear_modify: page %p is busy", m));
4802
4803         /*
4804          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PG_M set.
4805          * If the object containing the page is locked and the page is not
4806          * VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
4807          */
4808         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
4809                 return;
4810         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4811         sched_pin();
4812         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
4813                 goto small_mappings;
4814         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4815         TAILQ_FOREACH_SAFE(pv, &pvh->pv_list, pv_list, next_pv) {
4816                 va = pv->pv_va;
4817                 pmap = PV_PMAP(pv);
4818                 PMAP_LOCK(pmap);
4819                 pde = pmap_pde(pmap, va);
4820                 oldpde = *pde;
4821                 if ((oldpde & PG_RW) != 0) {
4822                         if (pmap_demote_pde(pmap, pde, va)) {
4823                                 if ((oldpde & PG_W) == 0) {
4824                                         /*
4825                                          * Write protect the mapping to a
4826                                          * single page so that a subsequent
4827                                          * write access may repromote.
4828                                          */
4829                                         va += VM_PAGE_TO_PHYS(m) - (oldpde &
4830                                             PG_PS_FRAME);
4831                                         pte = pmap_pte_quick(pmap, va);
4832                                         oldpte = *pte;
4833                                         if ((oldpte & PG_V) != 0) {
4834                                                 /*
4835                                                  * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits
4836                                                  * in size, PG_RW and PG_M are among the least
4837                                                  * significant 32 bits.
4838                                                  */
4839                                                 while (!atomic_cmpset_int((u_int *)pte,
4840                                                     oldpte,
4841                                                     oldpte & ~(PG_M | PG_RW)))
4842                                                         oldpte = *pte;
4843                                                 vm_page_dirty(m);
4844                                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
4845                                         }
4846                                 }
4847                         }
4848                 }
4849                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4850         }
4851 small_mappings:
4852         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
4853                 pmap = PV_PMAP(pv);
4854                 PMAP_LOCK(pmap);
4855                 pde = pmap_pde(pmap, pv->pv_va);
4856                 KASSERT((*pde & PG_PS) == 0, ("pmap_clear_modify: found"
4857                     " a 4mpage in page %p's pv list", m));
4858                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
4859                 if ((*pte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW)) {
4860                         /*
4861                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits
4862                          * in size, PG_M is among the least significant
4863                          * 32 bits. 
4864                          */
4865                         atomic_clear_int((u_int *)pte, PG_M);
4866                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
4867                 }
4868                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4869         }
4870         sched_unpin();
4871         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4872 }
4873
4874 /*
4875  *      pmap_clear_reference:
4876  *
4877  *      Clear the reference bit on the specified physical page.
4878  */
4879 void
4880 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
4881 {
4882         struct md_page *pvh;
4883         pv_entry_t next_pv, pv;
4884         pmap_t pmap;
4885         pd_entry_t oldpde, *pde;
4886         pt_entry_t *pte;
4887         vm_offset_t va;
4888
4889         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4890             ("pmap_clear_reference: page %p is not managed", m));
4891         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4892         sched_pin();
4893         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
4894                 goto small_mappings;
4895         pvh = pa_to_pvh(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4896         TAILQ_FOREACH_SAFE(pv, &pvh->pv_list, pv_list, next_pv) {
4897                 va = pv->pv_va;
4898                 pmap = PV_PMAP(pv);
4899                 PMAP_LOCK(pmap);
4900                 pde = pmap_pde(pmap, va);
4901                 oldpde = *pde;
4902                 if ((oldpde & PG_A) != 0) {
4903                         if (pmap_demote_pde(pmap, pde, va)) {
4904                                 /*
4905                                  * Remove the mapping to a single page so
4906                                  * that a subsequent access may repromote.
4907                                  * Since the underlying page table page is
4908                                  * fully populated, this removal never frees
4909                                  * a page table page.
4910                                  */
4911                                 va += VM_PAGE_TO_PHYS(m) - (oldpde &
4912                                     PG_PS_FRAME);
4913                                 pmap_remove_page(pmap, va, NULL);
4914                         }
4915                 }
4916                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4917         }
4918 small_mappings:
4919         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
4920                 pmap = PV_PMAP(pv);
4921                 PMAP_LOCK(pmap);
4922                 pde = pmap_pde(pmap, pv->pv_va);
4923                 KASSERT((*pde & PG_PS) == 0, ("pmap_clear_reference: found"
4924                     " a 4mpage in page %p's pv list", m));
4925                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
4926                 if ((*pte & PG_A) != 0) {
4927                         /*
4928                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits
4929                          * in size, PG_A is among the least significant
4930                          * 32 bits. 
