]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/mips/mips/pmap.c
Merge the changes to pmap_enter(9) for sleep-less operation (requested
[FreeBSD/stable/10.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  *      Since the information managed by this module is
46  *      also stored by the logical address mapping module,
47  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
48  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
49  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
50  *      requested.
51  *
52  *      In order to cope with hardware architectures which
53  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
54  *      this module may delay invalidate or reduced protection
55  *      operations until such time as they are actually
56  *      necessary.  This module is given full information as
57  *      to which processors are currently using which maps,
58  *      and to when physical maps must be made correct.
59  */
60
61 #include <sys/cdefs.h>
62 __FBSDID("$FreeBSD$");
63
64 #include "opt_ddb.h"
65 #include "opt_pmap.h"
66
67 #include <sys/param.h>
68 #include <sys/systm.h>
69 #include <sys/lock.h>
70 #include <sys/mman.h>
71 #include <sys/msgbuf.h>
72 #include <sys/mutex.h>
73 #include <sys/pcpu.h>
74 #include <sys/proc.h>
75 #include <sys/rwlock.h>
76 #include <sys/sched.h>
77 #ifdef SMP
78 #include <sys/smp.h>
79 #else
80 #include <sys/cpuset.h>
81 #endif
82 #include <sys/sysctl.h>
83 #include <sys/vmmeter.h>
84
85 #ifdef DDB
86 #include <ddb/ddb.h>
87 #endif
88
89 #include <vm/vm.h>
90 #include <vm/vm_param.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
100 #include <machine/cache.h>
101 #include <machine/md_var.h>
102 #include <machine/tlb.h>
103
104 #undef PMAP_DEBUG
105
106 #if !defined(DIAGNOSTIC)
107 #define PMAP_INLINE __inline
108 #else
109 #define PMAP_INLINE
110 #endif
111
112 #ifdef PV_STATS
113 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
114 #else
115 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
116 #endif
117
118 /*
119  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
120  */
121 #define pmap_seg_index(v)       (((v) >> SEGSHIFT) & (NPDEPG - 1))
122 #define pmap_pde_index(v)       (((v) >> PDRSHIFT) & (NPDEPG - 1))
123 #define pmap_pte_index(v)       (((v) >> PAGE_SHIFT) & (NPTEPG - 1))
124 #define pmap_pde_pindex(v)      ((v) >> PDRSHIFT)
125
126 #ifdef __mips_n64
127 #define NUPDE                   (NPDEPG * NPDEPG)
128 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE + NPDEPG)
129 #else
130 #define NUPDE                   (NPDEPG)
131 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE)
132 #endif
133
134 #define is_kernel_pmap(x)       ((x) == kernel_pmap)
135
136 struct pmap kernel_pmap_store;
137 pd_entry_t *kernel_segmap;
138
139 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
140 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
141
142 static int nkpt;
143 unsigned pmap_max_asid;         /* max ASID supported by the system */
144
145 #define PMAP_ASID_RESERVED      0
146
147 vm_offset_t kernel_vm_end = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
148
149 static void pmap_asid_alloc(pmap_t pmap);
150
151 static struct rwlock_padalign pvh_global_lock;
152
153 /*
154  * Data for the pv entry allocation mechanism
155  */
156 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
157 static int pv_entry_count;
158
159 static void free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc);
160 static void free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv);
161 static pv_entry_t get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try);
162 static vm_page_t pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap);
163 static void pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va);
164 static pv_entry_t pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap,
165     vm_offset_t va);
166 static vm_page_t pmap_alloc_direct_page(unsigned int index, int req);
167 static vm_page_t pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
168     vm_page_t m, vm_prot_t prot, vm_page_t mpte);
169 static int pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va,
170     pd_entry_t pde);
171 static void pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va);
172 static void pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va);
173 static boolean_t pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_page_t mpte,
174     vm_offset_t va, vm_page_t m);
175 static void pmap_update_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pt_entry_t pte);
176 static void pmap_invalidate_all(pmap_t pmap);
177 static void pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
178 static void _pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m);
179
180 static vm_page_t pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, u_int flags);
181 static vm_page_t _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex, u_int flags);
182 static int pmap_unuse_pt(pmap_t, vm_offset_t, pd_entry_t);
183 static pt_entry_t init_pte_prot(vm_page_t m, vm_prot_t access, vm_prot_t prot);
184
185 static void pmap_invalidate_page_action(void *arg);
186 static void pmap_invalidate_range_action(void *arg);
187 static void pmap_update_page_action(void *arg);
188
189 #ifndef __mips_n64
190 /*
191  * This structure is for high memory (memory above 512Meg in 32 bit) support.
192  * The highmem area does not have a KSEG0 mapping, and we need a mechanism to
193  * do temporary per-CPU mappings for pmap_zero_page, pmap_copy_page etc.
194  *
195  * At bootup, we reserve 2 virtual pages per CPU for mapping highmem pages. To 
196  * access a highmem physical address on a CPU, we map the physical address to
197  * the reserved virtual address for the CPU in the kernel pagetable.  This is 
198  * done with interrupts disabled(although a spinlock and sched_pin would be 
199  * sufficient).
200  */
201 struct local_sysmaps {
202         vm_offset_t     base;
203         uint32_t        saved_intr;
204         uint16_t        valid1, valid2;
205 };
206 static struct local_sysmaps sysmap_lmem[MAXCPU];
207
208 static __inline void
209 pmap_alloc_lmem_map(void)
210 {
211         int i;
212
213         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
214                 sysmap_lmem[i].base = virtual_avail;
215                 virtual_avail += PAGE_SIZE * 2;
216                 sysmap_lmem[i].valid1 = sysmap_lmem[i].valid2 = 0;
217         }
218 }
219
220 static __inline vm_offset_t
221 pmap_lmem_map1(vm_paddr_t phys)
222 {
223         struct local_sysmaps *sysm;
224         pt_entry_t *pte, npte;
225         vm_offset_t va;
226         uint32_t intr;
227         int cpu;
228
229         intr = intr_disable();
230         cpu = PCPU_GET(cpuid);
231         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
232         sysm->saved_intr = intr;
233         va = sysm->base;
234         npte = TLBLO_PA_TO_PFN(phys) | PTE_C_CACHE | PTE_D | PTE_V | PTE_G;
235         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va);
236         *pte = npte;
237         sysm->valid1 = 1;
238         return (va);
239 }
240
241 static __inline vm_offset_t
242 pmap_lmem_map2(vm_paddr_t phys1, vm_paddr_t phys2)
243 {
244         struct local_sysmaps *sysm;
245         pt_entry_t *pte, npte;
246         vm_offset_t va1, va2;
247         uint32_t intr;
248         int cpu;
249
250         intr = intr_disable();
251         cpu = PCPU_GET(cpuid);
252         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
253         sysm->saved_intr = intr;
254         va1 = sysm->base;
255         va2 = sysm->base + PAGE_SIZE;
256         npte = TLBLO_PA_TO_PFN(phys1) | PTE_C_CACHE | PTE_D | PTE_V | PTE_G;
257         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va1);
258         *pte = npte;
259         npte = TLBLO_PA_TO_PFN(phys2) | PTE_C_CACHE | PTE_D | PTE_V | PTE_G;
260         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va2);
261         *pte = npte;
262         sysm->valid1 = 1;
263         sysm->valid2 = 1;
264         return (va1);
265 }
266
267 static __inline void
268 pmap_lmem_unmap(void)
269 {
270         struct local_sysmaps *sysm;
271         pt_entry_t *pte;
272         int cpu;
273
274         cpu = PCPU_GET(cpuid);
275         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
276         pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base);
277         *pte = PTE_G;
278         tlb_invalidate_address(kernel_pmap, sysm->base);
279         sysm->valid1 = 0;
280         if (sysm->valid2) {
281                 pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base + PAGE_SIZE);
282                 *pte = PTE_G;
283                 tlb_invalidate_address(kernel_pmap, sysm->base + PAGE_SIZE);
284                 sysm->valid2 = 0;
285         }
286         intr_restore(sysm->saved_intr);
287 }
288 #else  /* __mips_n64 */
289
290 static __inline void
291 pmap_alloc_lmem_map(void)
292 {
293 }
294
295 static __inline vm_offset_t
296 pmap_lmem_map1(vm_paddr_t phys)
297 {
298
299         return (0);
300 }
301
302 static __inline vm_offset_t
303 pmap_lmem_map2(vm_paddr_t phys1, vm_paddr_t phys2)
304 {
305
306         return (0);
307 }
308
309 static __inline vm_offset_t 
310 pmap_lmem_unmap(void)
311 {
312
313         return (0);
314 }
315 #endif /* !__mips_n64 */
316
317 /*
318  * Page table entry lookup routines.
319  */
320 static __inline pd_entry_t *
321 pmap_segmap(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
322 {
323
324         return (&pmap->pm_segtab[pmap_seg_index(va)]);
325 }
326
327 #ifdef __mips_n64
328 static __inline pd_entry_t *
329 pmap_pdpe_to_pde(pd_entry_t *pdpe, vm_offset_t va)
330 {
331         pd_entry_t *pde;
332
333         pde = (pd_entry_t *)*pdpe;
334         return (&pde[pmap_pde_index(va)]);
335 }
336
337 static __inline pd_entry_t *
338 pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
339 {
340         pd_entry_t *pdpe;
341
342         pdpe = pmap_segmap(pmap, va);
343         if (*pdpe == NULL)
344                 return (NULL);
345
346         return (pmap_pdpe_to_pde(pdpe, va));
347 }
348 #else
349 static __inline pd_entry_t *
350 pmap_pdpe_to_pde(pd_entry_t *pdpe, vm_offset_t va)
351 {
352
353         return (pdpe);
354 }
355
356 static __inline 
357 pd_entry_t *pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
358 {
359
360         return (pmap_segmap(pmap, va));
361 }
362 #endif
363
364 static __inline pt_entry_t *
365 pmap_pde_to_pte(pd_entry_t *pde, vm_offset_t va)
366 {
367         pt_entry_t *pte;
368
369         pte = (pt_entry_t *)*pde;
370         return (&pte[pmap_pte_index(va)]);
371 }
372
373 pt_entry_t *
374 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
375 {
376         pd_entry_t *pde;
377
378         pde = pmap_pde(pmap, va);
379         if (pde == NULL || *pde == NULL)
380                 return (NULL);
381
382         return (pmap_pde_to_pte(pde, va));
383 }
384
385 vm_offset_t
386 pmap_steal_memory(vm_size_t size)
387 {
388         vm_paddr_t bank_size, pa;
389         vm_offset_t va;
390
391         size = round_page(size);
392         bank_size = phys_avail[1] - phys_avail[0];
393         while (size > bank_size) {
394                 int i;
395
396                 for (i = 0; phys_avail[i + 2]; i += 2) {
397                         phys_avail[i] = phys_avail[i + 2];
398                         phys_avail[i + 1] = phys_avail[i + 3];
399                 }
400                 phys_avail[i] = 0;
401                 phys_avail[i + 1] = 0;
402                 if (!phys_avail[0])
403                         panic("pmap_steal_memory: out of memory");
404                 bank_size = phys_avail[1] - phys_avail[0];
405         }
406
407         pa = phys_avail[0];
408         phys_avail[0] += size;
409         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa) == 0)
410                 panic("Out of memory below 512Meg?");
411         va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(pa);
412         bzero((caddr_t)va, size);
413         return (va);
414 }
415
416 /*
417  * Bootstrap the system enough to run with virtual memory.  This
418  * assumes that the phys_avail array has been initialized.
419  */
420 static void 
421 pmap_create_kernel_pagetable(void)
422 {
423         int i, j;
424         vm_offset_t ptaddr;
425         pt_entry_t *pte;
426 #ifdef __mips_n64
427         pd_entry_t *pde;
428         vm_offset_t pdaddr;
429         int npt, npde;
430 #endif
431
432         /*
433          * Allocate segment table for the kernel
434          */
435         kernel_segmap = (pd_entry_t *)pmap_steal_memory(PAGE_SIZE);
436
437         /*
438          * Allocate second level page tables for the kernel
439          */
440 #ifdef __mips_n64
441         npde = howmany(NKPT, NPDEPG);
442         pdaddr = pmap_steal_memory(PAGE_SIZE * npde);
443 #endif
444         nkpt = NKPT;
445         ptaddr = pmap_steal_memory(PAGE_SIZE * nkpt);
446
447         /*
448          * The R[4-7]?00 stores only one copy of the Global bit in the
449          * translation lookaside buffer for each 2 page entry. Thus invalid
450          * entrys must have the Global bit set so when Entry LO and Entry HI
451          * G bits are anded together they will produce a global bit to store
452          * in the tlb.
