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 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_allocated_bpvo_entries, CTLFLAG_RD,
 189     &moea64_bpvo_pool_index, 0, "");
 190
 191 #define VSID_NBPW       (sizeof(u_int32_t) * 8)
 192 #ifdef __powerpc64__
 193 #define NVSIDS          (NPMAPS * 16)
 194 #define VSID_HASHMASK   0xffffffffUL
 195 #else
 196 #define NVSIDS          NPMAPS
 197 #define VSID_HASHMASK   0xfffffUL
 198 #endif
 199 static u_int    moea64_vsid_bitmap[NVSIDS / VSID_NBPW];
 200
 201 static boolean_t moea64_initialized = FALSE;
 202
 203 #ifdef MOEA64_STATS
 204 /*
 205  * Statistics.
 206  */
 207 u_int   moea64_pte_valid = 0;
 208 u_int   moea64_pte_overflow = 0;
 209 u_int   moea64_pvo_entries = 0;
 210 u_int   moea64_pvo_enter_calls = 0;
 211 u_int   moea64_pvo_remove_calls = 0;
 212 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_pte_valid, CTLFLAG_RD,
 213     &moea64_pte_valid, 0, "");
 214 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_pte_overflow, CTLFLAG_RD,
 215     &moea64_pte_overflow, 0, "");
 216 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_pvo_entries, CTLFLAG_RD,
 217     &moea64_pvo_entries, 0, "");
 218 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_pvo_enter_calls, CTLFLAG_RD,
 219     &moea64_pvo_enter_calls, 0, "");
 220 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, moea64_pvo_remove_calls, CTLFLAG_RD,
 221     &moea64_pvo_remove_calls, 0, "");
 222 #endif
 223
 224 vm_offset_t     moea64_scratchpage_va[2];
 225 struct pvo_entry *moea64_scratchpage_pvo[2];
 226 struct  mtx     moea64_scratchpage_mtx;
 227
 228 uint64_t        moea64_large_page_mask = 0;
 229 uint64_t        moea64_large_page_size = 0;
 230 int             moea64_large_page_shift = 0;
 231
 232 /*
 233  * PVO calls.
 234  */
 235 static int      moea64_pvo_enter(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo,
 236                     struct pvo_head *pvo_head, struct pvo_entry **oldpvo);
 237 static void     moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo);
 238 static void     moea64_pvo_remove_from_page(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo);
 239 static void     moea64_pvo_remove_from_page_locked(mmu_t mmu,
 240                     struct pvo_entry *pvo, vm_page_t m);
 241 static struct   pvo_entry *moea64_pvo_find_va(pmap_t, vm_offset_t);
 242
 243 /*
 244  * Utility routines.
 245  */
 246 static boolean_t        moea64_query_bit(mmu_t, vm_page_t, uint64_t);
 247 static u_int            moea64_clear_bit(mmu_t, vm_page_t, uint64_t);
 248 static void             moea64_kremove(mmu_t, vm_offset_t);
 249 static void             moea64_syncicache(mmu_t, pmap_t pmap, vm_offset_t va,
 250                             vm_paddr_t pa, vm_size_t sz);
 251 static void             moea64_pmap_init_qpages(void);
 252
 253 /*
 254  * Kernel MMU interface
 255  */
 256 void moea64_clear_modify(mmu_t, vm_page_t);
 257 void moea64_copy_page(mmu_t, vm_page_t, vm_page_t);
 258 void moea64_copy_pages(mmu_t mmu, vm_page_t *ma, vm_offset_t a_offset,
 259     vm_page_t *mb, vm_offset_t b_offset, int xfersize);
 260 int moea64_enter(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, vm_prot_t,
 261     u_int flags, int8_t psind);
 262 void moea64_enter_object(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t, vm_page_t,
 263     vm_prot_t);
 264 void moea64_enter_quick(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, vm_prot_t);
 265 vm_paddr_t moea64_extract(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
 266 vm_page_t moea64_extract_and_hold(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_prot_t);
 267 void moea64_init(mmu_t);
 268 boolean_t moea64_is_modified(mmu_t, vm_page_t);
 269 boolean_t moea64_is_prefaultable(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
 270 boolean_t moea64_is_referenced(mmu_t, vm_page_t);
 271 int moea64_ts_referenced(mmu_t, vm_page_t);
 272 vm_offset_t moea64_map(mmu_t, vm_offset_t *, vm_paddr_t, vm_paddr_t, int);
 273 boolean_t moea64_page_exists_quick(mmu_t, pmap_t, vm_page_t);
 274 void moea64_page_init(mmu_t, vm_page_t);
 275 int moea64_page_wired_mappings(mmu_t, vm_page_t);
 276 void moea64_pinit(mmu_t, pmap_t);
 277 void moea64_pinit0(mmu_t, pmap_t);
 278 void moea64_protect(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t, vm_prot_t);
 279 void moea64_qenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_page_t *, int);
 280 void moea64_qremove(mmu_t, vm_offset_t, int);
 281 void moea64_release(mmu_t, pmap_t);
 282 void moea64_remove(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
 283 void moea64_remove_pages(mmu_t, pmap_t);
 284 void moea64_remove_all(mmu_t, vm_page_t);
 285 void moea64_remove_write(mmu_t, vm_page_t);
 286 void moea64_unwire(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
 287 void moea64_zero_page(mmu_t, vm_page_t);
 288 void moea64_zero_page_area(mmu_t, vm_page_t, int, int);
 289 void moea64_activate(mmu_t, struct thread *);
 290 void moea64_deactivate(mmu_t, struct thread *);
 291 void *moea64_mapdev(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
 292 void *moea64_mapdev_attr(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t, vm_memattr_t);
 293 void moea64_unmapdev(mmu_t, vm_offset_t, vm_size_t);
 294 vm_paddr_t moea64_kextract(mmu_t, vm_offset_t);
 295 void moea64_page_set_memattr(mmu_t, vm_page_t m, vm_memattr_t ma);
 296 void moea64_kenter_attr(mmu_t, vm_offset_t, vm_paddr_t, vm_memattr_t ma);
 297 void moea64_kenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_paddr_t);
 298 boolean_t moea64_dev_direct_mapped(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
 299 static void moea64_sync_icache(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_size_t);
 300 void moea64_dumpsys_map(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, size_t sz,
 301     void **va);
 302 void moea64_scan_init(mmu_t mmu);
 303 vm_offset_t moea64_quick_enter_page(mmu_t mmu, vm_page_t m);
 304 void moea64_quick_remove_page(mmu_t mmu, vm_offset_t addr);
 305 static int moea64_map_user_ptr(mmu_t mmu, pmap_t pm,
 306     volatile const void *uaddr, void **kaddr, size_t ulen, size_t *klen);
 307 static int moea64_decode_kernel_ptr(mmu_t mmu, vm_offset_t addr,
 308     int *is_user, vm_offset_t *decoded_addr);
 309 static size_t moea64_scan_pmap(mmu_t mmu);
 310 static void *moea64_dump_pmap_init(mmu_t mmu, unsigned blkpgs);
 311 #ifdef __powerpc64__
 312 static void moea64_page_array_startup(mmu_t, long);
 313 #endif
 314
 315
 316 static mmu_method_t moea64_methods[] = {
 317         MMUMETHOD(mmu_clear_modify,     moea64_clear_modify),
 318         MMUMETHOD(mmu_copy_page,        moea64_copy_page),
 319         MMUMETHOD(mmu_copy_pages,       moea64_copy_pages),
 320         MMUMETHOD(mmu_enter,            moea64_enter),
 321         MMUMETHOD(mmu_enter_object,     moea64_enter_object),
 322         MMUMETHOD(mmu_enter_quick,      moea64_enter_quick),
 323         MMUMETHOD(mmu_extract,          moea64_extract),
 324         MMUMETHOD(mmu_extract_and_hold, moea64_extract_and_hold),
 325         MMUMETHOD(mmu_init,             moea64_init),
 326         MMUMETHOD(mmu_is_modified,      moea64_is_modified),
 327         MMUMETHOD(mmu_is_prefaultable,  moea64_is_prefaultable),
 328         MMUMETHOD(mmu_is_referenced,    moea64_is_referenced),
