]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/mips/mips/pmap.c
Port the new PV entry allocator from amd64/i386. This allocator has two
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / mips / mips / 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  *
9  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
10  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
11  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
12  *
13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
14  * modification, are permitted provided that the following conditions
15  * are met:
16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
23  *    without specific prior written permission.
24  *
25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
35  * SUCH DAMAGE.
36  *
37  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
38  *      from: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.8 2000/11/21 00:09:14 ps
39  *      JNPR: pmap.c,v 1.11.2.1 2007/08/16 11:51:06 girish
40  */
41
42 /*
43  *      Manages physical address maps.
44  *
45  *      In addition to hardware address maps, this
46  *      module is called upon to provide software-use-only
47  *      maps which may or may not be stored in the same
48  *      form as hardware maps.  These pseudo-maps are
49  *      used to store intermediate results from copy
50  *      operations to and from address spaces.
51  *
52  *      Since the information managed by this module is
53  *      also stored by the logical address mapping module,
54  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
55  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
56  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
57  *      requested.
58  *
59  *      In order to cope with hardware architectures which
60  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
61  *      this module may delay invalidate or reduced protection
62  *      operations until such time as they are actually
63  *      necessary.  This module is given full information as
64  *      to which processors are currently using which maps,
65  *      and to when physical maps must be made correct.
66  */
67
68 #include <sys/cdefs.h>
69 __FBSDID("$FreeBSD$");
70
71 #include "opt_ddb.h"
72 #include "opt_pmap.h"
73
74 #include <sys/param.h>
75 #include <sys/systm.h>
76 #include <sys/proc.h>
77 #include <sys/msgbuf.h>
78 #include <sys/vmmeter.h>
79 #include <sys/mman.h>
80 #include <sys/smp.h>
81 #include <sys/sysctl.h>
82 #ifdef DDB
83 #include <ddb/ddb.h>
84 #endif
85
86 #include <vm/vm.h>
87 #include <vm/vm_param.h>
88 #include <vm/vm_phys.h>
89 #include <sys/lock.h>
90 #include <sys/mutex.h>
91 #include <vm/vm_kern.h>
92 #include <vm/vm_page.h>
93 #include <vm/vm_map.h>
94 #include <vm/vm_object.h>
95 #include <vm/vm_extern.h>
96 #include <vm/vm_pageout.h>
97 #include <vm/vm_pager.h>
98 #include <vm/uma.h>
99 #include <sys/pcpu.h>
100 #include <sys/sched.h>
101 #ifdef SMP
102 #include <sys/smp.h>
103 #endif
104
105 #include <machine/cache.h>
106 #include <machine/md_var.h>
107 #include <machine/tlb.h>
108
109 #undef PMAP_DEBUG
110
111 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
112 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
113 #endif
114
115 #if !defined(DIAGNOSTIC)
116 #define PMAP_INLINE __inline
117 #else
118 #define PMAP_INLINE
119 #endif
120
121 #ifdef PV_STATS
122 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
123 #else
124 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
125 #endif
126
127 /*
128  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
129  */
130 #define pmap_seg_index(v)       (((v) >> SEGSHIFT) & (NPDEPG - 1))
131 #define pmap_pde_index(v)       (((v) >> PDRSHIFT) & (NPDEPG - 1))
132 #define pmap_pte_index(v)       (((v) >> PAGE_SHIFT) & (NPTEPG - 1))
133 #define pmap_pde_pindex(v)      ((v) >> PDRSHIFT)
134
135 #ifdef __mips_n64
136 #define NUPDE                   (NPDEPG * NPDEPG)
137 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE + NPDEPG)
138 #else
139 #define NUPDE                   (NPDEPG)
140 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE)
141 #endif
142
143 #define is_kernel_pmap(x)       ((x) == kernel_pmap)
144
145 struct pmap kernel_pmap_store;
146 pd_entry_t *kernel_segmap;
147
148 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
149 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
150
151 static int nkpt;
152 unsigned pmap_max_asid;         /* max ASID supported by the system */
153
154 #define PMAP_ASID_RESERVED      0
155
156 vm_offset_t kernel_vm_end = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
157
158 static void pmap_asid_alloc(pmap_t pmap);
159
160 /*
161  * Data for the pv entry allocation mechanism
162  */
163 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
164 static int pv_entry_count;
165
166 static void free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc);
167 static void free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv);
168 static pv_entry_t get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try);
169 static vm_page_t pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap);
170 static void pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va);
171 static pv_entry_t pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap,
172     vm_offset_t va);
173 static __inline void pmap_changebit(vm_page_t m, int bit, boolean_t setem);
174 static vm_page_t pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
175     vm_page_t m, vm_prot_t prot, vm_page_t mpte);
176 static int pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va,
177     pd_entry_t pde);
178 static void pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va);
179 static void pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va);
180 static boolean_t pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_page_t mpte,
181     vm_offset_t va, vm_page_t m);
182 static void pmap_update_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pt_entry_t pte);
183 static void pmap_invalidate_all(pmap_t pmap);
184 static void pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
185 static int _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m);
186
187 static vm_page_t pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int flags);
188 static vm_page_t _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex, int flags);
189 static int pmap_unuse_pt(pmap_t, vm_offset_t, pd_entry_t);
190 static pt_entry_t init_pte_prot(vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot);
191
192 #ifdef SMP
193 static void pmap_invalidate_page_action(void *arg);
194 static void pmap_update_page_action(void *arg);
195 #endif
196
197 #ifndef __mips_n64
198 /*
199  * This structure is for high memory (memory above 512Meg in 32 bit) support.
200  * The highmem area does not have a KSEG0 mapping, and we need a mechanism to
201  * do temporary per-CPU mappings for pmap_zero_page, pmap_copy_page etc.
202  *
203  * At bootup, we reserve 2 virtual pages per CPU for mapping highmem pages. To 
204  * access a highmem physical address on a CPU, we map the physical address to
205  * the reserved virtual address for the CPU in the kernel pagetable.  This is 
206  * done with interrupts disabled(although a spinlock and sched_pin would be 
207  * sufficient).
208  */
209 struct local_sysmaps {
210         vm_offset_t     base;
211         uint32_t        saved_intr;
212         uint16_t        valid1, valid2;
213 };
214 static struct local_sysmaps sysmap_lmem[MAXCPU];
215
216 static __inline void
217 pmap_alloc_lmem_map(void)
218 {
219         int i;
220
221         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
222                 sysmap_lmem[i].base = virtual_avail;
223                 virtual_avail += PAGE_SIZE * 2;
224                 sysmap_lmem[i].valid1 = sysmap_lmem[i].valid2 = 0;
225         }
226 }
227
228 static __inline vm_offset_t
229 pmap_lmem_map1(vm_paddr_t phys)
230 {
231         struct local_sysmaps *sysm;
232         pt_entry_t *pte, npte;
233         vm_offset_t va;
234         uint32_t intr;
235         int cpu;
236
237         intr = intr_disable();
238         cpu = PCPU_GET(cpuid);
239         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
240         sysm->saved_intr = intr;
241         va = sysm->base;
242         npte = TLBLO_PA_TO_PFN(phys) |
243             PTE_D | PTE_V | PTE_G | PTE_W | PTE_C_CACHE;
244         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va);
245         *pte = npte;
246         sysm->valid1 = 1;
247         return (va);
248 }
249
250 static __inline vm_offset_t
251 pmap_lmem_map2(vm_paddr_t phys1, vm_paddr_t phys2)
252 {
253         struct local_sysmaps *sysm;
254         pt_entry_t *pte, npte;
255         vm_offset_t va1, va2;
256         uint32_t intr;
257         int cpu;
258
259         intr = intr_disable();
260         cpu = PCPU_GET(cpuid);
261         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
262         sysm->saved_intr = intr;
263         va1 = sysm->base;
264         va2 = sysm->base + PAGE_SIZE;
265         npte = TLBLO_PA_TO_PFN(phys1) |
266             PTE_D | PTE_V | PTE_G | PTE_W | PTE_C_CACHE;
267         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va1);
268         *pte = npte;
269         npte =  TLBLO_PA_TO_PFN(phys2) |
270             PTE_D | PTE_V | PTE_G | PTE_W | PTE_C_CACHE;
271         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va2);
272         *pte = npte;
273         sysm->valid1 = 1;
274         sysm->valid2 = 1;
275         return (va1);
276 }
277
278 static __inline void
279 pmap_lmem_unmap(void)
280 {
281         struct local_sysmaps *sysm;
282         pt_entry_t *pte;
283         int cpu;
284
285         cpu = PCPU_GET(cpuid);
286         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
287         pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base);
288         *pte = PTE_G;
289         tlb_invalidate_address(kernel_pmap, sysm->base);
290         sysm->valid1 = 0;
291         if (sysm->valid2) {
292                 pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base + PAGE_SIZE);
293                 *pte = PTE_G;
294                 tlb_invalidate_address(kernel_pmap, sysm->base + PAGE_SIZE);
295                 sysm->valid2 = 0;
296         }
297         intr_restore(sysm->saved_intr);
298 }
299 #else  /* __mips_n64 */
300
301 static __inline void
302 pmap_alloc_lmem_map(void)
303 {
304 }
305
306 static __inline vm_offset_t
307 pmap_lmem_map1(vm_paddr_t phys)
308 {
309
310         return (0);
311 }
312
313 static __inline vm_offset_t
314 pmap_lmem_map2(vm_paddr_t phys1, vm_paddr_t phys2)
315 {
316
317         return (0);
318 }
319
320 static __inline vm_offset_t 
321 pmap_lmem_unmap(void)
322 {
323
324         return (0);
325 }
326 #endif /* !__mips_n64 */
327
328 /*
329  * Page table entry lookup routines.
330  */
331 static __inline pd_entry_t *
332 pmap_segmap(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
333 {
334
335         return (&pmap->pm_segtab[pmap_seg_index(va)]);
336 }
337
338 #ifdef __mips_n64
339 static __inline pd_entry_t *
340 pmap_pdpe_to_pde(pd_entry_t *pdpe, vm_offset_t va)
341 {
342         pd_entry_t *pde;
343
344         pde = (pd_entry_t *)*pdpe;
345         return (&pde[pmap_pde_index(va)]);
346 }
347
348 static __inline pd_entry_t *
349 pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
350 {
351         pd_entry_t *pdpe;
352
353         pdpe = pmap_segmap(pmap, va);
354         if (pdpe == NULL || *pdpe == NULL)
355                 return (NULL);
356
357         return (pmap_pdpe_to_pde(pdpe, va));
358 }
359 #else
360 static __inline pd_entry_t *
361 pmap_pdpe_to_pde(pd_entry_t *pdpe, vm_offset_t va)
362 {
363
364         return (pdpe);
365 }
366
367 static __inline 
368 pd_entry_t *pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
369 {
370
371         return (pmap_segmap(pmap, va));
372 }
373 #endif
374
375 static __inline pt_entry_t *
376 pmap_pde_to_pte(pd_entry_t *pde, vm_offset_t va)
377 {
378         pt_entry_t *pte;
379
380         pte = (pt_entry_t *)*pde;
381         return (&pte[pmap_pte_index(va)]);
382 }
383
384 pt_entry_t *
385 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
386 {
387         pd_entry_t *pde;
388
389         pde = pmap_pde(pmap, va);
390         if (pde == NULL || *pde == NULL)
391                 return (NULL);
392
393         return (pmap_pde_to_pte(pde, va));
394 }
395
396 vm_offset_t
397 pmap_steal_memory(vm_size_t size)
398 {
399         vm_paddr_t bank_size, pa;
400         vm_offset_t va;
401
402         size = round_page(size);
403         bank_size = phys_avail[1] - phys_avail[0];
404         while (size > bank_size) {
405                 int i;
406
407                 for (i = 0; phys_avail[i + 2]; i += 2) {
408                         phys_avail[i] = phys_avail[i + 2];
409                         phys_avail[i + 1] = phys_avail[i + 3];
410                 }
411                 phys_avail[i] = 0;
412                 phys_avail[i + 1] = 0;
413                 if (!phys_avail[0])
414                         panic("pmap_steal_memory: out of memory");
415                 bank_size = phys_avail[1] - phys_avail[0];
416         }
417
418         pa = phys_avail[0];
419         phys_avail[0] += size;
420         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa) == 0)
421                 panic("Out of memory below 512Meg?");
422         va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(pa);
423         bzero((caddr_t)va, size);
424         return (va);
425 }
426
427 /*
428  * Bootstrap the system enough to run with virtual memory.  This
429  * assumes that the phys_avail array has been initialized.