453          */
454         for (i = 0, pte = (pt_entry_t *)ptaddr; i < (nkpt * NPTEPG); i++, pte++)
455                 *pte = PTE_G;
456
457 #ifdef __mips_n64
458         for (i = 0,  npt = nkpt; npt > 0; i++) {
459                 kernel_segmap[i] = (pd_entry_t)(pdaddr + i * PAGE_SIZE);
460                 pde = (pd_entry_t *)kernel_segmap[i];
461
462                 for (j = 0; j < NPDEPG && npt > 0; j++, npt--)
463                         pde[j] = (pd_entry_t)(ptaddr + (i * NPDEPG + j) * PAGE_SIZE);
464         }
465 #else
466         for (i = 0, j = pmap_seg_index(VM_MIN_KERNEL_ADDRESS); i < nkpt; i++, j++)
467                 kernel_segmap[j] = (pd_entry_t)(ptaddr + (i * PAGE_SIZE));
468 #endif
469
470         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
471         kernel_pmap->pm_segtab = kernel_segmap;
472         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);
473         TAILQ_INIT(&kernel_pmap->pm_pvchunk);
474         kernel_pmap->pm_asid[0].asid = PMAP_ASID_RESERVED;
475         kernel_pmap->pm_asid[0].gen = 0;
476         kernel_vm_end += nkpt * NPTEPG * PAGE_SIZE;
477 }
478
479 void
480 pmap_bootstrap(void)
481 {
482         int i;
483         int need_local_mappings = 0; 
484
485         /* Sort. */
486 again:
487         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
488                 /*
489                  * Keep the memory aligned on page boundary.
490                  */
491                 phys_avail[i] = round_page(phys_avail[i]);
492                 phys_avail[i + 1] = trunc_page(phys_avail[i + 1]);
493
494                 if (i < 2)
495                         continue;
496                 if (phys_avail[i - 2] > phys_avail[i]) {
497                         vm_paddr_t ptemp[2];
498
499                         ptemp[0] = phys_avail[i + 0];
500                         ptemp[1] = phys_avail[i + 1];
501
502                         phys_avail[i + 0] = phys_avail[i - 2];
503                         phys_avail[i + 1] = phys_avail[i - 1];
504
505                         phys_avail[i - 2] = ptemp[0];
506                         phys_avail[i - 1] = ptemp[1];
507                         goto again;
508                 }
509         }
510
511         /*
512          * In 32 bit, we may have memory which cannot be mapped directly.
513          * This memory will need temporary mapping before it can be
514          * accessed.
515          */
516         if (!MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys_avail[i - 1] - 1))
517                 need_local_mappings = 1;
518
519         /*
520          * Copy the phys_avail[] array before we start stealing memory from it.
521          */
522         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
523                 physmem_desc[i] = phys_avail[i];
524                 physmem_desc[i + 1] = phys_avail[i + 1];
525         }
526
527         Maxmem = atop(phys_avail[i - 1]);
528
529         if (bootverbose) {
530                 printf("Physical memory chunk(s):\n");
531                 for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
532                         vm_paddr_t size;
533
534                         size = phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
535                         printf("%#08jx - %#08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
536                             (uintmax_t) phys_avail[i],
537                             (uintmax_t) phys_avail[i + 1] - 1,
538                             (uintmax_t) size, (uintmax_t) size / PAGE_SIZE);
539                 }
540                 printf("Maxmem is 0x%0jx\n", ptoa((uintmax_t)Maxmem));
541         }
542         /*
543          * Steal the message buffer from the beginning of memory.
544          */
545         msgbufp = (struct msgbuf *)pmap_steal_memory(msgbufsize);
546         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
547
548         /*
549          * Steal thread0 kstack.
550          */
551         kstack0 = pmap_steal_memory(KSTACK_PAGES << PAGE_SHIFT);
552
553         virtual_avail = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
554         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
555
556 #ifdef SMP
557         /*
558          * Steal some virtual address space to map the pcpu area.
559          */
560         virtual_avail = roundup2(virtual_avail, PAGE_SIZE * 2);
561         pcpup = (struct pcpu *)virtual_avail;
562         virtual_avail += PAGE_SIZE * 2;
563
564         /*
565          * Initialize the wired TLB entry mapping the pcpu region for
566          * the BSP at 'pcpup'. Up until this point we were operating
567          * with the 'pcpup' for the BSP pointing to a virtual address
568          * in KSEG0 so there was no need for a TLB mapping.
569          */
570         mips_pcpu_tlb_init(PCPU_ADDR(0));
571
572         if (bootverbose)
573                 printf("pcpu is available at virtual address %p.\n", pcpup);
574 #endif
575
576         if (need_local_mappings)
577                 pmap_alloc_lmem_map();
578         pmap_create_kernel_pagetable();
579         pmap_max_asid = VMNUM_PIDS;
580         mips_wr_entryhi(0);
581         mips_wr_pagemask(0);
582
583         /*
584          * Initialize the global pv list lock.
585          */
586         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
587 }
588
589 /*
590  * Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
591  */
592 void
593 pmap_page_init(vm_page_t m)
594 {
595
596         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
597         m->md.pv_flags = 0;
598 }
599
600 /*
601  *      Initialize the pmap module.
602  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
603  *      system needs to map virtual memory.
604  */
605 void
606 pmap_init(void)
607 {
608 }
609
610 /***************************************************
611  * Low level helper routines.....
612  ***************************************************/
613
614 #ifdef  SMP
615 static __inline void
616 pmap_call_on_active_cpus(pmap_t pmap, void (*fn)(void *), void *arg)
617 {
618         int     cpuid, cpu, self;
619         cpuset_t active_cpus;
620
621         sched_pin();
622         if (is_kernel_pmap(pmap)) {
623                 smp_rendezvous(NULL, fn, NULL, arg);
624                 goto out;
625         }
626         /* Force ASID update on inactive CPUs */
627         CPU_FOREACH(cpu) {
628                 if (!CPU_ISSET(cpu, &pmap->pm_active))
629                         pmap->pm_asid[cpu].gen = 0;
630         }
631         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
632         /* 
633          * XXX: barrier/locking for active? 
634          *
635          * Take a snapshot of active here, any further changes are ignored.
636          * tlb update/invalidate should be harmless on inactive CPUs
637          */
638         active_cpus = pmap->pm_active;
639         self = CPU_ISSET(cpuid, &active_cpus);
640         CPU_CLR(cpuid, &active_cpus);
641         /* Optimize for the case where this cpu is the only active one */
642         if (CPU_EMPTY(&active_cpus)) {
643                 if (self)
644                         fn(arg);
645         } else {
646                 if (self)
647                         CPU_SET(cpuid, &active_cpus);
648                 smp_rendezvous_cpus(active_cpus, NULL, fn, NULL, arg);
649         }
650 out:
651         sched_unpin();
652 }
653 #else /* !SMP */
654 static __inline void
655 pmap_call_on_active_cpus(pmap_t pmap, void (*fn)(void *), void *arg)
656 {
657         int     cpuid;
658
659         if (is_kernel_pmap(pmap)) {
660                 fn(arg);
661                 return;
662         }
663         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
664         if (!CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
665                 pmap->pm_asid[cpuid].gen = 0;
666         else
667                 fn(arg);
668 }
669 #endif /* SMP */
670
671 static void
672 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
673 {
674
675         pmap_call_on_active_cpus(pmap,
676             (void (*)(void *))tlb_invalidate_all_user, pmap);
677 }
678
679 struct pmap_invalidate_page_arg {
680         pmap_t pmap;
681         vm_offset_t va;
682 };
683
684 static void
685 pmap_invalidate_page_action(void *arg)
686 {
687         struct pmap_invalidate_page_arg *p = arg;
688
689         tlb_invalidate_address(p->pmap, p->va);
690 }
691
692 static void
693 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
694 {
695         struct pmap_invalidate_page_arg arg;
696
697         arg.pmap = pmap;
698         arg.va = va;
699         pmap_call_on_active_cpus(pmap, pmap_invalidate_page_action, &arg);
700 }
701
702 struct pmap_invalidate_range_arg {
703         pmap_t pmap;
704         vm_offset_t sva;
705         vm_offset_t eva;
706 };
707
708 static void
709 pmap_invalidate_range_action(void *arg)
710 {
711         struct pmap_invalidate_range_arg *p = arg;
712
713         tlb_invalidate_range(p->pmap, p->sva, p->eva);
714 }
715
716 static void
717 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
718 {
719         struct pmap_invalidate_range_arg arg;
720
721         arg.pmap = pmap;
722         arg.sva = sva;
723         arg.eva = eva;
724         pmap_call_on_active_cpus(pmap, pmap_invalidate_range_action, &arg);
725 }
726
727 struct pmap_update_page_arg {
728         pmap_t pmap;
729         vm_offset_t va;
730         pt_entry_t pte;
731 };
732
733 static void
734 pmap_update_page_action(void *arg)
735 {
736         struct pmap_update_page_arg *p = arg;
737
738         tlb_update(p->pmap, p->va, p->pte);
739 }
740
741 static void
742 pmap_update_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pt_entry_t pte)
743 {
744         struct pmap_update_page_arg arg;
745
746         arg.pmap = pmap;
747         arg.va = va;
748         arg.pte = pte;
749         pmap_call_on_active_cpus(pmap, pmap_update_page_action, &arg);
750 }
751
752 /*
753  *      Routine:        pmap_extract
754  *      Function:
755  *              Extract the physical page address associated
756  *              with the given map/virtual_address pair.
757  */
758 vm_paddr_t
759 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
760 {
761         pt_entry_t *pte;
762         vm_offset_t retval = 0;
763
764         PMAP_LOCK(pmap);
765         pte = pmap_pte(pmap, va);
766         if (pte) {
767                 retval = TLBLO_PTE_TO_PA(*pte) | (va & PAGE_MASK);
768         }
769         PMAP_UNLOCK(pmap);
770         return (retval);
771 }
772
773 /*
774  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
775  *      Function:
776  *              Atomically extract and hold the physical page
777  *              with the given pmap and virtual address pair
778  *              if that mapping permits the given protection.
779  */
780 vm_page_t
781 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
782 {
783         pt_entry_t pte, *ptep;
784         vm_paddr_t pa, pte_pa;
785         vm_page_t m;
786
787         m = NULL;
788         pa = 0;
789         PMAP_LOCK(pmap);
790 retry:
791         ptep = pmap_pte(pmap, va);
792         if (ptep != NULL) {
793                 pte = *ptep;
794                 if (pte_test(&pte, PTE_V) && (!pte_test(&pte, PTE_RO) ||
795                     (prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
796                         pte_pa = TLBLO_PTE_TO_PA(pte);
797                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pte_pa, &pa))
798                                 goto retry;
799                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte_pa);
800                         vm_page_hold(m);
801                 }
802         }
803         PA_UNLOCK_COND(pa);
804         PMAP_UNLOCK(pmap);
805         return (m);
806 }
807
808 /***************************************************
809  * Low level mapping routines.....
810  ***************************************************/
811
812 /*
813  * add a wired page to the kva
814  */
815 void
816 pmap_kenter_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, int attr)
817 {
818         pt_entry_t *pte;
819         pt_entry_t opte, npte;
820
821 #ifdef PMAP_DEBUG
822         printf("pmap_kenter:  va: %p -> pa: %p\n", (void *)va, (void *)pa);
823 #endif
824
825         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va);
826         opte = *pte;
827         npte = TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | attr | PTE_D | PTE_V | PTE_G;
828         *pte = npte;
829         if (pte_test(&opte, PTE_V) && opte != npte)
830                 pmap_update_page(kernel_pmap, va, npte);
831 }
832
833 void
834 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
835 {
836
837         KASSERT(is_cacheable_mem(pa),
838                 ("pmap_kenter: memory at 0x%lx is not cacheable", (u_long)pa));
839
840         pmap_kenter_attr(va, pa, PTE_C_CACHE);
841 }
842
843 /*
844  * remove a page from the kernel pagetables
845  */
846  /* PMAP_INLINE */ void
847 pmap_kremove(vm_offset_t va)
848 {
849         pt_entry_t *pte;
850
851         /*
852          * Write back all caches from the page being destroyed
853          */
854         mips_dcache_wbinv_range_index(va, PAGE_SIZE);
855
856         pte = pmap_pte(kernel_pmap, va);
857         *pte = PTE_G;
858         pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
859 }
860
861 /*
862  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
863  *      virtual address space.
864  *
865  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
866  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
867  *      physical to virtual region can return the appropriate address
868  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
869  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
870  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
871  *      region.