4931                          */
4932                         atomic_clear_int((u_int *)pte, PG_A);
4933                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
4934                 }
4935                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4936         }
4937         sched_unpin();
4938         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4939 }
4940
4941 /*
4942  * Miscellaneous support routines follow
4943  */
4944
4945 /* Adjust the cache mode for a 4KB page mapped via a PTE. */
4946 static __inline void
4947 pmap_pte_attr(pt_entry_t *pte, int cache_bits)
4948 {
4949         u_int opte, npte;
4950
4951         /*
4952          * The cache mode bits are all in the low 32-bits of the
4953          * PTE, so we can just spin on updating the low 32-bits.
4954          */
4955         do {
4956                 opte = *(u_int *)pte;
4957                 npte = opte & ~PG_PTE_CACHE;
4958                 npte |= cache_bits;
4959         } while (npte != opte && !atomic_cmpset_int((u_int *)pte, opte, npte));
4960 }
4961
4962 /* Adjust the cache mode for a 2/4MB page mapped via a PDE. */
4963 static __inline void
4964 pmap_pde_attr(pd_entry_t *pde, int cache_bits)
4965 {
4966         u_int opde, npde;
4967
4968         /*
4969          * The cache mode bits are all in the low 32-bits of the
4970          * PDE, so we can just spin on updating the low 32-bits.
4971          */
4972         do {
4973                 opde = *(u_int *)pde;
4974                 npde = opde & ~PG_PDE_CACHE;
4975                 npde |= cache_bits;
4976         } while (npde != opde && !atomic_cmpset_int((u_int *)pde, opde, npde));
4977 }
4978
4979 /*
4980  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
4981  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
4982  * routine is intended to be used for mapping device memory,
4983  * NOT real memory.
4984  */
4985 void *
4986 pmap_mapdev_attr(vm_paddr_t pa, vm_size_t size, int mode)
4987 {
4988         vm_offset_t va, offset;
4989         vm_size_t tmpsize;
4990
4991         offset = pa & PAGE_MASK;
4992         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
4993         pa = pa & PG_FRAME;
4994
4995         if (pa < KERNLOAD && pa + size <= KERNLOAD)
4996                 va = KERNBASE + pa;
4997         else
4998                 va = kmem_alloc_nofault(kernel_map, size);
4999         if (!va)
5000                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
5001
5002         for (tmpsize = 0; tmpsize < size; tmpsize += PAGE_SIZE)
5003                 pmap_kenter_attr(va + tmpsize, pa + tmpsize, mode);
5004         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, va, va + tmpsize);
5005         pmap_invalidate_cache_range(va, va + size);
5006         return ((void *)(va + offset));
5007 }
5008
5009 void *
5010 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
5011 {
5012
5013         return (pmap_mapdev_attr(pa, size, PAT_UNCACHEABLE));
5014 }
5015
5016 void *
5017 pmap_mapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
5018 {
5019
5020         return (pmap_mapdev_attr(pa, size, PAT_WRITE_BACK));
5021 }
5022
5023 void
5024 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
5025 {
5026         vm_offset_t base, offset;
5027
5028         if (va >= KERNBASE && va + size <= KERNBASE + KERNLOAD)
5029                 return;
5030         base = trunc_page(va);
5031         offset = va & PAGE_MASK;
5032         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
5033         kmem_free(kernel_map, base, size);
5034 }
5035
5036 /*
5037  * Sets the memory attribute for the specified page.
5038  */
5039 void
5040 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
5041 {
5042
5043         m->md.pat_mode = ma;
5044         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
5045                 return;
5046
5047         /*
5048          * If "m" is a normal page, flush it from the cache.
5049          * See pmap_invalidate_cache_range().
5050          *
5051          * First, try to find an existing mapping of the page by sf
5052          * buffer. sf_buf_invalidate_cache() modifies mapping and
5053          * flushes the cache.
5054          */    
5055         if (sf_buf_invalidate_cache(m))
5056                 return;
5057
5058         /*
5059          * If page is not mapped by sf buffer, but CPU does not
5060          * support self snoop, map the page transient and do
5061          * invalidation. In the worst case, whole cache is flushed by
5062          * pmap_invalidate_cache_range().
