sys/powerpc/aim/mmu_oea64.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2008-2015 Nathan Whitehorn
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  18  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  19  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  20  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  21  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  22  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  23  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  24  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  25  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  26  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 /*
  33  * Manages physical address maps.
  34  *
  35  * Since the information managed by this module is also stored by the
  36  * logical address mapping module, this module may throw away valid virtual
  37  * to physical mappings at almost any time.  However, invalidations of
  38  * mappings must be done as requested.
  39  *
  40  * In order to cope with hardware architectures which make virtual to
  41  * physical map invalidates expensive, this module may delay invalidate
  42  * reduced protection operations until such time as they are actually
  43  * necessary.  This module is given full information as to which processors
  44  * are currently using which maps, and to when physical maps must be made
  45  * correct.
  46  */
  47
  48 #include "opt_kstack_pages.h"
  49
  50 #include <sys/param.h>
  51 #include <sys/kernel.h>
  52 #include <sys/conf.h>
  53 #include <sys/queue.h>
  54 #include <sys/cpuset.h>
  55 #include <sys/kerneldump.h>
  56 #include <sys/ktr.h>
  57 #include <sys/lock.h>
  58 #include <sys/msgbuf.h>
  59 #include <sys/malloc.h>
  60 #include <sys/mutex.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/rwlock.h>
  63 #include <sys/sched.h>
  64 #include <sys/sysctl.h>
  65 #include <sys/systm.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/smp.h>
  68
  69 #include <sys/kdb.h>
  70
  71 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  72
  73 #include <vm/vm.h>
  74 #include <vm/vm_param.h>
  75 #include <vm/vm_kern.h>
  76 #include <vm/vm_page.h>
  77 #include <vm/vm_phys.h>
  78 #include <vm/vm_map.h>
  79 #include <vm/vm_object.h>
  80 #include <vm/vm_extern.h>
  81 #include <vm/vm_pageout.h>
  82 #include <vm/uma.h>
  83
  84 #include <machine/_inttypes.h>
  85 #include <machine/cpu.h>
  86 #include <machine/platform.h>
  87 #include <machine/frame.h>
  88 #include <machine/md_var.h>
  89 #include <machine/psl.h>
  90 #include <machine/bat.h>
  91 #include <machine/hid.h>
  92 #include <machine/pte.h>
  93 #include <machine/sr.h>
  94 #include <machine/trap.h>
  95 #include <machine/mmuvar.h>
  96
  97 #include "mmu_oea64.h"
  98 #include "mmu_if.h"
  99 #include "moea64_if.h"
 100
 101 void moea64_release_vsid(uint64_t vsid);
 102 uintptr_t moea64_get_unique_vsid(void);
 103
 104 #define DISABLE_TRANS(msr)      msr = mfmsr(); mtmsr(msr & ~PSL_DR)
 105 #define ENABLE_TRANS(msr)       mtmsr(msr)
 106
 107 #define VSID_MAKE(sr, hash)     ((sr) | (((hash) & 0xfffff) << 4))
 108 #define VSID_TO_HASH(vsid)      (((vsid) >> 4) & 0xfffff)
 109 #define VSID_HASH_MASK          0x0000007fffffffffULL
 110
 111 /*
 112  * Locking semantics:
 113  *
 114  * There are two locks of interest: the page locks and the pmap locks, which
 115  * protect their individual PVO lists and are locked in that order. The contents
 116  * of all PVO entries are protected by the locks of their respective pmaps.
 117  * The pmap of any PVO is guaranteed not to change so long as the PVO is linked
 118  * into any list.
 119  *
 120  */
 121
 122 #define PV_LOCK_PER_DOM (PA_LOCK_COUNT * 3)
 123 #define PV_LOCK_COUNT   (PV_LOCK_PER_DOM * MAXMEMDOM)
 124 static struct mtx_padalign pv_lock[PV_LOCK_COUNT];
 125
 126 /*
 127  * Cheap NUMA-izing of the pv locks, to reduce contention across domains.
 128  * NUMA domains on POWER9 appear to be indexed as sparse memory spaces, with the
 129  * index at (N << 45).
 130  */
 131 #ifdef __powerpc64__
 132 #define PV_LOCK_IDX(pa) (pa_index(pa) % PV_LOCK_PER_DOM + \
 133                         (((pa) >> 45) % MAXMEMDOM) * PV_LOCK_PER_DOM)
 134 #else
 135 #define PV_LOCK_IDX(pa) (pa_index(pa) % PV_LOCK_COUNT)
 136 #endif
 137 #define PV_LOCKPTR(pa)  ((struct mtx *)(&pv_lock[PV_LOCK_IDX(pa)]))
 138 #define PV_LOCK(pa)             mtx_lock(PV_LOCKPTR(pa))
 139 #define PV_UNLOCK(pa)           mtx_unlock(PV_LOCKPTR(pa))
 140 #define PV_LOCKASSERT(pa)       mtx_assert(PV_LOCKPTR(pa), MA_OWNED)
 141 #define PV_PAGE_LOCK(m)         PV_LOCK(VM_PAGE_TO_PHYS(m))
 142 #define PV_PAGE_UNLOCK(m)       PV_UNLOCK(VM_PAGE_TO_PHYS(m))
 143 #define PV_PAGE_LOCKASSERT(m)   PV_LOCKASSERT(VM_PAGE_TO_PHYS(m))
 144
 145 struct ofw_map {
 146         cell_t  om_va;
 147         cell_t  om_len;
 148         uint64_t om_pa;
 149         cell_t  om_mode;
 150 };
 151
 152 extern unsigned char _etext[];
 153 extern unsigned char _end[];
 154
 155 extern void *slbtrap, *slbtrapend;
 156
 157 /*
 158  * Map of physical memory regions.
 159  */
 160 static struct   mem_region *regions;
 161 static struct   mem_region *pregions;
 162 static struct   numa_mem_region *numa_pregions;
 163 static u_int    phys_avail_count;
 164 static int      regions_sz, pregions_sz, numapregions_sz;
 165
 166 extern void bs_remap_earlyboot(void);
 167
 168 /*
 169  * Lock for the SLB tables.
 170  */
 171 struct mtx      moea64_slb_mutex;
 172
 173 /*
 174  * PTEG data.
 175  */
 176 u_long          moea64_pteg_count;
 177 u_long          moea64_pteg_mask;
 178
 179 /*
 180  * PVO data.
 181  */
 182
 183 uma_zone_t      moea64_pvo_zone; /* zone for pvo entries */
 184
 185 static struct   pvo_entry *moea64_bpvo_pool;
 186 static int      moea64_bpvo_pool_index = 0;
 187 static int      moea64_bpvo_pool_size = 327680;
 188 TUNABLE_INT("machdep.moea64_bpvo_pool_size", &moea64_bpvo_pool_size);
 189 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_allocated_bpvo_entries, CTLFLAG_RD,
 190     &moea64_bpvo_pool_index, 0, "");
 191
 192 #define VSID_NBPW       (sizeof(u_int32_t) * 8)
 193 #ifdef __powerpc64__
 194 #define NVSIDS          (NPMAPS * 16)
 195 #define VSID_HASHMASK   0xffffffffUL
 196 #else
 197 #define NVSIDS          NPMAPS
 198 #define VSID_HASHMASK   0xfffffUL
 199 #endif
 200 static u_int    moea64_vsid_bitmap[NVSIDS / VSID_NBPW];
 201
 202 static boolean_t moea64_initialized = FALSE;
 203
 204 #ifdef MOEA64_STATS
 205 /*
 206  * Statistics.
 207  */
 208 u_int   moea64_pte_valid = 0;
 209 u_int   moea64_pte_overflow = 0;
 210 u_int   moea64_pvo_entries = 0;
 211 u_int   moea64_pvo_enter_calls = 0;
 212 u_int   moea64_pvo_remove_calls = 0;
 213 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_pte_valid, CTLFLAG_RD,
 214     &moea64_pte_valid, 0, "");
 215 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_pte_overflow, CTLFLAG_RD,
 216     &moea64_pte_overflow, 0, "");
 217 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_pvo_entries, CTLFLAG_RD,
 218     &moea64_pvo_entries, 0, "");
 219 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_pvo_enter_calls, CTLFLAG_RD,
 220     &moea64_pvo_enter_calls, 0, "");
 221 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_pvo_remove_calls, CTLFLAG_RD,
 222     &moea64_pvo_remove_calls, 0, "");
 223 #endif
 224
 225 vm_offset_t     moea64_scratchpage_va[2];
 226 struct pvo_entry *moea64_scratchpage_pvo[2];
 227 struct  mtx     moea64_scratchpage_mtx;
 228
 229 uint64_t        moea64_large_page_mask = 0;
 230 uint64_t        moea64_large_page_size = 0;
 231 int             moea64_large_page_shift = 0;
 232
 233 /*
 234  * PVO calls.
 235  */
 236 static int      moea64_pvo_enter(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo,
 237                     struct pvo_head *pvo_head, struct pvo_entry **oldpvo);
 238 static void     moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo);
 239 static void     moea64_pvo_remove_from_page(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo);
 240 static void     moea64_pvo_remove_from_page_locked(mmu_t mmu,
 241                     struct pvo_entry *pvo, vm_page_t m);
 242 static struct   pvo_entry *moea64_pvo_find_va(pmap_t, vm_offset_t);
 243
 244 /*
 245  * Utility routines.
 246  */
 247 static boolean_t        moea64_query_bit(mmu_t, vm_page_t, uint64_t);
 248 static u_int            moea64_clear_bit(mmu_t, vm_page_t, uint64_t);
 249 static void             moea64_kremove(mmu_t, vm_offset_t);
 250 static void             moea64_syncicache(mmu_t, pmap_t pmap, vm_offset_t va,
 251                             vm_paddr_t pa, vm_size_t sz);
 252 static void             moea64_pmap_init_qpages(void);
 253
 254 /*
 255  * Kernel MMU interface
 256  */
 257 void moea64_clear_modify(mmu_t, vm_page_t);
 258 void moea64_copy_page(mmu_t, vm_page_t, vm_page_t);
 259 void moea64_copy_pages(mmu_t mmu, vm_page_t *ma, vm_offset_t a_offset,
 260     vm_page_t *mb, vm_offset_t b_offset, int xfersize);
 261 int moea64_enter(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, vm_prot_t,
 262     u_int flags, int8_t psind);
 263 void moea64_enter_object(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t, vm_page_t,
 264     vm_prot_t);
 265 void moea64_enter_quick(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, vm_prot_t);
 266 vm_paddr_t moea64_extract(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
 267 vm_page_t moea64_extract_and_hold(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_prot_t);
 268 void moea64_init(mmu_t);
 269 boolean_t moea64_is_modified(mmu_t, vm_page_t);
 270 boolean_t moea64_is_prefaultable(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
 271 boolean_t moea64_is_referenced(mmu_t, vm_page_t);
 272 int moea64_ts_referenced(mmu_t, vm_page_t);
 273 vm_offset_t moea64_map(mmu_t, vm_offset_t *, vm_paddr_t, vm_paddr_t, int);
 274 boolean_t moea64_page_exists_quick(mmu_t, pmap_t, vm_page_t);
 275 void moea64_page_init(mmu_t, vm_page_t);
 276 int moea64_page_wired_mappings(mmu_t, vm_page_t);
 277 void moea64_pinit(mmu_t, pmap_t);
 278 void moea64_pinit0(mmu_t, pmap_t);
 279 void moea64_protect(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t, vm_prot_t);
 280 void moea64_qenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_page_t *, int);
 281 void moea64_qremove(mmu_t, vm_offset_t, int);
 282 void moea64_release(mmu_t, pmap_t);
 283 void moea64_remove(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
 284 void moea64_remove_pages(mmu_t, pmap_t);
 285 void moea64_remove_all(mmu_t, vm_page_t);
 286 void moea64_remove_write(mmu_t, vm_page_t);
 287 void moea64_unwire(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
 288 void moea64_zero_page(mmu_t, vm_page_t);
 289 void moea64_zero_page_area(mmu_t, vm_page_t, int, int);
 290 void moea64_activate(mmu_t, struct thread *);
 291 void moea64_deactivate(mmu_t, struct thread *);
 292 void *moea64_mapdev(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
 293 void *moea64_mapdev_attr(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t, vm_memattr_t);
 294 void moea64_unmapdev(mmu_t, vm_offset_t, vm_size_t);
 295 vm_paddr_t moea64_kextract(mmu_t, vm_offset_t);
 296 void moea64_page_set_memattr(mmu_t, vm_page_t m, vm_memattr_t ma);
 297 void moea64_kenter_attr(mmu_t, vm_offset_t, vm_paddr_t, vm_memattr_t ma);
 298 void moea64_kenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_paddr_t);
 299 boolean_t moea64_dev_direct_mapped(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
 300 static void moea64_sync_icache(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_size_t);
 301 void moea64_dumpsys_map(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, size_t sz,
 302     void **va);
 303 void moea64_scan_init(mmu_t mmu);
 304 vm_offset_t moea64_quick_enter_page(mmu_t mmu, vm_page_t m);
 305 void moea64_quick_remove_page(mmu_t mmu, vm_offset_t addr);
 306 static int moea64_map_user_ptr(mmu_t mmu, pmap_t pm,
 307     volatile const void *uaddr, void **kaddr, size_t ulen, size_t *klen);
 308 static int moea64_decode_kernel_ptr(mmu_t mmu, vm_offset_t addr,
 309     int *is_user, vm_offset_t *decoded_addr);
 310 static size_t moea64_scan_pmap(mmu_t mmu);
 311 static void *moea64_dump_pmap_init(mmu_t mmu, unsigned blkpgs);
 312 #ifdef __powerpc64__
 313 static void moea64_page_array_startup(mmu_t, long);
 314 #endif
 315
 316
 317 static mmu_method_t moea64_methods[] = {
 318         MMUMETHOD(mmu_clear_modify,     moea64_clear_modify),
 319         MMUMETHOD(mmu_copy_page,        moea64_copy_page),
 320         MMUMETHOD(mmu_copy_pages,       moea64_copy_pages),
 321         MMUMETHOD(mmu_enter,            moea64_enter),
 322         MMUMETHOD(mmu_enter_object,     moea64_enter_object),
 323         MMUMETHOD(mmu_enter_quick,      moea64_enter_quick),
 324         MMUMETHOD(mmu_extract,          moea64_extract),
 325         MMUMETHOD(mmu_extract_and_hold, moea64_extract_and_hold),
 326         MMUMETHOD(mmu_init,             moea64_init),
 327         MMUMETHOD(mmu_is_modified,      moea64_is_modified),
 328         MMUMETHOD(mmu_is_prefaultable,  moea64_is_prefaultable),
 329         MMUMETHOD(mmu_is_referenced,    moea64_is_referenced),
 330         MMUMETHOD(mmu_ts_referenced,    moea64_ts_referenced),
 331         MMUMETHOD(mmu_map,              moea64_map),
 332         MMUMETHOD(mmu_page_exists_quick,moea64_page_exists_quick),
 333         MMUMETHOD(mmu_page_init,        moea64_page_init),
 334         MMUMETHOD(mmu_page_wired_mappings,moea64_page_wired_mappings),
 335         MMUMETHOD(mmu_pinit,            moea64_pinit),
 336         MMUMETHOD(mmu_pinit0,           moea64_pinit0),
 337         MMUMETHOD(mmu_protect,          moea64_protect),
 338         MMUMETHOD(mmu_qenter,           moea64_qenter),
 339         MMUMETHOD(mmu_qremove,          moea64_qremove),
 340         MMUMETHOD(mmu_release,          moea64_release),
 341         MMUMETHOD(mmu_remove,           moea64_remove),
 342         MMUMETHOD(mmu_remove_pages,     moea64_remove_pages),
 343         MMUMETHOD(mmu_remove_all,       moea64_remove_all),
 344         MMUMETHOD(mmu_remove_write,     moea64_remove_write),