872  *
873  *      Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
874  */
875 vm_offset_t
876 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
877 {
878         vm_offset_t va, sva;
879
880         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(end - 1))
881                 return (MIPS_PHYS_TO_DIRECT(start));
882
883         va = sva = *virt;
884         while (start < end) {
885                 pmap_kenter(va, start);
886                 va += PAGE_SIZE;
887                 start += PAGE_SIZE;
888         }
889         *virt = va;
890         return (sva);
891 }
892
893 /*
894  * Add a list of wired pages to the kva
895  * this routine is only used for temporary
896  * kernel mappings that do not need to have
897  * page modification or references recorded.
898  * Note that old mappings are simply written
899  * over.  The page *must* be wired.
900  */
901 void
902 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
903 {
904         int i;
905         vm_offset_t origva = va;
906
907         for (i = 0; i < count; i++) {
908                 pmap_flush_pvcache(m[i]);
909                 pmap_kenter(va, VM_PAGE_TO_PHYS(m[i]));
910                 va += PAGE_SIZE;
911         }
912
913         mips_dcache_wbinv_range_index(origva, PAGE_SIZE*count);
914 }
915
916 /*
917  * this routine jerks page mappings from the
918  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
919  */
920 void
921 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
922 {
923         pt_entry_t *pte;
924         vm_offset_t origva;
925
926         if (count < 1)
927                 return;
928         mips_dcache_wbinv_range_index(va, PAGE_SIZE * count);
929         origva = va;
930         do {
931                 pte = pmap_pte(kernel_pmap, va);
932                 *pte = PTE_G;
933                 va += PAGE_SIZE;
934         } while (--count > 0);
935         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, origva, va);
936 }
937
938 /***************************************************
939  * Page table page management routines.....
940  ***************************************************/
941
942 /*
943  * Decrements a page table page's wire count, which is used to record the
944  * number of valid page table entries within the page.  If the wire count
945  * drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
946  * page table page was unmapped and FALSE otherwise.
947  */
948 static PMAP_INLINE boolean_t
949 pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
950 {
951
952         --m->wire_count;
953         if (m->wire_count == 0) {
954                 _pmap_unwire_ptp(pmap, va, m);
955                 return (TRUE);
956         } else
957                 return (FALSE);
958 }
959
960 static void
961 _pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
962 {
963         pd_entry_t *pde;
964
965         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
966         /*
967          * unmap the page table page
968          */
969 #ifdef __mips_n64
970         if (m->pindex < NUPDE)
971                 pde = pmap_pde(pmap, va);
972         else
973                 pde = pmap_segmap(pmap, va);
974 #else
975         pde = pmap_pde(pmap, va);
976 #endif
977         *pde = 0;
978         pmap->pm_stats.resident_count--;
979
980 #ifdef __mips_n64
981         if (m->pindex < NUPDE) {
982                 pd_entry_t *pdp;
983                 vm_page_t pdpg;
984
985                 /*
986                  * Recursively decrement next level pagetable refcount
987                  */
988                 pdp = (pd_entry_t *)*pmap_segmap(pmap, va);
989                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(pdp));
990                 pmap_unwire_ptp(pmap, va, pdpg);
991         }
992 #endif
993
994         /*
995          * If the page is finally unwired, simply free it.
996          */
997         vm_page_free_zero(m);
998         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
999 }
1000
1001 /*
1002  * After removing a page table entry, this routine is used to
1003  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1004  */
1005 static int
1006 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t pde)
1007 {
1008         vm_page_t mpte;
1009
1010         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1011                 return (0);
1012         KASSERT(pde != 0, ("pmap_unuse_pt: pde != 0"));
1013         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(pde));
1014         return (pmap_unwire_ptp(pmap, va, mpte));
1015 }
1016
1017 void
1018 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1019 {
1020         int i;
1021
1022         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1023         pmap->pm_segtab = kernel_segmap;
1024         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
1025         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1026                 pmap->pm_asid[i].asid = PMAP_ASID_RESERVED;
1027                 pmap->pm_asid[i].gen = 0;
1028         }
1029         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1030         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1031         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1032 }
1033
1034 void
1035 pmap_grow_direct_page_cache()
1036 {
1037
1038 #ifdef __mips_n64
1039         vm_pageout_grow_cache(3, 0, MIPS_XKPHYS_LARGEST_PHYS);
1040 #else
1041         vm_pageout_grow_cache(3, 0, MIPS_KSEG0_LARGEST_PHYS);
1042 #endif
1043 }
1044
1045 static vm_page_t
1046 pmap_alloc_direct_page(unsigned int index, int req)
1047 {
1048         vm_page_t m;
1049
1050         m = vm_page_alloc_freelist(VM_FREELIST_DIRECT, req | VM_ALLOC_WIRED |
1051             VM_ALLOC_ZERO);
1052         if (m == NULL)
1053                 return (NULL);
1054
1055         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1056                 pmap_zero_page(m);
1057
1058         m->pindex = index;
1059         return (m);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1064  * such as one in a vmspace structure.
1065  */
1066 int
1067 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1068 {
1069         vm_offset_t ptdva;
1070         vm_page_t ptdpg;
1071         int i;
1072
1073         /*
1074          * allocate the page directory page
1075          */
1076         while ((ptdpg = pmap_alloc_direct_page(NUSERPGTBLS, VM_ALLOC_NORMAL)) == NULL)
1077                pmap_grow_direct_page_cache();
1078
1079         ptdva = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1080         pmap->pm_segtab = (pd_entry_t *)ptdva;
1081         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
1082         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1083                 pmap->pm_asid[i].asid = PMAP_ASID_RESERVED;
1084                 pmap->pm_asid[i].gen = 0;
1085         }
1086         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1087         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1088
1089         return (1);
1090 }
1091
1092 /*
1093  * this routine is called if the page table page is not
1094  * mapped correctly.
1095  */
1096 static vm_page_t
1097 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex, u_int flags)
1098 {
1099         vm_offset_t pageva;
1100         vm_page_t m;
1101
1102         /*
1103          * Find or fabricate a new pagetable page
1104          */
1105         if ((m = pmap_alloc_direct_page(ptepindex, VM_ALLOC_NORMAL)) == NULL) {
1106                 if ((flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) == 0) {
1107                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1108                         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1109                         pmap_grow_direct_page_cache();
1110                         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1111                         PMAP_LOCK(pmap);
1112                 }
1113
1114                 /*
1115                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page
1116                  * table page may have been allocated.
1117                  */
1118                 return (NULL);
1119         }
1120
1121         /*
1122          * Map the pagetable page into the process address space, if it
1123          * isn't already there.
1124          */
1125         pageva = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1126
1127 #ifdef __mips_n64
1128         if (ptepindex >= NUPDE) {
1129                 pmap->pm_segtab[ptepindex - NUPDE] = (pd_entry_t)pageva;
1130         } else {
1131                 pd_entry_t *pdep, *pde;
1132                 int segindex = ptepindex >> (SEGSHIFT - PDRSHIFT);
1133                 int pdeindex = ptepindex & (NPDEPG - 1);
1134                 vm_page_t pg;
1135                 
1136                 pdep = &pmap->pm_segtab[segindex];
1137                 if (*pdep == NULL) { 
1138                         /* recurse for allocating page dir */
1139                         if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + segindex, 
1140                             flags) == NULL) {
1141                                 /* alloc failed, release current */
1142                                 --m->wire_count;
1143                                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1144                                 vm_page_free_zero(m);
1145                                 return (NULL);
1146                         }
1147                 } else {
1148                         pg = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(*pdep));
1149                         pg->wire_count++;
1150                 }
1151                 /* Next level entry */
1152                 pde = (pd_entry_t *)*pdep;
1153                 pde[pdeindex] = (pd_entry_t)pageva;
1154         }
1155 #else
1156         pmap->pm_segtab[ptepindex] = (pd_entry_t)pageva;
1157 #endif
1158         pmap->pm_stats.resident_count++;
1159         return (m);
1160 }
1161
1162 static vm_page_t
1163 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, u_int flags)
1164 {
1165         unsigned ptepindex;
1166         pd_entry_t *pde;
1167         vm_page_t m;
1168
1169         /*
1170          * Calculate pagetable page index
1171          */
1172         ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
1173 retry:
1174         /*
1175          * Get the page directory entry
1176          */
1177         pde = pmap_pde(pmap, va);
1178
1179         /*
1180          * If the page table page is mapped, we just increment the hold
1181          * count, and activate it.
1182          */
1183         if (pde != NULL && *pde != NULL) {
1184                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(*pde));
1185                 m->wire_count++;
1186         } else {
1187                 /*
1188                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been
1189                  * deallocated.
1190                  */
1191                 m = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex, flags);
1192                 if (m == NULL && (flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) == 0)
1193                         goto retry;
1194         }
1195         return (m);
1196 }
1197
1198
1199 /***************************************************
1200  * Pmap allocation/deallocation routines.
1201  ***************************************************/
1202
1203 /*
1204  * Release any resources held by the given physical map.
1205  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1206  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1207  */
1208 void
1209 pmap_release(pmap_t pmap)
1210 {
1211         vm_offset_t ptdva;
1212         vm_page_t ptdpg;
1213
1214         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1215             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1216             pmap->pm_stats.resident_count));
1217
1218         ptdva = (vm_offset_t)pmap->pm_segtab;
1219         ptdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(ptdva));
1220
1221         ptdpg->wire_count--;
1222         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1223         vm_page_free_zero(ptdpg);
1224 }
1225
1226 /*
1227  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1228  */
1229 void
1230 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1231 {
1232         vm_page_t nkpg;
1233         pd_entry_t *pde, *pdpe;
1234         pt_entry_t *pte;
1235         int i;
1236
1237         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1238         addr = roundup2(addr, NBSEG);
1239         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
1240                 addr = kernel_map->max_offset;
1241         while (kernel_vm_end < addr) {
1242                 pdpe = pmap_segmap(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1243 #ifdef __mips_n64
1244                 if (*pdpe == 0) {
1245                         /* new intermediate page table entry */
1246                         nkpg = pmap_alloc_direct_page(nkpt, VM_ALLOC_INTERRUPT);
1247                         if (nkpg == NULL)
1248                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1249                         *pdpe = (pd_entry_t)MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg));
1250                         continue; /* try again */
1251                 }
1252 #endif
1253                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, kernel_vm_end);
1254                 if (*pde != 0) {
1255                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1256                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1257                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1258                                 break;
1259                         }
1260                         continue;
1261                 }
1262
1263                 /*
1264                  * This index is bogus, but out of the way
1265                  */
1266                 nkpg = pmap_alloc_direct_page(nkpt, VM_ALLOC_INTERRUPT);
1267                 if (!nkpg)
1268                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1269                 nkpt++;
1270                 *pde = (pd_entry_t)MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg));
1271
1272                 /*
1273                  * The R[4-7]?00 stores only one copy of the Global bit in
1274                  * the translation lookaside buffer for each 2 page entry.
1275                  * Thus invalid entrys must have the Global bit set so when
1276                  * Entry LO and Entry HI G bits are anded together they will
1277                  * produce a global bit to store in the tlb.
1278                  */
1279                 pte = (pt_entry_t *)*pde;
1280                 for (i = 0; i < NPTEPG; i++)
1281                         pte[i] = PTE_G;
1282
1283                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1284                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1285                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1286                         break;
1287                 }
1288         }
1289 }
1290
1291 /***************************************************
1292  * page management routines.
1293  ***************************************************/
1294
1295 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
1296 #ifdef __mips_n64
1297 CTASSERT(_NPCM == 3);
1298 CTASSERT(_NPCPV == 168);
1299 #else
1300 CTASSERT(_NPCM == 11);
1301 CTASSERT(_NPCPV == 336);
1302 #endif
1303
1304 static __inline struct pv_chunk *
1305 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
1306 {
1307
1308         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
1309 }
1310
1311 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
1312
1313 #ifdef __mips_n64
1314 #define PC_FREE0_1      0xfffffffffffffffful
1315 #define PC_FREE2        0x000000fffffffffful
1316 #else
1317 #define PC_FREE0_9      0xfffffffful    /* Free values for index 0 through 9 */
1318 #define PC_FREE10       0x0000fffful    /* Free values for index 10 */
1319 #endif
1320
1321 static const u_long pc_freemask[_NPCM] = {
1322 #ifdef __mips_n64
1323         PC_FREE0_1, PC_FREE0_1, PC_FREE2
1324 #else
1325         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1326         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1327         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1328         PC_FREE0_9, PC_FREE10
1329 #endif
1330 };
1331
1332 static SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, pmap, CTLFLAG_RD, 0, "VM/pmap parameters");
1333
1334 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
1335     "Current number of pv entries");
1336
1337 #ifdef PV_STATS
1338 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
1339
1340 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
1341     "Current number of pv entry chunks");
1342 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
1343     "Current number of pv entry chunks allocated");
1344 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
1345     "Current number of pv entry chunks frees");
1346 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
1347     "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
1348
1349 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs;
1350 static int pv_entry_spare;
1351
1352 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
1353     "Current number of pv entry frees");
1354 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
1355     "Current number of pv entry allocs");
1356 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
1357     "Current number of spare pv entries");
1358 #endif
1359
1360 /*
1361  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
1362  * drastic measures to free some pages so we can allocate
1363  * another pv entry chunk.