 329         MMUMETHOD(mmu_ts_referenced,    moea64_ts_referenced),
 330         MMUMETHOD(mmu_map,              moea64_map),
 331         MMUMETHOD(mmu_page_exists_quick,moea64_page_exists_quick),
 332         MMUMETHOD(mmu_page_init,        moea64_page_init),
 333         MMUMETHOD(mmu_page_wired_mappings,moea64_page_wired_mappings),
 334         MMUMETHOD(mmu_pinit,            moea64_pinit),
 335         MMUMETHOD(mmu_pinit0,           moea64_pinit0),
 336         MMUMETHOD(mmu_protect,          moea64_protect),
 337         MMUMETHOD(mmu_qenter,           moea64_qenter),
 338         MMUMETHOD(mmu_qremove,          moea64_qremove),
 339         MMUMETHOD(mmu_release,          moea64_release),
 340         MMUMETHOD(mmu_remove,           moea64_remove),
 341         MMUMETHOD(mmu_remove_pages,     moea64_remove_pages),
 342         MMUMETHOD(mmu_remove_all,       moea64_remove_all),
 343         MMUMETHOD(mmu_remove_write,     moea64_remove_write),
 344         MMUMETHOD(mmu_sync_icache,      moea64_sync_icache),
 345         MMUMETHOD(mmu_unwire,           moea64_unwire),
 346         MMUMETHOD(mmu_zero_page,        moea64_zero_page),
 347         MMUMETHOD(mmu_zero_page_area,   moea64_zero_page_area),
 348         MMUMETHOD(mmu_activate,         moea64_activate),
 349         MMUMETHOD(mmu_deactivate,       moea64_deactivate),
 350         MMUMETHOD(mmu_page_set_memattr, moea64_page_set_memattr),
 351         MMUMETHOD(mmu_quick_enter_page, moea64_quick_enter_page),
 352         MMUMETHOD(mmu_quick_remove_page, moea64_quick_remove_page),
 353 #ifdef __powerpc64__
 354         MMUMETHOD(mmu_page_array_startup,       moea64_page_array_startup),
 355 #endif
 356
 357         /* Internal interfaces */
 358         MMUMETHOD(mmu_mapdev,           moea64_mapdev),
 359         MMUMETHOD(mmu_mapdev_attr,      moea64_mapdev_attr),
 360         MMUMETHOD(mmu_unmapdev,         moea64_unmapdev),
 361         MMUMETHOD(mmu_kextract,         moea64_kextract),
 362         MMUMETHOD(mmu_kenter,           moea64_kenter),
 363         MMUMETHOD(mmu_kenter_attr,      moea64_kenter_attr),
 364         MMUMETHOD(mmu_dev_direct_mapped,moea64_dev_direct_mapped),
 365         MMUMETHOD(mmu_scan_init,        moea64_scan_init),
 366         MMUMETHOD(mmu_scan_pmap,        moea64_scan_pmap),
 367         MMUMETHOD(mmu_dump_pmap_init,   moea64_dump_pmap_init),
 368         MMUMETHOD(mmu_dumpsys_map,      moea64_dumpsys_map),
 369         MMUMETHOD(mmu_map_user_ptr,     moea64_map_user_ptr),
 370         MMUMETHOD(mmu_decode_kernel_ptr, moea64_decode_kernel_ptr),
 371
 372         { 0, 0 }
 373 };
 374
 375 MMU_DEF(oea64_mmu, "mmu_oea64_base", moea64_methods, 0);
 376
 377 static struct pvo_head *
 378 vm_page_to_pvoh(vm_page_t m)
 379 {
 380
 381         mtx_assert(PV_LOCKPTR(VM_PAGE_TO_PHYS(m)), MA_OWNED);
 382         return (&m->md.mdpg_pvoh);
 383 }
 384
 385 static struct pvo_entry *
 386 alloc_pvo_entry(int bootstrap)
 387 {
 388         struct pvo_entry *pvo;
 389
 390         if (!moea64_initialized || bootstrap) {
 391                 if (moea64_bpvo_pool_index >= moea64_bpvo_pool_size) {
 392                         panic("%s: bpvo pool exhausted, index=%d, size=%d, bytes=%zd."
 393                             "Try setting machdep.moea64_bpvo_pool_size tunable",
 394                             __func__, moea64_bpvo_pool_index,
 395                             moea64_bpvo_pool_size,
 396                             moea64_bpvo_pool_size * sizeof(struct pvo_entry));
 397                 }
 398                 pvo = &moea64_bpvo_pool[
 399                     atomic_fetchadd_int(&moea64_bpvo_pool_index, 1)];
 400                 bzero(pvo, sizeof(*pvo));
 401                 pvo->pvo_vaddr = PVO_BOOTSTRAP;
 402         } else
 403                 pvo = uma_zalloc(moea64_pvo_zone, M_NOWAIT | M_ZERO);
 404
 405         return (pvo);
 406 }
 407
 408
 409 static void
 410 init_pvo_entry(struct pvo_entry *pvo, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 411 {
 412         uint64_t vsid;
 413         uint64_t hash;
 414         int shift;
 415
 416         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
 417
 418         pvo->pvo_pmap = pmap;
 419         va &= ~ADDR_POFF;
 420         pvo->pvo_vaddr |= va;
 421         vsid = va_to_vsid(pmap, va);
 422         pvo->pvo_vpn = (uint64_t)((va & ADDR_PIDX) >> ADDR_PIDX_SHFT)
 423             | (vsid << 16);
 424
 425         shift = (pvo->pvo_vaddr & PVO_LARGE) ? moea64_large_page_shift :
 426             ADDR_PIDX_SHFT;
 427         hash = (vsid & VSID_HASH_MASK) ^ (((uint64_t)va & ADDR_PIDX) >> shift);
 428         pvo->pvo_pte.slot = (hash & moea64_pteg_mask) << 3;
 429 }
 430
 431 static void
 432 free_pvo_entry(struct pvo_entry *pvo)
 433 {
 434
 435         if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_BOOTSTRAP))
 436                 uma_zfree(moea64_pvo_zone, pvo);
 437 }
 438
 439 void
 440 moea64_pte_from_pvo(const struct pvo_entry *pvo, struct lpte *lpte)
 441 {
 442
 443         lpte->pte_hi = moea64_pte_vpn_from_pvo_vpn(pvo);
 444         lpte->pte_hi |= LPTE_VALID;
 445
 446         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_LARGE)
 447                 lpte->pte_hi |= LPTE_BIG;
 448         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_WIRED)
 449                 lpte->pte_hi |= LPTE_WIRED;
 450         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_HID)
 451                 lpte->pte_hi |= LPTE_HID;
 452
 453         lpte->pte_lo = pvo->pvo_pte.pa; /* Includes WIMG bits */
 454         if (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)
 455                 lpte->pte_lo |= LPTE_BW;
 456         else
 457                 lpte->pte_lo |= LPTE_BR;
 458
 459         if (!(pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_EXECUTE))
 460                 lpte->pte_lo |= LPTE_NOEXEC;
 461 }
 462
 463 static __inline uint64_t
 464 moea64_calc_wimg(vm_paddr_t pa, vm_memattr_t ma)
 465 {
 466         uint64_t pte_lo;
 467         int i;
 468
 469         if (ma != VM_MEMATTR_DEFAULT) {
 470                 switch (ma) {
 471                 case VM_MEMATTR_UNCACHEABLE:
 472                         return (LPTE_I | LPTE_G);
 473                 case VM_MEMATTR_CACHEABLE:
 474                         return (LPTE_M);
 475                 case VM_MEMATTR_WRITE_COMBINING:
 476                 case VM_MEMATTR_WRITE_BACK:
 477                 case VM_MEMATTR_PREFETCHABLE:
 478                         return (LPTE_I);
 479                 case VM_MEMATTR_WRITE_THROUGH:
 480                         return (LPTE_W | LPTE_M);
 481                 }
 482         }
 483
 484         /*
 485          * Assume the page is cache inhibited and access is guarded unless
 486          * it's in our available memory array.
 487          */
 488         pte_lo = LPTE_I | LPTE_G;
 489         for (i = 0; i < pregions_sz; i++) {
 490                 if ((pa >= pregions[i].mr_start) &&
 491                     (pa < (pregions[i].mr_start + pregions[i].mr_size))) {
 492                         pte_lo &= ~(LPTE_I | LPTE_G);
 493                         pte_lo |= LPTE_M;
 494                         break;
 495                 }
 496         }
 497
 498         return pte_lo;
 499 }
 500
 501 /*
 502  * Quick sort callout for comparing memory regions.