5063          */
5064         if ((cpu_feature & CPUID_SS) == 0)
5065                 pmap_flush_page(m);
5066 }
5067
5068 static void
5069 pmap_flush_page(vm_page_t m)
5070 {
5071         struct sysmaps *sysmaps;
5072         vm_offset_t sva, eva;
5073
5074         if ((cpu_feature & CPUID_CLFSH) != 0) {
5075                 sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
5076                 mtx_lock(&sysmaps->lock);
5077                 if (*sysmaps->CMAP2)
5078                         panic("pmap_flush_page: CMAP2 busy");
5079                 sched_pin();
5080                 *sysmaps->CMAP2 = PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_PHYS(m) |
5081                     PG_A | PG_M | pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0);
5082                 invlcaddr(sysmaps->CADDR2);
5083                 sva = (vm_offset_t)sysmaps->CADDR2;
5084                 eva = sva + PAGE_SIZE;
5085
5086                 /*
5087                  * Use mfence despite the ordering implied by
5088                  * mtx_{un,}lock() because clflush is not guaranteed
5089                  * to be ordered by any other instruction.
5090                  */
5091                 mfence();
5092                 for (; sva < eva; sva += cpu_clflush_line_size)
5093                         clflush(sva);
5094                 mfence();
5095                 *sysmaps->CMAP2 = 0;
5096                 sched_unpin();
5097                 mtx_unlock(&sysmaps->lock);
5098         } else
5099                 pmap_invalidate_cache();
5100 }
5101
5102 /*
5103  * Changes the specified virtual address range's memory type to that given by
5104  * the parameter "mode".  The specified virtual address range must be
5105  * completely contained within either the kernel map.
5106  *
5107  * Returns zero if the change completed successfully, and either EINVAL or
5108  * ENOMEM if the change failed.  Specifically, EINVAL is returned if some part
5109  * of the virtual address range was not mapped, and ENOMEM is returned if
5110  * there was insufficient memory available to complete the change.
5111  */
5112 int
5113 pmap_change_attr(vm_offset_t va, vm_size_t size, int mode)
5114 {
5115         vm_offset_t base, offset, tmpva;
5116         pd_entry_t *pde;
5117         pt_entry_t *pte;
5118         int cache_bits_pte, cache_bits_pde;
5119         boolean_t changed;
5120
5121         base = trunc_page(va);
5122         offset = va & PAGE_MASK;
5123         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
5124
5125         /*
5126          * Only supported on kernel virtual addresses above the recursive map.
5127          */
5128         if (base < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS)
5129                 return (EINVAL);
5130
5131         cache_bits_pde = pmap_cache_bits(mode, 1);
5132         cache_bits_pte = pmap_cache_bits(mode, 0);
5133         changed = FALSE;
5134
5135         /*
5136          * Pages that aren't mapped aren't supported.  Also break down
5137          * 2/4MB pages into 4KB pages if required.
5138          */
5139         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
5140         for (tmpva = base; tmpva < base + size; ) {
5141                 pde = pmap_pde(kernel_pmap, tmpva);
5142                 if (*pde == 0) {
5143                         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
5144                         return (EINVAL);
5145                 }
5146                 if (*pde & PG_PS) {
5147                         /*
5148                          * If the current 2/4MB page already has
5149                          * the required memory type, then we need not
5150                          * demote this page.  Just increment tmpva to
5151                          * the next 2/4MB page frame.
5152                          */
5153                         if ((*pde & PG_PDE_CACHE) == cache_bits_pde) {
5154                                 tmpva = trunc_4mpage(tmpva) + NBPDR;
5155                                 continue;
5156                         }
5157
5158                         /*
5159                          * If the current offset aligns with a 2/4MB
5160                          * page frame and there is at least 2/4MB left
5161                          * within the range, then we need not break
5162                          * down this page into 4KB pages.