 345         MMUMETHOD(mmu_sync_icache,      moea64_sync_icache),
 346         MMUMETHOD(mmu_unwire,           moea64_unwire),
 347         MMUMETHOD(mmu_zero_page,        moea64_zero_page),
 348         MMUMETHOD(mmu_zero_page_area,   moea64_zero_page_area),
 349         MMUMETHOD(mmu_activate,         moea64_activate),
 350         MMUMETHOD(mmu_deactivate,       moea64_deactivate),
 351         MMUMETHOD(mmu_page_set_memattr, moea64_page_set_memattr),
 352         MMUMETHOD(mmu_quick_enter_page, moea64_quick_enter_page),
 353         MMUMETHOD(mmu_quick_remove_page, moea64_quick_remove_page),
 354 #ifdef __powerpc64__
 355         MMUMETHOD(mmu_page_array_startup,       moea64_page_array_startup),
 356 #endif
 357
 358         /* Internal interfaces */
 359         MMUMETHOD(mmu_mapdev,           moea64_mapdev),
 360         MMUMETHOD(mmu_mapdev_attr,      moea64_mapdev_attr),
 361         MMUMETHOD(mmu_unmapdev,         moea64_unmapdev),
 362         MMUMETHOD(mmu_kextract,         moea64_kextract),
 363         MMUMETHOD(mmu_kenter,           moea64_kenter),
 364         MMUMETHOD(mmu_kenter_attr,      moea64_kenter_attr),
 365         MMUMETHOD(mmu_dev_direct_mapped,moea64_dev_direct_mapped),
 366         MMUMETHOD(mmu_scan_init,        moea64_scan_init),
 367         MMUMETHOD(mmu_scan_pmap,        moea64_scan_pmap),
 368         MMUMETHOD(mmu_dump_pmap_init,   moea64_dump_pmap_init),
 369         MMUMETHOD(mmu_dumpsys_map,      moea64_dumpsys_map),
 370         MMUMETHOD(mmu_map_user_ptr,     moea64_map_user_ptr),
 371         MMUMETHOD(mmu_decode_kernel_ptr, moea64_decode_kernel_ptr),
 372
 373         { 0, 0 }
 374 };
 375
 376 MMU_DEF(oea64_mmu, "mmu_oea64_base", moea64_methods, 0);
 377
 378 static struct pvo_head *
 379 vm_page_to_pvoh(vm_page_t m)
 380 {
 381
 382         mtx_assert(PV_LOCKPTR(VM_PAGE_TO_PHYS(m)), MA_OWNED);
 383         return (&m->md.mdpg_pvoh);
 384 }
 385
 386 static struct pvo_entry *
 387 alloc_pvo_entry(int bootstrap)
 388 {
 389         struct pvo_entry *pvo;
 390
 391         if (!moea64_initialized || bootstrap) {
 392                 if (moea64_bpvo_pool_index >= moea64_bpvo_pool_size) {
 393                         panic("moea64_enter: bpvo pool exhausted, %d, %d, %zd",
 394                               moea64_bpvo_pool_index, moea64_bpvo_pool_size,
 395                               moea64_bpvo_pool_size * sizeof(struct pvo_entry));
 396                 }
 397                 pvo = &moea64_bpvo_pool[
 398                     atomic_fetchadd_int(&moea64_bpvo_pool_index, 1)];
 399                 bzero(pvo, sizeof(*pvo));
 400                 pvo->pvo_vaddr = PVO_BOOTSTRAP;
 401         } else
 402                 pvo = uma_zalloc(moea64_pvo_zone, M_NOWAIT | M_ZERO);
 403
 404         return (pvo);
 405 }
 406
 407
 408 static void
 409 init_pvo_entry(struct pvo_entry *pvo, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 410 {
 411         uint64_t vsid;
 412         uint64_t hash;
 413         int shift;
 414
 415         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
 416
 417         pvo->pvo_pmap = pmap;
 418         va &= ~ADDR_POFF;
 419         pvo->pvo_vaddr |= va;
 420         vsid = va_to_vsid(pmap, va);
 421         pvo->pvo_vpn = (uint64_t)((va & ADDR_PIDX) >> ADDR_PIDX_SHFT)
 422             | (vsid << 16);
 423
 424         shift = (pvo->pvo_vaddr & PVO_LARGE) ? moea64_large_page_shift :
 425             ADDR_PIDX_SHFT;
 426         hash = (vsid & VSID_HASH_MASK) ^ (((uint64_t)va & ADDR_PIDX) >> shift);
 427         pvo->pvo_pte.slot = (hash & moea64_pteg_mask) << 3;
 428 }
 429
 430 static void
 431 free_pvo_entry(struct pvo_entry *pvo)
 432 {
 433
 434         if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_BOOTSTRAP))
 435                 uma_zfree(moea64_pvo_zone, pvo);
 436 }
 437
 438 void
 439 moea64_pte_from_pvo(const struct pvo_entry *pvo, struct lpte *lpte)
 440 {
 441
 442         lpte->pte_hi = moea64_pte_vpn_from_pvo_vpn(pvo);
 443         lpte->pte_hi |= LPTE_VALID;
 444
 445         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_LARGE)
 446                 lpte->pte_hi |= LPTE_BIG;
 447         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_WIRED)
 448                 lpte->pte_hi |= LPTE_WIRED;
 449         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_HID)
 450                 lpte->pte_hi |= LPTE_HID;
 451
 452         lpte->pte_lo = pvo->pvo_pte.pa; /* Includes WIMG bits */
 453         if (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)
 454                 lpte->pte_lo |= LPTE_BW;
 455         else
 456                 lpte->pte_lo |= LPTE_BR;
 457
 458         if (!(pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_EXECUTE))
 459                 lpte->pte_lo |= LPTE_NOEXEC;
 460 }
 461
 462 static __inline uint64_t
 463 moea64_calc_wimg(vm_paddr_t pa, vm_memattr_t ma)
 464 {
 465         uint64_t pte_lo;
 466         int i;
 467
 468         if (ma != VM_MEMATTR_DEFAULT) {
 469                 switch (ma) {
 470                 case VM_MEMATTR_UNCACHEABLE:
 471                         return (LPTE_I | LPTE_G);
 472                 case VM_MEMATTR_CACHEABLE:
 473                         return (LPTE_M);
 474                 case VM_MEMATTR_WRITE_COMBINING:
 475                 case VM_MEMATTR_WRITE_BACK:
 476                 case VM_MEMATTR_PREFETCHABLE:
 477                         return (LPTE_I);
 478                 case VM_MEMATTR_WRITE_THROUGH:
 479                         return (LPTE_W | LPTE_M);
 480                 }
 481         }
 482
 483         /*
 484          * Assume the page is cache inhibited and access is guarded unless
 485          * it's in our available memory array.
 486          */
 487         pte_lo = LPTE_I | LPTE_G;
 488         for (i = 0; i < pregions_sz; i++) {
 489                 if ((pa >= pregions[i].mr_start) &&
 490                     (pa < (pregions[i].mr_start + pregions[i].mr_size))) {
 491                         pte_lo &= ~(LPTE_I | LPTE_G);
 492                         pte_lo |= LPTE_M;
 493                         break;
 494                 }
 495         }
 496
 497         return pte_lo;
 498 }
 499
 500 /*
 501  * Quick sort callout for comparing memory regions.
 502  */
 503 static int      om_cmp(const void *a, const void *b);
 504
 505 static int
 506 om_cmp(const void *a, const void *b)
 507 {
 508         const struct    ofw_map *mapa;
 509         const struct    ofw_map *mapb;
 510
 511         mapa = a;
 512         mapb = b;
 513         if (mapa->om_pa < mapb->om_pa)
 514                 return (-1);
 515         else if (mapa->om_pa > mapb->om_pa)
 516                 return (1);
 517         else
 518                 return (0);
 519 }
 520
 521 static void
 522 moea64_add_ofw_mappings(mmu_t mmup, phandle_t mmu, size_t sz)
 523 {
 524         struct ofw_map  translations[sz/(4*sizeof(cell_t))]; /*>= 4 cells per */
 525         pcell_t         acells, trans_cells[sz/sizeof(cell_t)];
 526         struct pvo_entry *pvo;
 527         register_t      msr;
 528         vm_offset_t     off;
 529         vm_paddr_t      pa_base;
 530         int             i, j;
 531
 532         bzero(translations, sz);
 533         OF_getencprop(OF_finddevice("/"), "#address-cells", &acells,
 534             sizeof(acells));
 535         if (OF_getencprop(mmu, "translations", trans_cells, sz) == -1)
 536                 panic("moea64_bootstrap: can't get ofw translations");
 537
 538         CTR0(KTR_PMAP, "moea64_add_ofw_mappings: translations");
 539         sz /= sizeof(cell_t);
 540         for (i = 0, j = 0; i < sz; j++) {
 541                 translations[j].om_va = trans_cells[i++];
 542                 translations[j].om_len = trans_cells[i++];
 543                 translations[j].om_pa = trans_cells[i++];
 544                 if (acells == 2) {
 545                         translations[j].om_pa <<= 32;
 546                         translations[j].om_pa |= trans_cells[i++];
 547                 }
 548                 translations[j].om_mode = trans_cells[i++];
 549         }
 550         KASSERT(i == sz, ("Translations map has incorrect cell count (%d/%zd)",
 551             i, sz));
 552
 553         sz = j;
 554         qsort(translations, sz, sizeof (*translations), om_cmp);
 555
 556         for (i = 0; i < sz; i++) {
 557                 pa_base = translations[i].om_pa;
 558               #ifndef __powerpc64__
 559                 if ((translations[i].om_pa >> 32) != 0)
 560                         panic("OFW translations above 32-bit boundary!");
 561               #endif
 562
 563                 if (pa_base % PAGE_SIZE)
 564                         panic("OFW translation not page-aligned (phys)!");
 565                 if (translations[i].om_va % PAGE_SIZE)
 566                         panic("OFW translation not page-aligned (virt)!");
 567
 568                 CTR3(KTR_PMAP, "translation: pa=%#zx va=%#x len=%#x",
 569                     pa_base, translations[i].om_va, translations[i].om_len);
 570
 571                 /* Now enter the pages for this mapping */
 572
 573                 DISABLE_TRANS(msr);
 574                 for (off = 0; off < translations[i].om_len; off += PAGE_SIZE) {
 575                         /* If this address is direct-mapped, skip remapping */
 576                         if (hw_direct_map &&
 577                             translations[i].om_va == PHYS_TO_DMAP(pa_base) &&
 578                             moea64_calc_wimg(pa_base + off, VM_MEMATTR_DEFAULT)
 579                             == LPTE_M)
 580                                 continue;
 581
 582                         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
 583                         pvo = moea64_pvo_find_va(kernel_pmap,
 584                             translations[i].om_va + off);
 585                         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
 586                         if (pvo != NULL)
 587                                 continue;
 588
 589                         moea64_kenter(mmup, translations[i].om_va + off,
 590                             pa_base + off);
 591                 }
 592                 ENABLE_TRANS(msr);
 593         }
 594 }
 595
 596 #ifdef __powerpc64__
 597 static void
 598 moea64_probe_large_page(void)
 599 {
 600         uint16_t pvr = mfpvr() >> 16;
 601
 602         switch (pvr) {
 603         case IBM970:
 604         case IBM970FX:
 605         case IBM970MP:
 606                 powerpc_sync(); isync();
 607                 mtspr(SPR_HID4, mfspr(SPR_HID4) & ~HID4_970_DISABLE_LG_PG);
 608                 powerpc_sync(); isync();
 609
 610                 /* FALLTHROUGH */
 611         default:
 612                 if (moea64_large_page_size == 0) {
 613                         moea64_large_page_size = 0x1000000; /* 16 MB */
 614                         moea64_large_page_shift = 24;
 615                 }
 616         }
 617
 618         moea64_large_page_mask = moea64_large_page_size - 1;
 619 }
 620
 621 static void
 622 moea64_bootstrap_slb_prefault(vm_offset_t va, int large)
 623 {
 624         struct slb *cache;
 625         struct slb entry;
 626         uint64_t esid, slbe;
 627         uint64_t i;
 628
 629         cache = PCPU_GET(aim.slb);
 630         esid = va >> ADDR_SR_SHFT;
 631         slbe = (esid << SLBE_ESID_SHIFT) | SLBE_VALID;
 632
 633         for (i = 0; i < 64; i++) {
 634                 if (cache[i].slbe == (slbe | i))
 635                         return;
 636         }
 637
 638         entry.slbe = slbe;
 639         entry.slbv = KERNEL_VSID(esid) << SLBV_VSID_SHIFT;
 640         if (large)
 641                 entry.slbv |= SLBV_L;
 642
 643         slb_insert_kernel(entry.slbe, entry.slbv);
 644 }
 645 #endif
 646
 647 static int
 648 moea64_kenter_large(mmu_t mmup, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, uint64_t attr, int bootstrap)
 649 {
 650         struct pvo_entry *pvo;
 651         uint64_t pte_lo;
 652         int error;
 653
 654         pte_lo = LPTE_M;
 655         pte_lo |= attr;
 656
 657         pvo = alloc_pvo_entry(bootstrap);
 658         pvo->pvo_vaddr |= PVO_WIRED | PVO_LARGE;
 659         init_pvo_entry(pvo, kernel_pmap, va);
 660
 661         pvo->pvo_pte.prot = VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE |
 662             VM_PROT_EXECUTE;
 663         pvo->pvo_pte.pa = pa | pte_lo;
 664         error = moea64_pvo_enter(mmup, pvo, NULL, NULL);
 665         if (error != 0)
 666                 panic("Error %d inserting large page\n", error);
 667         return (0);
 668 }
 669
 670 static void
 671 moea64_setup_direct_map(mmu_t mmup, vm_offset_t kernelstart,
 672     vm_offset_t kernelend)
 673 {
 674         register_t msr;
 675         vm_paddr_t pa, pkernelstart, pkernelend;
 676         vm_offset_t size, off;
 677         uint64_t pte_lo;
 678         int i;
 679
 680         if (moea64_large_page_size == 0)
 681                 hw_direct_map = 0;
 682
 683         DISABLE_TRANS(msr);
 684         if (hw_direct_map) {
 685                 PMAP_LOCK(kernel_pmap);
 686                 for (i = 0; i < pregions_sz; i++) {
 687                   for (pa = pregions[i].mr_start; pa < pregions[i].mr_start +
 688                      pregions[i].mr_size; pa += moea64_large_page_size) {
 689                         pte_lo = LPTE_M;
 690                         if (pa & moea64_large_page_mask) {
 691                                 pa &= moea64_large_page_mask;
 692                                 pte_lo |= LPTE_G;
 693                         }
 694                         if (pa + moea64_large_page_size >
 695                             pregions[i].mr_start + pregions[i].mr_size)
 696                                 pte_lo |= LPTE_G;
 697
 698                         moea64_kenter_large(mmup, PHYS_TO_DMAP(pa), pa, pte_lo, 1);
 699                   }
 700                 }
 701                 PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
 702         }
 703
 704         /*
 705          * Make sure the kernel and BPVO pool stay mapped on systems either
 706          * without a direct map or on which the kernel is not already executing
 707          * out of the direct-mapped region.