 503  */
 504 static int      om_cmp(const void *a, const void *b);
 505
 506 static int
 507 om_cmp(const void *a, const void *b)
 508 {
 509         const struct    ofw_map *mapa;
 510         const struct    ofw_map *mapb;
 511
 512         mapa = a;
 513         mapb = b;
 514         if (mapa->om_pa < mapb->om_pa)
 515                 return (-1);
 516         else if (mapa->om_pa > mapb->om_pa)
 517                 return (1);
 518         else
 519                 return (0);
 520 }
 521
 522 static void
 523 moea64_add_ofw_mappings(mmu_t mmup, phandle_t mmu, size_t sz)
 524 {
 525         struct ofw_map  translations[sz/(4*sizeof(cell_t))]; /*>= 4 cells per */
 526         pcell_t         acells, trans_cells[sz/sizeof(cell_t)];
 527         struct pvo_entry *pvo;
 528         register_t      msr;
 529         vm_offset_t     off;
 530         vm_paddr_t      pa_base;
 531         int             i, j;
 532
 533         bzero(translations, sz);
 534         OF_getencprop(OF_finddevice("/"), "#address-cells", &acells,
 535             sizeof(acells));
 536         if (OF_getencprop(mmu, "translations", trans_cells, sz) == -1)
 537                 panic("moea64_bootstrap: can't get ofw translations");
 538
 539         CTR0(KTR_PMAP, "moea64_add_ofw_mappings: translations");
 540         sz /= sizeof(cell_t);
 541         for (i = 0, j = 0; i < sz; j++) {
 542                 translations[j].om_va = trans_cells[i++];
 543                 translations[j].om_len = trans_cells[i++];
 544                 translations[j].om_pa = trans_cells[i++];
 545                 if (acells == 2) {
 546                         translations[j].om_pa <<= 32;
 547                         translations[j].om_pa |= trans_cells[i++];
 548                 }
 549                 translations[j].om_mode = trans_cells[i++];
 550         }
 551         KASSERT(i == sz, ("Translations map has incorrect cell count (%d/%zd)",
 552             i, sz));
 553
 554         sz = j;
 555         qsort(translations, sz, sizeof (*translations), om_cmp);
 556
 557         for (i = 0; i < sz; i++) {
 558                 pa_base = translations[i].om_pa;
 559               #ifndef __powerpc64__
 560                 if ((translations[i].om_pa >> 32) != 0)
 561                         panic("OFW translations above 32-bit boundary!");
 562               #endif
 563
 564                 if (pa_base % PAGE_SIZE)
 565                         panic("OFW translation not page-aligned (phys)!");
 566                 if (translations[i].om_va % PAGE_SIZE)
 567                         panic("OFW translation not page-aligned (virt)!");
 568
 569                 CTR3(KTR_PMAP, "translation: pa=%#zx va=%#x len=%#x",
 570                     pa_base, translations[i].om_va, translations[i].om_len);
 571
 572                 /* Now enter the pages for this mapping */
 573
 574                 DISABLE_TRANS(msr);
 575                 for (off = 0; off < translations[i].om_len; off += PAGE_SIZE) {
 576                         /* If this address is direct-mapped, skip remapping */
 577                         if (hw_direct_map &&
 578                             translations[i].om_va == PHYS_TO_DMAP(pa_base) &&
 579                             moea64_calc_wimg(pa_base + off, VM_MEMATTR_DEFAULT)
 580                             == LPTE_M)
 581                                 continue;
 582
 583                         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
 584                         pvo = moea64_pvo_find_va(kernel_pmap,
 585                             translations[i].om_va + off);
 586                         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
 587                         if (pvo != NULL)
 588                                 continue;
 589
 590                         moea64_kenter(mmup, translations[i].om_va + off,
 591                             pa_base + off);
 592                 }
 593                 ENABLE_TRANS(msr);
 594         }
 595 }
 596
 597 #ifdef __powerpc64__
 598 static void
 599 moea64_probe_large_page(void)
 600 {
 601         uint16_t pvr = mfpvr() >> 16;
 602
 603         switch (pvr) {
 604         case IBM970:
 605         case IBM970FX:
 606         case IBM970MP:
 607                 powerpc_sync(); isync();
 608                 mtspr(SPR_HID4, mfspr(SPR_HID4) & ~HID4_970_DISABLE_LG_PG);
 609                 powerpc_sync(); isync();
 610
 611                 /* FALLTHROUGH */
 612         default:
 613                 if (moea64_large_page_size == 0) {
 614                         moea64_large_page_size = 0x1000000; /* 16 MB */
 615                         moea64_large_page_shift = 24;
 616                 }
 617         }
 618
 619         moea64_large_page_mask = moea64_large_page_size - 1;
 620 }
 621
 622 static void
 623 moea64_bootstrap_slb_prefault(vm_offset_t va, int large)
 624 {
 625         struct slb *cache;
 626         struct slb entry;
 627         uint64_t esid, slbe;
 628         uint64_t i;
 629
 630         cache = PCPU_GET(aim.slb);
 631         esid = va >> ADDR_SR_SHFT;
 632         slbe = (esid << SLBE_ESID_SHIFT) | SLBE_VALID;
 633
 634         for (i = 0; i < 64; i++) {
 635                 if (cache[i].slbe == (slbe | i))
 636                         return;
 637         }
 638
 639         entry.slbe = slbe;
 640         entry.slbv = KERNEL_VSID(esid) << SLBV_VSID_SHIFT;
 641         if (large)
 642                 entry.slbv |= SLBV_L;
 643
 644         slb_insert_kernel(entry.slbe, entry.slbv);
 645 }
 646 #endif
 647
 648 static int
 649 moea64_kenter_large(mmu_t mmup, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, uint64_t attr, int bootstrap)
 650 {
 651         struct pvo_entry *pvo;
 652         uint64_t pte_lo;
 653         int error;
 654
 655         pte_lo = LPTE_M;
 656         pte_lo |= attr;
 657
 658         pvo = alloc_pvo_entry(bootstrap);
 659         pvo->pvo_vaddr |= PVO_WIRED | PVO_LARGE;
 660         init_pvo_entry(pvo, kernel_pmap, va);
 661
 662         pvo->pvo_pte.prot = VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE |
 663             VM_PROT_EXECUTE;
 664         pvo->pvo_pte.pa = pa | pte_lo;
 665         error = moea64_pvo_enter(mmup, pvo, NULL, NULL);
 666         if (error != 0)
 667                 panic("Error %d inserting large page\n", error);
 668         return (0);
 669 }
 670
 671 static void
 672 moea64_setup_direct_map(mmu_t mmup, vm_offset_t kernelstart,
 673     vm_offset_t kernelend)
 674 {
 675         register_t msr;
 676         vm_paddr_t pa, pkernelstart, pkernelend;
 677         vm_offset_t size, off;
 678         uint64_t pte_lo;
 679         int i;
 680
 681         if (moea64_large_page_size == 0)
 682                 hw_direct_map = 0;
 683
 684         DISABLE_TRANS(msr);
 685         if (hw_direct_map) {
 686                 PMAP_LOCK(kernel_pmap);
 687                 for (i = 0; i < pregions_sz; i++) {
 688                   for (pa = pregions[i].mr_start; pa < pregions[i].mr_start +
 689                      pregions[i].mr_size; pa += moea64_large_page_size) {
 690                         pte_lo = LPTE_M;
 691                         if (pa & moea64_large_page_mask) {
 692                                 pa &= moea64_large_page_mask;
 693                                 pte_lo |= LPTE_G;
 694                         }
 695                         if (pa + moea64_large_page_size >
 696                             pregions[i].mr_start + pregions[i].mr_size)
 697                                 pte_lo |= LPTE_G;
 698
 699                         moea64_kenter_large(mmup, PHYS_TO_DMAP(pa), pa, pte_lo, 1);
 700                   }
 701                 }
 702                 PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
 703         }
 704
 705         /*
 706          * Make sure the kernel and BPVO pool stay mapped on systems either
 707          * without a direct map or on which the kernel is not already executing
 708          * out of the direct-mapped region.
 709          */
 710         if (kernelstart < DMAP_BASE_ADDRESS) {
 711                 /*
 712                  * For pre-dmap execution, we need to use identity mapping
 713                  * because we will be operating with the mmu on but in the
 714                  * wrong address configuration until we __restartkernel().
 715                  */
 716                 for (pa = kernelstart & ~PAGE_MASK; pa < kernelend;
 717                     pa += PAGE_SIZE)
 718                         moea64_kenter(mmup, pa, pa);
 719         } else if (!hw_direct_map) {
 720                 pkernelstart = kernelstart & ~DMAP_BASE_ADDRESS;
 721                 pkernelend = kernelend & ~DMAP_BASE_ADDRESS;
 722                 for (pa = pkernelstart & ~PAGE_MASK; pa < pkernelend;
 723                     pa += PAGE_SIZE)
 724                         moea64_kenter(mmup, pa | DMAP_BASE_ADDRESS, pa);
 725         }
 726
 727         if (!hw_direct_map) {
 728                 size = moea64_bpvo_pool_size*sizeof(struct pvo_entry);
 729                 off = (vm_offset_t)(moea64_bpvo_pool);
 730                 for (pa = off; pa < off + size; pa += PAGE_SIZE)
 731                         moea64_kenter(mmup, pa, pa);
 732
 733                 /* Map exception vectors */
 734                 for (pa = EXC_RSVD; pa < EXC_LAST; pa += PAGE_SIZE)
 735                         moea64_kenter(mmup, pa | DMAP_BASE_ADDRESS, pa);
 736         }
 737         ENABLE_TRANS(msr);
 738
 739         /*
 740          * Allow user to override unmapped_buf_allowed for testing.
 741          * XXXKIB Only direct map implementation was tested.