430  */
431 static void 
432 pmap_create_kernel_pagetable(void)
433 {
434         int i, j;
435         vm_offset_t ptaddr;
436         pt_entry_t *pte;
437 #ifdef __mips_n64
438         pd_entry_t *pde;
439         vm_offset_t pdaddr;
440         int npt, npde;
441 #endif
442
443         /*
444          * Allocate segment table for the kernel
445          */
446         kernel_segmap = (pd_entry_t *)pmap_steal_memory(PAGE_SIZE);
447
448         /*
449          * Allocate second level page tables for the kernel
450          */
451 #ifdef __mips_n64
452         npde = howmany(NKPT, NPDEPG);
453         pdaddr = pmap_steal_memory(PAGE_SIZE * npde);
454 #endif
455         nkpt = NKPT;
456         ptaddr = pmap_steal_memory(PAGE_SIZE * nkpt);
457
458         /*
459          * The R[4-7]?00 stores only one copy of the Global bit in the
460          * translation lookaside buffer for each 2 page entry. Thus invalid
461          * entrys must have the Global bit set so when Entry LO and Entry HI
462          * G bits are anded together they will produce a global bit to store
463          * in the tlb.
464          */
465         for (i = 0, pte = (pt_entry_t *)ptaddr; i < (nkpt * NPTEPG); i++, pte++)
466                 *pte = PTE_G;
467
468 #ifdef __mips_n64
469         for (i = 0,  npt = nkpt; npt > 0; i++) {
470                 kernel_segmap[i] = (pd_entry_t)(pdaddr + i * PAGE_SIZE);
471                 pde = (pd_entry_t *)kernel_segmap[i];
472
473                 for (j = 0; j < NPDEPG && npt > 0; j++, npt--)
474                         pde[j] = (pd_entry_t)(ptaddr + (i * NPDEPG + j) * PAGE_SIZE);
475         }
476 #else
477         for (i = 0, j = pmap_seg_index(VM_MIN_KERNEL_ADDRESS); i < nkpt; i++, j++)
478                 kernel_segmap[j] = (pd_entry_t)(ptaddr + (i * PAGE_SIZE));
479 #endif
480
481         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
482         kernel_pmap->pm_segtab = kernel_segmap;
483         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);
484         TAILQ_INIT(&kernel_pmap->pm_pvchunk);
485         kernel_pmap->pm_asid[0].asid = PMAP_ASID_RESERVED;
486         kernel_pmap->pm_asid[0].gen = 0;
487         kernel_vm_end += nkpt * NPTEPG * PAGE_SIZE;
488 }
489
490 void
491 pmap_bootstrap(void)
492 {
493         int i;
494         int need_local_mappings = 0; 
495
496         /* Sort. */
497 again:
498         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
499                 /*
500                  * Keep the memory aligned on page boundary.
501                  */
502                 phys_avail[i] = round_page(phys_avail[i]);
503                 phys_avail[i + 1] = trunc_page(phys_avail[i + 1]);
504
505                 if (i < 2)
506                         continue;
507                 if (phys_avail[i - 2] > phys_avail[i]) {
508                         vm_paddr_t ptemp[2];
509
510                         ptemp[0] = phys_avail[i + 0];
511                         ptemp[1] = phys_avail[i + 1];
512
513                         phys_avail[i + 0] = phys_avail[i - 2];
514                         phys_avail[i + 1] = phys_avail[i - 1];
515
516                         phys_avail[i - 2] = ptemp[0];
517                         phys_avail[i - 1] = ptemp[1];
518                         goto again;
519                 }
520         }
521
522         /*
523          * In 32 bit, we may have memory which cannot be mapped directly.
524          * This memory will need temporary mapping before it can be
525          * accessed.
526          */
527         if (!MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys_avail[i - 1] - 1))
528                 need_local_mappings = 1;
529
530         /*
531          * Copy the phys_avail[] array before we start stealing memory from it.
532          */
533         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
534                 physmem_desc[i] = phys_avail[i];
535                 physmem_desc[i + 1] = phys_avail[i + 1];
536         }
537
538         Maxmem = atop(phys_avail[i - 1]);
539
540         if (bootverbose) {
541                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
542                 for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
543                         vm_paddr_t size;
544
545                         size = phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
546                         printf("%#08jx - %#08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
547                             (uintmax_t) phys_avail[i],
548                             (uintmax_t) phys_avail[i + 1] - 1,
549                             (uintmax_t) size, (uintmax_t) size / PAGE_SIZE);
550                 }
551                 printf("Maxmem is 0x%0jx\n", ptoa((uintmax_t)Maxmem));
552         }
553         /*
554          * Steal the message buffer from the beginning of memory.
555          */
556         msgbufp = (struct msgbuf *)pmap_steal_memory(msgbufsize);
557         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
558
559         /*
560          * Steal thread0 kstack.
561          */
562         kstack0 = pmap_steal_memory(KSTACK_PAGES << PAGE_SHIFT);
563
564         virtual_avail = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
565         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
566
567 #ifdef SMP
568         /*
569          * Steal some virtual address space to map the pcpu area.
570          */
571         virtual_avail = roundup2(virtual_avail, PAGE_SIZE * 2);
572         pcpup = (struct pcpu *)virtual_avail;
573         virtual_avail += PAGE_SIZE * 2;
574
575         /*
576          * Initialize the wired TLB entry mapping the pcpu region for
577          * the BSP at 'pcpup'. Up until this point we were operating
578          * with the 'pcpup' for the BSP pointing to a virtual address
579          * in KSEG0 so there was no need for a TLB mapping.
580          */
581         mips_pcpu_tlb_init(PCPU_ADDR(0));
582
583         if (bootverbose)
584                 printf("pcpu is available at virtual address %p.\n", pcpup);
585 #endif
586
587         if (need_local_mappings)
588                 pmap_alloc_lmem_map();
589         pmap_create_kernel_pagetable();
590         pmap_max_asid = VMNUM_PIDS;
591         mips_wr_entryhi(0);
592         mips_wr_pagemask(0);
593 }
594
595 /*
596  * Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
597  */
598 void
599 pmap_page_init(vm_page_t m)
600 {
601
602         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
603         m->md.pv_flags = 0;
604 }
605
606 /*
607  *      Initialize the pmap module.
608  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
609  *      system needs to map virtual memory.
610  */
611 void
612 pmap_init(void)
613 {
614 }
615
616 /***************************************************
617  * Low level helper routines.....
618  ***************************************************/
619
620 #ifdef  SMP
621 static __inline void
622 pmap_call_on_active_cpus(pmap_t pmap, void (*fn)(void *), void *arg)
623 {
624         int     cpuid, cpu, self;
625         cpuset_t active_cpus;
626
627         sched_pin();
628         if (is_kernel_pmap(pmap)) {
629                 smp_rendezvous(NULL, fn, NULL, arg);
630                 goto out;
631         }
632         /* Force ASID update on inactive CPUs */
633         CPU_FOREACH(cpu) {
634                 if (!CPU_ISSET(cpu, &pmap->pm_active))
635                         pmap->pm_asid[cpu].gen = 0;
636         }
637         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
638         /* 
639          * XXX: barrier/locking for active? 
640          *
641          * Take a snapshot of active here, any further changes are ignored.
642          * tlb update/invalidate should be harmless on inactive CPUs
643          */
644         active_cpus = pmap->pm_active;
645         self = CPU_ISSET(cpuid, &active_cpus);
646         CPU_CLR(cpuid, &active_cpus);
647         /* Optimize for the case where this cpu is the only active one */
648         if (CPU_EMPTY(&active_cpus)) {
649                 if (self)
650                         fn(arg);
651         } else {
652                 if (self)
653                         CPU_SET(cpuid, &active_cpus);
654                 smp_rendezvous_cpus(active_cpus, NULL, fn, NULL, arg);
655         }
656 out:
657         sched_unpin();
658 }
659 #else /* !SMP */
660 static __inline void
661 pmap_call_on_active_cpus(pmap_t pmap, void (*fn)(void *), void *arg)
662 {
663         int     cpuid;
664
665         if (is_kernel_pmap(pmap)) {
666                 fn(arg);
667                 return;
668         }
669         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
670         if (!CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
671                 pmap->pm_asid[cpuid].gen = 0;
672         else
673                 fn(arg);
674 }
675 #endif /* SMP */
676
677 static void
678 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
679 {
680
681         pmap_call_on_active_cpus(pmap,
682             (void (*)(void *))tlb_invalidate_all_user, pmap);
683 }
684
685 struct pmap_invalidate_page_arg {
686         pmap_t pmap;
687         vm_offset_t va;
688 };
689
690 static void
691 pmap_invalidate_page_action(void *arg)
692 {
693         struct pmap_invalidate_page_arg *p = arg;
694
695         tlb_invalidate_address(p->pmap, p->va);
696 }
697
698 static void
699 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
700 {
701         struct pmap_invalidate_page_arg arg;
702
703         arg.pmap = pmap;
704         arg.va = va;
705         pmap_call_on_active_cpus(pmap, pmap_invalidate_page_action, &arg);
706 }
707
708 struct pmap_update_page_arg {
709         pmap_t pmap;
710         vm_offset_t va;
711         pt_entry_t pte;
712 };
713
714 static void
715 pmap_update_page_action(void *arg)
716 {
717         struct pmap_update_page_arg *p = arg;
718
719         tlb_update(p->pmap, p->va, p->pte);
720 }
721
722 static void
723 pmap_update_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pt_entry_t pte)
724 {
725         struct pmap_update_page_arg arg;
726
727         arg.pmap = pmap;
728         arg.va = va;
729         arg.pte = pte;
730         pmap_call_on_active_cpus(pmap, pmap_update_page_action, &arg);
731 }
732
733 /*
734  *      Routine:        pmap_extract
735  *      Function:
736  *              Extract the physical page address associated
737  *              with the given map/virtual_address pair.
738  */
739 vm_paddr_t
740 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
741 {
742         pt_entry_t *pte;
743         vm_offset_t retval = 0;
744
745         PMAP_LOCK(pmap);
746         pte = pmap_pte(pmap, va);
747         if (pte) {
748                 retval = TLBLO_PTE_TO_PA(*pte) | (va & PAGE_MASK);
749         }
750         PMAP_UNLOCK(pmap);
751         return (retval);
752 }
753
754 /*
755  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
756  *      Function:
757  *              Atomically extract and hold the physical page
758  *              with the given pmap and virtual address pair
759  *              if that mapping permits the given protection.
760  */
761 vm_page_t
762 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
763 {
764         pt_entry_t *ptep;
765         pt_entry_t pte;
766         vm_page_t m;
767         vm_paddr_t pa;
768
769         m = NULL;
770         pa = 0;
771         PMAP_LOCK(pmap);
772 retry:
773         ptep = pmap_pte(pmap, va);
774         if ((ptep != NULL)  && ((pte = *ptep) != 0) && 
775             pte_test(&pte, PTE_V) &&
776             (pte_test(&pte, PTE_D) || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
777                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, TLBLO_PTE_TO_PA(pte), &pa))
778                         goto retry;
779
780                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLBLO_PTE_TO_PA(pte));
781                 vm_page_hold(m);
782         }
783         PA_UNLOCK_COND(pa);
784         PMAP_UNLOCK(pmap);
785         return (m);
786 }
787
788 /***************************************************
789  * Low level mapping routines.....
790  ***************************************************/
791
792 /*
793  * add a wired page to the kva
794  */
795 void
796 pmap_kenter_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, int attr)
797 {
798         pt_entry_t *pte;
799         pt_entry_t opte, npte;
800
801 #ifdef PMAP_DEBUG
802         printf("pmap_kenter:  va: %p -> pa: %p\n", (void *)va, (void *)pa);
803 #endif
804         npte = TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | PTE_D | PTE_V | PTE_G | PTE_W | attr;
805
806         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va);
807         opte = *pte;
808         *pte = npte;
809         if (pte_test(&opte, PTE_V) && opte != npte)
810                 pmap_update_page(kernel_pmap, va, npte);
811 }
812
813 void
814 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
815 {
816
817         KASSERT(is_cacheable_mem(pa),
818                 ("pmap_kenter: memory at 0x%lx is not cacheable", (u_long)pa));
819
820         pmap_kenter_attr(va, pa, PTE_C_CACHE);
821 }
822
823 /*
824  * remove a page from the kernel pagetables
825  */
826  /* PMAP_INLINE */ void
827 pmap_kremove(vm_offset_t va)
828 {
829         pt_entry_t *pte;
830
831         /*
832          * Write back all caches from the page being destroyed
833          */
834         mips_dcache_wbinv_range_index(va, PAGE_SIZE);
835
836         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va);
837         *pte = PTE_G;
838         pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
839 }
840
841 /*
842  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
843  *      virtual address space.