 708          */
 709         if (kernelstart < DMAP_BASE_ADDRESS) {
 710                 /*
 711                  * For pre-dmap execution, we need to use identity mapping
 712                  * because we will be operating with the mmu on but in the
 713                  * wrong address configuration until we __restartkernel().
 714                  */
 715                 for (pa = kernelstart & ~PAGE_MASK; pa < kernelend;
 716                     pa += PAGE_SIZE)
 717                         moea64_kenter(mmup, pa, pa);
 718         } else if (!hw_direct_map) {
 719                 pkernelstart = kernelstart & ~DMAP_BASE_ADDRESS;
 720                 pkernelend = kernelend & ~DMAP_BASE_ADDRESS;
 721                 for (pa = pkernelstart & ~PAGE_MASK; pa < pkernelend;
 722                     pa += PAGE_SIZE)
 723                         moea64_kenter(mmup, pa | DMAP_BASE_ADDRESS, pa);
 724         }
 725
 726         if (!hw_direct_map) {
 727                 size = moea64_bpvo_pool_size*sizeof(struct pvo_entry);
 728                 off = (vm_offset_t)(moea64_bpvo_pool);
 729                 for (pa = off; pa < off + size; pa += PAGE_SIZE)
 730                         moea64_kenter(mmup, pa, pa);
 731
 732                 /* Map exception vectors */
 733                 for (pa = EXC_RSVD; pa < EXC_LAST; pa += PAGE_SIZE)
 734                         moea64_kenter(mmup, pa | DMAP_BASE_ADDRESS, pa);
 735         }
 736         ENABLE_TRANS(msr);
 737
 738         /*
 739          * Allow user to override unmapped_buf_allowed for testing.
 740          * XXXKIB Only direct map implementation was tested.
 741          */
 742         if (!TUNABLE_INT_FETCH("vfs.unmapped_buf_allowed",
 743             &unmapped_buf_allowed))
 744                 unmapped_buf_allowed = hw_direct_map;
 745 }
 746
 747 /* Quick sort callout for comparing physical addresses. */
 748 static int
 749 pa_cmp(const void *a, const void *b)
 750 {
 751         const vm_paddr_t *pa = a, *pb = b;
 752
 753         if (*pa < *pb)
 754                 return (-1);
 755         else if (*pa > *pb)
 756                 return (1);
 757         else
 758                 return (0);
 759 }
 760
 761 void
 762 moea64_early_bootstrap(mmu_t mmup, vm_offset_t kernelstart, vm_offset_t kernelend)
 763 {
 764         int             i, j;
 765         vm_size_t       physsz, hwphyssz;
 766         vm_paddr_t      kernelphysstart, kernelphysend;
 767         int             rm_pavail;
 768
 769 #ifndef __powerpc64__
 770         /* We don't have a direct map since there is no BAT */
 771         hw_direct_map = 0;
 772
 773         /* Make sure battable is zero, since we have no BAT */
 774         for (i = 0; i < 16; i++) {
 775                 battable[i].batu = 0;
 776                 battable[i].batl = 0;
 777         }
 778 #else
 779         moea64_probe_large_page();
 780
 781         /* Use a direct map if we have large page support */
 782         if (moea64_large_page_size > 0)
 783                 hw_direct_map = 1;
 784         else
 785                 hw_direct_map = 0;
 786
 787         /* Install trap handlers for SLBs */
 788         bcopy(&slbtrap, (void *)EXC_DSE,(size_t)&slbtrapend - (size_t)&slbtrap);
 789         bcopy(&slbtrap, (void *)EXC_ISE,(size_t)&slbtrapend - (size_t)&slbtrap);
 790         __syncicache((void *)EXC_DSE, 0x80);
 791         __syncicache((void *)EXC_ISE, 0x80);
 792 #endif
 793
 794         kernelphysstart = kernelstart & ~DMAP_BASE_ADDRESS;
 795         kernelphysend = kernelend & ~DMAP_BASE_ADDRESS;
 796
 797         /* Get physical memory regions from firmware */
 798         mem_regions(&pregions, &pregions_sz, &regions, &regions_sz);
 799         CTR0(KTR_PMAP, "moea64_bootstrap: physical memory");
 800
 801         if (PHYS_AVAIL_ENTRIES < regions_sz)
 802                 panic("moea64_bootstrap: phys_avail too small");
 803
 804         phys_avail_count = 0;
 805         physsz = 0;
 806         hwphyssz = 0;
 807         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", (u_long *) &hwphyssz);
 808         for (i = 0, j = 0; i < regions_sz; i++, j += 2) {
 809                 CTR3(KTR_PMAP, "region: %#zx - %#zx (%#zx)",
 810                     regions[i].mr_start, regions[i].mr_start +
 811                     regions[i].mr_size, regions[i].mr_size);
 812                 if (hwphyssz != 0 &&
 813                     (physsz + regions[i].mr_size) >= hwphyssz) {
 814                         if (physsz < hwphyssz) {
 815                                 phys_avail[j] = regions[i].mr_start;
 816                                 phys_avail[j + 1] = regions[i].mr_start +
 817                                     hwphyssz - physsz;
 818                                 physsz = hwphyssz;
 819                                 phys_avail_count++;
 820                                 dump_avail[j] = phys_avail[j];
 821                                 dump_avail[j + 1] = phys_avail[j + 1];
 822                         }
 823                         break;
 824                 }
 825                 phys_avail[j] = regions[i].mr_start;
 826                 phys_avail[j + 1] = regions[i].mr_start + regions[i].mr_size;
 827                 phys_avail_count++;
 828                 physsz += regions[i].mr_size;
 829                 dump_avail[j] = phys_avail[j];
 830                 dump_avail[j + 1] = phys_avail[j + 1];
 831         }
 832
 833         /* Check for overlap with the kernel and exception vectors */
 834         rm_pavail = 0;
 835         for (j = 0; j < 2*phys_avail_count; j+=2) {
 836                 if (phys_avail[j] < EXC_LAST)
 837                         phys_avail[j] += EXC_LAST;
 838
 839                 if (phys_avail[j] >= kernelphysstart &&
 840                     phys_avail[j+1] <= kernelphysend) {
 841                         phys_avail[j] = phys_avail[j+1] = ~0;
 842                         rm_pavail++;
 843                         continue;
 844                 }
 845
 846                 if (kernelphysstart >= phys_avail[j] &&
 847                     kernelphysstart < phys_avail[j+1]) {
 848                         if (kernelphysend < phys_avail[j+1]) {
 849                                 phys_avail[2*phys_avail_count] =
 850                                     (kernelphysend & ~PAGE_MASK) + PAGE_SIZE;
 851                                 phys_avail[2*phys_avail_count + 1] =
 852                                     phys_avail[j+1];
 853                                 phys_avail_count++;
 854                         }
 855
 856                         phys_avail[j+1] = kernelphysstart & ~PAGE_MASK;
 857                 }
 858
 859                 if (kernelphysend >= phys_avail[j] &&
 860                     kernelphysend < phys_avail[j+1]) {
 861                         if (kernelphysstart > phys_avail[j]) {
 862                                 phys_avail[2*phys_avail_count] = phys_avail[j];
 863                                 phys_avail[2*phys_avail_count + 1] =
 864                                     kernelphysstart & ~PAGE_MASK;
 865                                 phys_avail_count++;
 866                         }
 867
 868                         phys_avail[j] = (kernelphysend & ~PAGE_MASK) +
 869                             PAGE_SIZE;
 870                 }
 871         }
 872
 873         /* Remove physical available regions marked for removal (~0) */
 874         if (rm_pavail) {
 875                 qsort(phys_avail, 2*phys_avail_count, sizeof(phys_avail[0]),
 876                         pa_cmp);
 877                 phys_avail_count -= rm_pavail;
 878                 for (i = 2*phys_avail_count;
 879                      i < 2*(phys_avail_count + rm_pavail); i+=2)
 880                         phys_avail[i] = phys_avail[i+1] = 0;
 881         }
 882
 883         physmem = btoc(physsz);
 884
 885 #ifdef PTEGCOUNT
 886         moea64_pteg_count = PTEGCOUNT;
 887 #else
 888         moea64_pteg_count = 0x1000;
 889
 890         while (moea64_pteg_count < physmem)
 891                 moea64_pteg_count <<= 1;
 892
 893         moea64_pteg_count >>= 1;
 894 #endif /* PTEGCOUNT */
 895 }
 896
 897 void
 898 moea64_mid_bootstrap(mmu_t mmup, vm_offset_t kernelstart, vm_offset_t kernelend)
 899 {
 900         int             i;
 901
 902         /*
 903          * Set PTEG mask
 904          */
 905         moea64_pteg_mask = moea64_pteg_count - 1;
 906
 907         /*
 908          * Initialize SLB table lock and page locks
 909          */
 910         mtx_init(&moea64_slb_mutex, "SLB table", NULL, MTX_DEF);
 911         for (i = 0; i < PV_LOCK_COUNT; i++)
 912                 mtx_init(&pv_lock[i], "page pv", NULL, MTX_DEF);
 913
 914         /*
 915          * Initialise the bootstrap pvo pool.
 916          */
 917         moea64_bpvo_pool = (struct pvo_entry *)moea64_bootstrap_alloc(
 918                 moea64_bpvo_pool_size*sizeof(struct pvo_entry), PAGE_SIZE);
 919         moea64_bpvo_pool_index = 0;
 920
 921         /* Place at address usable through the direct map */
 922         if (hw_direct_map)
 923                 moea64_bpvo_pool = (struct pvo_entry *)
 924                     PHYS_TO_DMAP((uintptr_t)moea64_bpvo_pool);
 925
 926         /*
 927          * Make sure kernel vsid is allocated as well as VSID 0.
 928          */
 929         #ifndef __powerpc64__
 930         moea64_vsid_bitmap[(KERNEL_VSIDBITS & (NVSIDS - 1)) / VSID_NBPW]
 931                 |= 1 << (KERNEL_VSIDBITS % VSID_NBPW);
 932         moea64_vsid_bitmap[0] |= 1;
 933         #endif
 934
 935         /*
 936          * Initialize the kernel pmap (which is statically allocated).
 937          */
 938         #ifdef __powerpc64__
 939         for (i = 0; i < 64; i++) {
 940                 pcpup->pc_aim.slb[i].slbv = 0;
 941                 pcpup->pc_aim.slb[i].slbe = 0;
 942         }
 943         #else
 944         for (i = 0; i < 16; i++)
 945                 kernel_pmap->pm_sr[i] = EMPTY_SEGMENT + i;
 946         #endif
 947
 948         kernel_pmap->pmap_phys = kernel_pmap;
 949         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);
 950         RB_INIT(&kernel_pmap->pmap_pvo);
 951
 952         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
 953
 954         /*
 955          * Now map in all the other buffers we allocated earlier
 956          */
 957
 958         moea64_setup_direct_map(mmup, kernelstart, kernelend);
 959 }
 960
 961 void
 962 moea64_late_bootstrap(mmu_t mmup, vm_offset_t kernelstart, vm_offset_t kernelend)
 963 {
 964         ihandle_t       mmui;
 965         phandle_t       chosen;
 966         phandle_t       mmu;
 967         ssize_t         sz;
 968         int             i;
 969         vm_offset_t     pa, va;
 970         void            *dpcpu;
 971
 972         /*
 973          * Set up the Open Firmware pmap and add its mappings if not in real
 974          * mode.
 975          */
 976
 977         chosen = OF_finddevice("/chosen");
 978         if (chosen != -1 && OF_getencprop(chosen, "mmu", &mmui, 4) != -1) {
 979                 mmu = OF_instance_to_package(mmui);
 980                 if (mmu == -1 ||
 981                     (sz = OF_getproplen(mmu, "translations")) == -1)
 982                         sz = 0;
 983                 if (sz > 6144 /* tmpstksz - 2 KB headroom */)
 984                         panic("moea64_bootstrap: too many ofw translations");
 985
 986                 if (sz > 0)
 987                         moea64_add_ofw_mappings(mmup, mmu, sz);
 988         }
 989
 990         /*
 991          * Calculate the last available physical address.
 992          */
 993         Maxmem = 0;
 994         for (i = 0; phys_avail[i + 2] != 0; i += 2)
 995                 Maxmem = MAX(Maxmem, powerpc_btop(phys_avail[i + 1]));
 996
 997         /*
 998          * Initialize MMU.
 999          */
1000         MMU_CPU_BOOTSTRAP(mmup,0);
1001         mtmsr(mfmsr() | PSL_DR | PSL_IR);
1002         pmap_bootstrapped++;
1003
1004         /*
1005          * Set the start and end of kva.
1006          */
1007         virtual_avail = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
1008         virtual_end = VM_MAX_SAFE_KERNEL_ADDRESS;
1009
1010         /*
1011          * Map the entire KVA range into the SLB. We must not fault there.
1012          */
1013         #ifdef __powerpc64__
1014         for (va = virtual_avail; va < virtual_end; va += SEGMENT_LENGTH)
1015                 moea64_bootstrap_slb_prefault(va, 0);
1016         #endif
1017
1018         /*
1019          * Remap any early IO mappings (console framebuffer, etc.)
1020          */
1021         bs_remap_earlyboot();
1022
1023         /*
1024          * Figure out how far we can extend virtual_end into segment 16
1025          * without running into existing mappings. Segment 16 is guaranteed
1026          * to contain neither RAM nor devices (at least on Apple hardware),
1027          * but will generally contain some OFW mappings we should not
1028          * step on.