1364  */
1365 static vm_page_t
1366 pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap)
1367 {
1368         struct pch newtail;
1369         struct pv_chunk *pc;
1370         pd_entry_t *pde;
1371         pmap_t pmap;
1372         pt_entry_t *pte, oldpte;
1373         pv_entry_t pv;
1374         vm_offset_t va;
1375         vm_page_t m, m_pc;
1376         u_long inuse;
1377         int bit, field, freed, idx;
1378
1379         PMAP_LOCK_ASSERT(locked_pmap, MA_OWNED);
1380         pmap = NULL;
1381         m_pc = NULL;
1382         TAILQ_INIT(&newtail);
1383         while ((pc = TAILQ_FIRST(&pv_chunks)) != NULL) {
1384                 TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1385                 if (pmap != pc->pc_pmap) {
1386                         if (pmap != NULL) {
1387                                 pmap_invalidate_all(pmap);
1388                                 if (pmap != locked_pmap)
1389                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1390                         }
1391                         pmap = pc->pc_pmap;
1392                         /* Avoid deadlock and lock recursion. */
1393                         if (pmap > locked_pmap)
1394                                 PMAP_LOCK(pmap);
1395                         else if (pmap != locked_pmap && !PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
1396                                 pmap = NULL;
1397                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
1398                                 continue;
1399                         }
1400                 }
1401
1402                 /*
1403                  * Destroy every non-wired, 4 KB page mapping in the chunk.
1404                  */
1405                 freed = 0;
1406                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
1407                         for (inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
1408                             inuse != 0; inuse &= ~(1UL << bit)) {
1409                                 bit = ffsl(inuse) - 1;
1410                                 idx = field * sizeof(inuse) * NBBY + bit;
1411                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
1412                                 va = pv->pv_va;
1413                                 pde = pmap_pde(pmap, va);
1414                                 KASSERT(pde != NULL && *pde != 0,
1415                                     ("pmap_pv_reclaim: pde"));
1416                                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, va);
1417                                 oldpte = *pte;
1418                                 if (pte_test(&oldpte, PTE_W))
1419                                         continue;
1420                                 if (is_kernel_pmap(pmap))
1421                                         *pte = PTE_G;
1422                                 else
1423                                         *pte = 0;
1424                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLBLO_PTE_TO_PA(oldpte));
1425                                 if (pte_test(&oldpte, PTE_D))
1426                                         vm_page_dirty(m);
1427                                 if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
1428                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1429                                 m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_REF;
1430                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1431                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1432                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1433                                 pc->pc_map[field] |= 1UL << bit;
1434                                 pmap_unuse_pt(pmap, va, *pde);
1435                                 freed++;
1436                         }
1437                 }
1438                 if (freed == 0) {
1439                         TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
1440                         continue;
1441                 }
1442                 /* Every freed mapping is for a 4 KB page. */
1443                 pmap->pm_stats.resident_count -= freed;
1444                 PV_STAT(pv_entry_frees += freed);
1445                 PV_STAT(pv_entry_spare += freed);
1446                 pv_entry_count -= freed;
1447                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1448                 for (field = 0; field < _NPCM; field++)
1449                         if (pc->pc_map[field] != pc_freemask[field]) {
1450                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
1451                                     pc_list);
1452                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
1453
1454                                 /*
1455                                  * One freed pv entry in locked_pmap is
1456                                  * sufficient.
1457                                  */
1458                                 if (pmap == locked_pmap)
1459                                         goto out;
1460                                 break;
1461                         }
1462                 if (field == _NPCM) {
1463                         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
1464                         PV_STAT(pc_chunk_count--);
1465                         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
1466                         /* Entire chunk is free; return it. */
1467                         m_pc = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS(
1468                             (vm_offset_t)pc));
1469                         break;
1470                 }
1471         }
1472 out:
1473         TAILQ_CONCAT(&pv_chunks, &newtail, pc_lru);
1474         if (pmap != NULL) {
1475                 pmap_invalidate_all(pmap);
1476                 if (pmap != locked_pmap)
1477                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1478         }
1479         return (m_pc);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * free the pv_entry back to the free list
1484  */
1485 static void
1486 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
1487 {
1488         struct pv_chunk *pc;
1489         int bit, field, idx;
1490
1491         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1492         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1493         PV_STAT(pv_entry_frees++);
1494         PV_STAT(pv_entry_spare++);
1495         pv_entry_count--;
1496         pc = pv_to_chunk(pv);
1497         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
1498         field = idx / (sizeof(u_long) * NBBY);
1499         bit = idx % (sizeof(u_long) * NBBY);
1500         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
1501         for (idx = 0; idx < _NPCM; idx++)
1502                 if (pc->pc_map[idx] != pc_freemask[idx]) {
1503                         /*
1504                          * 98% of the time, pc is already at the head of the
1505                          * list.  If it isn't already, move it to the head.
1506                          */
1507                         if (__predict_false(TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk) !=
1508                             pc)) {
1509                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1510                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
1511                                     pc_list);
1512                         }
1513                         return;
1514                 }
1515         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1516         free_pv_chunk(pc);
1517 }
1518
1519 static void
1520 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
1521 {
1522         vm_page_t m;
1523
1524         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1525         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
1526         PV_STAT(pc_chunk_count--);
1527         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
1528         /* entire chunk is free, return it */
1529         m = PHYS_TO_VM_PAGE(MIPS_DIRECT_TO_PHYS((vm_offset_t)pc));
1530         vm_page_unwire(m, 0);
1531         vm_page_free(m);
1532 }
1533
1534 /*
1535  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1536  * when needed.
1537  */
1538 static pv_entry_t
1539 get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try)
1540 {
1541         struct pv_chunk *pc;
1542         pv_entry_t pv;
1543         vm_page_t m;
1544         int bit, field, idx;
1545
1546         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1547         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1548         PV_STAT(pv_entry_allocs++);
1549         pv_entry_count++;
1550 retry:
1551         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
1552         if (pc != NULL) {
1553                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
1554                         if (pc->pc_map[field]) {
1555                                 bit = ffsl(pc->pc_map[field]) - 1;
1556                                 break;
1557                         }
1558                 }
1559                 if (field < _NPCM) {
1560                         idx = field * sizeof(pc->pc_map[field]) * NBBY + bit;
1561                         pv = &pc->pc_pventry[idx];
1562                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
1563                         /* If this was the last item, move it to tail */
1564                         for (field = 0; field < _NPCM; field++)
1565                                 if (pc->pc_map[field] != 0) {
1566                                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
1567                                         return (pv);    /* not full, return */
1568                                 }
1569                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1570                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1571                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
1572                         return (pv);
1573                 }
1574         }
1575         /* No free items, allocate another chunk */
1576         m = vm_page_alloc_freelist(VM_FREELIST_DIRECT, VM_ALLOC_NORMAL |
1577             VM_ALLOC_WIRED);
1578         if (m == NULL) {
1579                 if (try) {
1580                         pv_entry_count--;
1581                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
1582                         return (NULL);
1583                 }
1584                 m = pmap_pv_reclaim(pmap);
1585                 if (m == NULL)
1586                         goto retry;
1587         }
1588         PV_STAT(pc_chunk_count++);
1589         PV_STAT(pc_chunk_allocs++);
1590         pc = (struct pv_chunk *)MIPS_PHYS_TO_DIRECT(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1591         pc->pc_pmap = pmap;
1592         pc->pc_map[0] = pc_freemask[0] & ~1ul;  /* preallocated bit 0 */
1593         for (field = 1; field < _NPCM; field++)
1594                 pc->pc_map[field] = pc_freemask[field];
1595         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1596         pv = &pc->pc_pventry[0];
1597         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1598         PV_STAT(pv_entry_spare += _NPCPV - 1);
1599         return (pv);
1600 }
1601
1602 static pv_entry_t
1603 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1604 {
1605         pv_entry_t pv;
1606
1607         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1608         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
1609                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
1610                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
1611                         break;
1612                 }
1613         }
1614         return (pv);
1615 }
1616
1617 static void
1618 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1619 {
1620         pv_entry_t pv;
1621
1622         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
1623         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found, pa %lx va %lx",
1624              (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(__containerof(pvh, struct vm_page, md)),
1625              (u_long)va));
1626         free_pv_entry(pmap, pv);
1627 }
1628
1629 static void
1630 pmap_remove_entry(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
1631 {
1632
1633         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1634         pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
1635         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1636                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * Conditionally create a pv entry.
1641  */
1642 static boolean_t
1643 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_page_t mpte, vm_offset_t va,
1644     vm_page_t m)
1645 {
1646         pv_entry_t pv;
1647
1648         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1649         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1650         if ((pv = get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
1651                 pv->pv_va = va;
1652                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1653                 return (TRUE);
1654         } else
1655                 return (FALSE);
1656 }
1657
1658 /*
1659  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process
1660  */
1661 static int
1662 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va, 
1663     pd_entry_t pde)
1664 {
1665         pt_entry_t oldpte;
1666         vm_page_t m;
1667         vm_paddr_t pa;
1668
1669         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1670         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1671
1672         /*
1673          * Write back all cache lines from the page being unmapped.
1674          */
1675         mips_dcache_wbinv_range_index(va, PAGE_SIZE);
1676
1677         oldpte = *ptq;
1678         if (is_kernel_pmap(pmap))
1679                 *ptq = PTE_G;
1680         else
1681                 *ptq = 0;
1682
1683         if (pte_test(&oldpte, PTE_W))
1684                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1685
1686         pmap->pm_stats.resident_count -= 1;
1687
1688         if (pte_test(&oldpte, PTE_MANAGED)) {
1689                 pa = TLBLO_PTE_TO_PA(oldpte);
1690                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1691                 if (pte_test(&oldpte, PTE_D)) {
1692                         KASSERT(!pte_test(&oldpte, PTE_RO),
1693                             ("%s: modified page not writable: va: %p, pte: %#jx",
1694                             __func__, (void *)va, (uintmax_t)oldpte));
1695                         vm_page_dirty(m);
1696                 }
1697                 if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
1698                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1699                 m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_REF;
1700
1701                 pmap_remove_entry(pmap, m, va);
1702         }
1703         return (pmap_unuse_pt(pmap, va, pde));
1704 }
1705
1706 /*
1707  * Remove a single page from a process address space
1708  */
1709 static void
1710 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va)
1711 {
1712         pd_entry_t *pde;
1713         pt_entry_t *ptq;
1714
1715         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1716         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1717         pde = pmap_pde(pmap, va);
1718         if (pde == NULL || *pde == 0)
1719                 return;
1720         ptq = pmap_pde_to_pte(pde, va);
1721
1722         /*
1723          * If there is no pte for this address, just skip it!
1724          */
1725         if (!pte_test(ptq, PTE_V))
1726                 return;
1727
1728         (void)pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, *pde);
1729         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1730 }
1731
1732 /*
1733  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1734  *
1735  *      It is assumed that the start and end are properly
1736  *      rounded to the page size.
1737  */
1738 void
1739 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1740 {
1741         pd_entry_t *pde, *pdpe;
1742         pt_entry_t *pte;
1743         vm_offset_t va, va_next;
1744
1745         /*
1746          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
1747          */
1748         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1749                 return;
1750
1751         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1752         PMAP_LOCK(pmap);
1753
1754         /*
1755          * special handling of removing one page.  a very common operation
1756          * and easy to short circuit some code.
1757          */
1758         if ((sva + PAGE_SIZE) == eva) {
1759                 pmap_remove_page(pmap, sva);
1760                 goto out;
1761         }
1762         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1763                 pdpe = pmap_segmap(pmap, sva);
1764 #ifdef __mips_n64
1765                 if (*pdpe == 0) {
1766                         va_next = (sva + NBSEG) & ~SEGMASK;
1767                         if (va_next < sva)
1768                                 va_next = eva;
1769                         continue;
1770                 }
1771 #endif
1772                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
1773                 if (va_next < sva)
1774                         va_next = eva;
1775
1776                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
1777                 if (*pde == NULL)
1778                         continue;
1779
1780                 /*
1781                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1782                  * by the current page table page, or to the end of the
1783                  * range being removed.