 742          */
 743         if (!TUNABLE_INT_FETCH("vfs.unmapped_buf_allowed",
 744             &unmapped_buf_allowed))
 745                 unmapped_buf_allowed = hw_direct_map;
 746 }
 747
 748 /* Quick sort callout for comparing physical addresses. */
 749 static int
 750 pa_cmp(const void *a, const void *b)
 751 {
 752         const vm_paddr_t *pa = a, *pb = b;
 753
 754         if (*pa < *pb)
 755                 return (-1);
 756         else if (*pa > *pb)
 757                 return (1);
 758         else
 759                 return (0);
 760 }
 761
 762 void
 763 moea64_early_bootstrap(mmu_t mmup, vm_offset_t kernelstart, vm_offset_t kernelend)
 764 {
 765         int             i, j;
 766         vm_size_t       physsz, hwphyssz;
 767         vm_paddr_t      kernelphysstart, kernelphysend;
 768         int             rm_pavail;
 769
 770 #ifndef __powerpc64__
 771         /* We don't have a direct map since there is no BAT */
 772         hw_direct_map = 0;
 773
 774         /* Make sure battable is zero, since we have no BAT */
 775         for (i = 0; i < 16; i++) {
 776                 battable[i].batu = 0;
 777                 battable[i].batl = 0;
 778         }
 779 #else
 780         moea64_probe_large_page();
 781
 782         /* Use a direct map if we have large page support */
 783         if (moea64_large_page_size > 0)
 784                 hw_direct_map = 1;
 785         else
 786                 hw_direct_map = 0;
 787
 788         /* Install trap handlers for SLBs */
 789         bcopy(&slbtrap, (void *)EXC_DSE,(size_t)&slbtrapend - (size_t)&slbtrap);
 790         bcopy(&slbtrap, (void *)EXC_ISE,(size_t)&slbtrapend - (size_t)&slbtrap);
 791         __syncicache((void *)EXC_DSE, 0x80);
 792         __syncicache((void *)EXC_ISE, 0x80);
 793 #endif
 794
 795         kernelphysstart = kernelstart & ~DMAP_BASE_ADDRESS;
 796         kernelphysend = kernelend & ~DMAP_BASE_ADDRESS;
 797
 798         /* Get physical memory regions from firmware */
 799         mem_regions(&pregions, &pregions_sz, &regions, &regions_sz);
 800         CTR0(KTR_PMAP, "moea64_bootstrap: physical memory");
 801
 802         if (PHYS_AVAIL_ENTRIES < regions_sz)
 803                 panic("moea64_bootstrap: phys_avail too small");
 804
 805         phys_avail_count = 0;
 806         physsz = 0;
 807         hwphyssz = 0;
 808         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", (u_long *) &hwphyssz);
 809         for (i = 0, j = 0; i < regions_sz; i++, j += 2) {
 810                 CTR3(KTR_PMAP, "region: %#zx - %#zx (%#zx)",
 811                     regions[i].mr_start, regions[i].mr_start +
 812                     regions[i].mr_size, regions[i].mr_size);
 813                 if (hwphyssz != 0 &&
 814                     (physsz + regions[i].mr_size) >= hwphyssz) {
 815                         if (physsz < hwphyssz) {
 816                                 phys_avail[j] = regions[i].mr_start;
 817                                 phys_avail[j + 1] = regions[i].mr_start +
 818                                     hwphyssz - physsz;
 819                                 physsz = hwphyssz;
 820                                 phys_avail_count++;
 821                                 dump_avail[j] = phys_avail[j];
 822                                 dump_avail[j + 1] = phys_avail[j + 1];
 823                         }
 824                         break;
 825                 }
 826                 phys_avail[j] = regions[i].mr_start;
 827                 phys_avail[j + 1] = regions[i].mr_start + regions[i].mr_size;
 828                 phys_avail_count++;
 829                 physsz += regions[i].mr_size;
 830                 dump_avail[j] = phys_avail[j];
 831                 dump_avail[j + 1] = phys_avail[j + 1];
 832         }
 833
 834         /* Check for overlap with the kernel and exception vectors */
 835         rm_pavail = 0;
 836         for (j = 0; j < 2*phys_avail_count; j+=2) {
 837                 if (phys_avail[j] < EXC_LAST)
 838                         phys_avail[j] += EXC_LAST;
 839
 840                 if (phys_avail[j] >= kernelphysstart &&
 841                     phys_avail[j+1] <= kernelphysend) {
 842                         phys_avail[j] = phys_avail[j+1] = ~0;
 843                         rm_pavail++;
 844                         continue;
 845                 }
 846
 847                 if (kernelphysstart >= phys_avail[j] &&
 848                     kernelphysstart < phys_avail[j+1]) {
 849                         if (kernelphysend < phys_avail[j+1]) {
 850                                 phys_avail[2*phys_avail_count] =
 851                                     (kernelphysend & ~PAGE_MASK) + PAGE_SIZE;
 852                                 phys_avail[2*phys_avail_count + 1] =
 853                                     phys_avail[j+1];
 854                                 phys_avail_count++;
 855                         }
 856
 857                         phys_avail[j+1] = kernelphysstart & ~PAGE_MASK;
 858                 }
 859
 860                 if (kernelphysend >= phys_avail[j] &&
 861                     kernelphysend < phys_avail[j+1]) {
 862                         if (kernelphysstart > phys_avail[j]) {
 863                                 phys_avail[2*phys_avail_count] = phys_avail[j];
 864                                 phys_avail[2*phys_avail_count + 1] =
 865                                     kernelphysstart & ~PAGE_MASK;
 866                                 phys_avail_count++;
 867                         }
 868
 869                         phys_avail[j] = (kernelphysend & ~PAGE_MASK) +
 870                             PAGE_SIZE;
 871                 }
 872         }
 873
 874         /* Remove physical available regions marked for removal (~0) */
 875         if (rm_pavail) {
 876                 qsort(phys_avail, 2*phys_avail_count, sizeof(phys_avail[0]),
 877                         pa_cmp);
 878                 phys_avail_count -= rm_pavail;
 879                 for (i = 2*phys_avail_count;
 880                      i < 2*(phys_avail_count + rm_pavail); i+=2)
 881                         phys_avail[i] = phys_avail[i+1] = 0;
 882         }
 883
 884         physmem = btoc(physsz);
 885
 886 #ifdef PTEGCOUNT
 887         moea64_pteg_count = PTEGCOUNT;
 888 #else
 889         moea64_pteg_count = 0x1000;
 890
 891         while (moea64_pteg_count < physmem)
 892                 moea64_pteg_count <<= 1;
 893
 894         moea64_pteg_count >>= 1;
 895 #endif /* PTEGCOUNT */
 896 }
 897
 898 void
 899 moea64_mid_bootstrap(mmu_t mmup, vm_offset_t kernelstart, vm_offset_t kernelend)
 900 {
 901         int             i;
 902
 903         /*
 904          * Set PTEG mask
 905          */
 906         moea64_pteg_mask = moea64_pteg_count - 1;
 907
 908         /*
 909          * Initialize SLB table lock and page locks
 910          */
 911         mtx_init(&moea64_slb_mutex, "SLB table", NULL, MTX_DEF);
 912         for (i = 0; i < PV_LOCK_COUNT; i++)
 913                 mtx_init(&pv_lock[i], "page pv", NULL, MTX_DEF);
 914
 915         /*
 916          * Initialise the bootstrap pvo pool.
 917          */
 918         TUNABLE_INT_FETCH("machdep.moea64_bpvo_pool_size", &moea64_bpvo_pool_size);
 919         moea64_bpvo_pool = (struct pvo_entry *)moea64_bootstrap_alloc(
 920                 moea64_bpvo_pool_size*sizeof(struct pvo_entry), PAGE_SIZE);
 921         moea64_bpvo_pool_index = 0;
 922
 923         /* Place at address usable through the direct map */
 924         if (hw_direct_map)
 925                 moea64_bpvo_pool = (struct pvo_entry *)
 926                     PHYS_TO_DMAP((uintptr_t)moea64_bpvo_pool);
 927
 928         /*
 929          * Make sure kernel vsid is allocated as well as VSID 0.
 930          */
 931         #ifndef __powerpc64__
 932         moea64_vsid_bitmap[(KERNEL_VSIDBITS & (NVSIDS - 1)) / VSID_NBPW]
 933                 |= 1 << (KERNEL_VSIDBITS % VSID_NBPW);
 934         moea64_vsid_bitmap[0] |= 1;
 935         #endif
 936
 937         /*
 938          * Initialize the kernel pmap (which is statically allocated).
 939          */
 940         #ifdef __powerpc64__
 941         for (i = 0; i < 64; i++) {
 942                 pcpup->pc_aim.slb[i].slbv = 0;
 943                 pcpup->pc_aim.slb[i].slbe = 0;
 944         }
 945         #else
 946         for (i = 0; i < 16; i++)
 947                 kernel_pmap->pm_sr[i] = EMPTY_SEGMENT + i;
 948         #endif
 949
 950         kernel_pmap->pmap_phys = kernel_pmap;
 951         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);
 952         RB_INIT(&kernel_pmap->pmap_pvo);
 953
 954         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
 955
 956         /*
 957          * Now map in all the other buffers we allocated earlier
 958          */
 959
 960         moea64_setup_direct_map(mmup, kernelstart, kernelend);
 961 }
 962
 963 void
 964 moea64_late_bootstrap(mmu_t mmup, vm_offset_t kernelstart, vm_offset_t kernelend)
 965 {
 966         ihandle_t       mmui;
 967         phandle_t       chosen;
 968         phandle_t       mmu;
 969         ssize_t         sz;
 970         int             i;
 971         vm_offset_t     pa, va;
 972         void            *dpcpu;
 973
 974         /*
 975          * Set up the Open Firmware pmap and add its mappings if not in real
 976          * mode.