844  *
845  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
846  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
847  *      physical to virtual region can return the appropriate address
848  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
849  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
850  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
851  *      region.
852  *
853  *      Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
854  */
855 vm_offset_t
856 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
857 {
858         vm_offset_t va, sva;
859
860         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(end - 1))
861                 return (MIPS_PHYS_TO_DIRECT(start));
862
863         va = sva = *virt;
864         while (start < end) {
865                 pmap_kenter(va, start);
866                 va += PAGE_SIZE;
867                 start += PAGE_SIZE;
868         }
869         *virt = va;
870         return (sva);
871 }
872
873 /*
874  * Add a list of wired pages to the kva
875  * this routine is only used for temporary
876  * kernel mappings that do not need to have
877  * page modification or references recorded.
878  * Note that old mappings are simply written
879  * over.  The page *must* be wired.
880  */
881 void
882 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
883 {
884         int i;
885         vm_offset_t origva = va;
886
887         for (i = 0; i < count; i++) {
888                 pmap_flush_pvcache(m[i]);
889                 pmap_kenter(va, VM_PAGE_TO_PHYS(m[i]));
890                 va += PAGE_SIZE;
891         }
892
893         mips_dcache_wbinv_range_index(origva, PAGE_SIZE*count);
894 }
895
896 /*
897  * this routine jerks page mappings from the
898  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
899  */
900 void
901 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
902 {
903         /*
904          * No need to wb/inv caches here, 
905          *   pmap_kremove will do it for us
906          */
907
908         while (count-- > 0) {
909                 pmap_kremove(va);
910                 va += PAGE_SIZE;
911         }
912 }
913
914 /***************************************************
915  * Page table page management routines.....
916  ***************************************************/
917
918 /*  Revision 1.507
919  *
920  * Simplify the reference counting of page table pages.  Specifically, use
921  * the page table page's wired count rather than its hold count to contain
922  * the reference count.
923  */
924
925 /*
926  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
927  * drops to zero, then it decrements the wire count.
928  */
929 static PMAP_INLINE int
930 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
931 {
932         --m->wire_count;
933         if (m->wire_count == 0)
934                 return (_pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, m));
935         else
936                 return (0);
937 }
938
939 static int
940 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
941 {
942         pd_entry_t *pde;
943
944         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
945         /*
946          * unmap the page table page
947          */
948 #ifdef __mips_n64
949         if (m->pindex < NUPDE)
950                 pde = pmap_pde(pmap, va);
951         else
952                 pde = pmap_segmap(pmap, va);
953 #else
954         pde = pmap_pde(pmap, va);
955 #endif
956         *pde = 0;
957         pmap->pm_stats.resident_count--;
958
959 #ifdef __mips_n64
960         if (m->pindex < NUPDE) {
961                 pd_entry_t *pdp;
962                 vm_page_t pdpg;
963
964                 /*
965                  * Recursively decrement next level pagetable refcount
966                  */
967                 pdp = (pd_entry_t *)*pmap_segmap(pmap, va);
968                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(pdp));
969                 pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, pdpg);
970         }
971 #endif
972
973         /*
974          * If the page is finally unwired, simply free it.
975          */
976         vm_page_free_zero(m);
977         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
978         return (1);
979 }
980
981 /*
982  * After removing a page table entry, this routine is used to
983  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
984  */
985 static int
986 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t pde)
987 {
988         vm_page_t mpte;
989
990         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
991                 return (0);
992         KASSERT(pde != 0, ("pmap_unuse_pt: pde != 0"));
993         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(pde));
994         return (pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, mpte));
995 }
996
997 void
998 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
999 {
1000         int i;
1001
1002         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1003         pmap->pm_segtab = kernel_segmap;
1004         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
1005         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1006                 pmap->pm_asid[i].asid = PMAP_ASID_RESERVED;
1007                 pmap->pm_asid[i].gen = 0;
1008         }
1009         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1010         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1011         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1012 }
1013
1014 void
1015 pmap_grow_direct_page_cache()
1016 {
1017
1018 #ifdef __mips_n64
1019         vm_pageout_grow_cache(3, 0, MIPS_XKPHYS_LARGEST_PHYS);
1020 #else
1021         vm_pageout_grow_cache(3, 0, MIPS_KSEG0_LARGEST_PHYS);
1022 #endif
1023 }
1024
1025 vm_page_t
1026 pmap_alloc_direct_page(unsigned int index, int req)
1027 {
1028         vm_page_t m;
1029
1030         m = vm_page_alloc_freelist(VM_FREELIST_DIRECT, req | VM_ALLOC_WIRED |
1031             VM_ALLOC_ZERO);
1032         if (m == NULL)
1033                 return (NULL);
1034
1035         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1036                 pmap_zero_page(m);
1037
1038         m->pindex = index;
1039         return (m);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1044  * such as one in a vmspace structure.
1045  */
1046 int
1047 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1048 {
1049         vm_offset_t ptdva;
1050         vm_page_t ptdpg;
1051         int i;
1052
1053         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1054
1055         /*
1056          * allocate the page directory page
1057          */
1058         while ((ptdpg = pmap_alloc_direct_page(NUSERPGTBLS, VM_ALLOC_NORMAL)) == NULL)
1059                pmap_grow_direct_page_cache();
1060
1061         ptdva = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1062         pmap->pm_segtab = (pd_entry_t *)ptdva;
1063         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
1064         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1065                 pmap->pm_asid[i].asid = PMAP_ASID_RESERVED;
1066                 pmap->pm_asid[i].gen = 0;
1067         }
1068         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1069         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1070
1071         return (1);
1072 }
1073
1074 /*
1075  * this routine is called if the page table page is not
1076  * mapped correctly.
1077  */
1078 static vm_page_t
1079 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex, int flags)
1080 {
1081         vm_offset_t pageva;
1082         vm_page_t m;
1083
1084         KASSERT((flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_NOWAIT ||
1085             (flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_WAITOK,
1086             ("_pmap_allocpte: flags is neither M_NOWAIT nor M_WAITOK"));
1087
1088         /*
1089          * Find or fabricate a new pagetable page
1090          */
1091         if ((m = pmap_alloc_direct_page(ptepindex, VM_ALLOC_NORMAL)) == NULL) {
1092                 if (flags & M_WAITOK) {
1093                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1094                         vm_page_unlock_queues();
1095                         pmap_grow_direct_page_cache();
1096                         vm_page_lock_queues();
1097                         PMAP_LOCK(pmap);
1098                 }
1099
1100                 /*
1101                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page
1102                  * table page may have been allocated.
1103                  */
1104                 return (NULL);
1105         }
1106
1107         /*
1108          * Map the pagetable page into the process address space, if it
1109          * isn't already there.
1110          */
1111         pageva = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1112
1113 #ifdef __mips_n64
1114         if (ptepindex >= NUPDE) {
1115                 pmap->pm_segtab[ptepindex - NUPDE] = (pd_entry_t)pageva;
1116         } else {
1117                 pd_entry_t *pdep, *pde;
1118                 int segindex = ptepindex >> (SEGSHIFT - PDRSHIFT);
1119                 int pdeindex = ptepindex & (NPDEPG - 1);
1120                 vm_page_t pg;
1121                 
1122                 pdep = &pmap->pm_segtab[segindex];
1123                 if (*pdep == NULL) { 
1124                         /* recurse for allocating page dir */
1125                         if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + segindex, 
1126                             flags) == NULL) {
1127                                 /* alloc failed, release current */
1128                                 --m->wire_count;
1129                                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1130                                 vm_page_free_zero(m);
1131                                 return (NULL);
1132                         }
1133                 } else {
1134                         pg = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(*pdep));
1135                         pg->wire_count++;
1136                 }
1137                 /* Next level entry */
1138                 pde = (pd_entry_t *)*pdep;
1139                 pde[pdeindex] = (pd_entry_t)pageva;
1140         }
1141 #else
1142         pmap->pm_segtab[ptepindex] = (pd_entry_t)pageva;
1143 #endif
1144         pmap->pm_stats.resident_count++;
1145         return (m);
1146 }
1147
1148 static vm_page_t
1149 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int flags)
1150 {
1151         unsigned ptepindex;
1152         pd_entry_t *pde;
1153         vm_page_t m;
1154
1155         KASSERT((flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_NOWAIT ||
1156             (flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_WAITOK,
1157             ("pmap_allocpte: flags is neither M_NOWAIT nor M_WAITOK"));
1158
1159         /*
1160          * Calculate pagetable page index
1161          */
1162         ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
1163 retry:
1164         /*
1165          * Get the page directory entry
1166          */
1167         pde = pmap_pde(pmap, va);
1168
1169         /*
1170          * If the page table page is mapped, we just increment the hold
1171          * count, and activate it.
1172          */
1173         if (pde != NULL && *pde != NULL) {
1174                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(*pde));
1175                 m->wire_count++;
1176         } else {
1177                 /*
1178                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been
1179                  * deallocated.
1180                  */
1181                 m = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex, flags);
1182                 if (m == NULL && (flags & M_WAITOK))
1183                         goto retry;
1184         }
1185         return (m);
1186 }
1187
1188
1189 /***************************************************
1190 * Pmap allocation/deallocation routines.
1191  ***************************************************/
1192 /*
1193  *  Revision 1.397
1194  *  - Merged pmap_release and pmap_release_free_page.  When pmap_release is
1195  *    called only the page directory page(s) can be left in the pmap pte
1196  *    object, since all page table pages will have been freed by
1197  *    pmap_remove_pages and pmap_remove.  In addition, there can only be one
1198  *    reference to the pmap and the page directory is wired, so the page(s)
1199  *    can never be busy.  So all there is to do is clear the magic mappings
1200  *    from the page directory and free the page(s).
1201  */
1202
1203
1204 /*
1205  * Release any resources held by the given physical map.
1206  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1207  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1208  */
1209 void
1210 pmap_release(pmap_t pmap)
1211 {
1212         vm_offset_t ptdva;
1213         vm_page_t ptdpg;
1214
1215         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1216             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1217             pmap->pm_stats.resident_count));
1218
1219         ptdva = (vm_offset_t)pmap->pm_segtab;
1220         ptdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(ptdva));
1221
1222         ptdpg->wire_count--;
1223         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1224         vm_page_free_zero(ptdpg);
1225         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
1226 }
1227
1228 /*
1229  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1230  */
1231 void
1232 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1233 {
1234         vm_page_t nkpg;
1235         pd_entry_t *pde, *pdpe;
1236         pt_entry_t *pte;
1237         int i;
1238
1239         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1240         addr = roundup2(addr, NBSEG);
1241         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
1242                 addr = kernel_map->max_offset;
1243         while (kernel_vm_end < addr) {
1244                 pdpe = pmap_segmap(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1245 #ifdef __mips_n64
1246                 if (*pdpe == 0) {
1247                         /* new intermediate page table entry */
1248                         nkpg = pmap_alloc_direct_page(nkpt, VM_ALLOC_INTERRUPT);
1249                         if (nkpg == NULL)
1250                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1251                         *pdpe = (pd_entry_t)MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg));
1252                         continue; /* try again */
1253                 }
1254 #endif
1255                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, kernel_vm_end);
1256                 if (*pde != 0) {
1257                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1258                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1259                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1260                                 break;
1261                         }
1262                         continue;
1263                 }
1264
1265                 /*
1266                  * This index is bogus, but out of the way
1267                  */
1268                 nkpg = pmap_alloc_direct_page(nkpt, VM_ALLOC_INTERRUPT);
1269                 if (!nkpg)
1270                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1271                 nkpt++;
1272                 *pde = (pd_entry_t)MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg));
1273
1274                 /*
1275                  * The R[4-7]?00 stores only one copy of the Global bit in
1276                  * the translation lookaside buffer for each 2 page entry.
1277                  * Thus invalid entrys must have the Global bit set so when
1278                  * Entry LO and Entry HI G bits are anded together they will
1279                  * produce a global bit to store in the tlb.
1280                  */
1281                 pte = (pt_entry_t *)*pde;
1282                 for (i = 0; i < NPTEPG; i++)
1283                         pte[i] = PTE_G;
1284
1285                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1286                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1287                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1288                         break;
1289                 }
1290         }
1291 }
1292
1293 /***************************************************
1294  * page management routines.