1029          */
1030
1031         #ifndef __powerpc64__   /* KVA is in high memory on PPC64 */
1032         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1033         while (virtual_end < VM_MAX_KERNEL_ADDRESS &&
1034             moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, virtual_end+1) == NULL)
1035                 virtual_end += PAGE_SIZE;
1036         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1037         #endif
1038
1039         /*
1040          * Allocate a kernel stack with a guard page for thread0 and map it
1041          * into the kernel page map.
1042          */
1043         pa = moea64_bootstrap_alloc(kstack_pages * PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
1044         va = virtual_avail + KSTACK_GUARD_PAGES * PAGE_SIZE;
1045         virtual_avail = va + kstack_pages * PAGE_SIZE;
1046         CTR2(KTR_PMAP, "moea64_bootstrap: kstack0 at %#x (%#x)", pa, va);
1047         thread0.td_kstack = va;
1048         thread0.td_kstack_pages = kstack_pages;
1049         for (i = 0; i < kstack_pages; i++) {
1050                 moea64_kenter(mmup, va, pa);
1051                 pa += PAGE_SIZE;
1052                 va += PAGE_SIZE;
1053         }
1054
1055         /*
1056          * Allocate virtual address space for the message buffer.
1057          */
1058         pa = msgbuf_phys = moea64_bootstrap_alloc(msgbufsize, PAGE_SIZE);
1059         msgbufp = (struct msgbuf *)virtual_avail;
1060         va = virtual_avail;
1061         virtual_avail += round_page(msgbufsize);
1062         while (va < virtual_avail) {
1063                 moea64_kenter(mmup, va, pa);
1064                 pa += PAGE_SIZE;
1065                 va += PAGE_SIZE;
1066         }
1067
1068         /*
1069          * Allocate virtual address space for the dynamic percpu area.
1070          */
1071         pa = moea64_bootstrap_alloc(DPCPU_SIZE, PAGE_SIZE);
1072         dpcpu = (void *)virtual_avail;
1073         va = virtual_avail;
1074         virtual_avail += DPCPU_SIZE;
1075         while (va < virtual_avail) {
1076                 moea64_kenter(mmup, va, pa);
1077                 pa += PAGE_SIZE;
1078                 va += PAGE_SIZE;
1079         }
1080         dpcpu_init(dpcpu, curcpu);
1081
1082         crashdumpmap = (caddr_t)virtual_avail;
1083         virtual_avail += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
1084
1085         /*
1086          * Allocate some things for page zeroing. We put this directly
1087          * in the page table and use MOEA64_PTE_REPLACE to avoid any
1088          * of the PVO book-keeping or other parts of the VM system
1089          * from even knowing that this hack exists.
1090          */
1091
1092         if (!hw_direct_map) {
1093                 mtx_init(&moea64_scratchpage_mtx, "pvo zero page", NULL,
1094                     MTX_DEF);
1095                 for (i = 0; i < 2; i++) {
1096                         moea64_scratchpage_va[i] = (virtual_end+1) - PAGE_SIZE;
1097                         virtual_end -= PAGE_SIZE;
1098
1099                         moea64_kenter(mmup, moea64_scratchpage_va[i], 0);
1100
1101                         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1102                         moea64_scratchpage_pvo[i] = moea64_pvo_find_va(
1103                             kernel_pmap, (vm_offset_t)moea64_scratchpage_va[i]);
1104                         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1105                 }
1106         }
1107
1108         numa_mem_regions(&numa_pregions, &numapregions_sz);
1109 }
1110
1111 static void
1112 moea64_pmap_init_qpages(void)
1113 {
1114         struct pcpu *pc;
1115         int i;
1116
1117         if (hw_direct_map)
1118                 return;
1119
1120         CPU_FOREACH(i) {
1121                 pc = pcpu_find(i);
1122                 pc->pc_qmap_addr = kva_alloc(PAGE_SIZE);
1123                 if (pc->pc_qmap_addr == 0)
1124                         panic("pmap_init_qpages: unable to allocate KVA");
1125                 PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1126                 pc->pc_aim.qmap_pvo =
1127                     moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, pc->pc_qmap_addr);
1128                 PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1129                 mtx_init(&pc->pc_aim.qmap_lock, "qmap lock", NULL, MTX_DEF);
1130         }
1131 }
1132
1133 SYSINIT(qpages_init, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_ANY, moea64_pmap_init_qpages, NULL);
1134
1135 /*
1136  * Activate a user pmap.  This mostly involves setting some non-CPU
1137  * state.
1138  */
1139 void
1140 moea64_activate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1141 {
1142         pmap_t  pm;
1143
1144         pm = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1145         CPU_SET(PCPU_GET(cpuid), &pm->pm_active);
1146
1147         #ifdef __powerpc64__
1148         PCPU_SET(aim.userslb, pm->pm_slb);
1149         __asm __volatile("slbmte %0, %1; isync" ::
1150             "r"(td->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_vsid), "r"(USER_SLB_SLBE));
1151         #else
1152         PCPU_SET(curpmap, pm->pmap_phys);
1153         mtsrin(USER_SR << ADDR_SR_SHFT, td->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_vsid);
1154         #endif
1155 }
1156
1157 void
1158 moea64_deactivate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1159 {
1160         pmap_t  pm;
1161
1162         __asm __volatile("isync; slbie %0" :: "r"(USER_ADDR));
1163
1164         pm = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1165         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &pm->pm_active);
1166         #ifdef __powerpc64__
1167         PCPU_SET(aim.userslb, NULL);
1168         #else
1169         PCPU_SET(curpmap, NULL);
1170         #endif
1171 }
1172
1173 void
1174 moea64_unwire(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1175 {
1176         struct  pvo_entry key, *pvo;
1177         vm_page_t m;
1178         int64_t refchg;
1179
1180         key.pvo_vaddr = sva;
1181         PMAP_LOCK(pm);
1182         for (pvo = RB_NFIND(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, &key);
1183             pvo != NULL && PVO_VADDR(pvo) < eva;
1184             pvo = RB_NEXT(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, pvo)) {
1185                 if ((pvo->pvo_vaddr & PVO_WIRED) == 0)
1186                         panic("moea64_unwire: pvo %p is missing PVO_WIRED",
1187                             pvo);
1188                 pvo->pvo_vaddr &= ~PVO_WIRED;
1189                 refchg = MOEA64_PTE_REPLACE(mmu, pvo, 0 /* No invalidation */);
1190                 if ((pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED) &&
1191                     (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)) {
1192                         if (refchg < 0)
1193                                 refchg = LPTE_CHG;
1194                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
1195
1196                         refchg |= atomic_readandclear_32(&m->md.mdpg_attrs);
1197                         if (refchg & LPTE_CHG)
1198                                 vm_page_dirty(m);
1199                         if (refchg & LPTE_REF)
1200                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1201                 }
1202                 pm->pm_stats.wired_count--;
1203         }
1204         PMAP_UNLOCK(pm);
1205 }
1206
1207 /*
1208  * This goes through and sets the physical address of our
1209  * special scratch PTE to the PA we want to zero or copy. Because
1210  * of locking issues (this can get called in pvo_enter() by
1211  * the UMA allocator), we can't use most other utility functions here
1212  */
1213
1214 static __inline
1215 void moea64_set_scratchpage_pa(mmu_t mmup, int which, vm_paddr_t pa)
1216 {
1217         struct pvo_entry *pvo;
1218
1219         KASSERT(!hw_direct_map, ("Using OEA64 scratchpage with a direct map!"));
1220         mtx_assert(&moea64_scratchpage_mtx, MA_OWNED);
1221
1222         pvo = moea64_scratchpage_pvo[which];
1223         PMAP_LOCK(pvo->pvo_pmap);
1224         pvo->pvo_pte.pa =
1225             moea64_calc_wimg(pa, VM_MEMATTR_DEFAULT) | (uint64_t)pa;
1226         MOEA64_PTE_REPLACE(mmup, pvo, MOEA64_PTE_INVALIDATE);
1227         PMAP_UNLOCK(pvo->pvo_pmap);
1228         isync();
1229 }
1230
1231 void
1232 moea64_copy_page(mmu_t mmu, vm_page_t msrc, vm_page_t mdst)
1233 {
1234         vm_offset_t     dst;
1235         vm_offset_t     src;
1236
1237         dst = VM_PAGE_TO_PHYS(mdst);
1238         src = VM_PAGE_TO_PHYS(msrc);
1239
1240         if (hw_direct_map) {
1241                 bcopy((void *)PHYS_TO_DMAP(src), (void *)PHYS_TO_DMAP(dst),
1242                     PAGE_SIZE);
1243         } else {
1244                 mtx_lock(&moea64_scratchpage_mtx);
1245
1246                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 0, src);
1247                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 1, dst);
1248
1249                 bcopy((void *)moea64_scratchpage_va[0],
1250                     (void *)moea64_scratchpage_va[1], PAGE_SIZE);
1251
1252                 mtx_unlock(&moea64_scratchpage_mtx);
1253         }
1254 }
1255
1256 static inline void
1257 moea64_copy_pages_dmap(mmu_t mmu, vm_page_t *ma, vm_offset_t a_offset,
1258     vm_page_t *mb, vm_offset_t b_offset, int xfersize)
1259 {
1260         void *a_cp, *b_cp;
1261         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
1262         int cnt;
1263
1264         while (xfersize > 0) {
1265                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
1266                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
1267                 a_cp = (char *)(uintptr_t)PHYS_TO_DMAP(
1268                     VM_PAGE_TO_PHYS(ma[a_offset >> PAGE_SHIFT])) +
1269                     a_pg_offset;
1270                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
1271                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
1272                 b_cp = (char *)(uintptr_t)PHYS_TO_DMAP(
1273                     VM_PAGE_TO_PHYS(mb[b_offset >> PAGE_SHIFT])) +
1274                     b_pg_offset;
1275                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
1276                 a_offset += cnt;
1277                 b_offset += cnt;
1278                 xfersize -= cnt;
1279         }
1280 }
1281
1282 static inline void
1283 moea64_copy_pages_nodmap(mmu_t mmu, vm_page_t *ma, vm_offset_t a_offset,
1284     vm_page_t *mb, vm_offset_t b_offset, int xfersize)
1285 {
1286         void *a_cp, *b_cp;
1287         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
1288         int cnt;
1289
1290         mtx_lock(&moea64_scratchpage_mtx);
1291         while (xfersize > 0) {
1292                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
1293                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
1294                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 0,
1295                     VM_PAGE_TO_PHYS(ma[a_offset >> PAGE_SHIFT]));
1296                 a_cp = (char *)moea64_scratchpage_va[0] + a_pg_offset;
1297                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
1298                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
1299                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 1,
1300                     VM_PAGE_TO_PHYS(mb[b_offset >> PAGE_SHIFT]));
1301                 b_cp = (char *)moea64_scratchpage_va[1] + b_pg_offset;
1302                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
1303                 a_offset += cnt;
1304                 b_offset += cnt;
1305                 xfersize -= cnt;
1306         }
1307         mtx_unlock(&moea64_scratchpage_mtx);
1308 }
1309
1310 void
1311 moea64_copy_pages(mmu_t mmu, vm_page_t *ma, vm_offset_t a_offset,
1312     vm_page_t *mb, vm_offset_t b_offset, int xfersize)
1313 {
1314
1315         if (hw_direct_map) {
1316                 moea64_copy_pages_dmap(mmu, ma, a_offset, mb, b_offset,
1317                     xfersize);
1318         } else {
1319                 moea64_copy_pages_nodmap(mmu, ma, a_offset, mb, b_offset,
1320                     xfersize);
1321         }
1322 }
1323
1324 void
1325 moea64_zero_page_area(mmu_t mmu, vm_page_t m, int off, int size)
1326 {
1327         vm_paddr_t pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1328
1329         if (size + off > PAGE_SIZE)
1330                 panic("moea64_zero_page: size + off > PAGE_SIZE");
1331
1332         if (hw_direct_map) {
1333                 bzero((caddr_t)(uintptr_t)PHYS_TO_DMAP(pa) + off, size);
1334         } else {
1335                 mtx_lock(&moea64_scratchpage_mtx);
1336                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 0, pa);
1337                 bzero((caddr_t)moea64_scratchpage_va[0] + off, size);
1338                 mtx_unlock(&moea64_scratchpage_mtx);
1339         }
1340 }
1341
1342 /*
1343  * Zero a page of physical memory by temporarily mapping it
1344  */
1345 void
1346 moea64_zero_page(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1347 {
1348         vm_paddr_t pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1349         vm_offset_t va, off;
1350
1351         if (!hw_direct_map) {
1352                 mtx_lock(&moea64_scratchpage_mtx);
1353
1354                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 0, pa);
1355                 va = moea64_scratchpage_va[0];
1356         } else {
1357                 va = PHYS_TO_DMAP(pa);
1358         }
1359
1360         for (off = 0; off < PAGE_SIZE; off += cacheline_size)
1361                 __asm __volatile("dcbz 0,%0" :: "r"(va + off));
1362
1363         if (!hw_direct_map)
1364                 mtx_unlock(&moea64_scratchpage_mtx);
1365 }
1366
1367 vm_offset_t
1368 moea64_quick_enter_page(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1369 {
1370         struct pvo_entry *pvo;
1371         vm_paddr_t pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1372
1373         if (hw_direct_map)
1374                 return (PHYS_TO_DMAP(pa));
1375
1376         /*
1377          * MOEA64_PTE_REPLACE does some locking, so we can't just grab
1378          * a critical section and access the PCPU data like on i386.
1379          * Instead, pin the thread and grab the PCPU lock to prevent
1380          * a preempting thread from using the same PCPU data.
1381          */
1382         sched_pin();
1383
1384         mtx_assert(PCPU_PTR(aim.qmap_lock), MA_NOTOWNED);
1385         pvo = PCPU_GET(aim.qmap_pvo);
1386
1387         mtx_lock(PCPU_PTR(aim.qmap_lock));
1388         pvo->pvo_pte.pa = moea64_calc_wimg(pa, pmap_page_get_memattr(m)) |
1389             (uint64_t)pa;
1390         MOEA64_PTE_REPLACE(mmu, pvo, MOEA64_PTE_INVALIDATE);
1391         isync();
1392
1393         return (PCPU_GET(qmap_addr));
1394 }
1395
1396 void
1397 moea64_quick_remove_page(mmu_t mmu, vm_offset_t addr)
1398 {
1399         if (hw_direct_map)
1400                 return;
1401
1402         mtx_assert(PCPU_PTR(aim.qmap_lock), MA_OWNED);
1403         KASSERT(PCPU_GET(qmap_addr) == addr,
1404             ("moea64_quick_remove_page: invalid address"));
1405         mtx_unlock(PCPU_PTR(aim.qmap_lock));
1406         sched_unpin();
1407 }
1408
1409 /*
1410  * Map the given physical page at the specified virtual address in the
1411  * target pmap with the protection requested.  If specified the page
1412  * will be wired down.