 977          */
 978
 979         chosen = OF_finddevice("/chosen");
 980         if (chosen != -1 && OF_getencprop(chosen, "mmu", &mmui, 4) != -1) {
 981                 mmu = OF_instance_to_package(mmui);
 982                 if (mmu == -1 ||
 983                     (sz = OF_getproplen(mmu, "translations")) == -1)
 984                         sz = 0;
 985                 if (sz > 6144 /* tmpstksz - 2 KB headroom */)
 986                         panic("moea64_bootstrap: too many ofw translations");
 987
 988                 if (sz > 0)
 989                         moea64_add_ofw_mappings(mmup, mmu, sz);
 990         }
 991
 992         /*
 993          * Calculate the last available physical address.
 994          */
 995         Maxmem = 0;
 996         for (i = 0; phys_avail[i + 2] != 0; i += 2)
 997                 Maxmem = MAX(Maxmem, powerpc_btop(phys_avail[i + 1]));
 998
 999         /*
1000          * Initialize MMU.
1001          */
1002         MMU_CPU_BOOTSTRAP(mmup,0);
1003         mtmsr(mfmsr() | PSL_DR | PSL_IR);
1004         pmap_bootstrapped++;
1005
1006         /*
1007          * Set the start and end of kva.
1008          */
1009         virtual_avail = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
1010         virtual_end = VM_MAX_SAFE_KERNEL_ADDRESS;
1011
1012         /*
1013          * Map the entire KVA range into the SLB. We must not fault there.
1014          */
1015         #ifdef __powerpc64__
1016         for (va = virtual_avail; va < virtual_end; va += SEGMENT_LENGTH)
1017                 moea64_bootstrap_slb_prefault(va, 0);
1018         #endif
1019
1020         /*
1021          * Remap any early IO mappings (console framebuffer, etc.)
1022          */
1023         bs_remap_earlyboot();
1024
1025         /*
1026          * Figure out how far we can extend virtual_end into segment 16
1027          * without running into existing mappings. Segment 16 is guaranteed
1028          * to contain neither RAM nor devices (at least on Apple hardware),
1029          * but will generally contain some OFW mappings we should not
1030          * step on.
1031          */
1032
1033         #ifndef __powerpc64__   /* KVA is in high memory on PPC64 */
1034         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1035         while (virtual_end < VM_MAX_KERNEL_ADDRESS &&
1036             moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, virtual_end+1) == NULL)
1037                 virtual_end += PAGE_SIZE;
1038         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1039         #endif
1040
1041         /*
1042          * Allocate a kernel stack with a guard page for thread0 and map it
1043          * into the kernel page map.
1044          */
1045         pa = moea64_bootstrap_alloc(kstack_pages * PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
1046         va = virtual_avail + KSTACK_GUARD_PAGES * PAGE_SIZE;
1047         virtual_avail = va + kstack_pages * PAGE_SIZE;
1048         CTR2(KTR_PMAP, "moea64_bootstrap: kstack0 at %#x (%#x)", pa, va);
1049         thread0.td_kstack = va;
1050         thread0.td_kstack_pages = kstack_pages;
1051         for (i = 0; i < kstack_pages; i++) {
1052                 moea64_kenter(mmup, va, pa);
1053                 pa += PAGE_SIZE;
1054                 va += PAGE_SIZE;
1055         }
1056
1057         /*
1058          * Allocate virtual address space for the message buffer.
1059          */
1060         pa = msgbuf_phys = moea64_bootstrap_alloc(msgbufsize, PAGE_SIZE);
1061         msgbufp = (struct msgbuf *)virtual_avail;
1062         va = virtual_avail;
1063         virtual_avail += round_page(msgbufsize);
1064         while (va < virtual_avail) {
1065                 moea64_kenter(mmup, va, pa);
1066                 pa += PAGE_SIZE;
1067                 va += PAGE_SIZE;
1068         }
1069
1070         /*
1071          * Allocate virtual address space for the dynamic percpu area.
1072          */
1073         pa = moea64_bootstrap_alloc(DPCPU_SIZE, PAGE_SIZE);
1074         dpcpu = (void *)virtual_avail;
1075         va = virtual_avail;
1076         virtual_avail += DPCPU_SIZE;
1077         while (va < virtual_avail) {
1078                 moea64_kenter(mmup, va, pa);
1079                 pa += PAGE_SIZE;
1080                 va += PAGE_SIZE;
1081         }
1082         dpcpu_init(dpcpu, curcpu);
1083
1084         crashdumpmap = (caddr_t)virtual_avail;
1085         virtual_avail += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
1086
1087         /*
1088          * Allocate some things for page zeroing. We put this directly
1089          * in the page table and use MOEA64_PTE_REPLACE to avoid any
1090          * of the PVO book-keeping or other parts of the VM system
1091          * from even knowing that this hack exists.
1092          */
1093
1094         if (!hw_direct_map) {
1095                 mtx_init(&moea64_scratchpage_mtx, "pvo zero page", NULL,
1096                     MTX_DEF);
1097                 for (i = 0; i < 2; i++) {
1098                         moea64_scratchpage_va[i] = (virtual_end+1) - PAGE_SIZE;
1099                         virtual_end -= PAGE_SIZE;
1100
1101                         moea64_kenter(mmup, moea64_scratchpage_va[i], 0);
1102
1103                         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1104                         moea64_scratchpage_pvo[i] = moea64_pvo_find_va(
1105                             kernel_pmap, (vm_offset_t)moea64_scratchpage_va[i]);
1106                         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1107                 }
1108         }
1109
1110         numa_mem_regions(&numa_pregions, &numapregions_sz);
1111 }
1112
1113 static void
1114 moea64_pmap_init_qpages(void)
1115 {
1116         struct pcpu *pc;
1117         int i;
1118
1119         if (hw_direct_map)
1120                 return;
1121
1122         CPU_FOREACH(i) {
1123                 pc = pcpu_find(i);
1124                 pc->pc_qmap_addr = kva_alloc(PAGE_SIZE);
1125                 if (pc->pc_qmap_addr == 0)
1126                         panic("pmap_init_qpages: unable to allocate KVA");
1127                 PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1128                 pc->pc_aim.qmap_pvo =
1129                     moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, pc->pc_qmap_addr);
1130                 PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1131                 mtx_init(&pc->pc_aim.qmap_lock, "qmap lock", NULL, MTX_DEF);
1132         }
1133 }
1134
1135 SYSINIT(qpages_init, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_ANY, moea64_pmap_init_qpages, NULL);
1136
1137 /*
1138  * Activate a user pmap.  This mostly involves setting some non-CPU
1139  * state.