1295  ***************************************************/
1296
1297 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
1298 #ifdef __mips_n64
1299 CTASSERT(_NPCM == 3);
1300 CTASSERT(_NPCPV == 168);
1301 #else
1302 CTASSERT(_NPCM == 11);
1303 CTASSERT(_NPCPV == 336);
1304 #endif
1305
1306 static __inline struct pv_chunk *
1307 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
1308 {
1309
1310         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
1311 }
1312
1313 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
1314
1315 #ifdef __mips_n64
1316 #define PC_FREE0_1      0xfffffffffffffffful
1317 #define PC_FREE2        0x000000fffffffffful
1318 #else
1319 #define PC_FREE0_9      0xfffffffful    /* Free values for index 0 through 9 */
1320 #define PC_FREE10       0x0000fffful    /* Free values for index 10 */
1321 #endif
1322
1323 static const u_long pc_freemask[_NPCM] = {
1324 #ifdef __mips_n64
1325         PC_FREE0_1, PC_FREE0_1, PC_FREE2
1326 #else
1327         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1328         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1329         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1330         PC_FREE0_9, PC_FREE10
1331 #endif
1332 };
1333
1334 static SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, pmap, CTLFLAG_RD, 0, "VM/pmap parameters");
1335
1336 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
1337     "Current number of pv entries");
1338
1339 #ifdef PV_STATS
1340 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
1341
1342 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
1343     "Current number of pv entry chunks");
1344 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
1345     "Current number of pv entry chunks allocated");
1346 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
1347     "Current number of pv entry chunks frees");
1348 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
1349     "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
1350
1351 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs;
1352 static int pv_entry_spare;
1353
1354 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
1355     "Current number of pv entry frees");
1356 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
1357     "Current number of pv entry allocs");
1358 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
1359     "Current number of spare pv entries");
1360 #endif
1361
1362 /*
1363  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
1364  * drastic measures to free some pages so we can allocate
1365  * another pv entry chunk.
1366  */
1367 static vm_page_t
1368 pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap)
1369 {
1370         struct pch newtail;
1371         struct pv_chunk *pc;
1372         pd_entry_t *pde;
1373         pmap_t pmap;
1374         pt_entry_t *pte, oldpte;
1375         pv_entry_t pv;
1376         vm_offset_t va;
1377         vm_page_t m, m_pc;
1378         u_long inuse;
1379         int bit, field, freed, idx;
1380
1381         PMAP_LOCK_ASSERT(locked_pmap, MA_OWNED);
1382         pmap = NULL;
1383         m_pc = NULL;
1384         TAILQ_INIT(&newtail);
1385         while ((pc = TAILQ_FIRST(&pv_chunks)) != NULL) {
1386                 TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1387                 if (pmap != pc->pc_pmap) {
1388                         if (pmap != NULL) {
1389                                 pmap_invalidate_all(pmap);
1390                                 if (pmap != locked_pmap)
1391                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1392                         }
1393                         pmap = pc->pc_pmap;
1394                         /* Avoid deadlock and lock recursion. */
1395                         if (pmap > locked_pmap)
1396                                 PMAP_LOCK(pmap);
1397                         else if (pmap != locked_pmap && !PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
1398                                 pmap = NULL;
1399                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
1400                                 continue;
1401                         }
1402                 }
1403
1404                 /*
1405                  * Destroy every non-wired, 4 KB page mapping in the chunk.
1406                  */
1407                 freed = 0;
1408                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
1409                         for (inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
1410                             inuse != 0; inuse &= ~(1UL << bit)) {
1411                                 bit = ffsl(inuse) - 1;
1412                                 idx = field * sizeof(inuse) * NBBY + bit;
1413                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
1414                                 va = pv->pv_va;
1415                                 pde = pmap_pde(pmap, va);
1416                                 KASSERT(pde != NULL && *pde != 0,
1417                                     ("pmap_pv_reclaim: pde"));
1418                                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, va);
1419                                 oldpte = *pte;
1420                                 KASSERT(!pte_test(&oldpte, PTE_W),
1421                                     ("wired pte for unwired page"));
1422                                 if (is_kernel_pmap(pmap))
1423                                         *pte = PTE_G;
1424                                 else
1425                                         *pte = 0;
1426                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
1427                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLBLO_PTE_TO_PA(oldpte));
1428                                 if (pte_test(&oldpte, PTE_D))
1429                                         vm_page_dirty(m);
1430                                 if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
1431                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1432                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1433                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list)) {
1434                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1435                                         m->md.pv_flags &= ~(PV_TABLE_REF |
1436                                             PV_TABLE_MOD);
1437                                 }
1438                                 pc->pc_map[field] |= 1UL << bit;
1439                                 pmap_unuse_pt(pmap, va, *pde);
1440                                 freed++;
1441                         }
1442                 }
1443                 if (freed == 0) {
1444                         TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
1445                         continue;
1446                 }
1447                 /* Every freed mapping is for a 4 KB page. */
1448                 pmap->pm_stats.resident_count -= freed;
1449                 PV_STAT(pv_entry_frees += freed);
1450                 PV_STAT(pv_entry_spare += freed);
1451                 pv_entry_count -= freed;
1452                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1453                 for (field = 0; field < _NPCM; field++)
1454                         if (pc->pc_map[field] != pc_freemask[field]) {
1455                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
1456                                     pc_list);
1457                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
1458
1459                                 /*
1460                                  * One freed pv entry in locked_pmap is
1461                                  * sufficient.
1462                                  */
1463                                 if (pmap == locked_pmap)
1464                                         goto out;
1465                                 break;
1466                         }
1467                 if (field == _NPCM) {
1468                         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
1469                         PV_STAT(pc_chunk_count--);
1470                         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
1471                         /* Entire chunk is free; return it. */
1472                         m_pc = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(
1473                             (vm_offset_t)pc));
1474                         break;
1475                 }
1476         }
1477 out:
1478         TAILQ_CONCAT(&pv_chunks, &newtail, pc_lru);
1479         if (pmap != NULL) {
1480                 pmap_invalidate_all(pmap);
1481                 if (pmap != locked_pmap)
1482                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1483         }
1484         return (m_pc);
1485 }
1486
1487 /*
1488  * free the pv_entry back to the free list
1489  */
1490 static void
1491 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
1492 {
1493         struct pv_chunk *pc;
1494         int bit, field, idx;
1495
1496         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1497         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1498         PV_STAT(pv_entry_frees++);
1499         PV_STAT(pv_entry_spare++);
1500         pv_entry_count--;
1501         pc = pv_to_chunk(pv);
1502         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
1503         field = idx / (sizeof(u_long) * NBBY);
1504         bit = idx % (sizeof(u_long) * NBBY);
1505         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
1506         for (idx = 0; idx < _NPCM; idx++)
1507                 if (pc->pc_map[idx] != pc_freemask[idx]) {
1508                         /*
1509                          * 98% of the time, pc is already at the head of the
1510                          * list.  If it isn't already, move it to the head.
1511                          */
1512                         if (__predict_false(TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk) !=
1513                             pc)) {
1514                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1515                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
1516                                     pc_list);
1517                         }
1518                         return;
1519                 }
1520         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1521         free_pv_chunk(pc);
1522 }
1523
1524 static void
1525 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
1526 {
1527         vm_page_t m;
1528
1529         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1530         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
1531         PV_STAT(pc_chunk_count--);
1532         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
1533         /* entire chunk is free, return it */
1534         m = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS((vm_offset_t)pc));
1535         vm_page_unwire(m, 0);
1536         vm_page_free(m);
1537 }
1538
1539 /*
1540  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1541  * when needed.
1542  */
1543 static pv_entry_t
1544 get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try)
1545 {
1546         struct pv_chunk *pc;
1547         pv_entry_t pv;
1548         vm_page_t m;
1549         int bit, field, idx;
1550
1551         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1552         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1553         PV_STAT(pv_entry_allocs++);
1554         pv_entry_count++;
1555 retry:
1556         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
1557         if (pc != NULL) {
1558                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
1559                         if (pc->pc_map[field]) {
1560                                 bit = ffsl(pc->pc_map[field]) - 1;
1561                                 break;
1562                         }
1563                 }
1564                 if (field < _NPCM) {
1565                         idx = field * sizeof(pc->pc_map[field]) * NBBY + bit;
1566                         pv = &pc->pc_pventry[idx];
1567                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
1568                         /* If this was the last item, move it to tail */
1569                         for (field = 0; field < _NPCM; field++)
1570                                 if (pc->pc_map[field] != 0) {
1571                                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
1572                                         return (pv);    /* not full, return */
1573                                 }
1574                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1575                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1576                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
1577                         return (pv);
1578                 }
1579         }
1580         /* No free items, allocate another chunk */
1581         m = vm_page_alloc_freelist(VM_FREELIST_DIRECT, VM_ALLOC_NORMAL |
1582             VM_ALLOC_WIRED);
1583         if (m == NULL) {
1584                 if (try) {
1585                         pv_entry_count--;
1586                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
1587                         return (NULL);
1588                 }
1589                 m = pmap_pv_reclaim(pmap);
1590                 if (m == NULL)
1591                         goto retry;
1592         }
1593         PV_STAT(pc_chunk_count++);
1594         PV_STAT(pc_chunk_allocs++);
1595         pc = (struct pv_chunk *)MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1596         pc->pc_pmap = pmap;
1597         pc->pc_map[0] = pc_freemask[0] & ~1ul;  /* preallocated bit 0 */
1598         for (field = 1; field < _NPCM; field++)
1599                 pc->pc_map[field] = pc_freemask[field];
1600         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1601         pv = &pc->pc_pventry[0];
1602         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1603         PV_STAT(pv_entry_spare += _NPCPV - 1);
1604         return (pv);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * If it is the first entry on the list, it is actually
1609  * in the header and we must copy the following entry up
1610  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1611  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1612  */
1613
1614 static pv_entry_t
1615 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1616 {
1617         pv_entry_t pv;
1618
1619         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1620         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
1621                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
1622                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
1623                         break;
1624                 }
1625         }
1626         return (pv);
1627 }
1628
1629 static void
1630 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1631 {
1632         pv_entry_t pv;
1633
1634         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
1635         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found, pa %lx va %lx",
1636              (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(member2struct(vm_page, md, pvh)),
1637              (u_long)va));
1638         free_pv_entry(pmap, pv);
1639 }
1640
1641 static void
1642 pmap_remove_entry(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
1643 {
1644
1645         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1646         pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
1647         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1648                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Conditionally create a pv entry.
1653  */
1654 static boolean_t
1655 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_page_t mpte, vm_offset_t va,
1656     vm_page_t m)
1657 {
1658         pv_entry_t pv;
1659
1660         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1661         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1662         if ((pv = get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
1663                 pv->pv_va = va;
1664                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1665                 return (TRUE);
1666         } else
1667                 return (FALSE);
1668 }
1669
1670 /*
1671  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process
1672  */
1673 static int
1674 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va, 
1675     pd_entry_t pde)
1676 {
1677         pt_entry_t oldpte;
1678         vm_page_t m;
1679         vm_paddr_t pa;
1680
1681         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1682         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1683
1684         oldpte = *ptq;
1685         if (is_kernel_pmap(pmap))
1686                 *ptq = PTE_G;
1687         else
1688                 *ptq = 0;
1689
1690         if (pte_test(&oldpte, PTE_W))
1691                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1692
1693         pmap->pm_stats.resident_count -= 1;
1694         pa = TLBLO_PTE_TO_PA(oldpte);
1695
1696         if (page_is_managed(pa)) {
1697                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1698                 if (pte_test(&oldpte, PTE_D)) {
1699                         KASSERT(!pte_test(&oldpte, PTE_RO),
1700                             ("%s: modified page not writable: va: %p, pte: %#jx",
1701                             __func__, (void *)va, (uintmax_t)oldpte));
1702                         vm_page_dirty(m);
1703                 }
1704                 if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
1705                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1706                 m->md.pv_flags &= ~(PV_TABLE_REF | PV_TABLE_MOD);
1707
1708                 pmap_remove_entry(pmap, m, va);
1709         }
1710         return (pmap_unuse_pt(pmap, va, pde));
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Remove a single page from a process address space
1715  */
1716 static void
1717 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va)
1718 {
1719         pd_entry_t *pde;
1720         pt_entry_t *ptq;
1721
1722         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1723         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1724         pde = pmap_pde(pmap, va);
1725         if (pde == NULL || *pde == 0)
1726                 return;
1727         ptq = pmap_pde_to_pte(pde, va);
1728
1729         /*
1730          * if there is no pte for this address, just skip it!!!