1413  */
1414
1415 int
1416 moea64_enter(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1417     vm_prot_t prot, u_int flags, int8_t psind)
1418 {
1419         struct          pvo_entry *pvo, *oldpvo;
1420         struct          pvo_head *pvo_head;
1421         uint64_t        pte_lo;
1422         int             error;
1423
1424         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
1425                 if ((flags & PMAP_ENTER_QUICK_LOCKED) == 0)
1426                         VM_PAGE_OBJECT_BUSY_ASSERT(m);
1427                 else
1428                         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1429         }
1430
1431         pvo = alloc_pvo_entry(0);
1432         if (pvo == NULL)
1433                 return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
1434         pvo->pvo_pmap = NULL; /* to be filled in later */
1435         pvo->pvo_pte.prot = prot;
1436
1437         pte_lo = moea64_calc_wimg(VM_PAGE_TO_PHYS(m), pmap_page_get_memattr(m));
1438         pvo->pvo_pte.pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | pte_lo;
1439
1440         if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0)
1441                 pvo->pvo_vaddr |= PVO_WIRED;
1442
1443         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || !moea64_initialized) {
1444                 pvo_head = NULL;
1445         } else {
1446                 pvo_head = &m->md.mdpg_pvoh;
1447                 pvo->pvo_vaddr |= PVO_MANAGED;
1448         }
1449
1450         PV_PAGE_LOCK(m);
1451         PMAP_LOCK(pmap);
1452         if (pvo->pvo_pmap == NULL)
1453                 init_pvo_entry(pvo, pmap, va);
1454         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1455                 if (pmap_bootstrapped &&
1456                     (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1457                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
1458
1459         error = moea64_pvo_enter(mmu, pvo, pvo_head, &oldpvo);
1460         if (error == EEXIST) {
1461                 if (oldpvo->pvo_vaddr == pvo->pvo_vaddr &&
1462                     oldpvo->pvo_pte.pa == pvo->pvo_pte.pa &&
1463                     oldpvo->pvo_pte.prot == prot) {
1464                         /* Identical mapping already exists */
1465                         error = 0;
1466
1467                         /* If not in page table, reinsert it */
1468                         if (MOEA64_PTE_SYNCH(mmu, oldpvo) < 0) {
1469                                 STAT_MOEA64(moea64_pte_overflow--);
1470                                 MOEA64_PTE_INSERT(mmu, oldpvo);
1471                         }
1472
1473                         /* Then just clean up and go home */
1474                         PV_PAGE_UNLOCK(m);
1475                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1476                         free_pvo_entry(pvo);
1477                         goto out;
1478                 } else {
1479                         /* Otherwise, need to kill it first */
1480                         KASSERT(oldpvo->pvo_pmap == pmap, ("pmap of old "
1481                             "mapping does not match new mapping"));
1482                         moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu, oldpvo);
1483                         moea64_pvo_enter(mmu, pvo, pvo_head, NULL);
1484                 }
1485         }
1486         PMAP_UNLOCK(pmap);
1487         PV_PAGE_UNLOCK(m);
1488
1489         /* Free any dead pages */
1490         if (error == EEXIST) {
1491                 moea64_pvo_remove_from_page(mmu, oldpvo);
1492                 free_pvo_entry(oldpvo);
1493         }
1494
1495 out:
1496         /*
1497          * Flush the page from the instruction cache if this page is
1498          * mapped executable and cacheable.
1499          */
1500         if (pmap != kernel_pmap && (m->a.flags & PGA_EXECUTABLE) == 0 &&
1501             (pte_lo & (LPTE_I | LPTE_G | LPTE_NOEXEC)) == 0) {
1502                 vm_page_aflag_set(m, PGA_EXECUTABLE);
1503                 moea64_syncicache(mmu, pmap, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m), PAGE_SIZE);
1504         }
1505         return (KERN_SUCCESS);
1506 }
1507
1508 static void
1509 moea64_syncicache(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa,
1510     vm_size_t sz)
1511 {
1512
1513         /*
1514          * This is much trickier than on older systems because
1515          * we can't sync the icache on physical addresses directly
1516          * without a direct map. Instead we check a couple of cases
1517          * where the memory is already mapped in and, failing that,
1518          * use the same trick we use for page zeroing to create
1519          * a temporary mapping for this physical address.
1520          */
1521
1522         if (!pmap_bootstrapped) {
1523                 /*
1524                  * If PMAP is not bootstrapped, we are likely to be
1525                  * in real mode.
1526                  */
1527                 __syncicache((void *)(uintptr_t)pa, sz);
1528         } else if (pmap == kernel_pmap) {
1529                 __syncicache((void *)va, sz);
1530         } else if (hw_direct_map) {
1531                 __syncicache((void *)(uintptr_t)PHYS_TO_DMAP(pa), sz);
1532         } else {
1533                 /* Use the scratch page to set up a temp mapping */
1534
1535                 mtx_lock(&moea64_scratchpage_mtx);
1536
1537                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 1, pa & ~ADDR_POFF);
1538                 __syncicache((void *)(moea64_scratchpage_va[1] +
1539                     (va & ADDR_POFF)), sz);
1540
1541                 mtx_unlock(&moea64_scratchpage_mtx);
1542         }
1543 }
1544
1545 /*
1546  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
1547  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
1548  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
1549  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
1550  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
1551  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
1552  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
1553  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
1554  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
1555  * corresponding offset from m_start are mapped.
1556  */
1557 void
1558 moea64_enter_object(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
1559     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
1560 {
1561         vm_page_t m;
1562         vm_pindex_t diff, psize;
1563
1564         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
1565
1566         psize = atop(end - start);
1567         m = m_start;
1568         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
1569                 moea64_enter(mmu, pm, start + ptoa(diff), m, prot &
1570                     (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE), PMAP_ENTER_NOSLEEP |
1571                     PMAP_ENTER_QUICK_LOCKED, 0);
1572                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
1573         }
1574 }
1575
1576 void
1577 moea64_enter_quick(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1578     vm_prot_t prot)
1579 {
1580
1581         moea64_enter(mmu, pm, va, m, prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE),
1582             PMAP_ENTER_NOSLEEP | PMAP_ENTER_QUICK_LOCKED, 0);
1583 }
1584
1585 vm_paddr_t
1586 moea64_extract(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t va)
1587 {
1588         struct  pvo_entry *pvo;
1589         vm_paddr_t pa;
1590
1591         PMAP_LOCK(pm);
1592         pvo = moea64_pvo_find_va(pm, va);
1593         if (pvo == NULL)
1594                 pa = 0;
1595         else
1596                 pa = (pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN) | (va - PVO_VADDR(pvo));
1597         PMAP_UNLOCK(pm);
1598
1599         return (pa);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Atomically extract and hold the physical page with the given
1604  * pmap and virtual address pair if that mapping permits the given
1605  * protection.
1606  */
1607 vm_page_t
1608 moea64_extract_and_hold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
1609 {
1610         struct  pvo_entry *pvo;
1611         vm_page_t m;
1612
1613         m = NULL;
1614         PMAP_LOCK(pmap);
1615         pvo = moea64_pvo_find_va(pmap, va & ~ADDR_POFF);
1616         if (pvo != NULL && (pvo->pvo_pte.prot & prot) == prot) {
1617                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
1618                 if (!vm_page_wire_mapped(m))
1619                         m = NULL;
1620         }
1621         PMAP_UNLOCK(pmap);
1622         return (m);
1623 }
1624
1625 static mmu_t installed_mmu;
1626
1627 static void *
1628 moea64_uma_page_alloc(uma_zone_t zone, vm_size_t bytes, int domain,
1629     uint8_t *flags, int wait)
1630 {
1631         struct pvo_entry *pvo;
1632         vm_offset_t va;
1633         vm_page_t m;
1634         int needed_lock;
1635
1636         /*
1637          * This entire routine is a horrible hack to avoid bothering kmem
1638          * for new KVA addresses. Because this can get called from inside
1639          * kmem allocation routines, calling kmem for a new address here
1640          * can lead to multiply locking non-recursive mutexes.
1641          */
1642
1643         *flags = UMA_SLAB_PRIV;
1644         needed_lock = !PMAP_LOCKED(kernel_pmap);
1645
1646         m = vm_page_alloc_domain(NULL, 0, domain,
1647             malloc2vm_flags(wait) | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_NOOBJ);
1648         if (m == NULL)
1649                 return (NULL);
1650
1651         va = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1652
1653         pvo = alloc_pvo_entry(1 /* bootstrap */);
1654
1655         pvo->pvo_pte.prot = VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE;
1656         pvo->pvo_pte.pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | LPTE_M;
1657
1658         if (needed_lock)
1659                 PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1660
1661         init_pvo_entry(pvo, kernel_pmap, va);
1662         pvo->pvo_vaddr |= PVO_WIRED;
1663
1664         moea64_pvo_enter(installed_mmu, pvo, NULL, NULL);
1665
1666         if (needed_lock)
1667                 PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1668
1669         if ((wait & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
1670                 bzero((void *)va, PAGE_SIZE);
1671
1672         return (void *)va;
1673 }
1674
1675 extern int elf32_nxstack;
1676
1677 void
1678 moea64_init(mmu_t mmu)
1679 {
1680
1681         CTR0(KTR_PMAP, "moea64_init");
1682
1683         moea64_pvo_zone = uma_zcreate("UPVO entry", sizeof (struct pvo_entry),
1684             NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR,
1685             UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
1686
1687         if (!hw_direct_map) {
1688                 installed_mmu = mmu;
1689                 uma_zone_set_allocf(moea64_pvo_zone, moea64_uma_page_alloc);
1690         }
1691
1692 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1693         elf32_nxstack = 1;
1694 #endif
1695
1696         moea64_initialized = TRUE;
1697 }
1698
1699 boolean_t
1700 moea64_is_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1701 {
1702
1703         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1704             ("moea64_is_referenced: page %p is not managed", m));
1705
1706         return (moea64_query_bit(mmu, m, LPTE_REF));
1707 }
1708
1709 boolean_t
1710 moea64_is_modified(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1711 {
1712
1713         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1714             ("moea64_is_modified: page %p is not managed", m));
1715
1716         /*
1717          * If the page is not busied then this check is racy.
1718          */
1719         if (!pmap_page_is_write_mapped(m))
1720                 return (FALSE);
1721
1722         return (moea64_query_bit(mmu, m, LPTE_CHG));
1723 }
1724
1725 boolean_t
1726 moea64_is_prefaultable(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1727 {
1728         struct pvo_entry *pvo;
1729         boolean_t rv = TRUE;
1730
1731         PMAP_LOCK(pmap);
1732         pvo = moea64_pvo_find_va(pmap, va & ~ADDR_POFF);
1733         if (pvo != NULL)
1734                 rv = FALSE;
1735         PMAP_UNLOCK(pmap);
1736         return (rv);
1737 }
1738
1739 void
1740 moea64_clear_modify(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1741 {
1742
1743         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1744             ("moea64_clear_modify: page %p is not managed", m));
1745         vm_page_assert_busied(m);
1746
1747         if (!pmap_page_is_write_mapped(m))
1748                 return;
1749         moea64_clear_bit(mmu, m, LPTE_CHG);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
1754  */
1755 void
1756 moea64_remove_write(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1757 {
1758         struct  pvo_entry *pvo;
1759         int64_t refchg, ret;
1760         pmap_t  pmap;
1761
1762         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1763             ("moea64_remove_write: page %p is not managed", m));
1764         vm_page_assert_busied(m);
1765
1766         if (!pmap_page_is_write_mapped(m))
1767                 return
1768
1769         powerpc_sync();
1770         PV_PAGE_LOCK(m);
1771         refchg = 0;
1772         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink) {
1773                 pmap = pvo->pvo_pmap;
1774                 PMAP_LOCK(pmap);
1775                 if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD) &&
1776                     (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)) {
1777                         pvo->pvo_pte.prot &= ~VM_PROT_WRITE;
1778                         ret = MOEA64_PTE_REPLACE(mmu, pvo,
1779                             MOEA64_PTE_PROT_UPDATE);
1780                         if (ret < 0)
1781                                 ret = LPTE_CHG;
1782                         refchg |= ret;
1783                         if (pvo->pvo_pmap == kernel_pmap)
1784                                 isync();
1785                 }
1786                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1787         }
1788         if ((refchg | atomic_readandclear_32(&m->md.mdpg_attrs)) & LPTE_CHG)
1789                 vm_page_dirty(m);
1790         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1791         PV_PAGE_UNLOCK(m);
1792 }
1793
1794 /*
1795  *      moea64_ts_referenced:
1796  *
1797  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
1798  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
1799  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
1800  *      reference bits set.
1801  *
1802  *      XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
1803  *      should be tested and standardized at some point in the future for
1804  *      optimal aging of shared pages.
1805  */
1806 int
1807 moea64_ts_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1808 {
1809
1810         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1811             ("moea64_ts_referenced: page %p is not managed", m));
1812         return (moea64_clear_bit(mmu, m, LPTE_REF));
1813 }
1814
1815 /*
1816  * Modify the WIMG settings of all mappings for a page.
1817  */
1818 void
1819 moea64_page_set_memattr(mmu_t mmu, vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
1820 {
1821         struct  pvo_entry *pvo;
1822         int64_t refchg;
1823         pmap_t  pmap;
1824         uint64_t lo;
1825
1826         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0) {
1827                 m->md.mdpg_cache_attrs = ma;
1828                 return;
1829         }
1830
1831         lo = moea64_calc_wimg(VM_PAGE_TO_PHYS(m), ma);
1832
1833         PV_PAGE_LOCK(m);
1834         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink) {
1835                 pmap = pvo->pvo_pmap;
1836                 PMAP_LOCK(pmap);
1837                 if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD)) {
1838                         pvo->pvo_pte.pa &= ~LPTE_WIMG;
1839                         pvo->pvo_pte.pa |= lo;
1840                         refchg = MOEA64_PTE_REPLACE(mmu, pvo,
1841                             MOEA64_PTE_INVALIDATE);
1842                         if (refchg < 0)
1843                                 refchg = (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE) ?
1844                                     LPTE_CHG : 0;
1845                         if ((pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED) &&
1846                             (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)) {
1847                                 refchg |=
1848                                     atomic_readandclear_32(&m->md.mdpg_attrs);
1849                                 if (refchg & LPTE_CHG)
1850                                         vm_page_dirty(m);
1851                                 if (refchg & LPTE_REF)
1852                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1853                         }
1854                         if (pvo->pvo_pmap == kernel_pmap)
1855                                 isync();
1856                 }
1857                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1858         }
1859         m->md.mdpg_cache_attrs = ma;
1860         PV_PAGE_UNLOCK(m);
1861 }
1862
1863 /*
1864  * Map a wired page into kernel virtual address space.