1140  */
1141 void
1142 moea64_activate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1143 {
1144         pmap_t  pm;
1145
1146         pm = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1147         CPU_SET(PCPU_GET(cpuid), &pm->pm_active);
1148
1149         #ifdef __powerpc64__
1150         PCPU_SET(aim.userslb, pm->pm_slb);
1151         __asm __volatile("slbmte %0, %1; isync" ::
1152             "r"(td->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_vsid), "r"(USER_SLB_SLBE));
1153         #else
1154         PCPU_SET(curpmap, pm->pmap_phys);
1155         mtsrin(USER_SR << ADDR_SR_SHFT, td->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_vsid);
1156         #endif
1157 }
1158
1159 void
1160 moea64_deactivate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1161 {
1162         pmap_t  pm;
1163
1164         __asm __volatile("isync; slbie %0" :: "r"(USER_ADDR));
1165
1166         pm = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1167         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &pm->pm_active);
1168         #ifdef __powerpc64__
1169         PCPU_SET(aim.userslb, NULL);
1170         #else
1171         PCPU_SET(curpmap, NULL);
1172         #endif
1173 }
1174
1175 void
1176 moea64_unwire(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1177 {
1178         struct  pvo_entry key, *pvo;
1179         vm_page_t m;
1180         int64_t refchg;
1181
1182         key.pvo_vaddr = sva;
1183         PMAP_LOCK(pm);
1184         for (pvo = RB_NFIND(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, &key);
1185             pvo != NULL && PVO_VADDR(pvo) < eva;
1186             pvo = RB_NEXT(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, pvo)) {
1187                 if ((pvo->pvo_vaddr & PVO_WIRED) == 0)
1188                         panic("moea64_unwire: pvo %p is missing PVO_WIRED",
1189                             pvo);
1190                 pvo->pvo_vaddr &= ~PVO_WIRED;
1191                 refchg = MOEA64_PTE_REPLACE(mmu, pvo, 0 /* No invalidation */);
1192                 if ((pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED) &&
1193                     (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)) {
1194                         if (refchg < 0)
1195                                 refchg = LPTE_CHG;
1196                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
1197
1198                         refchg |= atomic_readandclear_32(&m->md.mdpg_attrs);
1199                         if (refchg & LPTE_CHG)
1200                                 vm_page_dirty(m);
1201                         if (refchg & LPTE_REF)
1202                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1203                 }
1204                 pm->pm_stats.wired_count--;
1205         }
1206         PMAP_UNLOCK(pm);
1207 }
1208
1209 /*
1210  * This goes through and sets the physical address of our
1211  * special scratch PTE to the PA we want to zero or copy. Because
1212  * of locking issues (this can get called in pvo_enter() by
1213  * the UMA allocator), we can't use most other utility functions here
1214  */
1215
1216 static __inline
1217 void moea64_set_scratchpage_pa(mmu_t mmup, int which, vm_paddr_t pa)
1218 {
1219         struct pvo_entry *pvo;
1220
1221         KASSERT(!hw_direct_map, ("Using OEA64 scratchpage with a direct map!"));
1222         mtx_assert(&moea64_scratchpage_mtx, MA_OWNED);
1223
1224         pvo = moea64_scratchpage_pvo[which];
1225         PMAP_LOCK(pvo->pvo_pmap);
1226         pvo->pvo_pte.pa =
1227             moea64_calc_wimg(pa, VM_MEMATTR_DEFAULT) | (uint64_t)pa;
1228         MOEA64_PTE_REPLACE(mmup, pvo, MOEA64_PTE_INVALIDATE);
1229         PMAP_UNLOCK(pvo->pvo_pmap);
1230         isync();
1231 }
1232
1233 void
1234 moea64_copy_page(mmu_t mmu, vm_page_t msrc, vm_page_t mdst)
1235 {
1236         vm_offset_t     dst;
1237         vm_offset_t     src;
1238
1239         dst = VM_PAGE_TO_PHYS(mdst);
1240         src = VM_PAGE_TO_PHYS(msrc);
1241
1242         if (hw_direct_map) {
1243                 bcopy((void *)PHYS_TO_DMAP(src), (void *)PHYS_TO_DMAP(dst),
1244                     PAGE_SIZE);
1245         } else {
1246                 mtx_lock(&moea64_scratchpage_mtx);
1247
1248                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 0, src);
1249                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 1, dst);
1250
1251                 bcopy((void *)moea64_scratchpage_va[0],
1252                     (void *)moea64_scratchpage_va[1], PAGE_SIZE);
1253
1254                 mtx_unlock(&moea64_scratchpage_mtx);
1255         }
1256 }
1257
1258 static inline void
1259 moea64_copy_pages_dmap(mmu_t mmu, vm_page_t *ma, vm_offset_t a_offset,
1260     vm_page_t *mb, vm_offset_t b_offset, int xfersize)
1261 {
1262         void *a_cp, *b_cp;
1263         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
1264         int cnt;
1265
1266         while (xfersize > 0) {
1267                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
1268                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
1269                 a_cp = (char *)(uintptr_t)PHYS_TO_DMAP(
1270                     VM_PAGE_TO_PHYS(ma[a_offset >> PAGE_SHIFT])) +
1271                     a_pg_offset;
1272                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
1273                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
1274                 b_cp = (char *)(uintptr_t)PHYS_TO_DMAP(
1275                     VM_PAGE_TO_PHYS(mb[b_offset >> PAGE_SHIFT])) +
1276                     b_pg_offset;
1277                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
1278                 a_offset += cnt;
1279                 b_offset += cnt;
1280                 xfersize -= cnt;
1281         }
1282 }
1283
1284 static inline void
1285 moea64_copy_pages_nodmap(mmu_t mmu, vm_page_t *ma, vm_offset_t a_offset,
1286     vm_page_t *mb, vm_offset_t b_offset, int xfersize)
1287 {
1288         void *a_cp, *b_cp;
1289         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
1290         int cnt;
1291
1292         mtx_lock(&moea64_scratchpage_mtx);
1293         while (xfersize > 0) {
1294                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
1295                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
1296                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 0,
1297                     VM_PAGE_TO_PHYS(ma[a_offset >> PAGE_SHIFT]));
1298                 a_cp = (char *)moea64_scratchpage_va[0] + a_pg_offset;
1299                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
1300                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
1301                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 1,
1302                     VM_PAGE_TO_PHYS(mb[b_offset >> PAGE_SHIFT]));
1303                 b_cp = (char *)moea64_scratchpage_va[1] + b_pg_offset;
1304                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
1305                 a_offset += cnt;
1306                 b_offset += cnt;
1307                 xfersize -= cnt;
1308         }
1309         mtx_unlock(&moea64_scratchpage_mtx);
1310 }
1311
1312 void
1313 moea64_copy_pages(mmu_t mmu, vm_page_t *ma, vm_offset_t a_offset,
1314     vm_page_t *mb, vm_offset_t b_offset, int xfersize)
1315 {
1316
1317         if (hw_direct_map) {
1318                 moea64_copy_pages_dmap(mmu, ma, a_offset, mb, b_offset,
1319                     xfersize);
1320         } else {
1321                 moea64_copy_pages_nodmap(mmu, ma, a_offset, mb, b_offset,
1322                     xfersize);
1323         }
1324 }
1325
1326 void
1327 moea64_zero_page_area(mmu_t mmu, vm_page_t m, int off, int size)
1328 {
1329         vm_paddr_t pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1330
1331         if (size + off > PAGE_SIZE)
1332                 panic("moea64_zero_page: size + off > PAGE_SIZE");
1333
1334         if (hw_direct_map) {
1335                 bzero((caddr_t)(uintptr_t)PHYS_TO_DMAP(pa) + off, size);
1336         } else {
1337                 mtx_lock(&moea64_scratchpage_mtx);
1338                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 0, pa);
1339                 bzero((caddr_t)moea64_scratchpage_va[0] + off, size);
1340                 mtx_unlock(&moea64_scratchpage_mtx);
1341         }
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Zero a page of physical memory by temporarily mapping it
1346  */
1347 void
1348 moea64_zero_page(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1349 {
1350         vm_paddr_t pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1351         vm_offset_t va, off;
1352
1353         if (!hw_direct_map) {
1354                 mtx_lock(&moea64_scratchpage_mtx);
1355
1356                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 0, pa);
1357                 va = moea64_scratchpage_va[0];
1358         } else {
1359                 va = PHYS_TO_DMAP(pa);
1360         }
1361
1362         for (off = 0; off < PAGE_SIZE; off += cacheline_size)
1363                 __asm __volatile("dcbz 0,%0" :: "r"(va + off));
1364
1365         if (!hw_direct_map)
1366                 mtx_unlock(&moea64_scratchpage_mtx);
1367 }
1368
1369 vm_offset_t
1370 moea64_quick_enter_page(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1371 {
1372         struct pvo_entry *pvo;
1373         vm_paddr_t pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1374
1375         if (hw_direct_map)
1376                 return (PHYS_TO_DMAP(pa));
1377
1378         /*
1379          * MOEA64_PTE_REPLACE does some locking, so we can't just grab
1380          * a critical section and access the PCPU data like on i386.
1381          * Instead, pin the thread and grab the PCPU lock to prevent
1382          * a preempting thread from using the same PCPU data.
1383          */
1384         sched_pin();
1385
1386         mtx_assert(PCPU_PTR(aim.qmap_lock), MA_NOTOWNED);
1387         pvo = PCPU_GET(aim.qmap_pvo);
1388
1389         mtx_lock(PCPU_PTR(aim.qmap_lock));
1390         pvo->pvo_pte.pa = moea64_calc_wimg(pa, pmap_page_get_memattr(m)) |
1391             (uint64_t)pa;
1392         MOEA64_PTE_REPLACE(mmu, pvo, MOEA64_PTE_INVALIDATE);
1393         isync();
1394
1395         return (PCPU_GET(qmap_addr));
1396 }
1397
1398 void
1399 moea64_quick_remove_page(mmu_t mmu, vm_offset_t addr)
1400 {
1401         if (hw_direct_map)
1402                 return;
1403
1404         mtx_assert(PCPU_PTR(aim.qmap_lock), MA_OWNED);
1405         KASSERT(PCPU_GET(qmap_addr) == addr,
1406             ("moea64_quick_remove_page: invalid address"));
1407         mtx_unlock(PCPU_PTR(aim.qmap_lock));
1408         sched_unpin();
1409 }
1410
1411 /*
1412  * Map the given physical page at the specified virtual address in the
1413  * target pmap with the protection requested.  If specified the page
1414  * will be wired down.