1731          */
1732         if (!pte_test(ptq, PTE_V)) {
1733                 return;
1734         }
1735
1736         /*
1737          * Write back all caches from the page being destroyed
1738          */
1739         mips_dcache_wbinv_range_index(va, PAGE_SIZE);
1740
1741         /*
1742          * get a local va for mappings for this pmap.
1743          */
1744         (void)pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, *pde);
1745         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1746
1747         return;
1748 }
1749
1750 /*
1751  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1752  *
1753  *      It is assumed that the start and end are properly
1754  *      rounded to the page size.
1755  */
1756 void
1757 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1758 {
1759         vm_offset_t va_next;
1760         pd_entry_t *pde, *pdpe;
1761         pt_entry_t *pte;
1762
1763         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1764                 return;
1765
1766         vm_page_lock_queues();
1767         PMAP_LOCK(pmap);
1768
1769         /*
1770          * special handling of removing one page.  a very common operation
1771          * and easy to short circuit some code.
1772          */
1773         if ((sva + PAGE_SIZE) == eva) {
1774                 pmap_remove_page(pmap, sva);
1775                 goto out;
1776         }
1777         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1778                 pdpe = pmap_segmap(pmap, sva);
1779 #ifdef __mips_n64
1780                 if (*pdpe == 0) {
1781                         va_next = (sva + NBSEG) & ~SEGMASK;
1782                         if (va_next < sva)
1783                                 va_next = eva;
1784                         continue;
1785                 }
1786 #endif
1787                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
1788                 if (va_next < sva)
1789                         va_next = eva;
1790
1791                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
1792                 if (*pde == 0)
1793                         continue;
1794                 if (va_next > eva)
1795                         va_next = eva;
1796                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; 
1797                     pte++, sva += PAGE_SIZE) {
1798                         pmap_remove_page(pmap, sva);
1799                 }
1800         }
1801 out:
1802         vm_page_unlock_queues();
1803         PMAP_UNLOCK(pmap);
1804 }
1805
1806 /*
1807  *      Routine:        pmap_remove_all
1808  *      Function:
1809  *              Removes this physical page from
1810  *              all physical maps in which it resides.
1811  *              Reflects back modify bits to the pager.
1812  *
1813  *      Notes:
1814  *              Original versions of this routine were very
1815  *              inefficient because they iteratively called
1816  *              pmap_remove (slow...)
1817  */
1818
1819 void
1820 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1821 {
1822         pv_entry_t pv;
1823         pmap_t pmap;
1824         pd_entry_t *pde;
1825         pt_entry_t *pte, tpte;
1826
1827         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1828             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
1829         vm_page_lock_queues();
1830
1831         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
1832                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1833
1834         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1835                 pmap = PV_PMAP(pv);
1836                 PMAP_LOCK(pmap);
1837
1838                 /*
1839                  * If it's last mapping writeback all caches from 
1840                  * the page being destroyed
1841                  */
1842                 if (TAILQ_NEXT(pv, pv_list) == NULL)
1843                         mips_dcache_wbinv_range_index(pv->pv_va, PAGE_SIZE);
1844
1845                 pmap->pm_stats.resident_count--;
1846
1847                 pde = pmap_pde(pmap, pv->pv_va);
1848                 KASSERT(pde != NULL && *pde != 0, ("pmap_remove_all: pde"));
1849                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, pv->pv_va);
1850
1851                 tpte = *pte;
1852                 if (is_kernel_pmap(pmap))
1853                         *pte = PTE_G;
1854                 else
1855                         *pte = 0;
1856
1857                 if (pte_test(&tpte, PTE_W))
1858                         pmap->pm_stats.wired_count--;
1859
1860                 /*
1861                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1862                  */
1863                 if (pte_test(&tpte, PTE_D)) {
1864                         KASSERT(!pte_test(&tpte, PTE_RO),
1865                             ("%s: modified page not writable: va: %p, pte: %#jx",
1866                             __func__, (void *)pv->pv_va, (uintmax_t)tpte));
1867                         vm_page_dirty(m);
1868                 }
1869                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
1870
1871                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1872                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, *pde);
1873                 free_pv_entry(pmap, pv);
1874                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1875         }
1876
1877         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1878         m->md.pv_flags &= ~(PV_TABLE_REF | PV_TABLE_MOD);
1879         vm_page_unlock_queues();
1880 }
1881
1882 /*
1883  *      Set the physical protection on the
1884  *      specified range of this map as requested.
1885  */
1886 void
1887 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1888 {
1889         pt_entry_t *pte;
1890         pd_entry_t *pde, *pdpe;
1891         vm_offset_t va_next;
1892
1893         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1894                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1895                 return;
1896         }
1897         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1898                 return;
1899
1900         vm_page_lock_queues();
1901         PMAP_LOCK(pmap);
1902         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1903                 pt_entry_t pbits;
1904                 vm_page_t m;
1905                 vm_paddr_t pa;
1906
1907                 pdpe = pmap_segmap(pmap, sva);
1908 #ifdef __mips_n64
1909                 if (*pdpe == 0) {
1910                         va_next = (sva + NBSEG) & ~SEGMASK;
1911                         if (va_next < sva)
1912                                 va_next = eva;
1913                         continue;
1914                 }
1915 #endif
1916                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
1917                 if (va_next < sva)
1918                         va_next = eva;
1919
1920                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
1921                 if (pde == NULL || *pde == NULL)
1922                         continue;
1923                 if (va_next > eva)
1924                         va_next = eva;
1925
1926                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; pte++,
1927                      sva += PAGE_SIZE) {
1928
1929                         /* Skip invalid PTEs */
1930                         if (!pte_test(pte, PTE_V))
1931                                 continue;
1932                         pbits = *pte;
1933                         pa = TLBLO_PTE_TO_PA(pbits);
1934                         if (page_is_managed(pa) && pte_test(&pbits, PTE_D)) {
1935                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1936                                 vm_page_dirty(m);
1937                                 m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_MOD;
1938                         }
1939                         pte_clear(&pbits, PTE_D);
1940                         pte_set(&pbits, PTE_RO);
1941                         
1942                         if (pbits != *pte) {
1943                                 *pte = pbits;
1944                                 pmap_update_page(pmap, sva, pbits);
1945                         }
1946                 }
1947         }
1948         vm_page_unlock_queues();
1949         PMAP_UNLOCK(pmap);
1950 }
1951
1952 /*
1953  *      Insert the given physical page (p) at
1954  *      the specified virtual address (v) in the
1955  *      target physical map with the protection requested.
1956  *
1957  *      If specified, the page will be wired down, meaning
1958  *      that the related pte can not be reclaimed.
1959  *
1960  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
1961  *      or lose information.  That is, this routine must actually
1962  *      insert this page into the given map NOW.
1963  */
1964 void
1965 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t access, vm_page_t m,
1966     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
1967 {
1968         vm_paddr_t pa, opa;
1969         pt_entry_t *pte;
1970         pt_entry_t origpte, newpte;
1971         pv_entry_t pv;
1972         vm_page_t mpte, om;
1973         pt_entry_t rw = 0;
1974
1975         va &= ~PAGE_MASK;
1976         KASSERT(va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS, ("pmap_enter: toobig"));
1977         KASSERT((m->oflags & (VPO_UNMANAGED | VPO_BUSY)) != 0,
1978             ("pmap_enter: page %p is not busy", m));
1979
1980         mpte = NULL;
1981
1982         vm_page_lock_queues();
1983         PMAP_LOCK(pmap);
1984
1985         /*
1986          * In the case that a page table page is not resident, we are
1987          * creating it here.
1988          */
1989         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
1990                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va, M_WAITOK);
1991         }
1992         pte = pmap_pte(pmap, va);
1993
1994         /*
1995          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
1996          */
1997         if (pte == NULL) {
1998                 panic("pmap_enter: invalid page directory, pdir=%p, va=%p",
1999                     (void *)pmap->pm_segtab, (void *)va);
2000         }
2001         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2002         om = NULL;
2003         origpte = *pte;
2004         opa = TLBLO_PTE_TO_PA(origpte);
2005
2006         /*
2007          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2008          */
2009         if (pte_test(&origpte, PTE_V) && opa == pa) {
2010                 /*
2011                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2012                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2013                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is
2014                  * wired, the PT page will be also.
2015                  */
2016                 if (wired && !pte_test(&origpte, PTE_W))
2017                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2018                 else if (!wired && pte_test(&origpte, PTE_W))
2019                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2020
2021                 KASSERT(!pte_test(&origpte, PTE_D | PTE_RO),
2022                     ("%s: modified page not writable: va: %p, pte: %#jx",
2023                     __func__, (void *)va, (uintmax_t)origpte));
2024
2025                 /*
2026                  * Remove extra pte reference
2027                  */
2028                 if (mpte)
2029                         mpte->wire_count--;
2030
2031                 if (page_is_managed(opa)) {
2032                         om = m;
2033                 }
2034                 goto validate;
2035         }
2036
2037         pv = NULL;
2038
2039         /*
2040          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2041          * handle validating new mapping.
2042          */
2043         if (opa) {
2044                 if (pte_test(&origpte, PTE_W))
2045                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2046
2047                 if (page_is_managed(opa)) {
2048                         om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2049                         pv = pmap_pvh_remove(&om->md, pmap, va);
2050                 }
2051                 if (mpte != NULL) {
2052                         mpte->wire_count--;
2053                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
2054                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
2055                             " va: %p", (void *)va));
2056                 }
2057         } else
2058                 pmap->pm_stats.resident_count++;
2059
2060         /*
2061          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2062          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2063          * called at interrupt time.
2064          */
2065         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2066                 KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva,
2067                     ("pmap_enter: managed mapping within the clean submap"));
2068                 if (pv == NULL)
2069                         pv = get_pv_entry(pmap, FALSE);
2070                 pv->pv_va = va;
2071                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2072         } else if (pv != NULL)
2073                 free_pv_entry(pmap, pv);
2074
2075         /*
2076          * Increment counters
2077          */
2078         if (wired)
2079                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2080
2081 validate:
2082         if ((access & VM_PROT_WRITE) != 0)
2083                 m->md.pv_flags |= PV_TABLE_MOD | PV_TABLE_REF;
2084         rw = init_pte_prot(va, m, prot);
2085
2086 #ifdef PMAP_DEBUG
2087         printf("pmap_enter:  va: %p -> pa: %p\n", (void *)va, (void *)pa);
2088 #endif
2089         /*
2090          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2091          */
2092         newpte = TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | rw | PTE_V;
2093
2094         if (is_cacheable_mem(pa))
2095                 newpte |= PTE_C_CACHE;
2096         else
2097                 newpte |= PTE_C_UNCACHED;
2098
2099         if (wired)
2100                 newpte |= PTE_W;
2101
2102         if (is_kernel_pmap(pmap))
2103                  newpte |= PTE_G;
2104
2105         /*
2106          * if the mapping or permission bits are different, we need to
2107          * update the pte.
2108          */
2109         if (origpte != newpte) {
2110                 if (pte_test(&origpte, PTE_V)) {
2111                         *pte = newpte;
2112                         if (page_is_managed(opa) && (opa != pa)) {
2113                                 if (om->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
2114                                         vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
2115                                 om->md.pv_flags &=
2116                                     ~(PV_TABLE_REF | PV_TABLE_MOD);
2117                         }
2118                         if (pte_test(&origpte, PTE_D)) {
2119                                 KASSERT(!pte_test(&origpte, PTE_RO),
2120                                     ("pmap_enter: modified page not writable:"
2121                                     " va: %p, pte: %#jx", (void *)va, (uintmax_t)origpte));
2122                                 if (page_is_managed(opa))
2123                                         vm_page_dirty(om);
2124                         }
2125                         if (page_is_managed(opa) &&
2126                             TAILQ_EMPTY(&om->md.pv_list))
2127                                 vm_page_aflag_clear(om, PGA_WRITEABLE);
2128                 } else {
2129                         *pte = newpte;
2130                 }
2131         }
2132         pmap_update_page(pmap, va, newpte);
2133
2134         /*
2135          * Sync I & D caches for executable pages.  Do this only if the
2136          * target pmap belongs to the current process.  Otherwise, an
2137          * unresolvable TLB miss may occur.
2138          */
2139         if (!is_kernel_pmap(pmap) && (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap) &&
2140             (prot & VM_PROT_EXECUTE)) {
2141                 mips_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
2142                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2143         }
2144         vm_page_unlock_queues();
2145         PMAP_UNLOCK(pmap);
2146 }
2147
2148 /*
2149  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2150  * 1. Current pmap & pmap exists.
2151  * 2. Not wired.
2152  * 3. Read access.
2153  * 4. No page table pages.