1865  */
1866 void
1867 moea64_kenter_attr(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_memattr_t ma)
1868 {
1869         int             error;
1870         struct pvo_entry *pvo, *oldpvo;
1871
1872         do {
1873                 pvo = alloc_pvo_entry(0);
1874                 if (pvo == NULL)
1875                         vm_wait(NULL);
1876         } while (pvo == NULL);
1877         pvo->pvo_pte.prot = VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE;
1878         pvo->pvo_pte.pa = (pa & ~ADDR_POFF) | moea64_calc_wimg(pa, ma);
1879         pvo->pvo_vaddr |= PVO_WIRED;
1880
1881         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1882         oldpvo = moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, va);
1883         if (oldpvo != NULL)
1884                 moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu, oldpvo);
1885         init_pvo_entry(pvo, kernel_pmap, va);
1886         error = moea64_pvo_enter(mmu, pvo, NULL, NULL);
1887         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1888
1889         /* Free any dead pages */
1890         if (oldpvo != NULL) {
1891                 moea64_pvo_remove_from_page(mmu, oldpvo);
1892                 free_pvo_entry(oldpvo);
1893         }
1894
1895         if (error != 0)
1896                 panic("moea64_kenter: failed to enter va %#zx pa %#jx: %d", va,
1897                     (uintmax_t)pa, error);
1898 }
1899
1900 void
1901 moea64_kenter(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1902 {
1903
1904         moea64_kenter_attr(mmu, va, pa, VM_MEMATTR_DEFAULT);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Extract the physical page address associated with the given kernel virtual
1909  * address.
1910  */
1911 vm_paddr_t
1912 moea64_kextract(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1913 {
1914         struct          pvo_entry *pvo;
1915         vm_paddr_t pa;
1916
1917         /*
1918          * Shortcut the direct-mapped case when applicable.  We never put
1919          * anything but 1:1 (or 62-bit aliased) mappings below
1920          * VM_MIN_KERNEL_ADDRESS.
1921          */
1922         if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS)
1923                 return (va & ~DMAP_BASE_ADDRESS);
1924
1925         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1926         pvo = moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, va);
1927         KASSERT(pvo != NULL, ("moea64_kextract: no addr found for %#" PRIxPTR,
1928             va));
1929         pa = (pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN) | (va - PVO_VADDR(pvo));
1930         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1931         return (pa);
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Remove a wired page from kernel virtual address space.
1936  */
1937 void
1938 moea64_kremove(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1939 {
1940         moea64_remove(mmu, kernel_pmap, va, va + PAGE_SIZE);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Provide a kernel pointer corresponding to a given userland pointer.
1945  * The returned pointer is valid until the next time this function is
1946  * called in this thread. This is used internally in copyin/copyout.
1947  */
1948 static int
1949 moea64_map_user_ptr(mmu_t mmu, pmap_t pm, volatile const void *uaddr,
1950     void **kaddr, size_t ulen, size_t *klen)
1951 {
1952         size_t l;
1953 #ifdef __powerpc64__
1954         struct slb *slb;
1955 #endif
1956         register_t slbv;
1957
1958         *kaddr = (char *)USER_ADDR + ((uintptr_t)uaddr & ~SEGMENT_MASK);
1959         l = ((char *)USER_ADDR + SEGMENT_LENGTH) - (char *)(*kaddr);
1960         if (l > ulen)
1961                 l = ulen;
1962         if (klen)
1963                 *klen = l;
1964         else if (l != ulen)
1965                 return (EFAULT);
1966
1967 #ifdef __powerpc64__
1968         /* Try lockless look-up first */
1969         slb = user_va_to_slb_entry(pm, (vm_offset_t)uaddr);
1970
1971         if (slb == NULL) {
1972                 /* If it isn't there, we need to pre-fault the VSID */
1973                 PMAP_LOCK(pm);
1974                 slbv = va_to_vsid(pm, (vm_offset_t)uaddr) << SLBV_VSID_SHIFT;
1975                 PMAP_UNLOCK(pm);
1976         } else {
1977                 slbv = slb->slbv;
1978         }
1979
1980         /* Mark segment no-execute */
1981         slbv |= SLBV_N;
1982 #else
1983         slbv = va_to_vsid(pm, (vm_offset_t)uaddr);
1984
1985         /* Mark segment no-execute */
1986         slbv |= SR_N;
1987 #endif
1988
1989         /* If we have already set this VSID, we can just return */
1990         if (curthread->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_vsid == slbv)
1991                 return (0);
1992
1993         __asm __volatile("isync");
1994         curthread->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_segm =
1995             (uintptr_t)uaddr >> ADDR_SR_SHFT;
1996         curthread->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_vsid = slbv;
1997 #ifdef __powerpc64__
1998         __asm __volatile ("slbie %0; slbmte %1, %2; isync" ::
1999             "r"(USER_ADDR), "r"(slbv), "r"(USER_SLB_SLBE));
2000 #else
2001         __asm __volatile("mtsr %0,%1; isync" :: "n"(USER_SR), "r"(slbv));
2002 #endif
2003
2004         return (0);
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Figure out where a given kernel pointer (usually in a fault) points
2009  * to from the VM's perspective, potentially remapping into userland's
2010  * address space.
2011  */
2012 static int
2013 moea64_decode_kernel_ptr(mmu_t mmu, vm_offset_t addr, int *is_user,
2014     vm_offset_t *decoded_addr)
2015 {
2016         vm_offset_t user_sr;
2017
2018         if ((addr >> ADDR_SR_SHFT) == (USER_ADDR >> ADDR_SR_SHFT)) {
2019                 user_sr = curthread->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_segm;
2020                 addr &= ADDR_PIDX | ADDR_POFF;
2021                 addr |= user_sr << ADDR_SR_SHFT;
2022                 *decoded_addr = addr;
2023                 *is_user = 1;
2024         } else {
2025                 *decoded_addr = addr;
2026                 *is_user = 0;
2027         }
2028
2029         return (0);
2030 }
2031
2032 /*
2033  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
2034  *
2035  * The value passed in *virt is a suggested virtual address for the mapping.
2036  * Architectures which can support a direct-mapped physical to virtual region
2037  * can return the appropriate address within that region, leaving '*virt'
2038  * unchanged.  Other architectures should map the pages starting at '*virt' and
2039  * update '*virt' with the first usable address after the mapped region.
2040  */
2041 vm_offset_t
2042 moea64_map(mmu_t mmu, vm_offset_t *virt, vm_paddr_t pa_start,
2043     vm_paddr_t pa_end, int prot)
2044 {
2045         vm_offset_t     sva, va;
2046
2047         if (hw_direct_map) {
2048                 /*
2049                  * Check if every page in the region is covered by the direct
2050                  * map. The direct map covers all of physical memory. Use
2051                  * moea64_calc_wimg() as a shortcut to see if the page is in
2052                  * physical memory as a way to see if the direct map covers it.
2053                  */
2054                 for (va = pa_start; va < pa_end; va += PAGE_SIZE)
2055                         if (moea64_calc_wimg(va, VM_MEMATTR_DEFAULT) != LPTE_M)
2056                                 break;
2057                 if (va == pa_end)
2058                         return (PHYS_TO_DMAP(pa_start));
2059         }
2060         sva = *virt;
2061         va = sva;
2062         /* XXX respect prot argument */
2063         for (; pa_start < pa_end; pa_start += PAGE_SIZE, va += PAGE_SIZE)
2064                 moea64_kenter(mmu, va, pa_start);
2065         *virt = va;
2066
2067         return (sva);
2068 }
2069
2070 /*
2071  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2072  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2073  * be changed upwards or downwards in the future; it
2074  * is only necessary that true be returned for a small
2075  * subset of pmaps for proper page aging.
2076  */
2077 boolean_t
2078 moea64_page_exists_quick(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_page_t m)
2079 {
2080         int loops;
2081         struct pvo_entry *pvo;
2082         boolean_t rv;
2083
2084         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2085             ("moea64_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2086         loops = 0;
2087         rv = FALSE;
2088         PV_PAGE_LOCK(m);
2089         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink) {
2090                 if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD) && pvo->pvo_pmap == pmap) {
2091                         rv = TRUE;
2092                         break;
2093                 }
2094                 if (++loops >= 16)
2095                         break;
2096         }
2097         PV_PAGE_UNLOCK(m);
2098         return (rv);
2099 }
2100
2101 void
2102 moea64_page_init(mmu_t mmu __unused, vm_page_t m)
2103 {
2104
2105         m->md.mdpg_attrs = 0;
2106         m->md.mdpg_cache_attrs = VM_MEMATTR_DEFAULT;
2107         LIST_INIT(&m->md.mdpg_pvoh);
2108 }
2109
2110 /*
2111  * Return the number of managed mappings to the given physical page
2112  * that are wired.
2113  */
2114 int
2115 moea64_page_wired_mappings(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2116 {
2117         struct pvo_entry *pvo;
2118         int count;
2119
2120         count = 0;
2121         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2122                 return (count);
2123         PV_PAGE_LOCK(m);
2124         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink)
2125                 if ((pvo->pvo_vaddr & (PVO_DEAD | PVO_WIRED)) == PVO_WIRED)
2126                         count++;
2127         PV_PAGE_UNLOCK(m);
2128         return (count);
2129 }
2130
2131 static uintptr_t        moea64_vsidcontext;
2132
2133 uintptr_t
2134 moea64_get_unique_vsid(void) {
2135         u_int entropy;
2136         register_t hash;
2137         uint32_t mask;
2138         int i;
2139
2140         entropy = 0;
2141         __asm __volatile("mftb %0" : "=r"(entropy));
2142
2143         mtx_lock(&moea64_slb_mutex);
2144         for (i = 0; i < NVSIDS; i += VSID_NBPW) {
2145                 u_int   n;
2146
2147                 /*
2148                  * Create a new value by mutiplying by a prime and adding in
2149                  * entropy from the timebase register.  This is to make the
2150                  * VSID more random so that the PT hash function collides
2151                  * less often.  (Note that the prime casues gcc to do shifts
2152                  * instead of a multiply.)
2153                  */
2154                 moea64_vsidcontext = (moea64_vsidcontext * 0x1105) + entropy;
2155                 hash = moea64_vsidcontext & (NVSIDS - 1);
2156                 if (hash == 0)          /* 0 is special, avoid it */
2157                         continue;
2158                 n = hash >> 5;
2159                 mask = 1 << (hash & (VSID_NBPW - 1));
2160                 hash = (moea64_vsidcontext & VSID_HASHMASK);
2161                 if (moea64_vsid_bitmap[n] & mask) {     /* collision? */
2162                         /* anything free in this bucket? */
2163                         if (moea64_vsid_bitmap[n] == 0xffffffff) {
2164                                 entropy = (moea64_vsidcontext >> 20);
2165                                 continue;
2166                         }
2167                         i = ffs(~moea64_vsid_bitmap[n]) - 1;
2168                         mask = 1 << i;
2169                         hash &= rounddown2(VSID_HASHMASK, VSID_NBPW);
2170                         hash |= i;
2171                 }
2172                 if (hash == VSID_VRMA)  /* also special, avoid this too */
2173                         continue;
2174                 KASSERT(!(moea64_vsid_bitmap[n] & mask),
2175                     ("Allocating in-use VSID %#zx\n", hash));
2176                 moea64_vsid_bitmap[n] |= mask;
2177                 mtx_unlock(&moea64_slb_mutex);
2178                 return (hash);
2179         }
2180
2181         mtx_unlock(&moea64_slb_mutex);
2182         panic("%s: out of segments",__func__);
2183 }
2184
2185 #ifdef __powerpc64__
2186 void
2187 moea64_pinit(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
2188 {
2189
2190         RB_INIT(&pmap->pmap_pvo);
2191
2192         pmap->pm_slb_tree_root = slb_alloc_tree();
2193         pmap->pm_slb = slb_alloc_user_cache();
2194         pmap->pm_slb_len = 0;
2195 }
2196 #else
2197 void
2198 moea64_pinit(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
2199 {
2200         int     i;
2201         uint32_t hash;
2202
2203         RB_INIT(&pmap->pmap_pvo);
2204
2205         if (pmap_bootstrapped)
2206                 pmap->pmap_phys = (pmap_t)moea64_kextract(mmu,
2207                     (vm_offset_t)pmap);
2208         else
2209                 pmap->pmap_phys = pmap;
2210
2211         /*
2212          * Allocate some segment registers for this pmap.
2213          */
2214         hash = moea64_get_unique_vsid();
2215
2216         for (i = 0; i < 16; i++)
2217                 pmap->pm_sr[i] = VSID_MAKE(i, hash);
2218
2219         KASSERT(pmap->pm_sr[0] != 0, ("moea64_pinit: pm_sr[0] = 0"));
2220 }
2221 #endif
2222
2223 /*
2224  * Initialize the pmap associated with process 0.
2225  */
2226 void
2227 moea64_pinit0(mmu_t mmu, pmap_t pm)
2228 {
2229
2230         PMAP_LOCK_INIT(pm);
2231         moea64_pinit(mmu, pm);
2232         bzero(&pm->pm_stats, sizeof(pm->pm_stats));
2233 }
2234
2235 /*
2236  * Set the physical protection on the specified range of this map as requested.
2237  */
2238 static void
2239 moea64_pvo_protect(mmu_t mmu,  pmap_t pm, struct pvo_entry *pvo, vm_prot_t prot)
2240 {
2241         struct vm_page *pg;
2242         vm_prot_t oldprot;
2243         int32_t refchg;
2244
2245         PMAP_LOCK_ASSERT(pm, MA_OWNED);
2246
2247         /*
2248          * Change the protection of the page.
2249          */
2250         oldprot = pvo->pvo_pte.prot;
2251         pvo->pvo_pte.prot = prot;
2252         pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2253
2254         /*
2255          * If the PVO is in the page table, update mapping
2256          */
2257         refchg = MOEA64_PTE_REPLACE(mmu, pvo, MOEA64_PTE_PROT_UPDATE);
2258         if (refchg < 0)
2259                 refchg = (oldprot & VM_PROT_WRITE) ? LPTE_CHG : 0;
2260
2261         if (pm != kernel_pmap && pg != NULL &&
2262             (pg->a.flags & PGA_EXECUTABLE) == 0 &&
2263             (pvo->pvo_pte.pa & (LPTE_I | LPTE_G | LPTE_NOEXEC)) == 0) {
2264                 if ((pg->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2265                         vm_page_aflag_set(pg, PGA_EXECUTABLE);
2266                 moea64_syncicache(mmu, pm, PVO_VADDR(pvo),
2267                     pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN, PAGE_SIZE);
2268         }
2269
2270         /*
2271          * Update vm about the REF/CHG bits if the page is managed and we have
2272          * removed write access.