1415  */
1416
1417 int
1418 moea64_enter(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1419     vm_prot_t prot, u_int flags, int8_t psind)
1420 {
1421         struct          pvo_entry *pvo, *oldpvo;
1422         struct          pvo_head *pvo_head;
1423         uint64_t        pte_lo;
1424         int             error;
1425
1426         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
1427                 if ((flags & PMAP_ENTER_QUICK_LOCKED) == 0)
1428                         VM_PAGE_OBJECT_BUSY_ASSERT(m);
1429                 else
1430                         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1431         }
1432
1433         pvo = alloc_pvo_entry(0);
1434         if (pvo == NULL)
1435                 return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
1436         pvo->pvo_pmap = NULL; /* to be filled in later */
1437         pvo->pvo_pte.prot = prot;
1438
1439         pte_lo = moea64_calc_wimg(VM_PAGE_TO_PHYS(m), pmap_page_get_memattr(m));
1440         pvo->pvo_pte.pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | pte_lo;
1441
1442         if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0)
1443                 pvo->pvo_vaddr |= PVO_WIRED;
1444
1445         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || !moea64_initialized) {
1446                 pvo_head = NULL;
1447         } else {
1448                 pvo_head = &m->md.mdpg_pvoh;
1449                 pvo->pvo_vaddr |= PVO_MANAGED;
1450         }
1451
1452         PV_PAGE_LOCK(m);
1453         PMAP_LOCK(pmap);
1454         if (pvo->pvo_pmap == NULL)
1455                 init_pvo_entry(pvo, pmap, va);
1456         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1457                 if (pmap_bootstrapped &&
1458                     (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1459                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
1460
1461         error = moea64_pvo_enter(mmu, pvo, pvo_head, &oldpvo);
1462         if (error == EEXIST) {
1463                 if (oldpvo->pvo_vaddr == pvo->pvo_vaddr &&
1464                     oldpvo->pvo_pte.pa == pvo->pvo_pte.pa &&
1465                     oldpvo->pvo_pte.prot == prot) {
1466                         /* Identical mapping already exists */
1467                         error = 0;
1468
1469                         /* If not in page table, reinsert it */
1470                         if (MOEA64_PTE_SYNCH(mmu, oldpvo) < 0) {
1471                                 STAT_MOEA64(moea64_pte_overflow--);
1472                                 MOEA64_PTE_INSERT(mmu, oldpvo);
1473                         }
1474
1475                         /* Then just clean up and go home */
1476                         PV_PAGE_UNLOCK(m);
1477                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1478                         free_pvo_entry(pvo);
1479                         goto out;
1480                 } else {
1481                         /* Otherwise, need to kill it first */
1482                         KASSERT(oldpvo->pvo_pmap == pmap, ("pmap of old "
1483                             "mapping does not match new mapping"));
1484                         moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu, oldpvo);
1485                         moea64_pvo_enter(mmu, pvo, pvo_head, NULL);
1486                 }
1487         }
1488         PMAP_UNLOCK(pmap);
1489         PV_PAGE_UNLOCK(m);
1490
1491         /* Free any dead pages */
1492         if (error == EEXIST) {
1493                 moea64_pvo_remove_from_page(mmu, oldpvo);
1494                 free_pvo_entry(oldpvo);
1495         }
1496
1497 out:
1498         /*
1499          * Flush the page from the instruction cache if this page is
1500          * mapped executable and cacheable.
1501          */
1502         if (pmap != kernel_pmap && (m->a.flags & PGA_EXECUTABLE) == 0 &&
1503             (pte_lo & (LPTE_I | LPTE_G | LPTE_NOEXEC)) == 0) {
1504                 vm_page_aflag_set(m, PGA_EXECUTABLE);
1505                 moea64_syncicache(mmu, pmap, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m), PAGE_SIZE);
1506         }
1507         return (KERN_SUCCESS);
1508 }
1509
1510 static void
1511 moea64_syncicache(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa,
1512     vm_size_t sz)
1513 {
1514
1515         /*
1516          * This is much trickier than on older systems because
1517          * we can't sync the icache on physical addresses directly
1518          * without a direct map. Instead we check a couple of cases
1519          * where the memory is already mapped in and, failing that,
1520          * use the same trick we use for page zeroing to create
1521          * a temporary mapping for this physical address.
1522          */
1523
1524         if (!pmap_bootstrapped) {
1525                 /*
1526                  * If PMAP is not bootstrapped, we are likely to be
1527                  * in real mode.
1528                  */
1529                 __syncicache((void *)(uintptr_t)pa, sz);
1530         } else if (pmap == kernel_pmap) {
1531                 __syncicache((void *)va, sz);
1532         } else if (hw_direct_map) {
1533                 __syncicache((void *)(uintptr_t)PHYS_TO_DMAP(pa), sz);
1534         } else {
1535                 /* Use the scratch page to set up a temp mapping */
1536
1537                 mtx_lock(&moea64_scratchpage_mtx);
1538
1539                 moea64_set_scratchpage_pa(mmu, 1, pa & ~ADDR_POFF);
1540                 __syncicache((void *)(moea64_scratchpage_va[1] +
1541                     (va & ADDR_POFF)), sz);
1542
1543                 mtx_unlock(&moea64_scratchpage_mtx);
1544         }
1545 }
1546
1547 /*
1548  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
1549  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
1550  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
1551  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
1552  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
1553  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
1554  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
1555  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
1556  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
1557  * corresponding offset from m_start are mapped.
1558  */
1559 void
1560 moea64_enter_object(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
1561     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
1562 {
1563         vm_page_t m;
1564         vm_pindex_t diff, psize;
1565
1566         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
1567
1568         psize = atop(end - start);
1569         m = m_start;
1570         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
1571                 moea64_enter(mmu, pm, start + ptoa(diff), m, prot &
1572                     (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE), PMAP_ENTER_NOSLEEP |
1573                     PMAP_ENTER_QUICK_LOCKED, 0);
1574                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
1575         }
1576 }
1577
1578 void
1579 moea64_enter_quick(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1580     vm_prot_t prot)
1581 {
1582
1583         moea64_enter(mmu, pm, va, m, prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE),
1584             PMAP_ENTER_NOSLEEP | PMAP_ENTER_QUICK_LOCKED, 0);
1585 }
1586
1587 vm_paddr_t
1588 moea64_extract(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t va)
1589 {
1590         struct  pvo_entry *pvo;
1591         vm_paddr_t pa;
1592
1593         PMAP_LOCK(pm);
1594         pvo = moea64_pvo_find_va(pm, va);
1595         if (pvo == NULL)
1596                 pa = 0;
1597         else
1598                 pa = (pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN) | (va - PVO_VADDR(pvo));
1599         PMAP_UNLOCK(pm);
1600
1601         return (pa);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * Atomically extract and hold the physical page with the given
1606  * pmap and virtual address pair if that mapping permits the given
1607  * protection.
1608  */
1609 vm_page_t
1610 moea64_extract_and_hold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
1611 {
1612         struct  pvo_entry *pvo;
1613         vm_page_t m;
1614
1615         m = NULL;
1616         PMAP_LOCK(pmap);
1617         pvo = moea64_pvo_find_va(pmap, va & ~ADDR_POFF);
1618         if (pvo != NULL && (pvo->pvo_pte.prot & prot) == prot) {
1619                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
1620                 if (!vm_page_wire_mapped(m))
1621                         m = NULL;
1622         }
1623         PMAP_UNLOCK(pmap);
1624         return (m);
1625 }
1626
1627 static mmu_t installed_mmu;
1628
1629 static void *
1630 moea64_uma_page_alloc(uma_zone_t zone, vm_size_t bytes, int domain,
1631     uint8_t *flags, int wait)
1632 {
1633         struct pvo_entry *pvo;
1634         vm_offset_t va;
1635         vm_page_t m;
1636         int needed_lock;
1637
1638         /*
1639          * This entire routine is a horrible hack to avoid bothering kmem
1640          * for new KVA addresses. Because this can get called from inside
1641          * kmem allocation routines, calling kmem for a new address here
1642          * can lead to multiply locking non-recursive mutexes.
1643          */
1644
1645         *flags = UMA_SLAB_PRIV;
1646         needed_lock = !PMAP_LOCKED(kernel_pmap);
1647
1648         m = vm_page_alloc_domain(NULL, 0, domain,
1649             malloc2vm_flags(wait) | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_NOOBJ);
1650         if (m == NULL)
1651                 return (NULL);
1652
1653         va = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1654
1655         pvo = alloc_pvo_entry(1 /* bootstrap */);
1656
1657         pvo->pvo_pte.prot = VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE;
1658         pvo->pvo_pte.pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | LPTE_M;
1659
1660         if (needed_lock)
1661                 PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1662
1663         init_pvo_entry(pvo, kernel_pmap, va);
1664         pvo->pvo_vaddr |= PVO_WIRED;
1665
1666         moea64_pvo_enter(installed_mmu, pvo, NULL, NULL);
1667
1668         if (needed_lock)
1669                 PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1670
1671         if ((wait & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
1672                 bzero((void *)va, PAGE_SIZE);
1673
1674         return (void *)va;
1675 }
1676
1677 extern int elf32_nxstack;
1678
1679 void
1680 moea64_init(mmu_t mmu)
1681 {
1682
1683         CTR0(KTR_PMAP, "moea64_init");
1684
1685         moea64_pvo_zone = uma_zcreate("UPVO entry", sizeof (struct pvo_entry),
1686             NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR,
1687             UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
1688
1689         if (!hw_direct_map) {
1690                 installed_mmu = mmu;
1691                 uma_zone_set_allocf(moea64_pvo_zone, moea64_uma_page_alloc);
1692         }
1693
1694 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1695         elf32_nxstack = 1;
1696 #endif
1697
1698         moea64_initialized = TRUE;
1699 }
1700
1701 boolean_t
1702 moea64_is_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1703 {
1704
1705         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1706             ("moea64_is_referenced: page %p is not managed", m));
1707
1708         return (moea64_query_bit(mmu, m, LPTE_REF));
1709 }
1710
1711 boolean_t
1712 moea64_is_modified(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1713 {
1714
1715         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1716             ("moea64_is_modified: page %p is not managed", m));
1717
1718         /*
1719          * If the page is not busied then this check is racy.