2154  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2155  */
2156
2157 void
2158 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2159 {
2160
2161         vm_page_lock_queues();
2162         PMAP_LOCK(pmap);
2163         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL);
2164         vm_page_unlock_queues();
2165         PMAP_UNLOCK(pmap);
2166 }
2167
2168 static vm_page_t
2169 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2170     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte)
2171 {
2172         pt_entry_t *pte;
2173         vm_paddr_t pa;
2174
2175         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2176             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
2177             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2178         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2179         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2180
2181         /*
2182          * In the case that a page table page is not resident, we are
2183          * creating it here.
2184          */
2185         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2186                 pd_entry_t *pde;
2187                 unsigned ptepindex;
2188
2189                 /*
2190                  * Calculate pagetable page index
2191                  */
2192                 ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
2193                 if (mpte && (mpte->pindex == ptepindex)) {
2194                         mpte->wire_count++;
2195                 } else {
2196                         /*
2197                          * Get the page directory entry
2198                          */
2199                         pde = pmap_pde(pmap, va);
2200
2201                         /*
2202                          * If the page table page is mapped, we just
2203                          * increment the hold count, and activate it.
2204                          */
2205                         if (pde && *pde != 0) {
2206                                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(
2207                                     MIPS_DIRECT_TO_PHYS(*pde));
2208                                 mpte->wire_count++;
2209                         } else {
2210                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex,
2211                                     M_NOWAIT);
2212                                 if (mpte == NULL)
2213                                         return (mpte);
2214                         }
2215                 }
2216         } else {
2217                 mpte = NULL;
2218         }
2219
2220         pte = pmap_pte(pmap, va);
2221         if (pte_test(pte, PTE_V)) {
2222                 if (mpte != NULL) {
2223                         mpte->wire_count--;
2224                         mpte = NULL;
2225                 }
2226                 return (mpte);
2227         }
2228
2229         /*
2230          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2231          */
2232         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
2233             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, mpte, va, m)) {
2234                 if (mpte != NULL) {
2235                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, mpte);
2236                         mpte = NULL;
2237                 }
2238                 return (mpte);
2239         }
2240
2241         /*
2242          * Increment counters
2243          */
2244         pmap->pm_stats.resident_count++;
2245
2246         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2247
2248         /*
2249          * Now validate mapping with RO protection
2250          */
2251         *pte = TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | PTE_V;
2252
2253         if (is_cacheable_mem(pa))
2254                 *pte |= PTE_C_CACHE;
2255         else
2256                 *pte |= PTE_C_UNCACHED;
2257
2258         if (is_kernel_pmap(pmap))
2259                 *pte |= PTE_G;
2260         else {
2261                 *pte |= PTE_RO;
2262                 /*
2263                  * Sync I & D caches.  Do this only if the target pmap
2264                  * belongs to the current process.  Otherwise, an
2265                  * unresolvable TLB miss may occur. */
2266                 if (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap) {
2267                         va &= ~PAGE_MASK;
2268                         mips_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
2269                         mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2270                 }
2271         }
2272         return (mpte);
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2277  * to be used for panic dumps.
2278  *
2279  * Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
2280  */
2281 void *
2282 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
2283 {
2284         vm_offset_t va;
2285
2286         if (i != 0)
2287                 printf("%s: ERROR!!! More than one page of virtual address mapping not supported\n",
2288                     __func__);
2289
2290         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa)) {
2291                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(pa);
2292         } else {
2293 #ifndef __mips_n64    /* XXX : to be converted to new style */
2294                 int cpu;
2295                 register_t intr;
2296                 struct local_sysmaps *sysm;
2297                 pt_entry_t *pte, npte;
2298
2299                 /* If this is used other than for dumps, we may need to leave
2300                  * interrupts disasbled on return. If crash dumps don't work when
2301                  * we get to this point, we might want to consider this (leaving things
2302                  * disabled as a starting point ;-)
2303                  */
2304                 intr = intr_disable();
2305                 cpu = PCPU_GET(cpuid);
2306                 sysm = &sysmap_lmem[cpu];
2307                 /* Since this is for the debugger, no locks or any other fun */
2308                 npte = TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | PTE_D | PTE_V | PTE_G | PTE_W | PTE_C_CACHE;
2309                 pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base);
2310                 *pte = npte;
2311                 sysm->valid1 = 1;
2312                 pmap_update_page(kernel_pmap, sysm->base, npte);
2313                 va = sysm->base;
2314                 intr_restore(intr);
2315 #endif
2316         }
2317         return ((void *)va);
2318 }
2319
2320 void
2321 pmap_kenter_temporary_free(vm_paddr_t pa)
2322 {
2323 #ifndef __mips_n64    /* XXX : to be converted to new style */
2324         int cpu;
2325         register_t intr;
2326         struct local_sysmaps *sysm;
2327 #endif
2328
2329         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa)) {
2330                 /* nothing to do for this case */
2331                 return;
2332         }
2333 #ifndef __mips_n64    /* XXX : to be converted to new style */
2334         cpu = PCPU_GET(cpuid);
2335         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
2336         if (sysm->valid1) {
2337                 pt_entry_t *pte;
2338
2339                 intr = intr_disable();
2340                 pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base);
2341                 *pte = PTE_G;
2342                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, sysm->base);
2343                 intr_restore(intr);
2344                 sysm->valid1 = 0;
2345         }
2346 #endif
2347 }
2348
2349 /*
2350  * Moved the code to Machine Independent
2351  *       vm_map_pmap_enter()
2352  */
2353
2354 /*
2355  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2356  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2357  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2358  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2359  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2360  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2361  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2362  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2363  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2364  * corresponding offset from m_start are mapped.
2365  */
2366 void
2367 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2368     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2369 {
2370         vm_page_t m, mpte;
2371         vm_pindex_t diff, psize;
2372
2373         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m_start->object, MA_OWNED);
2374         psize = atop(end - start);
2375         mpte = NULL;
2376         m = m_start;
2377         vm_page_lock_queues();
2378         PMAP_LOCK(pmap);
2379         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2380                 mpte = pmap_enter_quick_locked(pmap, start + ptoa(diff), m,
2381                     prot, mpte);
2382                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2383         }
2384         vm_page_unlock_queues();
2385         PMAP_UNLOCK(pmap);
2386 }
2387
2388 /*
2389  * pmap_object_init_pt preloads the ptes for a given object
2390  * into the specified pmap.  This eliminates the blast of soft
2391  * faults on process startup and immediately after an mmap.
2392  */
2393 void
2394 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr,
2395     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2396 {
2397         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2398         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2399             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
2400 }
2401
2402 /*
2403  *      Routine:        pmap_change_wiring
2404  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
2405  *                      pair.
2406  *      In/out conditions:
2407  *                      The mapping must already exist in the pmap.
2408  */
2409 void
2410 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2411 {
2412         pt_entry_t *pte;
2413
2414         PMAP_LOCK(pmap);
2415         pte = pmap_pte(pmap, va);
2416
2417         if (wired && !pte_test(pte, PTE_W))
2418                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2419         else if (!wired && pte_test(pte, PTE_W))
2420                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2421
2422         /*
2423          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2424          * invalidate TLB.
2425          */
2426         if (wired)
2427                 pte_set(pte, PTE_W);
2428         else
2429                 pte_clear(pte, PTE_W);
2430         PMAP_UNLOCK(pmap);
2431 }
2432
2433 /*
2434  *      Copy the range specified by src_addr/len
2435  *      from the source map to the range dst_addr/len
2436  *      in the destination map.
2437  *
2438  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2439  */
2440
2441 void
2442 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr,
2443     vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2444 {
2445 }
2446
2447 /*
2448  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
2449  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2450  *
2451  *      Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
2452  */
2453 void
2454 pmap_zero_page(vm_page_t m)
2455 {
2456         vm_offset_t va;
2457         vm_paddr_t phys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2458
2459         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys)) {
2460                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys);
2461                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2462                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2463         } else {
2464                 va = pmap_lmem_map1(phys);
2465                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2466                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2467                 pmap_lmem_unmap();
2468         }
2469 }
2470
2471 /*
2472  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping
2473  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2474  *
2475  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2476  */
2477 void
2478 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
2479 {
2480         vm_offset_t va;
2481         vm_paddr_t phys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2482
2483         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys)) {
2484                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys);
2485                 bzero((char *)(caddr_t)va + off, size);
2486                 mips_dcache_wbinv_range(va + off, size);
2487         } else {
2488                 va = pmap_lmem_map1(phys);
2489                 bzero((char *)va + off, size);
2490                 mips_dcache_wbinv_range(va + off, size);
2491                 pmap_lmem_unmap();
2492         }
2493 }
2494
2495 void
2496 pmap_zero_page_idle(vm_page_t m)
2497 {
2498         vm_offset_t va;
2499         vm_paddr_t phys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2500
2501         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys)) {
2502                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys);
2503                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2504                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2505         } else {
2506                 va = pmap_lmem_map1(phys);
2507                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2508                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2509                 pmap_lmem_unmap();
2510         }
2511 }
2512
2513 /*
2514  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
2515  *      page by mapping the page into virtual memory and using
2516  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
2517  *      time.
2518  *
2519  *      Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
2520  */
2521 void
2522 pmap_copy_page(vm_page_t src, vm_page_t dst)
2523 {
2524         vm_offset_t va_src, va_dst;
2525         vm_paddr_t phys_src = VM_PAGE_TO_PHYS(src);
2526         vm_paddr_t phys_dst = VM_PAGE_TO_PHYS(dst);
2527
2528         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys_src) && MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys_dst)) {
2529                 /* easy case, all can be accessed via KSEG0 */
2530                 /*
2531                  * Flush all caches for VA that are mapped to this page
2532                  * to make sure that data in SDRAM is up to date
2533                  */
2534                 pmap_flush_pvcache(src);
2535                 mips_dcache_wbinv_range_index(
2536                     MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys_dst), PAGE_SIZE);
2537                 va_src = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys_src);
2538                 va_dst = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys_dst);
2539                 bcopy((caddr_t)va_src, (caddr_t)va_dst, PAGE_SIZE);
2540                 mips_dcache_wbinv_range(va_dst, PAGE_SIZE);
2541         } else {
2542                 va_src = pmap_lmem_map2(phys_src, phys_dst);
2543                 va_dst = va_src + PAGE_SIZE;
2544                 bcopy((void *)va_src, (void *)va_dst, PAGE_SIZE);
2545                 mips_dcache_wbinv_range(va_dst, PAGE_SIZE);
2546                 pmap_lmem_unmap();
2547         }
2548 }
2549
2550 /*
2551  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2552  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2553  * be changed upwards or downwards in the future; it
2554  * is only necessary that true be returned for a small
2555  * subset of pmaps for proper page aging.
2556  */
2557 boolean_t
2558 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2559 {
2560         pv_entry_t pv;
2561         int loops = 0;
2562         boolean_t rv;
2563
2564         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2565             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2566         rv = FALSE;
2567         vm_page_lock_queues();
2568         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2569                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
2570                         rv = TRUE;
2571                         break;
2572                 }
2573                 loops++;
2574                 if (loops >= 16)
2575                         break;
2576         }
2577         vm_page_unlock_queues();
2578         return (rv);
2579 }
2580
2581 /*
2582  * Remove all pages from specified address space
2583  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2584  * is special cased for current process only, but
2585  * can have the more generic (and slightly slower)
2586  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2587  * in the case of running down an entire address space.