5163                          */
5164                         if ((tmpva & PDRMASK) == 0 &&
5165                             tmpva + PDRMASK < base + size) {
5166                                 tmpva += NBPDR;
5167                                 continue;
5168                         }
5169                         if (!pmap_demote_pde(kernel_pmap, pde, tmpva)) {
5170                                 PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
5171                                 return (ENOMEM);
5172                         }
5173                 }
5174                 pte = vtopte(tmpva);
5175                 if (*pte == 0) {
5176                         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
5177                         return (EINVAL);
5178                 }
5179                 tmpva += PAGE_SIZE;
5180         }
5181         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
5182
5183         /*
5184          * Ok, all the pages exist, so run through them updating their
5185          * cache mode if required.
5186          */
5187         for (tmpva = base; tmpva < base + size; ) {
5188                 pde = pmap_pde(kernel_pmap, tmpva);
5189                 if (*pde & PG_PS) {
5190                         if ((*pde & PG_PDE_CACHE) != cache_bits_pde) {
5191                                 pmap_pde_attr(pde, cache_bits_pde);
5192                                 changed = TRUE;
5193                         }
5194                         tmpva = trunc_4mpage(tmpva) + NBPDR;
5195                 } else {
5196                         pte = vtopte(tmpva);
5197                         if ((*pte & PG_PTE_CACHE) != cache_bits_pte) {
5198                                 pmap_pte_attr(pte, cache_bits_pte);
5199                                 changed = TRUE;
5200                         }
5201                         tmpva += PAGE_SIZE;
5202                 }
5203         }
5204
5205         /*
5206          * Flush CPU caches to make sure any data isn't cached that
5207          * shouldn't be, etc.
5208          */
5209         if (changed) {
5210                 pmap_invalidate_range(kernel_pmap, base, tmpva);
5211                 pmap_invalidate_cache_range(base, tmpva);
5212         }
5213         return (0);
5214 }
5215
5216 /*
5217  * perform the pmap work for mincore
5218  */
5219 int
5220 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
5221 {
5222         pd_entry_t *pdep;
5223         pt_entry_t *ptep, pte;
5224         vm_paddr_t pa;
5225         int val;
5226
5227         PMAP_LOCK(pmap);
5228 retry:
5229         pdep = pmap_pde(pmap, addr);
5230         if (*pdep != 0) {
5231                 if (*pdep & PG_PS) {
5232                         pte = *pdep;
5233                         /* Compute the physical address of the 4KB page. */
5234                         pa = ((*pdep & PG_PS_FRAME) | (addr & PDRMASK)) &
5235                             PG_FRAME;
5236                         val = MINCORE_SUPER;
5237                 } else {
5238                         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
5239                         pte = *ptep;
5240                         pmap_pte_release(ptep);
5241                         pa = pte & PG_FRAME;
5242                         val = 0;
5243                 }
5244         } else {
5245                 pte = 0;
5246                 pa = 0;
5247                 val = 0;
5248         }
5249         if ((pte & PG_V) != 0) {
5250                 val |= MINCORE_INCORE;
5251                 if ((pte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
5252                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
5253                 if ((pte & PG_A) != 0)
5254                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
5255         }
5256         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
5257             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) &&
5258             (pte & (PG_MANAGED | PG_V)) == (PG_MANAGED | PG_V)) {
5259                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
5260                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
5261                         goto retry;
5262         } else
5263                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
5264         PMAP_UNLOCK(pmap);
5265         return (val);
5266 }
5267
5268 void
5269 pmap_activate(struct thread *td)
5270 {
5271         pmap_t  pmap, oldpmap;
5272         u_int   cpuid;
5273         u_int32_t  cr3;
5274
5275         critical_enter();
5276         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
5277         oldpmap = PCPU_GET(curpmap);
5278         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
5279 #if defined(SMP)
5280         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &oldpmap->pm_active);
5281         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
5282 #else
5283         CPU_CLR(cpuid, &oldpmap->pm_active);
5284         CPU_SET(cpuid, &pmap->pm_active);
5285 #endif
5286 #ifdef PAE
5287         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdpt);
5288 #else
5289         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
5290 #endif
5291         /*
5292          * pmap_activate is for the current thread on the current cpu
5293          */
5294         td->td_pcb->pcb_cr3 = cr3;
5295         load_cr3(cr3);
5296         PCPU_SET(curpmap, pmap);
5297         critical_exit();
5298 }
5299
5300 void
5301 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
5302 {
5303 }
5304
5305 /*
5306  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
5307  *      different alignment might result in more superpage mappings.