1784                  */
1785                 if (va_next > eva)
1786                         va_next = eva;
1787
1788                 va = va_next;
1789                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; pte++,
1790                     sva += PAGE_SIZE) {
1791                         if (!pte_test(pte, PTE_V)) {
1792                                 if (va != va_next) {
1793                                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1794                                         va = va_next;
1795                                 }
1796                                 continue;
1797                         }
1798                         if (va == va_next)
1799                                 va = sva;
1800                         if (pmap_remove_pte(pmap, pte, sva, *pde)) {
1801                                 sva += PAGE_SIZE;
1802                                 break;
1803                         }
1804                 }
1805                 if (va != va_next)
1806                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1807         }
1808 out:
1809         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1810         PMAP_UNLOCK(pmap);
1811 }
1812
1813 /*
1814  *      Routine:        pmap_remove_all
1815  *      Function:
1816  *              Removes this physical page from
1817  *              all physical maps in which it resides.
1818  *              Reflects back modify bits to the pager.
1819  *
1820  *      Notes:
1821  *              Original versions of this routine were very
1822  *              inefficient because they iteratively called
1823  *              pmap_remove (slow...)
1824  */
1825
1826 void
1827 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1828 {
1829         pv_entry_t pv;
1830         pmap_t pmap;
1831         pd_entry_t *pde;
1832         pt_entry_t *pte, tpte;
1833
1834         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1835             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
1836         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1837
1838         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
1839                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1840
1841         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1842                 pmap = PV_PMAP(pv);
1843                 PMAP_LOCK(pmap);
1844
1845                 /*
1846                  * If it's last mapping writeback all caches from 
1847                  * the page being destroyed
1848                  */
1849                 if (TAILQ_NEXT(pv, pv_list) == NULL)
1850                         mips_dcache_wbinv_range_index(pv->pv_va, PAGE_SIZE);
1851
1852                 pmap->pm_stats.resident_count--;
1853
1854                 pde = pmap_pde(pmap, pv->pv_va);
1855                 KASSERT(pde != NULL && *pde != 0, ("pmap_remove_all: pde"));
1856                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, pv->pv_va);
1857
1858                 tpte = *pte;
1859                 if (is_kernel_pmap(pmap))
1860                         *pte = PTE_G;
1861                 else
1862                         *pte = 0;
1863
1864                 if (pte_test(&tpte, PTE_W))
1865                         pmap->pm_stats.wired_count--;
1866
1867                 /*
1868                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1869                  */
1870                 if (pte_test(&tpte, PTE_D)) {
1871                         KASSERT(!pte_test(&tpte, PTE_RO),
1872                             ("%s: modified page not writable: va: %p, pte: %#jx",
1873                             __func__, (void *)pv->pv_va, (uintmax_t)tpte));
1874                         vm_page_dirty(m);
1875                 }
1876                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
1877
1878                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1879                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, *pde);
1880                 free_pv_entry(pmap, pv);
1881                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1882         }
1883
1884         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1885         m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_REF;
1886         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1887 }
1888
1889 /*
1890  *      Set the physical protection on the
1891  *      specified range of this map as requested.
1892  */
1893 void
1894 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1895 {
1896         pt_entry_t pbits, *pte;
1897         pd_entry_t *pde, *pdpe;
1898         vm_offset_t va, va_next;
1899         vm_paddr_t pa;
1900         vm_page_t m;
1901
1902         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1903                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1904                 return;
1905         }
1906         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1907                 return;
1908
1909         PMAP_LOCK(pmap);
1910         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1911                 pdpe = pmap_segmap(pmap, sva);
1912 #ifdef __mips_n64
1913                 if (*pdpe == 0) {
1914                         va_next = (sva + NBSEG) & ~SEGMASK;
1915                         if (va_next < sva)
1916                                 va_next = eva;
1917                         continue;
1918                 }
1919 #endif
1920                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
1921                 if (va_next < sva)
1922                         va_next = eva;
1923
1924                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
1925                 if (*pde == NULL)
1926                         continue;
1927
1928                 /*
1929                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1930                  * by the current page table page, or to the end of the
1931                  * range being write protected.
1932                  */
1933                 if (va_next > eva)
1934                         va_next = eva;
1935
1936                 va = va_next;
1937                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; pte++,
1938                     sva += PAGE_SIZE) {
1939                         pbits = *pte;
1940                         if (!pte_test(&pbits, PTE_V) || pte_test(&pbits,
1941                             PTE_RO)) {
1942                                 if (va != va_next) {
1943                                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1944                                         va = va_next;
1945                                 }
1946                                 continue;
1947                         }
1948                         pte_set(&pbits, PTE_RO);
1949                         if (pte_test(&pbits, PTE_D)) {
1950                                 pte_clear(&pbits, PTE_D);
1951                                 if (pte_test(&pbits, PTE_MANAGED)) {
1952                                         pa = TLBLO_PTE_TO_PA(pbits);
1953                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
1954                                         vm_page_dirty(m);
1955                                 }
1956                                 if (va == va_next)
1957                                         va = sva;
1958                         } else {
1959                                 /*
1960                                  * Unless PTE_D is set, any TLB entries
1961                                  * mapping "sva" don't allow write access, so
1962                                  * they needn't be invalidated.
1963                                  */
1964                                 if (va != va_next) {
1965                                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1966                                         va = va_next;
1967                                 }
1968                         }
1969                         *pte = pbits;
1970                 }
1971                 if (va != va_next)
1972                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1973         }
1974         PMAP_UNLOCK(pmap);
1975 }
1976
1977 /*
1978  *      Insert the given physical page (p) at
1979  *      the specified virtual address (v) in the
1980  *      target physical map with the protection requested.
1981  *
1982  *      If specified, the page will be wired down, meaning
1983  *      that the related pte can not be reclaimed.
1984  *
1985  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
1986  *      or lose information.  That is, this routine must actually
1987  *      insert this page into the given map NOW.
1988  */
1989 int
1990 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
1991     u_int flags, int8_t psind __unused)
1992 {
1993         vm_paddr_t pa, opa;
1994         pt_entry_t *pte;
1995         pt_entry_t origpte, newpte;
1996         pv_entry_t pv;
1997         vm_page_t mpte, om;
1998
1999         va &= ~PAGE_MASK;
2000         KASSERT(va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS, ("pmap_enter: toobig"));
2001         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || va < kmi.clean_sva ||
2002             va >= kmi.clean_eva,
2003             ("pmap_enter: managed mapping within the clean submap"));
2004         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 && !vm_page_xbusied(m))
2005                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
2006         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2007         newpte = TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | init_pte_prot(m, flags, prot);
2008         if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0)
2009                 newpte |= PTE_W;
2010         if (is_kernel_pmap(pmap))
2011                 newpte |= PTE_G;
2012         if (is_cacheable_mem(pa))
2013                 newpte |= PTE_C_CACHE;
2014         else
2015                 newpte |= PTE_C_UNCACHED;
2016
2017         mpte = NULL;
2018
2019         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2020         PMAP_LOCK(pmap);
2021
2022         /*
2023          * In the case that a page table page is not resident, we are
2024          * creating it here.
2025          */
2026         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2027                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va, flags);
2028                 if (mpte == NULL) {
2029                         KASSERT((flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) != 0,
2030                             ("pmap_allocpte failed with sleep allowed"));
2031                         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2032                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2033                         return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
2034                 }
2035         }
2036         pte = pmap_pte(pmap, va);
2037
2038         /*
2039          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2040          */
2041         if (pte == NULL) {
2042                 panic("pmap_enter: invalid page directory, pdir=%p, va=%p",
2043                     (void *)pmap->pm_segtab, (void *)va);
2044         }
2045         om = NULL;
2046         origpte = *pte;
2047         opa = TLBLO_PTE_TO_PA(origpte);
2048
2049         /*
2050          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2051          */
2052         if (pte_test(&origpte, PTE_V) && opa == pa) {
2053                 /*
2054                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2055                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2056                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is
2057                  * wired, the PT page will be also.
2058                  */
2059                 if (pte_test(&newpte, PTE_W) && !pte_test(&origpte, PTE_W))
2060                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2061                 else if (!pte_test(&newpte, PTE_W) && pte_test(&origpte,
2062                     PTE_W))
2063                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2064
2065                 KASSERT(!pte_test(&origpte, PTE_D | PTE_RO),
2066                     ("%s: modified page not writable: va: %p, pte: %#jx",
2067                     __func__, (void *)va, (uintmax_t)origpte));
2068
2069                 /*
2070                  * Remove extra pte reference
2071                  */
2072                 if (mpte)
2073                         mpte->wire_count--;
2074
2075                 if (pte_test(&origpte, PTE_MANAGED)) {
2076                         m->md.pv_flags |= PV_TABLE_REF;
2077                         om = m;
2078                         newpte |= PTE_MANAGED;
2079                         if (!pte_test(&newpte, PTE_RO))
2080                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2081                 }
2082                 goto validate;
2083         }
2084
2085         pv = NULL;
2086
2087         /*
2088          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2089          * handle validating new mapping.
2090          */
2091         if (opa) {
2092                 if (pte_test(&origpte, PTE_W))
2093                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2094
2095                 if (pte_test(&origpte, PTE_MANAGED)) {
2096                         om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2097                         pv = pmap_pvh_remove(&om->md, pmap, va);
2098                 }
2099                 if (mpte != NULL) {
2100                         mpte->wire_count--;
2101                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
2102                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
2103                             " va: %p", (void *)va));
2104                 }
2105         } else
2106                 pmap->pm_stats.resident_count++;
2107
2108         /*
2109          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2110          */
2111         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2112                 m->md.pv_flags |= PV_TABLE_REF;
2113                 if (pv == NULL)
2114                         pv = get_pv_entry(pmap, FALSE);
2115                 pv->pv_va = va;
2116                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2117                 newpte |= PTE_MANAGED;
2118                 if (!pte_test(&newpte, PTE_RO))
2119                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2120         } else if (pv != NULL)
2121                 free_pv_entry(pmap, pv);
2122
2123         /*
2124          * Increment counters
2125          */
2126         if (pte_test(&newpte, PTE_W))
2127                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2128
2129 validate:
2130
2131 #ifdef PMAP_DEBUG
2132         printf("pmap_enter:  va: %p -> pa: %p\n", (void *)va, (void *)pa);
2133 #endif
2134
2135         /*
2136          * if the mapping or permission bits are different, we need to
2137          * update the pte.
2138          */
2139         if (origpte != newpte) {
2140                 *pte = newpte;
2141                 if (pte_test(&origpte, PTE_V)) {
2142                         if (pte_test(&origpte, PTE_MANAGED) && opa != pa) {
2143                                 if (om->md.pv_flags & PV_TABLE_REF)
2144                                         vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
2145                                 om->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_REF;
2146                         }
2147                         if (pte_test(&origpte, PTE_D)) {
2148                                 KASSERT(!pte_test(&origpte, PTE_RO),
2149                                     ("pmap_enter: modified page not writable:"
2150                                     " va: %p, pte: %#jx", (void *)va, (uintmax_t)origpte));
2151                                 if (pte_test(&origpte, PTE_MANAGED))
2152                                         vm_page_dirty(om);
2153                         }
2154                         if (pte_test(&origpte, PTE_MANAGED) &&
2155                             TAILQ_EMPTY(&om->md.pv_list))
2156                                 vm_page_aflag_clear(om, PGA_WRITEABLE);
2157                         pmap_update_page(pmap, va, newpte);
2158                 }
2159         }
2160
2161         /*
2162          * Sync I & D caches for executable pages.  Do this only if the
2163          * target pmap belongs to the current process.  Otherwise, an
2164          * unresolvable TLB miss may occur.
2165          */
2166         if (!is_kernel_pmap(pmap) && (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap) &&
2167             (prot & VM_PROT_EXECUTE)) {
2168                 mips_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
2169                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2170         }
2171         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2172         PMAP_UNLOCK(pmap);
2173         return (KERN_SUCCESS);
2174 }
2175
2176 /*
2177  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2178  * 1. Current pmap & pmap exists.
2179  * 2. Not wired.
2180  * 3. Read access.
2181  * 4. No page table pages.
2182  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2183  */
2184
2185 void
2186 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2187 {
2188
2189         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2190         PMAP_LOCK(pmap);
2191         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL);
2192         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2193         PMAP_UNLOCK(pmap);
2194 }
2195
2196 static vm_page_t
2197 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2198     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte)
2199 {
2200         pt_entry_t *pte;
2201         vm_paddr_t pa;
2202
2203         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2204             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
2205             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2206         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2207         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2208
2209         /*
2210          * In the case that a page table page is not resident, we are
2211          * creating it here.