2588  */
2589 void
2590 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
2591 {
2592         pd_entry_t *pde;
2593         pt_entry_t *pte, tpte;
2594         pv_entry_t pv;
2595         vm_page_t m;
2596         struct pv_chunk *pc, *npc;
2597         u_long inuse, bitmask;
2598         int allfree, bit, field, idx;
2599
2600         if (pmap != vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace)) {
2601                 printf("warning: pmap_remove_pages called with non-current pmap\n");
2602                 return;
2603         }
2604         vm_page_lock_queues();
2605         PMAP_LOCK(pmap);
2606         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
2607                 allfree = 1;
2608                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2609                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2610                         while (inuse != 0) {
2611                                 bit = ffsl(inuse) - 1;
2612                                 bitmask = 1UL << bit;
2613                                 idx = field * sizeof(inuse) * NBBY + bit;
2614                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
2615                                 inuse &= ~bitmask;
2616
2617                                 pde = pmap_pde(pmap, pv->pv_va);
2618                                 KASSERT(pde != NULL && *pde != 0,
2619                                     ("pmap_remove_pages: pde"));
2620                                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, pv->pv_va);
2621                                 if (!pte_test(pte, PTE_V))
2622                                         panic("pmap_remove_pages: bad pte");
2623                                 tpte = *pte;
2624
2625 /*
2626  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
2627  */
2628                                 if (pte_test(&tpte, PTE_W)) {
2629                                         allfree = 0;
2630                                         continue;
2631                                 }
2632                                 *pte = is_kernel_pmap(pmap) ? PTE_G : 0;
2633
2634                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLBLO_PTE_TO_PA(tpte));
2635                                 KASSERT(m != NULL,
2636                                     ("pmap_remove_pages: bad tpte %#jx",
2637                                     (uintmax_t)tpte));
2638
2639                                 /*
2640                                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2641                                  */
2642                                 if (pte_test(&tpte, PTE_D))
2643                                         vm_page_dirty(m);
2644
2645                                 /* Mark free */
2646                                 PV_STAT(pv_entry_frees++);
2647                                 PV_STAT(pv_entry_spare++);
2648                                 pv_entry_count--;
2649                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
2650                                 pmap->pm_stats.resident_count--;
2651                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2652                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2653                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2654                                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, *pde);
2655                         }
2656                 }
2657                 if (allfree) {
2658                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2659                         free_pv_chunk(pc);
2660                 }
2661         }
2662         pmap_invalidate_all(pmap);
2663         PMAP_UNLOCK(pmap);
2664         vm_page_unlock_queues();
2665 }
2666
2667 /*
2668  * pmap_testbit tests bits in pte's
2669  * note that the testbit/changebit routines are inline,
2670  * and a lot of things compile-time evaluate.
2671  */
2672 static boolean_t
2673 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2674 {
2675         pv_entry_t pv;
2676         pmap_t pmap;
2677         pt_entry_t *pte;
2678         boolean_t rv = FALSE;
2679
2680         if (m->oflags & VPO_UNMANAGED)
2681                 return (rv);
2682
2683         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2684         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2685                 pmap = PV_PMAP(pv);
2686                 PMAP_LOCK(pmap);
2687                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
2688                 rv = pte_test(pte, bit);
2689                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2690                 if (rv)
2691                         break;
2692         }
2693         return (rv);
2694 }
2695
2696 /*
2697  * this routine is used to clear dirty bits in ptes
2698  */
2699 static __inline void
2700 pmap_changebit(vm_page_t m, int bit, boolean_t setem)
2701 {
2702         pv_entry_t pv;
2703         pmap_t pmap;
2704         pt_entry_t *pte;
2705
2706         if (m->oflags & VPO_UNMANAGED)
2707                 return;
2708
2709         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2710         /*
2711          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
2712          * setting RO do we need to clear the VAC?
2713          */
2714         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2715                 pmap = PV_PMAP(pv);
2716                 PMAP_LOCK(pmap);
2717                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
2718                 if (setem) {
2719                         *pte |= bit;
2720                         pmap_update_page(pmap, pv->pv_va, *pte);
2721                 } else {
2722                         pt_entry_t pbits = *pte;
2723
2724                         if (pbits & bit) {
2725                                 if (bit == PTE_D) {
2726                                         if (pbits & PTE_D)
2727                                                 vm_page_dirty(m);
2728                                         *pte = (pbits & ~PTE_D) | PTE_RO;
2729                                 } else {
2730                                         *pte = pbits & ~bit;
2731                                 }
2732                                 pmap_update_page(pmap, pv->pv_va, *pte);
2733                         }
2734                 }
2735                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2736         }
2737         if (!setem && bit == PTE_D)
2738                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2739 }
2740
2741 /*
2742  *      pmap_page_wired_mappings:
2743  *
2744  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
2745  *      that are wired.
2746  */
2747 int
2748 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
2749 {
2750         pv_entry_t pv;
2751         pmap_t pmap;
2752         pt_entry_t *pte;
2753         int count;
2754
2755         count = 0;
2756         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2757                 return (count);
2758         vm_page_lock_queues();
2759         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2760                 pmap = PV_PMAP(pv);
2761                 PMAP_LOCK(pmap);
2762                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
2763                 if (pte_test(pte, PTE_W))
2764                         count++;
2765                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2766         }
2767         vm_page_unlock_queues();
2768         return (count);
2769 }
2770
2771 /*
2772  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
2773  */
2774 void
2775 pmap_remove_write(vm_page_t m)
2776 {
2777         pmap_t pmap;
2778         pt_entry_t pbits, *pte;
2779         pv_entry_t pv;
2780
2781         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2782             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
2783
2784         /*
2785          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be set by
2786          * another thread while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2787          * is clear, no page table entries need updating.
2788          */
2789         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2790         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
2791             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2792                 return;
2793         vm_page_lock_queues();
2794         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2795                 pmap = PV_PMAP(pv);
2796                 PMAP_LOCK(pmap);
2797                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
2798                 KASSERT(pte != NULL && pte_test(pte, PTE_V),
2799                     ("page on pv_list has no pte"));
2800                 pbits = *pte;
2801                 if (pte_test(&pbits, PTE_D)) {
2802                         pte_clear(&pbits, PTE_D);
2803                         vm_page_dirty(m);
2804                         m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_MOD;
2805                 }
2806                 pte_set(&pbits, PTE_RO);
2807                 if (pbits != *pte) {
2808                         *pte = pbits;
2809                         pmap_update_page(pmap, pv->pv_va, pbits);
2810                 }
2811                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2812         }
2813         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2814         vm_page_unlock_queues();
2815 }
2816
2817 /*
2818  *      pmap_ts_referenced:
2819  *
2820  *      Return the count of reference bits for a page, clearing all of them.
2821  */
2822 int
2823 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
2824 {
2825
2826         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2827             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
2828         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF) {
2829                 vm_page_lock_queues();
2830                 m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_REF;
2831                 vm_page_unlock_queues();
2832                 return (1);
2833         }
2834         return (0);
2835 }
2836
2837 /*
2838  *      pmap_is_modified:
2839  *
2840  *      Return whether or not the specified physical page was modified
2841  *      in any physical maps.
2842  */
2843 boolean_t
2844 pmap_is_modified(vm_page_t m)
2845 {
2846         boolean_t rv;
2847
2848         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2849             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
2850
2851         /*
2852          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be
2853          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2854          * is clear, no PTEs can have PTE_D set.
2855          */
2856         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2857         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
2858             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2859                 return (FALSE);
2860         vm_page_lock_queues();
2861         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_MOD)
2862                 rv = TRUE;
2863         else
2864                 rv = pmap_testbit(m, PTE_D);
2865         vm_page_unlock_queues();
2866         return (rv);
2867 }
2868
2869 /* N/C */
2870
2871 /*
2872  *      pmap_is_prefaultable:
2873  *
2874  *      Return whether or not the specified virtual address is elgible
2875  *      for prefault.
2876  */
2877 boolean_t
2878 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2879 {
2880         pd_entry_t *pde;
2881         pt_entry_t *pte;
2882         boolean_t rv;
2883
2884         rv = FALSE;
2885         PMAP_LOCK(pmap);
2886         pde = pmap_pde(pmap, addr);
2887         if (pde != NULL && *pde != 0) {
2888                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, addr);
2889                 rv = (*pte == 0);
2890         }
2891         PMAP_UNLOCK(pmap);
2892         return (rv);
2893 }
2894
2895 /*
2896  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
2897  */
2898 void
2899 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
2900 {
2901
2902         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2903             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
2904         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2905         KASSERT((m->oflags & VPO_BUSY) == 0,
2906             ("pmap_clear_modify: page %p is busy", m));
2907
2908         /*
2909          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PTE_D set.
2910          * If the object containing the page is locked and the page is not
2911          * VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
2912          */
2913         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2914                 return;
2915         vm_page_lock_queues();
2916         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_MOD) {
2917                 pmap_changebit(m, PTE_D, FALSE);
2918                 m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_MOD;
2919         }
2920         vm_page_unlock_queues();
2921 }
2922
2923 /*
2924  *      pmap_is_referenced:
2925  *
2926  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
2927  *      in any physical maps.
2928  */
2929 boolean_t
2930 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
2931 {
2932
2933         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2934             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
2935         return ((m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF) != 0);
2936 }
2937
2938 /*
2939  *      pmap_clear_reference:
2940  *
2941  *      Clear the reference bit on the specified physical page.
2942  */
2943 void
2944 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
2945 {
2946
2947         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2948             ("pmap_clear_reference: page %p is not managed", m));
2949         vm_page_lock_queues();
2950         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF) {
2951                 m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_REF;
2952         }
2953         vm_page_unlock_queues();
2954 }
2955
2956 /*
2957  * Miscellaneous support routines follow
2958  */
2959
2960 /*
2961  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
2962  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
2963  * routine is intended to be used for mapping device memory,
2964  * NOT real memory.
2965  */
2966
2967 /*
2968  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
2969  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
2970  * routine is intended to be used for mapping device memory,
2971  * NOT real memory.
2972  *
2973  * Use XKPHYS uncached for 64 bit, and KSEG1 where possible for 32 bit.
2974  */
2975 void *
2976 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2977 {
2978         vm_offset_t va, tmpva, offset;
2979
2980         /* 
2981          * KSEG1 maps only first 512M of phys address space. For 
2982          * pa > 0x20000000 we should make proper mapping * using pmap_kenter.
2983          */
2984         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa + size - 1))
2985                 return ((void *)MIPS_PHYS_TO_DIRECT_UNCACHED(pa));
2986         else {
2987                 offset = pa & PAGE_MASK;
2988                 size = roundup(size + offset, PAGE_SIZE);
2989         
2990                 va = kmem_alloc_nofault(kernel_map, size);
2991                 if (!va)
2992                         panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
2993                 pa = trunc_page(pa);
2994                 for (tmpva = va; size > 0;) {
2995                         pmap_kenter_attr(tmpva, pa, PTE_C_UNCACHED);
2996                         size -= PAGE_SIZE;
2997                         tmpva += PAGE_SIZE;
2998                         pa += PAGE_SIZE;
2999                 }
3000         }
3001
3002         return ((void *)(va + offset));
3003 }
3004
3005 void
3006 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3007 {
3008 #ifndef __mips_n64
3009         vm_offset_t base, offset, tmpva;
3010
3011         /* If the address is within KSEG1 then there is nothing to do */
3012         if (va >= MIPS_KSEG1_START && va <= MIPS_KSEG1_END)
3013                 return;
3014
3015         base = trunc_page(va);
3016         offset = va & PAGE_MASK;
3017         size = roundup(size + offset, PAGE_SIZE);
3018         for (tmpva = base; tmpva < base + size; tmpva += PAGE_SIZE)
3019                 pmap_kremove(tmpva);
3020         kmem_free(kernel_map, base, size);
3021 #endif
3022 }
3023
3024 /*
3025  * perform the pmap work for mincore
3026  */
3027 int
3028 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
3029 {
3030         pt_entry_t *ptep, pte;
3031         vm_paddr_t pa;
3032         vm_page_t m;
3033         int val;
3034         boolean_t managed;
3035
3036         PMAP_LOCK(pmap);
3037 retry:
3038         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3039         pte = (ptep != NULL) ? *ptep : 0;
3040         if (!pte_test(&pte, PTE_V)) {
3041                 val = 0;
3042                 goto out;
3043         }
3044         val = MINCORE_INCORE;
3045         if (pte_test(&pte, PTE_D))
3046                 val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3047         pa = TLBLO_PTE_TO_PA(pte);
3048         managed = page_is_managed(pa);
3049         if (managed) {
3050                 /*
3051                  * This may falsely report the given address as
3052                  * MINCORE_REFERENCED.  Unfortunately, due to the lack of
3053                  * per-PTE reference information, it is impossible to
3054                  * determine if the address is MINCORE_REFERENCED.  
3055                  */
3056                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3057                 if ((m->aflags & PGA_REFERENCED) != 0)
3058                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3059         }
3060         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
3061             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) && managed) {
3062                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
3063                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
3064                         goto retry;
3065         } else
3066 out:
3067                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
3068         PMAP_UNLOCK(pmap);
3069         return (val);
3070 }
3071
3072 void
3073 pmap_activate(struct thread *td)
3074 {
3075         pmap_t pmap, oldpmap;
3076         struct proc *p = td->td_proc;
3077         u_int cpuid;
3078
3079         critical_enter();
3080
3081         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
3082         oldpmap = PCPU_GET(curpmap);
3083         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
3084
3085         if (oldpmap)
3086                 CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &oldpmap->pm_active);
3087         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
3088         pmap_asid_alloc(pmap);
3089         if (td == curthread) {
3090                 PCPU_SET(segbase, pmap->pm_segtab);
3091                 mips_wr_entryhi(pmap->pm_asid[cpuid].asid);
3092         }
3093
3094         PCPU_SET(curpmap, pmap);
3095         critical_exit();
3096 }
3097
3098 void
3099 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
3100 {
3101 }
3102
3103 /*
3104  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
3105  *      different alignment might result in more superpage mappings.