2273          */
2274         if (pg != NULL && (pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED) &&
2275             (oldprot & VM_PROT_WRITE)) {
2276                 refchg |= atomic_readandclear_32(&pg->md.mdpg_attrs);
2277                 if (refchg & LPTE_CHG)
2278                         vm_page_dirty(pg);
2279                 if (refchg & LPTE_REF)
2280                         vm_page_aflag_set(pg, PGA_REFERENCED);
2281         }
2282 }
2283
2284 void
2285 moea64_protect(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva,
2286     vm_prot_t prot)
2287 {
2288         struct  pvo_entry *pvo, *tpvo, key;
2289
2290         CTR4(KTR_PMAP, "moea64_protect: pm=%p sva=%#x eva=%#x prot=%#x", pm,
2291             sva, eva, prot);
2292
2293         KASSERT(pm == &curproc->p_vmspace->vm_pmap || pm == kernel_pmap,
2294             ("moea64_protect: non current pmap"));
2295
2296         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2297                 moea64_remove(mmu, pm, sva, eva);
2298                 return;
2299         }
2300
2301         PMAP_LOCK(pm);
2302         key.pvo_vaddr = sva;
2303         for (pvo = RB_NFIND(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, &key);
2304             pvo != NULL && PVO_VADDR(pvo) < eva; pvo = tpvo) {
2305                 tpvo = RB_NEXT(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, pvo);
2306                 moea64_pvo_protect(mmu, pm, pvo, prot);
2307         }
2308         PMAP_UNLOCK(pm);
2309 }
2310
2311 /*
2312  * Map a list of wired pages into kernel virtual address space.  This is
2313  * intended for temporary mappings which do not need page modification or
2314  * references recorded.  Existing mappings in the region are overwritten.
2315  */
2316 void
2317 moea64_qenter(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
2318 {
2319         while (count-- > 0) {
2320                 moea64_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(*m));
2321                 va += PAGE_SIZE;
2322                 m++;
2323         }
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Remove page mappings from kernel virtual address space.  Intended for
2328  * temporary mappings entered by moea64_qenter.
2329  */
2330 void
2331 moea64_qremove(mmu_t mmu, vm_offset_t va, int count)
2332 {
2333         while (count-- > 0) {
2334                 moea64_kremove(mmu, va);
2335                 va += PAGE_SIZE;
2336         }
2337 }
2338
2339 void
2340 moea64_release_vsid(uint64_t vsid)
2341 {
2342         int idx, mask;
2343
2344         mtx_lock(&moea64_slb_mutex);
2345         idx = vsid & (NVSIDS-1);
2346         mask = 1 << (idx % VSID_NBPW);
2347         idx /= VSID_NBPW;
2348         KASSERT(moea64_vsid_bitmap[idx] & mask,
2349             ("Freeing unallocated VSID %#jx", vsid));
2350         moea64_vsid_bitmap[idx] &= ~mask;
2351         mtx_unlock(&moea64_slb_mutex);
2352 }
2353
2354
2355 void
2356 moea64_release(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
2357 {
2358
2359         /*
2360          * Free segment registers' VSIDs
2361          */
2362     #ifdef __powerpc64__
2363         slb_free_tree(pmap);
2364         slb_free_user_cache(pmap->pm_slb);
2365     #else
2366         KASSERT(pmap->pm_sr[0] != 0, ("moea64_release: pm_sr[0] = 0"));
2367
2368         moea64_release_vsid(VSID_TO_HASH(pmap->pm_sr[0]));
2369     #endif
2370 }
2371
2372 /*
2373  * Remove all pages mapped by the specified pmap
2374  */
2375 void
2376 moea64_remove_pages(mmu_t mmu, pmap_t pm)
2377 {
2378         struct pvo_entry *pvo, *tpvo;
2379         struct pvo_dlist tofree;
2380
2381         SLIST_INIT(&tofree);
2382
2383         PMAP_LOCK(pm);
2384         RB_FOREACH_SAFE(pvo, pvo_tree, &pm->pmap_pvo, tpvo) {
2385                 if (pvo->pvo_vaddr & PVO_WIRED)
2386                         continue;
2387
2388                 /*
2389                  * For locking reasons, remove this from the page table and
2390                  * pmap, but save delinking from the vm_page for a second
2391                  * pass
2392                  */
2393                 moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu, pvo);
2394                 SLIST_INSERT_HEAD(&tofree, pvo, pvo_dlink);
2395         }
2396         PMAP_UNLOCK(pm);
2397
2398         while (!SLIST_EMPTY(&tofree)) {
2399                 pvo = SLIST_FIRST(&tofree);
2400                 SLIST_REMOVE_HEAD(&tofree, pvo_dlink);
2401                 moea64_pvo_remove_from_page(mmu, pvo);
2402                 free_pvo_entry(pvo);
2403         }
2404 }
2405
2406 /*
2407  * Remove the given range of addresses from the specified map.
2408  */
2409 void
2410 moea64_remove(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2411 {
2412         struct  pvo_entry *pvo, *tpvo, key;
2413         struct pvo_dlist tofree;
2414
2415         /*
2416          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
2417          */
2418         if (pm->pm_stats.resident_count == 0)
2419                 return;
2420
2421         key.pvo_vaddr = sva;
2422
2423         SLIST_INIT(&tofree);
2424
2425         PMAP_LOCK(pm);
2426         for (pvo = RB_NFIND(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, &key);
2427             pvo != NULL && PVO_VADDR(pvo) < eva; pvo = tpvo) {
2428                 tpvo = RB_NEXT(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, pvo);
2429
2430                 /*
2431                  * For locking reasons, remove this from the page table and
2432                  * pmap, but save delinking from the vm_page for a second
2433                  * pass
2434                  */
2435                 moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu, pvo);
2436                 SLIST_INSERT_HEAD(&tofree, pvo, pvo_dlink);
2437         }
2438         PMAP_UNLOCK(pm);
2439
2440         while (!SLIST_EMPTY(&tofree)) {
2441                 pvo = SLIST_FIRST(&tofree);
2442                 SLIST_REMOVE_HEAD(&tofree, pvo_dlink);
2443                 moea64_pvo_remove_from_page(mmu, pvo);
2444                 free_pvo_entry(pvo);
2445         }
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Remove physical page from all pmaps in which it resides. moea64_pvo_remove()
2450  * will reflect changes in pte's back to the vm_page.
2451  */
2452 void
2453 moea64_remove_all(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2454 {
2455         struct  pvo_entry *pvo, *next_pvo;
2456         struct  pvo_head freequeue;
2457         int     wasdead;
2458         pmap_t  pmap;
2459
2460         LIST_INIT(&freequeue);
2461
2462         PV_PAGE_LOCK(m);
2463         LIST_FOREACH_SAFE(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink, next_pvo) {
2464                 pmap = pvo->pvo_pmap;
2465                 PMAP_LOCK(pmap);
2466                 wasdead = (pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD);
2467                 if (!wasdead)
2468                         moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu, pvo);
2469                 moea64_pvo_remove_from_page_locked(mmu, pvo, m);
2470                 if (!wasdead)
2471                         LIST_INSERT_HEAD(&freequeue, pvo, pvo_vlink);
2472                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2473
2474         }
2475         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m), ("Page still has mappings"));
2476         KASSERT((m->a.flags & PGA_WRITEABLE) == 0, ("Page still writable"));
2477         PV_PAGE_UNLOCK(m);
2478
2479         /* Clean up UMA allocations */
2480         LIST_FOREACH_SAFE(pvo, &freequeue, pvo_vlink, next_pvo)
2481                 free_pvo_entry(pvo);
2482 }
2483
2484 /*
2485  * Allocate a physical page of memory directly from the phys_avail map.
2486  * Can only be called from moea64_bootstrap before avail start and end are
2487  * calculated.
2488  */
2489 vm_offset_t
2490 moea64_bootstrap_alloc(vm_size_t size, vm_size_t align)
2491 {
2492         vm_offset_t     s, e;
2493         int             i, j;
2494
2495         size = round_page(size);
2496         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
2497                 if (align != 0)
2498                         s = roundup2(phys_avail[i], align);
2499                 else
2500                         s = phys_avail[i];
2501                 e = s + size;
2502
2503                 if (s < phys_avail[i] || e > phys_avail[i + 1])
2504                         continue;
2505
2506                 if (s + size > platform_real_maxaddr())
2507                         continue;
2508
2509                 if (s == phys_avail[i]) {
2510                         phys_avail[i] += size;
2511                 } else if (e == phys_avail[i + 1]) {
2512                         phys_avail[i + 1] -= size;
2513                 } else {
2514                         for (j = phys_avail_count * 2; j > i; j -= 2) {
2515                                 phys_avail[j] = phys_avail[j - 2];
2516                                 phys_avail[j + 1] = phys_avail[j - 1];
2517                         }
2518
2519                         phys_avail[i + 3] = phys_avail[i + 1];
2520                         phys_avail[i + 1] = s;
2521                         phys_avail[i + 2] = e;
2522                         phys_avail_count++;
2523                 }
2524
2525                 return (s);
2526         }
2527         panic("moea64_bootstrap_alloc: could not allocate memory");
2528 }
2529
2530 static int
2531 moea64_pvo_enter(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo, struct pvo_head *pvo_head,
2532     struct pvo_entry **oldpvop)
2533 {
2534         struct pvo_entry *old_pvo;
2535         int err;
2536
2537         PMAP_LOCK_ASSERT(pvo->pvo_pmap, MA_OWNED);
2538
2539         STAT_MOEA64(moea64_pvo_enter_calls++);
2540
2541         /*
2542          * Add to pmap list
2543          */
2544         old_pvo = RB_INSERT(pvo_tree, &pvo->pvo_pmap->pmap_pvo, pvo);
2545
2546         if (old_pvo != NULL) {
2547                 if (oldpvop != NULL)
2548                         *oldpvop = old_pvo;
2549                 return (EEXIST);
2550         }
2551
2552         if (pvo_head != NULL) {
2553                 LIST_INSERT_HEAD(pvo_head, pvo, pvo_vlink);
2554         }
2555
2556         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_WIRED)
2557                 pvo->pvo_pmap->pm_stats.wired_count++;
2558         pvo->pvo_pmap->pm_stats.resident_count++;
2559
2560         /*
2561          * Insert it into the hardware page table
2562          */
2563         err = MOEA64_PTE_INSERT(mmu, pvo);
2564         if (err != 0) {
2565                 panic("moea64_pvo_enter: overflow");
2566         }
2567
2568         STAT_MOEA64(moea64_pvo_entries++);
2569
2570         if (pvo->pvo_pmap == kernel_pmap)
2571                 isync();
2572
2573 #ifdef __powerpc64__
2574         /*
2575          * Make sure all our bootstrap mappings are in the SLB as soon
2576          * as virtual memory is switched on.
2577          */
2578         if (!pmap_bootstrapped)
2579                 moea64_bootstrap_slb_prefault(PVO_VADDR(pvo),
2580                     pvo->pvo_vaddr & PVO_LARGE);
2581 #endif
2582
2583         return (0);
2584 }
2585
2586 static void
2587 moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo)
2588 {
2589         struct  vm_page *pg;
2590         int32_t refchg;
2591
2592         KASSERT(pvo->pvo_pmap != NULL, ("Trying to remove PVO with no pmap"));
2593         PMAP_LOCK_ASSERT(pvo->pvo_pmap, MA_OWNED);
2594         KASSERT(!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD), ("Trying to remove dead PVO"));
2595
2596         /*
2597          * If there is an active pte entry, we need to deactivate it
2598          */
2599         refchg = MOEA64_PTE_UNSET(mmu, pvo);
2600         if (refchg < 0) {
2601                 /*
2602                  * If it was evicted from the page table, be pessimistic and
2603                  * dirty the page.
2604                  */
2605                 if (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)
2606                         refchg = LPTE_CHG;
2607                 else
2608                         refchg = 0;
2609         }
2610
2611         /*
2612          * Update our statistics.
2613          */
2614         pvo->pvo_pmap->pm_stats.resident_count--;
2615         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_WIRED)
2616                 pvo->pvo_pmap->pm_stats.wired_count--;
2617
2618         /*
2619          * Remove this PVO from the pmap list.
2620          */
2621         RB_REMOVE(pvo_tree, &pvo->pvo_pmap->pmap_pvo, pvo);
2622
2623         /*
2624          * Mark this for the next sweep
2625          */
2626         pvo->pvo_vaddr |= PVO_DEAD;
2627
2628         /* Send RC bits to VM */
2629         if ((pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED) &&
2630             (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)) {
2631                 pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2632                 if (pg != NULL) {
2633                         refchg |= atomic_readandclear_32(&pg->md.mdpg_attrs);
2634                         if (refchg & LPTE_CHG)
2635                                 vm_page_dirty(pg);
2636                         if (refchg & LPTE_REF)
2637                                 vm_page_aflag_set(pg, PGA_REFERENCED);
2638                 }
2639         }
2640 }
2641
2642 static inline void
2643 moea64_pvo_remove_from_page_locked(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo,
2644     vm_page_t m)
2645 {
2646
2647         KASSERT(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD, ("Trying to delink live page"));
2648
2649         /* Use NULL pmaps as a sentinel for races in page deletion */
2650         if (pvo->pvo_pmap == NULL)
2651                 return;
2652         pvo->pvo_pmap = NULL;
2653
2654         /*
2655          * Update vm about page writeability/executability if managed
2656          */
2657         PV_LOCKASSERT(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2658         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED) {
2659                 if (m != NULL) {
2660                         LIST_REMOVE(pvo, pvo_vlink);
2661                         if (LIST_EMPTY(vm_page_to_pvoh(m)))
2662                                 vm_page_aflag_clear(m,
2663                                     PGA_WRITEABLE | PGA_EXECUTABLE);
2664                 }
2665         }
2666
2667         STAT_MOEA64(moea64_pvo_entries--);
2668         STAT_MOEA64(moea64_pvo_remove_calls++);
2669 }
2670
2671 static void
2672 moea64_pvo_remove_from_page(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo)
2673 {
2674         vm_page_t pg = NULL;
2675
2676         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED)
2677                 pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2678
2679         PV_LOCK(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2680         moea64_pvo_remove_from_page_locked(mmu, pvo, pg);
2681         PV_UNLOCK(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2682 }
2683
2684 static struct pvo_entry *
2685 moea64_pvo_find_va(pmap_t pm, vm_offset_t va)
2686 {
2687         struct pvo_entry key;
2688
2689         PMAP_LOCK_ASSERT(pm, MA_OWNED);
2690
2691         key.pvo_vaddr = va & ~ADDR_POFF;
2692         return (RB_FIND(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, &key));
2693 }
2694
2695 static boolean_t
2696 moea64_query_bit(mmu_t mmu, vm_page_t m, uint64_t ptebit)
2697 {
2698         struct  pvo_entry *pvo;
2699         int64_t ret;
2700         boolean_t rv;
2701
2702         /*
2703          * See if this bit is stored in the page already.
2704          */
2705         if (m->md.mdpg_attrs & ptebit)
2706                 return (TRUE);
2707
2708         /*
2709          * Examine each PTE.  Sync so that any pending REF/CHG bits are
2710          * flushed to the PTEs.
2711          */
2712         rv = FALSE;
2713         powerpc_sync();
2714         PV_PAGE_LOCK(m);
2715         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink) {
2716                 ret = 0;
2717
2718                 /*
2719                  * See if this pvo has a valid PTE.  if so, fetch the
2720                  * REF/CHG bits from the valid PTE.  If the appropriate
2721                  * ptebit is set, return success.