2212          */
2213         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2214                 pd_entry_t *pde;
2215                 unsigned ptepindex;
2216
2217                 /*
2218                  * Calculate pagetable page index
2219                  */
2220                 ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
2221                 if (mpte && (mpte->pindex == ptepindex)) {
2222                         mpte->wire_count++;
2223                 } else {
2224                         /*
2225                          * Get the page directory entry
2226                          */
2227                         pde = pmap_pde(pmap, va);
2228
2229                         /*
2230                          * If the page table page is mapped, we just
2231                          * increment the hold count, and activate it.
2232                          */
2233                         if (pde && *pde != 0) {
2234                                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(
2235                                     MIPS_DIRECT_TO_PHYS(*pde));
2236                                 mpte->wire_count++;
2237                         } else {
2238                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex,
2239                                     PMAP_ENTER_NOSLEEP);
2240                                 if (mpte == NULL)
2241                                         return (mpte);
2242                         }
2243                 }
2244         } else {
2245                 mpte = NULL;
2246         }
2247
2248         pte = pmap_pte(pmap, va);
2249         if (pte_test(pte, PTE_V)) {
2250                 if (mpte != NULL) {
2251                         mpte->wire_count--;
2252                         mpte = NULL;
2253                 }
2254                 return (mpte);
2255         }
2256
2257         /*
2258          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2259          */
2260         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
2261             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, mpte, va, m)) {
2262                 if (mpte != NULL) {
2263                         pmap_unwire_ptp(pmap, va, mpte);
2264                         mpte = NULL;
2265                 }
2266                 return (mpte);
2267         }
2268
2269         /*
2270          * Increment counters
2271          */
2272         pmap->pm_stats.resident_count++;
2273
2274         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2275
2276         /*
2277          * Now validate mapping with RO protection
2278          */
2279         *pte = PTE_RO | TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | PTE_V;
2280         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2281                 *pte |= PTE_MANAGED;
2282
2283         if (is_cacheable_mem(pa))
2284                 *pte |= PTE_C_CACHE;
2285         else
2286                 *pte |= PTE_C_UNCACHED;
2287
2288         if (is_kernel_pmap(pmap))
2289                 *pte |= PTE_G;
2290         else {
2291                 /*
2292                  * Sync I & D caches.  Do this only if the target pmap
2293                  * belongs to the current process.  Otherwise, an
2294                  * unresolvable TLB miss may occur. */
2295                 if (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap) {
2296                         va &= ~PAGE_MASK;
2297                         mips_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
2298                         mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2299                 }
2300         }
2301         return (mpte);
2302 }
2303
2304 /*
2305  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2306  * to be used for panic dumps.
2307  *
2308  * Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
2309  */
2310 void *
2311 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
2312 {
2313         vm_offset_t va;
2314
2315         if (i != 0)
2316                 printf("%s: ERROR!!! More than one page of virtual address mapping not supported\n",
2317                     __func__);
2318
2319         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa)) {
2320                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(pa);
2321         } else {
2322 #ifndef __mips_n64    /* XXX : to be converted to new style */
2323                 int cpu;
2324                 register_t intr;
2325                 struct local_sysmaps *sysm;
2326                 pt_entry_t *pte, npte;
2327
2328                 /* If this is used other than for dumps, we may need to leave
2329                  * interrupts disasbled on return. If crash dumps don't work when
2330                  * we get to this point, we might want to consider this (leaving things
2331                  * disabled as a starting point ;-)
2332                  */
2333                 intr = intr_disable();
2334                 cpu = PCPU_GET(cpuid);
2335                 sysm = &sysmap_lmem[cpu];
2336                 /* Since this is for the debugger, no locks or any other fun */
2337                 npte = TLBLO_PA_TO_PFN(pa) | PTE_C_CACHE | PTE_D | PTE_V |
2338                     PTE_G;
2339                 pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base);
2340                 *pte = npte;
2341                 sysm->valid1 = 1;
2342                 pmap_update_page(kernel_pmap, sysm->base, npte);
2343                 va = sysm->base;
2344                 intr_restore(intr);
2345 #endif
2346         }
2347         return ((void *)va);
2348 }
2349
2350 void
2351 pmap_kenter_temporary_free(vm_paddr_t pa)
2352 {
2353 #ifndef __mips_n64    /* XXX : to be converted to new style */
2354         int cpu;
2355         register_t intr;
2356         struct local_sysmaps *sysm;
2357 #endif
2358
2359         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa)) {
2360                 /* nothing to do for this case */
2361                 return;
2362         }
2363 #ifndef __mips_n64    /* XXX : to be converted to new style */
2364         cpu = PCPU_GET(cpuid);
2365         sysm = &sysmap_lmem[cpu];
2366         if (sysm->valid1) {
2367                 pt_entry_t *pte;
2368
2369                 intr = intr_disable();
2370                 pte = pmap_pte(kernel_pmap, sysm->base);
2371                 *pte = PTE_G;
2372                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, sysm->base);
2373                 intr_restore(intr);
2374                 sysm->valid1 = 0;
2375         }
2376 #endif
2377 }
2378
2379 /*
2380  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2381  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2382  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2383  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2384  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2385  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2386  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2387  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2388  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2389  * corresponding offset from m_start are mapped.
2390  */
2391 void
2392 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2393     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2394 {
2395         vm_page_t m, mpte;
2396         vm_pindex_t diff, psize;
2397
2398         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
2399
2400         psize = atop(end - start);
2401         mpte = NULL;
2402         m = m_start;
2403         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2404         PMAP_LOCK(pmap);
2405         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2406                 mpte = pmap_enter_quick_locked(pmap, start + ptoa(diff), m,
2407                     prot, mpte);
2408                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2409         }
2410         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2411         PMAP_UNLOCK(pmap);
2412 }
2413
2414 /*
2415  * pmap_object_init_pt preloads the ptes for a given object
2416  * into the specified pmap.  This eliminates the blast of soft
2417  * faults on process startup and immediately after an mmap.
2418  */
2419 void
2420 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr,
2421     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2422 {
2423         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2424         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2425             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
2426 }
2427
2428 /*
2429  *      Routine:        pmap_change_wiring
2430  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
2431  *                      pair.
2432  *      In/out conditions:
2433  *                      The mapping must already exist in the pmap.
2434  */
2435 void
2436 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2437 {
2438         pt_entry_t *pte;
2439
2440         PMAP_LOCK(pmap);
2441         pte = pmap_pte(pmap, va);
2442
2443         if (wired && !pte_test(pte, PTE_W))
2444                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2445         else if (!wired && pte_test(pte, PTE_W))
2446                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2447
2448         /*
2449          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2450          * invalidate TLB.
2451          */
2452         if (wired)
2453                 pte_set(pte, PTE_W);
2454         else
2455                 pte_clear(pte, PTE_W);
2456         PMAP_UNLOCK(pmap);
2457 }
2458
2459 /*
2460  *      Copy the range specified by src_addr/len
2461  *      from the source map to the range dst_addr/len
2462  *      in the destination map.
2463  *
2464  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2465  */
2466
2467 void
2468 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr,
2469     vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2470 {
2471 }
2472
2473 /*
2474  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
2475  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2476  *
2477  *      Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
2478  */
2479 void
2480 pmap_zero_page(vm_page_t m)
2481 {
2482         vm_offset_t va;
2483         vm_paddr_t phys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2484
2485         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys)) {
2486                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys);
2487                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2488                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2489         } else {
2490                 va = pmap_lmem_map1(phys);
2491                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2492                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2493                 pmap_lmem_unmap();
2494         }
2495 }
2496
2497 /*
2498  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping
2499  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2500  *
2501  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2502  */
2503 void
2504 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
2505 {
2506         vm_offset_t va;
2507         vm_paddr_t phys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2508
2509         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys)) {
2510                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys);
2511                 bzero((char *)(caddr_t)va + off, size);
2512                 mips_dcache_wbinv_range(va + off, size);
2513         } else {
2514                 va = pmap_lmem_map1(phys);
2515                 bzero((char *)va + off, size);
2516                 mips_dcache_wbinv_range(va + off, size);
2517                 pmap_lmem_unmap();
2518         }
2519 }
2520
2521 void
2522 pmap_zero_page_idle(vm_page_t m)
2523 {
2524         vm_offset_t va;
2525         vm_paddr_t phys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2526
2527         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys)) {
2528                 va = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys);
2529                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2530                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2531         } else {
2532                 va = pmap_lmem_map1(phys);
2533                 bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2534                 mips_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2535                 pmap_lmem_unmap();
2536         }
2537 }
2538
2539 /*
2540  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
2541  *      page by mapping the page into virtual memory and using
2542  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
2543  *      time.
2544  *
2545  *      Use XKPHYS for 64 bit, and KSEG0 where possible for 32 bit.
2546  */
2547 void
2548 pmap_copy_page(vm_page_t src, vm_page_t dst)
2549 {
2550         vm_offset_t va_src, va_dst;
2551         vm_paddr_t phys_src = VM_PAGE_TO_PHYS(src);
2552         vm_paddr_t phys_dst = VM_PAGE_TO_PHYS(dst);
2553
2554         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys_src) && MIPS_DIRECT_MAPPABLE(phys_dst)) {
2555                 /* easy case, all can be accessed via KSEG0 */
2556                 /*
2557                  * Flush all caches for VA that are mapped to this page
2558                  * to make sure that data in SDRAM is up to date
2559                  */
2560                 pmap_flush_pvcache(src);
2561                 mips_dcache_wbinv_range_index(
2562                     MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys_dst), PAGE_SIZE);
2563                 va_src = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys_src);
2564                 va_dst = MIPS_PHYS_TO_DIRECT(phys_dst);
2565                 bcopy((caddr_t)va_src, (caddr_t)va_dst, PAGE_SIZE);
2566                 mips_dcache_wbinv_range(va_dst, PAGE_SIZE);
2567         } else {
2568                 va_src = pmap_lmem_map2(phys_src, phys_dst);
2569                 va_dst = va_src + PAGE_SIZE;
2570                 bcopy((void *)va_src, (void *)va_dst, PAGE_SIZE);
2571                 mips_dcache_wbinv_range(va_dst, PAGE_SIZE);
2572                 pmap_lmem_unmap();
2573         }
2574 }
2575
2576 int unmapped_buf_allowed;
2577
2578 void
2579 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
2580     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
2581 {
2582         char *a_cp, *b_cp;
2583         vm_page_t a_m, b_m;
2584         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
2585         vm_paddr_t a_phys, b_phys;
2586         int cnt;
2587
2588         while (xfersize > 0) {
2589                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
2590                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
2591                 a_m = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
2592                 a_phys = VM_PAGE_TO_PHYS(a_m);
2593                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
2594                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
2595                 b_m = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
2596                 b_phys = VM_PAGE_TO_PHYS(b_m);
2597                 if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(a_phys) &&
2598                     MIPS_DIRECT_MAPPABLE(b_phys)) {
2599                         pmap_flush_pvcache(a_m);
2600                         mips_dcache_wbinv_range_index(
2601                             MIPS_PHYS_TO_DIRECT(b_phys), PAGE_SIZE);
2602                         a_cp = (char *)MIPS_PHYS_TO_DIRECT(a_phys) +
2603                             a_pg_offset;
2604                         b_cp = (char *)MIPS_PHYS_TO_DIRECT(b_phys) +
2605                             b_pg_offset;
2606                         bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
2607                         mips_dcache_wbinv_range((vm_offset_t)b_cp, cnt);
2608                 } else {
2609                         a_cp = (char *)pmap_lmem_map2(a_phys, b_phys);
2610                         b_cp = (char *)a_cp + PAGE_SIZE;
2611                         a_cp += a_pg_offset;
2612                         b_cp += b_pg_offset;
2613                         bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
2614                         mips_dcache_wbinv_range((vm_offset_t)b_cp, cnt);
2615                         pmap_lmem_unmap();
2616                 }
2617                 a_offset += cnt;
2618                 b_offset += cnt;
2619                 xfersize -= cnt;
2620         }
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2625  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2626  * be changed upwards or downwards in the future; it
2627  * is only necessary that true be returned for a small
2628  * subset of pmaps for proper page aging.
2629  */
2630 boolean_t
2631 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2632 {
2633         pv_entry_t pv;
2634         int loops = 0;
2635         boolean_t rv;
2636
2637         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2638             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2639         rv = FALSE;
2640         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2641         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2642                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
2643                         rv = TRUE;
2644                         break;
2645                 }
2646                 loops++;
2647                 if (loops >= 16)
2648                         break;
2649         }
2650         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2651         return (rv);
2652 }
2653
2654 /*
2655  * Remove all pages from specified address space
2656  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2657  * is special cased for current process only, but
2658  * can have the more generic (and slightly slower)
2659  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2660  * in the case of running down an entire address space.