3106  */
3107 void
3108 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
3109     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
3110 {
3111         vm_offset_t superpage_offset;
3112
3113         if (size < NBSEG)
3114                 return;
3115         if (object != NULL && (object->flags & OBJ_COLORED) != 0)
3116                 offset += ptoa(object->pg_color);
3117         superpage_offset = offset & SEGMASK;
3118         if (size - ((NBSEG - superpage_offset) & SEGMASK) < NBSEG ||
3119             (*addr & SEGMASK) == superpage_offset)
3120                 return;
3121         if ((*addr & SEGMASK) < superpage_offset)
3122                 *addr = (*addr & ~SEGMASK) + superpage_offset;
3123         else
3124                 *addr = ((*addr + SEGMASK) & ~SEGMASK) + superpage_offset;
3125 }
3126
3127 /*
3128  *      Increase the starting virtual address of the given mapping so
3129  *      that it is aligned to not be the second page in a TLB entry.
3130  *      This routine assumes that the length is appropriately-sized so
3131  *      that the allocation does not share a TLB entry at all if required.
3132  */
3133 void
3134 pmap_align_tlb(vm_offset_t *addr)
3135 {
3136         if ((*addr & PAGE_SIZE) == 0)
3137                 return;
3138         *addr += PAGE_SIZE;
3139         return;
3140 }
3141
3142 #ifdef DDB
3143 DB_SHOW_COMMAND(ptable, ddb_pid_dump)
3144 {
3145         pmap_t pmap;
3146         struct thread *td = NULL;
3147         struct proc *p;
3148         int i, j, k;
3149         vm_paddr_t pa;
3150         vm_offset_t va;
3151
3152         if (have_addr) {
3153                 td = db_lookup_thread(addr, TRUE);
3154                 if (td == NULL) {
3155                         db_printf("Invalid pid or tid");
3156                         return;
3157                 }
3158                 p = td->td_proc;
3159                 if (p->p_vmspace == NULL) {
3160                         db_printf("No vmspace for process");
3161                         return;
3162                 }
3163                         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
3164         } else
3165                 pmap = kernel_pmap;
3166
3167         db_printf("pmap:%p segtab:%p asid:%x generation:%x\n",
3168             pmap, pmap->pm_segtab, pmap->pm_asid[0].asid,
3169             pmap->pm_asid[0].gen);
3170         for (i = 0; i < NPDEPG; i++) {
3171                 pd_entry_t *pdpe;
3172                 pt_entry_t *pde;
3173                 pt_entry_t pte;
3174
3175                 pdpe = (pd_entry_t *)pmap->pm_segtab[i];
3176                 if (pdpe == NULL)
3177                         continue;
3178                 db_printf("[%4d] %p\n", i, pdpe);
3179 #ifdef __mips_n64
3180                 for (j = 0; j < NPDEPG; j++) {
3181                         pde = (pt_entry_t *)pdpe[j];
3182                         if (pde == NULL)
3183                                 continue;
3184                         db_printf("\t[%4d] %p\n", j, pde);
3185 #else
3186                 {
3187                         j = 0;
3188                         pde =  (pt_entry_t *)pdpe;
3189 #endif
3190                         for (k = 0; k < NPTEPG; k++) {
3191                                 pte = pde[k];
3192                                 if (pte == 0 || !pte_test(&pte, PTE_V))
3193                                         continue;
3194                                 pa = TLBLO_PTE_TO_PA(pte);
3195                                 va = ((u_long)i << SEGSHIFT) | (j << PDRSHIFT) | (k << PAGE_SHIFT);
3196                                 db_printf("\t\t[%04d] va: %p pte: %8jx pa:%jx\n",
3197                                        k, (void *)va, (uintmax_t)pte, (uintmax_t)pa);
3198                         }
3199                 }
3200         }
3201 }
3202 #endif
3203
3204 #if defined(DEBUG)
3205
3206 static void pads(pmap_t pm);
3207 void pmap_pvdump(vm_offset_t pa);
3208
3209 /* print address space of pmap*/
3210 static void
3211 pads(pmap_t pm)
3212 {
3213         unsigned va, i, j;
3214         pt_entry_t *ptep;
3215
3216         if (pm == kernel_pmap)
3217                 return;
3218         for (i = 0; i < NPTEPG; i++)
3219                 if (pm->pm_segtab[i])
3220                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
3221                                 va = (i << SEGSHIFT) + (j << PAGE_SHIFT);
3222                                 if (pm == kernel_pmap && va < KERNBASE)
3223                                         continue;
3224                                 if (pm != kernel_pmap &&
3225                                     va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
3226                                         continue;
3227                                 ptep = pmap_pte(pm, va);
3228                                 if (pte_test(ptep, PTE_V))
3229                                         printf("%x:%x ", va, *(int *)ptep);
3230                         }
3231
3232 }
3233
3234 void
3235 pmap_pvdump(vm_offset_t pa)
3236 {
3237         register pv_entry_t pv;
3238         vm_page_t m;
3239
3240         printf("pa %x", pa);
3241         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3242         for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list); pv;
3243             pv = TAILQ_NEXT(pv, pv_list)) {
3244                 printf(" -> pmap %p, va %x", (void *)pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3245                 pads(pv->pv_pmap);
3246         }
3247         printf(" ");
3248 }
3249
3250 /* N/C */
3251 #endif
3252
3253
3254 /*
3255  * Allocate TLB address space tag (called ASID or TLBPID) and return it.
3256  * It takes almost as much or more time to search the TLB for a
3257  * specific ASID and flush those entries as it does to flush the entire TLB.
3258  * Therefore, when we allocate a new ASID, we just take the next number. When
3259  * we run out of numbers, we flush the TLB, increment the generation count
3260  * and start over. ASID zero is reserved for kernel use.
3261  */
3262 static void
3263 pmap_asid_alloc(pmap)
3264         pmap_t pmap;
3265 {
3266         if (pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].asid != PMAP_ASID_RESERVED &&
3267             pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].gen == PCPU_GET(asid_generation));
3268         else {
3269                 if (PCPU_GET(next_asid) == pmap_max_asid) {
3270                         tlb_invalidate_all_user(NULL);
3271                         PCPU_SET(asid_generation,
3272                             (PCPU_GET(asid_generation) + 1) & ASIDGEN_MASK);
3273                         if (PCPU_GET(asid_generation) == 0) {
3274                                 PCPU_SET(asid_generation, 1);
3275                         }
3276                         PCPU_SET(next_asid, 1); /* 0 means invalid */
3277                 }
3278                 pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].asid = PCPU_GET(next_asid);
3279                 pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].gen = PCPU_GET(asid_generation);
3280                 PCPU_SET(next_asid, PCPU_GET(next_asid) + 1);
3281         }
3282 }
3283
3284 int
3285 page_is_managed(vm_paddr_t pa)
3286 {
3287         vm_offset_t pgnum = atop(pa);
3288
3289         if (pgnum >= first_page) {
3290                 vm_page_t m;
3291
3292                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3293                 if (m == NULL)
3294                         return (0);
3295                 if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
3296                         return (1);
3297         }
3298         return (0);
3299 }
3300
3301 static pt_entry_t
3302 init_pte_prot(vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3303 {
3304         pt_entry_t rw;
3305
3306         if (!(prot & VM_PROT_WRITE))
3307                 rw =  PTE_V | PTE_RO;
3308         else if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3309                 if ((m->md.pv_flags & PV_TABLE_MOD) != 0)
3310                         rw =  PTE_V | PTE_D;
3311                 else
3312                         rw = PTE_V;
3313                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
3314         } else
3315                 /* Needn't emulate a modified bit for unmanaged pages. */
3316                 rw =  PTE_V | PTE_D;
3317         return (rw);
3318 }
3319
3320 /*
3321  * pmap_emulate_modified : do dirty bit emulation
3322  *
3323  * On SMP, update just the local TLB, other CPUs will update their
3324  * TLBs from PTE lazily, if they get the exception.
3325  * Returns 0 in case of sucess, 1 if the page is read only and we
3326  * need to fault.
3327  */
3328 int
3329 pmap_emulate_modified(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3330 {
3331         vm_page_t m;
3332         pt_entry_t *pte;
3333         vm_paddr_t pa;
3334
3335         PMAP_LOCK(pmap);
3336         pte = pmap_pte(pmap, va);
3337         if (pte == NULL)
3338                 panic("pmap_emulate_modified: can't find PTE");
3339 #ifdef SMP
3340         /* It is possible that some other CPU changed m-bit */
3341         if (!pte_test(pte, PTE_V) || pte_test(pte, PTE_D)) {
3342                 tlb_update(pmap, va, *pte);
3343                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3344                 return (0);
3345         }
3346 #else
3347         if (!pte_test(pte, PTE_V) || pte_test(pte, PTE_D))
3348                 panic("pmap_emulate_modified: invalid pte");
3349 #endif
3350         if (pte_test(pte, PTE_RO)) {
3351                 /* write to read only page in the kernel */
3352                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3353                 return (1);
3354         }
3355         pte_set(pte, PTE_D);
3356         tlb_update(pmap, va, *pte);
3357         pa = TLBLO_PTE_TO_PA(*pte);
3358         if (!page_is_managed(pa))
3359                 panic("pmap_emulate_modified: unmanaged page");
3360         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3361         m->md.pv_flags |= (PV_TABLE_REF | PV_TABLE_MOD);
3362         PMAP_UNLOCK(pmap);
3363         return (0);
3364 }
3365
3366 /*
3367  *      Routine:        pmap_kextract
3368  *      Function:
3369  *              Extract the physical page address associated
3370  *              virtual address.
3371  */
3372 vm_paddr_t
3373 pmap_kextract(vm_offset_t va)
3374 {
3375         int mapped;
3376
3377         /*
3378          * First, the direct-mapped regions.
3379          */
3380 #if defined(__mips_n64)
3381         if (va >= MIPS_XKPHYS_START && va < MIPS_XKPHYS_END)
3382                 return (MIPS_XKPHYS_TO_PHYS(va));
3383 #endif
3384         if (va >= MIPS_KSEG0_START && va < MIPS_KSEG0_END)
3385                 return (MIPS_KSEG0_TO_PHYS(va));
3386
3387         if (va >= MIPS_KSEG1_START && va < MIPS_KSEG1_END)
3388                 return (MIPS_KSEG1_TO_PHYS(va));
3389
3390         /*
3391          * User virtual addresses.
3392          */
3393         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
3394                 pt_entry_t *ptep;
3395
3396                 if (curproc && curproc->p_vmspace) {
3397                         ptep = pmap_pte(&curproc->p_vmspace->vm_pmap, va);
3398                         if (ptep) {
3399                                 return (TLBLO_PTE_TO_PA(*ptep) |
3400                                     (va & PAGE_MASK));
3401                         }
3402                         return (0);
3403                 }
3404         }
3405
3406         /*
3407          * Should be kernel virtual here, otherwise fail
3408          */
3409         mapped = (va >= MIPS_KSEG2_START || va < MIPS_KSEG2_END);
3410 #if defined(__mips_n64)
3411         mapped = mapped || (va >= MIPS_XKSEG_START || va < MIPS_XKSEG_END);
3412 #endif 
3413         /*
3414          * Kernel virtual.
3415          */
3416
3417         if (mapped) {
3418                 pt_entry_t *ptep;
3419
3420                 /* Is the kernel pmap initialized? */
3421                 if (!CPU_EMPTY(&kernel_pmap->pm_active)) {
3422                         /* It's inside the virtual address range */
3423                         ptep = pmap_pte(kernel_pmap, va);
3424                         if (ptep) {
3425                                 return (TLBLO_PTE_TO_PA(*ptep) |
3426                                     (va & PAGE_MASK));
3427                         }
3428                 }
3429                 return (0);
3430         }
3431
3432         panic("%s for unknown address space %p.", __func__, (void *)va);
3433 }
3434
3435
3436 void 
3437 pmap_flush_pvcache(vm_page_t m)
3438 {
3439         pv_entry_t pv;
3440
3441         if (m != NULL) {
3442                 for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list); pv;
3443                     pv = TAILQ_NEXT(pv, pv_list)) {
3444                         mips_dcache_wbinv_range_index(pv->pv_va, PAGE_SIZE);
3445                 }
3446         }
3447 }