2722                  */
2723                 PMAP_LOCK(pvo->pvo_pmap);
2724                 if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD))
2725                         ret = MOEA64_PTE_SYNCH(mmu, pvo);
2726                 PMAP_UNLOCK(pvo->pvo_pmap);
2727
2728                 if (ret > 0) {
2729                         atomic_set_32(&m->md.mdpg_attrs,
2730                             ret & (LPTE_CHG | LPTE_REF));
2731                         if (ret & ptebit) {
2732                                 rv = TRUE;
2733                                 break;
2734                         }
2735                 }
2736         }
2737         PV_PAGE_UNLOCK(m);
2738
2739         return (rv);
2740 }
2741
2742 static u_int
2743 moea64_clear_bit(mmu_t mmu, vm_page_t m, u_int64_t ptebit)
2744 {
2745         u_int   count;
2746         struct  pvo_entry *pvo;
2747         int64_t ret;
2748
2749         /*
2750          * Sync so that any pending REF/CHG bits are flushed to the PTEs (so
2751          * we can reset the right ones).
2752          */
2753         powerpc_sync();
2754
2755         /*
2756          * For each pvo entry, clear the pte's ptebit.
2757          */
2758         count = 0;
2759         PV_PAGE_LOCK(m);
2760         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink) {
2761                 ret = 0;
2762
2763                 PMAP_LOCK(pvo->pvo_pmap);
2764                 if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD))
2765                         ret = MOEA64_PTE_CLEAR(mmu, pvo, ptebit);
2766                 PMAP_UNLOCK(pvo->pvo_pmap);
2767
2768                 if (ret > 0 && (ret & ptebit))
2769                         count++;
2770         }
2771         atomic_clear_32(&m->md.mdpg_attrs, ptebit);
2772         PV_PAGE_UNLOCK(m);
2773
2774         return (count);
2775 }
2776
2777 boolean_t
2778 moea64_dev_direct_mapped(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2779 {
2780         struct pvo_entry *pvo, key;
2781         vm_offset_t ppa;
2782         int error = 0;
2783
2784         if (hw_direct_map && mem_valid(pa, size) == 0)
2785                 return (0);
2786
2787         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
2788         ppa = pa & ~ADDR_POFF;
2789         key.pvo_vaddr = DMAP_BASE_ADDRESS + ppa;
2790         for (pvo = RB_FIND(pvo_tree, &kernel_pmap->pmap_pvo, &key);
2791             ppa < pa + size; ppa += PAGE_SIZE,
2792             pvo = RB_NEXT(pvo_tree, &kernel_pmap->pmap_pvo, pvo)) {
2793                 if (pvo == NULL || (pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN) != ppa) {
2794                         error = EFAULT;
2795                         break;
2796                 }
2797         }
2798         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
2799
2800         return (error);
2801 }
2802
2803 /*
2804  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
2805  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
2806  * routine is intended to be used for mapping device memory,
2807  * NOT real memory.
2808  */
2809 void *
2810 moea64_mapdev_attr(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size, vm_memattr_t ma)
2811 {
2812         vm_offset_t va, tmpva, ppa, offset;
2813
2814         ppa = trunc_page(pa);
2815         offset = pa & PAGE_MASK;
2816         size = roundup2(offset + size, PAGE_SIZE);
2817
2818         va = kva_alloc(size);
2819
2820         if (!va)
2821                 panic("moea64_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
2822
2823         for (tmpva = va; size > 0;) {
2824                 moea64_kenter_attr(mmu, tmpva, ppa, ma);
2825                 size -= PAGE_SIZE;
2826                 tmpva += PAGE_SIZE;
2827                 ppa += PAGE_SIZE;
2828         }
2829
2830         return ((void *)(va + offset));
2831 }
2832
2833 void *
2834 moea64_mapdev(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2835 {
2836
2837         return moea64_mapdev_attr(mmu, pa, size, VM_MEMATTR_DEFAULT);
2838 }
2839
2840 void
2841 moea64_unmapdev(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_size_t size)
2842 {
2843         vm_offset_t base, offset;
2844
2845         base = trunc_page(va);
2846         offset = va & PAGE_MASK;
2847         size = roundup2(offset + size, PAGE_SIZE);
2848
2849         kva_free(base, size);
2850 }
2851
2852 void
2853 moea64_sync_icache(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
2854 {
2855         struct pvo_entry *pvo;
2856         vm_offset_t lim;
2857         vm_paddr_t pa;
2858         vm_size_t len;
2859
2860         if (__predict_false(pm == NULL))
2861                 pm = &curthread->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
2862
2863         PMAP_LOCK(pm);
2864         while (sz > 0) {
2865                 lim = round_page(va+1);
2866                 len = MIN(lim - va, sz);
2867                 pvo = moea64_pvo_find_va(pm, va & ~ADDR_POFF);
2868                 if (pvo != NULL && !(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_I)) {
2869                         pa = (pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN) | (va & ADDR_POFF);
2870                         moea64_syncicache(mmu, pm, va, pa, len);
2871                 }
2872                 va += len;
2873                 sz -= len;
2874         }
2875         PMAP_UNLOCK(pm);
2876 }
2877
2878 void
2879 moea64_dumpsys_map(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, size_t sz, void **va)
2880 {
2881
2882         *va = (void *)(uintptr_t)pa;
2883 }
2884
2885 extern struct dump_pa dump_map[PHYS_AVAIL_SZ + 1];
2886
2887 void
2888 moea64_scan_init(mmu_t mmu)
2889 {
2890         struct pvo_entry *pvo;
2891         vm_offset_t va;
2892         int i;
2893
2894         if (!do_minidump) {
2895                 /* Initialize phys. segments for dumpsys(). */
2896                 memset(&dump_map, 0, sizeof(dump_map));
2897                 mem_regions(&pregions, &pregions_sz, &regions, &regions_sz);
2898                 for (i = 0; i < pregions_sz; i++) {
2899                         dump_map[i].pa_start = pregions[i].mr_start;
2900                         dump_map[i].pa_size = pregions[i].mr_size;
2901                 }
2902                 return;
2903         }
2904
2905         /* Virtual segments for minidumps: */
2906         memset(&dump_map, 0, sizeof(dump_map));
2907
2908         /* 1st: kernel .data and .bss. */
2909         dump_map[0].pa_start = trunc_page((uintptr_t)_etext);
2910         dump_map[0].pa_size = round_page((uintptr_t)_end) -
2911             dump_map[0].pa_start;
2912
2913         /* 2nd: msgbuf and tables (see pmap_bootstrap()). */
2914         dump_map[1].pa_start = (vm_paddr_t)(uintptr_t)msgbufp->msg_ptr;
2915         dump_map[1].pa_size = round_page(msgbufp->msg_size);
2916
2917         /* 3rd: kernel VM. */
2918         va = dump_map[1].pa_start + dump_map[1].pa_size;
2919         /* Find start of next chunk (from va). */
2920         while (va < virtual_end) {
2921                 /* Don't dump the buffer cache. */
2922                 if (va >= kmi.buffer_sva && va < kmi.buffer_eva) {
2923                         va = kmi.buffer_eva;
2924                         continue;
2925                 }
2926                 pvo = moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, va & ~ADDR_POFF);
2927                 if (pvo != NULL && !(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD))
2928                         break;
2929                 va += PAGE_SIZE;
2930         }
2931         if (va < virtual_end) {
2932                 dump_map[2].pa_start = va;
2933                 va += PAGE_SIZE;
2934                 /* Find last page in chunk. */
2935                 while (va < virtual_end) {
2936                         /* Don't run into the buffer cache. */
2937                         if (va == kmi.buffer_sva)
2938                                 break;
2939                         pvo = moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, va & ~ADDR_POFF);
2940                         if (pvo == NULL || (pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD))
2941                                 break;
2942                         va += PAGE_SIZE;
2943                 }
2944                 dump_map[2].pa_size = va - dump_map[2].pa_start;
2945         }
2946 }
2947
2948 #ifdef __powerpc64__
2949
2950 static size_t
2951 moea64_scan_pmap(mmu_t mmu)
2952 {
2953         struct pvo_entry *pvo;
2954         vm_paddr_t pa, pa_end;
2955         vm_offset_t va, pgva, kstart, kend, kstart_lp, kend_lp;
2956         uint64_t lpsize;
2957
2958         lpsize = moea64_large_page_size;
2959         kstart = trunc_page((vm_offset_t)_etext);
2960         kend = round_page((vm_offset_t)_end);
2961         kstart_lp = kstart & ~moea64_large_page_mask;
2962         kend_lp = (kend + moea64_large_page_mask) & ~moea64_large_page_mask;
2963
2964         CTR4(KTR_PMAP, "moea64_scan_pmap: kstart=0x%016lx, kend=0x%016lx, "
2965             "kstart_lp=0x%016lx, kend_lp=0x%016lx",
2966             kstart, kend, kstart_lp, kend_lp);
2967
2968         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
2969         RB_FOREACH(pvo, pvo_tree, &kernel_pmap->pmap_pvo) {
2970                 va = pvo->pvo_vaddr;
2971
2972                 if (va & PVO_DEAD)
2973                         continue;
2974
2975                 /* Skip DMAP (except kernel area) */
2976                 if (va >= DMAP_BASE_ADDRESS && va <= DMAP_MAX_ADDRESS) {
2977                         if (va & PVO_LARGE) {
2978                                 pgva = va & ~moea64_large_page_mask;
2979                                 if (pgva < kstart_lp || pgva >= kend_lp)
2980                                         continue;
2981                         } else {
2982                                 pgva = trunc_page(va);
2983                                 if (pgva < kstart || pgva >= kend)
2984                                         continue;
2985                         }
2986                 }
2987
2988                 pa = pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN;
2989
2990                 if (va & PVO_LARGE) {
2991                         pa_end = pa + lpsize;
2992                         for (; pa < pa_end; pa += PAGE_SIZE) {
2993                                 if (is_dumpable(pa))
2994                                         dump_add_page(pa);
2995                         }
2996                 } else {
2997                         if (is_dumpable(pa))
2998                                 dump_add_page(pa);
2999                 }
3000         }
3001         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
3002
3003         return (sizeof(struct lpte) * moea64_pteg_count * 8);
3004 }
3005
3006 static struct dump_context dump_ctx;
3007
3008 static void *
3009 moea64_dump_pmap_init(mmu_t mmu, unsigned blkpgs)
3010 {
3011         dump_ctx.ptex = 0;
3012         dump_ctx.ptex_end = moea64_pteg_count * 8;
3013         dump_ctx.blksz = blkpgs * PAGE_SIZE;
3014         return (&dump_ctx);
3015 }
3016
3017 #else
3018
3019 static size_t
3020 moea64_scan_pmap(mmu_t mmu)
3021 {
3022         return (0);
3023 }
3024
3025 static void *
3026 moea64_dump_pmap_init(mmu_t mmu, unsigned blkpgs)
3027 {
3028         return (NULL);
3029 }
3030
3031 #endif
3032
3033 #ifdef __powerpc64__
3034 static void
3035 moea64_map_range(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_size_t npages)
3036 {
3037
3038         for (; npages > 0; --npages) {
3039                 if (moea64_large_page_size != 0 &&
3040                     (pa & moea64_large_page_mask) == 0 &&
3041                     (va & moea64_large_page_mask) == 0 &&
3042                     npages >= (moea64_large_page_size >> PAGE_SHIFT)) {
3043                         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
3044                         moea64_kenter_large(mmu, va, pa, 0, 0);
3045                         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
3046                         pa += moea64_large_page_size;
3047                         va += moea64_large_page_size;
3048                         npages -= (moea64_large_page_size >> PAGE_SHIFT) - 1;
3049                 } else {
3050                         moea64_kenter(mmu, va, pa);
3051                         pa += PAGE_SIZE;
3052                         va += PAGE_SIZE;
3053                 }
3054         }
3055 }
3056
3057 static void
3058 moea64_page_array_startup(mmu_t mmu, long pages)
3059 {
3060         long dom_pages[MAXMEMDOM];
3061         vm_paddr_t pa;
3062         vm_offset_t va, vm_page_base;
3063         vm_size_t needed, size;
3064         long page;
3065         int domain;
3066         int i;
3067
3068         vm_page_base = 0xd000000000000000ULL;
3069
3070         /* Short-circuit single-domain systems. */
3071         if (vm_ndomains == 1) {
3072                 size = round_page(pages * sizeof(struct vm_page));
3073                 pa = vm_phys_early_alloc(0, size);
3074                 vm_page_base = moea64_map(mmu, &vm_page_base,
3075                     pa, pa + size, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
3076                 vm_page_array_size = pages;
3077                 vm_page_array = (vm_page_t)vm_page_base;
3078                 return;
3079         }
3080
3081         page = 0;
3082         for (i = 0; i < MAXMEMDOM; i++)
3083                 dom_pages[i] = 0;
3084
3085         /* Now get the number of pages required per domain. */
3086         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++) {
3087                 domain = vm_phys_segs[i].domain;
3088                 KASSERT(domain < MAXMEMDOM,
3089                     ("Invalid vm_phys_segs NUMA domain %d!\n", domain));
3090                 /* Get size of vm_page_array needed for this segment. */
3091                 size = btoc(vm_phys_segs[i].end - vm_phys_segs[i].start);
3092                 dom_pages[domain] += size;
3093         }
3094
3095         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i+= 2) {
3096                 domain = _vm_phys_domain(phys_avail[i]);
3097                 KASSERT(domain < MAXMEMDOM,
3098                     ("Invalid phys_avail NUMA domain %d!\n", domain));
3099                 size = btoc(phys_avail[i + 1] - phys_avail[i]);
3100                 dom_pages[domain] += size;
3101         }
3102
3103         /*
3104          * Map in chunks that can get us all 16MB pages.  There will be some
3105          * overlap between domains, but that's acceptable for now.
3106          */
3107         vm_page_array_size = 0;
3108         va = vm_page_base;
3109         for (i = 0; i < MAXMEMDOM && vm_page_array_size < pages; i++) {
3110                 if (dom_pages[i] == 0)
3111                         continue;
3112                 size = ulmin(pages - vm_page_array_size, dom_pages[i]);
3113                 size = round_page(size * sizeof(struct vm_page));
3114                 needed = size;
3115                 size = roundup2(size, moea64_large_page_size);
3116                 pa = vm_phys_early_alloc(i, size);
3117                 vm_page_array_size += size / sizeof(struct vm_page);
3118                 moea64_map_range(mmu, va, pa, size >> PAGE_SHIFT);
3119                 /* Scoot up domain 0, to reduce the domain page overlap. */
3120                 if (i == 0)
3121                         vm_page_base += size - needed;
3122                 va += size;
3123         }
3124         vm_page_array = (vm_page_t)vm_page_base;
3125         vm_page_array_size = pages;
3126 }
3127 #endif