2661  */
2662 void
2663 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
2664 {
2665         pd_entry_t *pde;
2666         pt_entry_t *pte, tpte;
2667         pv_entry_t pv;
2668         vm_page_t m;
2669         struct pv_chunk *pc, *npc;
2670         u_long inuse, bitmask;
2671         int allfree, bit, field, idx;
2672
2673         if (pmap != vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace)) {
2674                 printf("warning: pmap_remove_pages called with non-current pmap\n");
2675                 return;
2676         }
2677         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2678         PMAP_LOCK(pmap);
2679         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
2680                 allfree = 1;
2681                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2682                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2683                         while (inuse != 0) {
2684                                 bit = ffsl(inuse) - 1;
2685                                 bitmask = 1UL << bit;
2686                                 idx = field * sizeof(inuse) * NBBY + bit;
2687                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
2688                                 inuse &= ~bitmask;
2689
2690                                 pde = pmap_pde(pmap, pv->pv_va);
2691                                 KASSERT(pde != NULL && *pde != 0,
2692                                     ("pmap_remove_pages: pde"));
2693                                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, pv->pv_va);
2694                                 if (!pte_test(pte, PTE_V))
2695                                         panic("pmap_remove_pages: bad pte");
2696                                 tpte = *pte;
2697
2698 /*
2699  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
2700  */
2701                                 if (pte_test(&tpte, PTE_W)) {
2702                                         allfree = 0;
2703                                         continue;
2704                                 }
2705                                 *pte = is_kernel_pmap(pmap) ? PTE_G : 0;
2706
2707                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLBLO_PTE_TO_PA(tpte));
2708                                 KASSERT(m != NULL,
2709                                     ("pmap_remove_pages: bad tpte %#jx",
2710                                     (uintmax_t)tpte));
2711
2712                                 /*
2713                                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2714                                  */
2715                                 if (pte_test(&tpte, PTE_D))
2716                                         vm_page_dirty(m);
2717
2718                                 /* Mark free */
2719                                 PV_STAT(pv_entry_frees++);
2720                                 PV_STAT(pv_entry_spare++);
2721                                 pv_entry_count--;
2722                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
2723                                 pmap->pm_stats.resident_count--;
2724                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2725                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2726                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2727                                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, *pde);
2728                         }
2729                 }
2730                 if (allfree) {
2731                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2732                         free_pv_chunk(pc);
2733                 }
2734         }
2735         pmap_invalidate_all(pmap);
2736         PMAP_UNLOCK(pmap);
2737         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2738 }
2739
2740 /*
2741  * pmap_testbit tests bits in pte's
2742  */
2743 static boolean_t
2744 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2745 {
2746         pv_entry_t pv;
2747         pmap_t pmap;
2748         pt_entry_t *pte;
2749         boolean_t rv = FALSE;
2750
2751         if (m->oflags & VPO_UNMANAGED)
2752                 return (rv);
2753
2754         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2755         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2756                 pmap = PV_PMAP(pv);
2757                 PMAP_LOCK(pmap);
2758                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
2759                 rv = pte_test(pte, bit);
2760                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2761                 if (rv)
2762                         break;
2763         }
2764         return (rv);
2765 }
2766
2767 /*
2768  *      pmap_page_wired_mappings:
2769  *
2770  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
2771  *      that are wired.
2772  */
2773 int
2774 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
2775 {
2776         pv_entry_t pv;
2777         pmap_t pmap;
2778         pt_entry_t *pte;
2779         int count;
2780
2781         count = 0;
2782         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2783                 return (count);
2784         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2785         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2786                 pmap = PV_PMAP(pv);
2787                 PMAP_LOCK(pmap);
2788                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
2789                 if (pte_test(pte, PTE_W))
2790                         count++;
2791                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2792         }
2793         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2794         return (count);
2795 }
2796
2797 /*
2798  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
2799  */
2800 void
2801 pmap_remove_write(vm_page_t m)
2802 {
2803         pmap_t pmap;
2804         pt_entry_t pbits, *pte;
2805         pv_entry_t pv;
2806
2807         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2808             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
2809
2810         /*
2811          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2812          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
2813          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
2814          */
2815         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2816         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2817                 return;
2818         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2819         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2820                 pmap = PV_PMAP(pv);
2821                 PMAP_LOCK(pmap);
2822                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
2823                 KASSERT(pte != NULL && pte_test(pte, PTE_V),
2824                     ("page on pv_list has no pte"));
2825                 pbits = *pte;
2826                 if (pte_test(&pbits, PTE_D)) {
2827                         pte_clear(&pbits, PTE_D);
2828                         vm_page_dirty(m);
2829                 }
2830                 pte_set(&pbits, PTE_RO);
2831                 if (pbits != *pte) {
2832                         *pte = pbits;
2833                         pmap_update_page(pmap, pv->pv_va, pbits);
2834                 }
2835                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2836         }
2837         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2838         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2839 }
2840
2841 /*
2842  *      pmap_ts_referenced:
2843  *
2844  *      Return the count of reference bits for a page, clearing all of them.
2845  */
2846 int
2847 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
2848 {
2849
2850         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2851             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
2852         if (m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF) {
2853                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
2854                 m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_REF;
2855                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2856                 return (1);
2857         }
2858         return (0);
2859 }
2860
2861 /*
2862  *      pmap_is_modified:
2863  *
2864  *      Return whether or not the specified physical page was modified
2865  *      in any physical maps.
2866  */
2867 boolean_t
2868 pmap_is_modified(vm_page_t m)
2869 {
2870         boolean_t rv;
2871
2872         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2873             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
2874
2875         /*
2876          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2877          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2878          * is clear, no PTEs can have PTE_D set.
2879          */
2880         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2881         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2882                 return (FALSE);
2883         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2884         rv = pmap_testbit(m, PTE_D);
2885         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2886         return (rv);
2887 }
2888
2889 /* N/C */
2890
2891 /*
2892  *      pmap_is_prefaultable:
2893  *
2894  *      Return whether or not the specified virtual address is elgible
2895  *      for prefault.
2896  */
2897 boolean_t
2898 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2899 {
2900         pd_entry_t *pde;
2901         pt_entry_t *pte;
2902         boolean_t rv;
2903
2904         rv = FALSE;
2905         PMAP_LOCK(pmap);
2906         pde = pmap_pde(pmap, addr);
2907         if (pde != NULL && *pde != 0) {
2908                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, addr);
2909                 rv = (*pte == 0);
2910         }
2911         PMAP_UNLOCK(pmap);
2912         return (rv);
2913 }
2914
2915 /*
2916  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
2917  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
2918  *      modified flags in each mapping and set the mapped page's dirty field.
2919  */
2920 void
2921 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
2922 {
2923         pd_entry_t *pde, *pdpe;
2924         pt_entry_t *pte;
2925         vm_offset_t va, va_next;
2926         vm_paddr_t pa;
2927         vm_page_t m;
2928
2929         if (advice != MADV_DONTNEED && advice != MADV_FREE)
2930                 return;
2931         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2932         PMAP_LOCK(pmap);
2933         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2934                 pdpe = pmap_segmap(pmap, sva);
2935 #ifdef __mips_n64
2936                 if (*pdpe == 0) {
2937                         va_next = (sva + NBSEG) & ~SEGMASK;
2938                         if (va_next < sva)
2939                                 va_next = eva;
2940                         continue;
2941                 }
2942 #endif
2943                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2944                 if (va_next < sva)
2945                         va_next = eva;
2946
2947                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
2948                 if (*pde == NULL)
2949                         continue;
2950
2951                 /*
2952                  * Limit our scan to either the end of the va represented
2953                  * by the current page table page, or to the end of the
2954                  * range being write protected.
2955                  */
2956                 if (va_next > eva)
2957                         va_next = eva;
2958
2959                 va = va_next;
2960                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; pte++,
2961                     sva += PAGE_SIZE) {
2962                         if (!pte_test(pte, PTE_MANAGED | PTE_V)) {
2963                                 if (va != va_next) {
2964                                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
2965                                         va = va_next;
2966                                 }
2967                                 continue;
2968                         }
2969                         pa = TLBLO_PTE_TO_PA(*pte);
2970                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2971                         m->md.pv_flags &= ~PV_TABLE_REF;
2972                         if (pte_test(pte, PTE_D)) {
2973                                 if (advice == MADV_DONTNEED) {
2974                                         /*
2975                                          * Future calls to pmap_is_modified()
2976                                          * can be avoided by making the page
2977                                          * dirty now.
2978                                          */
2979                                         vm_page_dirty(m);
2980                                 } else {
2981                                         pte_clear(pte, PTE_D);
2982                                         if (va == va_next)
2983                                                 va = sva;
2984                                 }
2985                         } else {
2986                                 /*
2987                                  * Unless PTE_D is set, any TLB entries
2988                                  * mapping "sva" don't allow write access, so
2989                                  * they needn't be invalidated.
2990                                  */
2991                                 if (va != va_next) {
2992                                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
2993                                         va = va_next;
2994                                 }
2995                         }
2996                 }
2997                 if (va != va_next)
2998                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
2999         }
3000         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3001         PMAP_UNLOCK(pmap);
3002 }
3003
3004 /*
3005  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3006  */
3007 void
3008 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3009 {
3010         pmap_t pmap;
3011         pt_entry_t *pte;
3012         pv_entry_t pv;
3013
3014         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3015             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
3016         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3017         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
3018             ("pmap_clear_modify: page %p is exclusive busied", m));
3019
3020         /*
3021          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PTE_D set.
3022          * If the object containing the page is locked and the page is not
3023          * write busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
3024          */
3025         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3026                 return;
3027         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3028         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3029                 pmap = PV_PMAP(pv);
3030                 PMAP_LOCK(pmap);
3031                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
3032                 if (pte_test(pte, PTE_D)) {
3033                         pte_clear(pte, PTE_D);
3034                         pmap_update_page(pmap, pv->pv_va, *pte);
3035                 }
3036                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3037         }
3038         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3039 }
3040
3041 /*
3042  *      pmap_is_referenced:
3043  *
3044  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
3045  *      in any physical maps.
3046  */
3047 boolean_t
3048 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
3049 {
3050
3051         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3052             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
3053         return ((m->md.pv_flags & PV_TABLE_REF) != 0);
3054 }
3055
3056 /*
3057  * Miscellaneous support routines follow
3058  */
3059
3060 /*
3061  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3062  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3063  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3064  * NOT real memory.
3065  *
3066  * Use XKPHYS uncached for 64 bit, and KSEG1 where possible for 32 bit.
3067  */
3068 void *
3069 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3070 {
3071         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3072
3073         /* 
3074          * KSEG1 maps only first 512M of phys address space. For 
3075          * pa > 0x20000000 we should make proper mapping * using pmap_kenter.
3076          */
3077         if (MIPS_DIRECT_MAPPABLE(pa + size - 1))
3078                 return ((void *)MIPS_PHYS_TO_DIRECT_UNCACHED(pa));
3079         else {
3080                 offset = pa & PAGE_MASK;
3081                 size = roundup(size + offset, PAGE_SIZE);
3082         
3083                 va = kva_alloc(size);
3084                 if (!va)
3085                         panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3086                 pa = trunc_page(pa);
3087                 for (tmpva = va; size > 0;) {
3088                         pmap_kenter_attr(tmpva, pa, PTE_C_UNCACHED);
3089                         size -= PAGE_SIZE;
3090                         tmpva += PAGE_SIZE;
3091                         pa += PAGE_SIZE;
3092                 }
3093         }
3094
3095         return ((void *)(va + offset));
3096 }
3097
3098 void
3099 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3100 {
3101 #ifndef __mips_n64
3102         vm_offset_t base, offset;
3103
3104         /* If the address is within KSEG1 then there is nothing to do */
3105         if (va >= MIPS_KSEG1_START && va <= MIPS_KSEG1_END)
3106                 return;
3107
3108         base = trunc_page(va);
3109         offset = va & PAGE_MASK;
3110         size = roundup(size + offset, PAGE_SIZE);
3111         kva_free(base, size);
3112 #endif
3113 }
3114
3115 /*
3116  * perform the pmap work for mincore
3117  */
3118 int
3119 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
3120 {
3121         pt_entry_t *ptep, pte;
3122         vm_paddr_t pa;
3123         vm_page_t m;
3124         int val;
3125
3126         PMAP_LOCK(pmap);
3127 retry:
3128         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3129         pte = (ptep != NULL) ? *ptep : 0;
3130         if (!pte_test(&pte, PTE_V)) {
3131                 val = 0;
3132                 goto out;
3133         }
3134         val = MINCORE_INCORE;
3135         if (pte_test(&pte, PTE_D))
3136                 val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3137         pa = TLBLO_PTE_TO_PA(pte);
3138         if (pte_test(&pte, PTE_MANAGED)) {
3139                 /*
3140                  * This may falsely report the given address as
3141                  * MINCORE_REFERENCED.  Unfortunately, due to the lack of
3142                  * per-PTE reference information, it is impossible to
3143                  * determine if the address is MINCORE_REFERENCED.  