5308  */
5309 void
5310 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
5311     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
5312 {
5313         vm_offset_t superpage_offset;
5314
5315         if (size < NBPDR)
5316                 return;
5317         if (object != NULL && (object->flags & OBJ_COLORED) != 0)
5318                 offset += ptoa(object->pg_color);
5319         superpage_offset = offset & PDRMASK;
5320         if (size - ((NBPDR - superpage_offset) & PDRMASK) < NBPDR ||
5321             (*addr & PDRMASK) == superpage_offset)
5322                 return;
5323         if ((*addr & PDRMASK) < superpage_offset)
5324                 *addr = (*addr & ~PDRMASK) + superpage_offset;
5325         else
5326                 *addr = ((*addr + PDRMASK) & ~PDRMASK) + superpage_offset;
5327 }
5328
5329
5330 #if defined(PMAP_DEBUG)
5331 pmap_pid_dump(int pid)
5332 {
5333         pmap_t pmap;
5334         struct proc *p;
5335         int npte = 0;
5336         int index;
5337
5338         sx_slock(&allproc_lock);
5339         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
5340                 if (p->p_pid != pid)
5341                         continue;
5342
5343                 if (p->p_vmspace) {
5344                         int i,j;
5345                         index = 0;
5346                         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
5347                         for (i = 0; i < NPDEPTD; i++) {
5348                                 pd_entry_t *pde;
5349                                 pt_entry_t *pte;
5350                                 vm_offset_t base = i << PDRSHIFT;
5351                                 
5352                                 pde = &pmap->pm_pdir[i];
5353                                 if (pde && pmap_pde_v(pde)) {
5354                                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
5355                                                 vm_offset_t va = base + (j << PAGE_SHIFT);
5356                                                 if (va >= (vm_offset_t) VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
5357                                                         if (index) {
5358                                                                 index = 0;
5359                                                                 printf("\n");
5360                                                         }
5361                                                         sx_sunlock(&allproc_lock);
5362                                                         return (npte);
5363                                                 }
5364                                                 pte = pmap_pte(pmap, va);
5365                                                 if (pte && pmap_pte_v(pte)) {
5366                                                         pt_entry_t pa;
5367                                                         vm_page_t m;
5368                                                         pa = *pte;
5369                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa & PG_FRAME);
5370                                                         printf("va: 0x%x, pt: 0x%x, h: %d, w: %d, f: 0x%x",
5371                                                                 va, pa, m->hold_count, m->wire_count, m->flags);
5372                                                         npte++;
5373                                                         index++;
5374                                                         if (index >= 2) {
5375                                                                 index = 0;
5376                                                                 printf("\n");
5377                                                         } else {
5378                                                                 printf(" ");
5379                                                         }
5380                                                 }
5381                                         }
5382                                 }
5383                         }
5384                 }
5385         }
5386         sx_sunlock(&allproc_lock);
5387         return (npte);
5388 }
5389 #endif
5390
5391 #if defined(DEBUG)
5392
5393 static void     pads(pmap_t pm);
5394 void            pmap_pvdump(vm_paddr_t pa);
5395
5396 /* print address space of pmap*/
5397 static void
5398 pads(pmap_t pm)
5399 {
5400         int i, j;
5401         vm_paddr_t va;
5402         pt_entry_t *ptep;
5403
5404         if (pm == kernel_pmap)
5405                 return;
5406         for (i = 0; i < NPDEPTD; i++)
5407                 if (pm->pm_pdir[i])
5408                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
5409                                 va = (i << PDRSHIFT) + (j << PAGE_SHIFT);
5410                                 if (pm == kernel_pmap && va < KERNBASE)
5411                                         continue;
5412                                 if (pm != kernel_pmap && va > UPT_MAX_ADDRESS)
5413                                         continue;
5414                                 ptep = pmap_pte(pm, va);
5415                                 if (pmap_pte_v(ptep))
5416                                         printf("%x:%x ", va, *ptep);
5417                         };
5418
5419 }
5420
5421 void
5422 pmap_pvdump(vm_paddr_t pa)
5423 {
5424         pv_entry_t pv;
5425         pmap_t pmap;
5426         vm_page_t m;
5427
5428         printf("pa %x", pa);
5429         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
5430         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
5431                 pmap = PV_PMAP(pv);
5432                 printf(" -> pmap %p, va %x", (void *)pmap, pv->pv_va);
5433                 pads(pmap);
5434         }
5435         printf(" ");
5436 }
5437 #endif