3144                  */
3145                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3146                 if ((m->aflags & PGA_REFERENCED) != 0)
3147                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3148         }
3149         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
3150             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) &&
3151             pte_test(&pte, PTE_MANAGED)) {
3152                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
3153                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
3154                         goto retry;
3155         } else
3156 out:
3157                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
3158         PMAP_UNLOCK(pmap);
3159         return (val);
3160 }
3161
3162 void
3163 pmap_activate(struct thread *td)
3164 {
3165         pmap_t pmap, oldpmap;
3166         struct proc *p = td->td_proc;
3167         u_int cpuid;
3168
3169         critical_enter();
3170
3171         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
3172         oldpmap = PCPU_GET(curpmap);
3173         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
3174
3175         if (oldpmap)
3176                 CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &oldpmap->pm_active);
3177         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
3178         pmap_asid_alloc(pmap);
3179         if (td == curthread) {
3180                 PCPU_SET(segbase, pmap->pm_segtab);
3181                 mips_wr_entryhi(pmap->pm_asid[cpuid].asid);
3182         }
3183
3184         PCPU_SET(curpmap, pmap);
3185         critical_exit();
3186 }
3187
3188 void
3189 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
3190 {
3191 }
3192
3193 /*
3194  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
3195  *      different alignment might result in more superpage mappings.
3196  */
3197 void
3198 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
3199     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
3200 {
3201         vm_offset_t superpage_offset;
3202
3203         if (size < NBSEG)
3204                 return;
3205         if (object != NULL && (object->flags & OBJ_COLORED) != 0)
3206                 offset += ptoa(object->pg_color);
3207         superpage_offset = offset & SEGMASK;
3208         if (size - ((NBSEG - superpage_offset) & SEGMASK) < NBSEG ||
3209             (*addr & SEGMASK) == superpage_offset)
3210                 return;
3211         if ((*addr & SEGMASK) < superpage_offset)
3212                 *addr = (*addr & ~SEGMASK) + superpage_offset;
3213         else
3214                 *addr = ((*addr + SEGMASK) & ~SEGMASK) + superpage_offset;
3215 }
3216
3217 #ifdef DDB
3218 DB_SHOW_COMMAND(ptable, ddb_pid_dump)
3219 {
3220         pmap_t pmap;
3221         struct thread *td = NULL;
3222         struct proc *p;
3223         int i, j, k;
3224         vm_paddr_t pa;
3225         vm_offset_t va;
3226
3227         if (have_addr) {
3228                 td = db_lookup_thread(addr, TRUE);
3229                 if (td == NULL) {
3230                         db_printf("Invalid pid or tid");
3231                         return;
3232                 }
3233                 p = td->td_proc;
3234                 if (p->p_vmspace == NULL) {
3235                         db_printf("No vmspace for process");
3236                         return;
3237                 }
3238                         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
3239         } else
3240                 pmap = kernel_pmap;
3241
3242         db_printf("pmap:%p segtab:%p asid:%x generation:%x\n",
3243             pmap, pmap->pm_segtab, pmap->pm_asid[0].asid,
3244             pmap->pm_asid[0].gen);
3245         for (i = 0; i < NPDEPG; i++) {
3246                 pd_entry_t *pdpe;
3247                 pt_entry_t *pde;
3248                 pt_entry_t pte;
3249
3250                 pdpe = (pd_entry_t *)pmap->pm_segtab[i];
3251                 if (pdpe == NULL)
3252                         continue;
3253                 db_printf("[%4d] %p\n", i, pdpe);
3254 #ifdef __mips_n64
3255                 for (j = 0; j < NPDEPG; j++) {
3256                         pde = (pt_entry_t *)pdpe[j];
3257                         if (pde == NULL)
3258                                 continue;
3259                         db_printf("\t[%4d] %p\n", j, pde);
3260 #else
3261                 {
3262                         j = 0;
3263                         pde =  (pt_entry_t *)pdpe;
3264 #endif
3265                         for (k = 0; k < NPTEPG; k++) {
3266                                 pte = pde[k];
3267                                 if (pte == 0 || !pte_test(&pte, PTE_V))
3268                                         continue;
3269                                 pa = TLBLO_PTE_TO_PA(pte);
3270                                 va = ((u_long)i << SEGSHIFT) | (j << PDRSHIFT) | (k << PAGE_SHIFT);
3271                                 db_printf("\t\t[%04d] va: %p pte: %8jx pa:%jx\n",
3272                                        k, (void *)va, (uintmax_t)pte, (uintmax_t)pa);
3273                         }
3274                 }
3275         }
3276 }
3277 #endif
3278
3279 #if defined(DEBUG)
3280
3281 static void pads(pmap_t pm);
3282 void pmap_pvdump(vm_offset_t pa);
3283
3284 /* print address space of pmap*/
3285 static void
3286 pads(pmap_t pm)
3287 {
3288         unsigned va, i, j;
3289         pt_entry_t *ptep;
3290
3291         if (pm == kernel_pmap)
3292                 return;
3293         for (i = 0; i < NPTEPG; i++)
3294                 if (pm->pm_segtab[i])
3295                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
3296                                 va = (i << SEGSHIFT) + (j << PAGE_SHIFT);
3297                                 if (pm == kernel_pmap && va < KERNBASE)
3298                                         continue;
3299                                 if (pm != kernel_pmap &&
3300                                     va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
3301                                         continue;
3302                                 ptep = pmap_pte(pm, va);
3303                                 if (pte_test(ptep, PTE_V))
3304                                         printf("%x:%x ", va, *(int *)ptep);
3305                         }
3306
3307 }
3308
3309 void
3310 pmap_pvdump(vm_offset_t pa)
3311 {
3312         register pv_entry_t pv;
3313         vm_page_t m;
3314
3315         printf("pa %x", pa);
3316         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3317         for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list); pv;
3318             pv = TAILQ_NEXT(pv, pv_list)) {
3319                 printf(" -> pmap %p, va %x", (void *)pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3320                 pads(pv->pv_pmap);
3321         }
3322         printf(" ");
3323 }
3324
3325 /* N/C */
3326 #endif
3327
3328
3329 /*
3330  * Allocate TLB address space tag (called ASID or TLBPID) and return it.
3331  * It takes almost as much or more time to search the TLB for a
3332  * specific ASID and flush those entries as it does to flush the entire TLB.
3333  * Therefore, when we allocate a new ASID, we just take the next number. When
3334  * we run out of numbers, we flush the TLB, increment the generation count
3335  * and start over. ASID zero is reserved for kernel use.
3336  */
3337 static void
3338 pmap_asid_alloc(pmap)
3339         pmap_t pmap;
3340 {
3341         if (pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].asid != PMAP_ASID_RESERVED &&
3342             pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].gen == PCPU_GET(asid_generation));
3343         else {
3344                 if (PCPU_GET(next_asid) == pmap_max_asid) {
3345                         tlb_invalidate_all_user(NULL);
3346                         PCPU_SET(asid_generation,
3347                             (PCPU_GET(asid_generation) + 1) & ASIDGEN_MASK);
3348                         if (PCPU_GET(asid_generation) == 0) {
3349                                 PCPU_SET(asid_generation, 1);
3350                         }
3351                         PCPU_SET(next_asid, 1); /* 0 means invalid */
3352                 }
3353                 pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].asid = PCPU_GET(next_asid);
3354                 pmap->pm_asid[PCPU_GET(cpuid)].gen = PCPU_GET(asid_generation);
3355                 PCPU_SET(next_asid, PCPU_GET(next_asid) + 1);
3356         }
3357 }
3358
3359 static pt_entry_t
3360 init_pte_prot(vm_page_t m, vm_prot_t access, vm_prot_t prot)
3361 {
3362         pt_entry_t rw;
3363
3364         if (!(prot & VM_PROT_WRITE))
3365                 rw = PTE_V | PTE_RO;
3366         else if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3367                 if ((access & VM_PROT_WRITE) != 0)
3368                         rw = PTE_V | PTE_D;
3369                 else
3370                         rw = PTE_V;
3371         } else
3372                 /* Needn't emulate a modified bit for unmanaged pages. */
3373                 rw = PTE_V | PTE_D;
3374         return (rw);
3375 }
3376
3377 /*
3378  * pmap_emulate_modified : do dirty bit emulation
3379  *
3380  * On SMP, update just the local TLB, other CPUs will update their
3381  * TLBs from PTE lazily, if they get the exception.
3382  * Returns 0 in case of sucess, 1 if the page is read only and we
3383  * need to fault.
3384  */
3385 int
3386 pmap_emulate_modified(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
3387 {
3388         pt_entry_t *pte;
3389
3390         PMAP_LOCK(pmap);
3391         pte = pmap_pte(pmap, va);
3392         if (pte == NULL)
3393                 panic("pmap_emulate_modified: can't find PTE");
3394 #ifdef SMP
3395         /* It is possible that some other CPU changed m-bit */
3396         if (!pte_test(pte, PTE_V) || pte_test(pte, PTE_D)) {
3397                 tlb_update(pmap, va, *pte);
3398                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3399                 return (0);
3400         }
3401 #else
3402         if (!pte_test(pte, PTE_V) || pte_test(pte, PTE_D))
3403                 panic("pmap_emulate_modified: invalid pte");
3404 #endif
3405         if (pte_test(pte, PTE_RO)) {
3406                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3407                 return (1);
3408         }
3409         pte_set(pte, PTE_D);
3410         tlb_update(pmap, va, *pte);
3411         if (!pte_test(pte, PTE_MANAGED))
3412                 panic("pmap_emulate_modified: unmanaged page");
3413         PMAP_UNLOCK(pmap);
3414         return (0);
3415 }
3416
3417 /*
3418  *      Routine:        pmap_kextract
3419  *      Function:
3420  *              Extract the physical page address associated
3421  *              virtual address.
3422  */
3423 vm_paddr_t
3424 pmap_kextract(vm_offset_t va)
3425 {
3426         int mapped;
3427
3428         /*
3429          * First, the direct-mapped regions.
3430          */
3431 #if defined(__mips_n64)
3432         if (va >= MIPS_XKPHYS_START && va < MIPS_XKPHYS_END)
3433                 return (MIPS_XKPHYS_TO_PHYS(va));
3434 #endif
3435         if (va >= MIPS_KSEG0_START && va < MIPS_KSEG0_END)
3436                 return (MIPS_KSEG0_TO_PHYS(va));
3437
3438         if (va >= MIPS_KSEG1_START && va < MIPS_KSEG1_END)
3439                 return (MIPS_KSEG1_TO_PHYS(va));
3440
3441         /*
3442          * User virtual addresses.
3443          */
3444         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
3445                 pt_entry_t *ptep;
3446
3447                 if (curproc && curproc->p_vmspace) {
3448                         ptep = pmap_pte(&curproc->p_vmspace->vm_pmap, va);
3449                         if (ptep) {
3450                                 return (TLBLO_PTE_TO_PA(*ptep) |
3451                                     (va & PAGE_MASK));
3452                         }
3453                         return (0);
3454                 }
3455         }
3456
3457         /*
3458          * Should be kernel virtual here, otherwise fail
3459          */
3460         mapped = (va >= MIPS_KSEG2_START || va < MIPS_KSEG2_END);
3461 #if defined(__mips_n64)
3462         mapped = mapped || (va >= MIPS_XKSEG_START || va < MIPS_XKSEG_END);
3463 #endif 
3464         /*
3465          * Kernel virtual.
3466          */
3467
3468         if (mapped) {
3469                 pt_entry_t *ptep;
3470
3471                 /* Is the kernel pmap initialized? */
3472                 if (!CPU_EMPTY(&kernel_pmap->pm_active)) {
3473                         /* It's inside the virtual address range */
3474                         ptep = pmap_pte(kernel_pmap, va);
3475                         if (ptep) {
3476                                 return (TLBLO_PTE_TO_PA(*ptep) |
3477                                     (va & PAGE_MASK));
3478                         }
3479                 }
3480                 return (0);
3481         }
3482
3483         panic("%s for unknown address space %p.", __func__, (void *)va);
3484 }
3485
3486
3487 void 
3488 pmap_flush_pvcache(vm_page_t m)
3489 {
3490         pv_entry_t pv;
3491
3492         if (m != NULL) {
3493                 for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list); pv;
3494                     pv = TAILQ_NEXT(pv, pv_list)) {
3495                         mips_dcache_wbinv_range_index(pv->pv_va, PAGE_SIZE);
3496                 }
3497         }
3498 }