1720          */
1721         if (!pmap_page_is_write_mapped(m))
1722                 return (FALSE);
1723
1724         return (moea64_query_bit(mmu, m, LPTE_CHG));
1725 }
1726
1727 boolean_t
1728 moea64_is_prefaultable(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1729 {
1730         struct pvo_entry *pvo;
1731         boolean_t rv = TRUE;
1732
1733         PMAP_LOCK(pmap);
1734         pvo = moea64_pvo_find_va(pmap, va & ~ADDR_POFF);
1735         if (pvo != NULL)
1736                 rv = FALSE;
1737         PMAP_UNLOCK(pmap);
1738         return (rv);
1739 }
1740
1741 void
1742 moea64_clear_modify(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1743 {
1744
1745         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1746             ("moea64_clear_modify: page %p is not managed", m));
1747         vm_page_assert_busied(m);
1748
1749         if (!pmap_page_is_write_mapped(m))
1750                 return;
1751         moea64_clear_bit(mmu, m, LPTE_CHG);
1752 }
1753
1754 /*
1755  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
1756  */
1757 void
1758 moea64_remove_write(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1759 {
1760         struct  pvo_entry *pvo;
1761         int64_t refchg, ret;
1762         pmap_t  pmap;
1763
1764         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1765             ("moea64_remove_write: page %p is not managed", m));
1766         vm_page_assert_busied(m);
1767
1768         if (!pmap_page_is_write_mapped(m))
1769                 return
1770
1771         powerpc_sync();
1772         PV_PAGE_LOCK(m);
1773         refchg = 0;
1774         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink) {
1775                 pmap = pvo->pvo_pmap;
1776                 PMAP_LOCK(pmap);
1777                 if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD) &&
1778                     (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)) {
1779                         pvo->pvo_pte.prot &= ~VM_PROT_WRITE;
1780                         ret = MOEA64_PTE_REPLACE(mmu, pvo,
1781                             MOEA64_PTE_PROT_UPDATE);
1782                         if (ret < 0)
1783                                 ret = LPTE_CHG;
1784                         refchg |= ret;
1785                         if (pvo->pvo_pmap == kernel_pmap)
1786                                 isync();
1787                 }
1788                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1789         }
1790         if ((refchg | atomic_readandclear_32(&m->md.mdpg_attrs)) & LPTE_CHG)
1791                 vm_page_dirty(m);
1792         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1793         PV_PAGE_UNLOCK(m);
1794 }
1795
1796 /*
1797  *      moea64_ts_referenced:
1798  *
1799  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
1800  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
1801  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
1802  *      reference bits set.
1803  *
1804  *      XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
1805  *      should be tested and standardized at some point in the future for
1806  *      optimal aging of shared pages.
1807  */
1808 int
1809 moea64_ts_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1810 {
1811
1812         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1813             ("moea64_ts_referenced: page %p is not managed", m));
1814         return (moea64_clear_bit(mmu, m, LPTE_REF));
1815 }
1816
1817 /*
1818  * Modify the WIMG settings of all mappings for a page.
1819  */
1820 void
1821 moea64_page_set_memattr(mmu_t mmu, vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
1822 {
1823         struct  pvo_entry *pvo;
1824         int64_t refchg;
1825         pmap_t  pmap;
1826         uint64_t lo;
1827
1828         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0) {
1829                 m->md.mdpg_cache_attrs = ma;
1830                 return;
1831         }
1832
1833         lo = moea64_calc_wimg(VM_PAGE_TO_PHYS(m), ma);
1834
1835         PV_PAGE_LOCK(m);
1836         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink) {
1837                 pmap = pvo->pvo_pmap;
1838                 PMAP_LOCK(pmap);
1839                 if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD)) {
1840                         pvo->pvo_pte.pa &= ~LPTE_WIMG;
1841                         pvo->pvo_pte.pa |= lo;
1842                         refchg = MOEA64_PTE_REPLACE(mmu, pvo,
1843                             MOEA64_PTE_INVALIDATE);
1844                         if (refchg < 0)
1845                                 refchg = (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE) ?
1846                                     LPTE_CHG : 0;
1847                         if ((pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED) &&
1848                             (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)) {
1849                                 refchg |=
1850                                     atomic_readandclear_32(&m->md.mdpg_attrs);
1851                                 if (refchg & LPTE_CHG)
1852                                         vm_page_dirty(m);
1853                                 if (refchg & LPTE_REF)
1854                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1855                         }
1856                         if (pvo->pvo_pmap == kernel_pmap)
1857                                 isync();
1858                 }
1859                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1860         }
1861         m->md.mdpg_cache_attrs = ma;
1862         PV_PAGE_UNLOCK(m);
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Map a wired page into kernel virtual address space.
1867  */
1868 void
1869 moea64_kenter_attr(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_memattr_t ma)
1870 {
1871         int             error;
1872         struct pvo_entry *pvo, *oldpvo;
1873
1874         do {
1875                 pvo = alloc_pvo_entry(0);
1876                 if (pvo == NULL)
1877                         vm_wait(NULL);
1878         } while (pvo == NULL);
1879         pvo->pvo_pte.prot = VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE;
1880         pvo->pvo_pte.pa = (pa & ~ADDR_POFF) | moea64_calc_wimg(pa, ma);
1881         pvo->pvo_vaddr |= PVO_WIRED;
1882
1883         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1884         oldpvo = moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, va);
1885         if (oldpvo != NULL)
1886                 moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu, oldpvo);
1887         init_pvo_entry(pvo, kernel_pmap, va);
1888         error = moea64_pvo_enter(mmu, pvo, NULL, NULL);
1889         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1890
1891         /* Free any dead pages */
1892         if (oldpvo != NULL) {
1893                 moea64_pvo_remove_from_page(mmu, oldpvo);
1894                 free_pvo_entry(oldpvo);
1895         }
1896
1897         if (error != 0)
1898                 panic("moea64_kenter: failed to enter va %#zx pa %#jx: %d", va,
1899                     (uintmax_t)pa, error);
1900 }
1901
1902 void
1903 moea64_kenter(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1904 {
1905
1906         moea64_kenter_attr(mmu, va, pa, VM_MEMATTR_DEFAULT);
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Extract the physical page address associated with the given kernel virtual
1911  * address.
1912  */
1913 vm_paddr_t
1914 moea64_kextract(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1915 {
1916         struct          pvo_entry *pvo;
1917         vm_paddr_t pa;
1918
1919         /*
1920          * Shortcut the direct-mapped case when applicable.  We never put
1921          * anything but 1:1 (or 62-bit aliased) mappings below
1922          * VM_MIN_KERNEL_ADDRESS.
1923          */
1924         if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS)
1925                 return (va & ~DMAP_BASE_ADDRESS);
1926
1927         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
1928         pvo = moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, va);
1929         KASSERT(pvo != NULL, ("moea64_kextract: no addr found for %#" PRIxPTR,
1930             va));
1931         pa = (pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN) | (va - PVO_VADDR(pvo));
1932         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
1933         return (pa);
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Remove a wired page from kernel virtual address space.
1938  */
1939 void
1940 moea64_kremove(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1941 {
1942         moea64_remove(mmu, kernel_pmap, va, va + PAGE_SIZE);
1943 }
1944
1945 /*
1946  * Provide a kernel pointer corresponding to a given userland pointer.
1947  * The returned pointer is valid until the next time this function is
1948  * called in this thread. This is used internally in copyin/copyout.
1949  */
1950 static int
1951 moea64_map_user_ptr(mmu_t mmu, pmap_t pm, volatile const void *uaddr,
1952     void **kaddr, size_t ulen, size_t *klen)
1953 {
1954         size_t l;
1955 #ifdef __powerpc64__
1956         struct slb *slb;
1957 #endif
1958         register_t slbv;
1959
1960         *kaddr = (char *)USER_ADDR + ((uintptr_t)uaddr & ~SEGMENT_MASK);
1961         l = ((char *)USER_ADDR + SEGMENT_LENGTH) - (char *)(*kaddr);
1962         if (l > ulen)
1963                 l = ulen;
1964         if (klen)
1965                 *klen = l;
1966         else if (l != ulen)
1967                 return (EFAULT);
1968
1969 #ifdef __powerpc64__
1970         /* Try lockless look-up first */
1971         slb = user_va_to_slb_entry(pm, (vm_offset_t)uaddr);
1972
1973         if (slb == NULL) {
1974                 /* If it isn't there, we need to pre-fault the VSID */
1975                 PMAP_LOCK(pm);
1976                 slbv = va_to_vsid(pm, (vm_offset_t)uaddr) << SLBV_VSID_SHIFT;
1977                 PMAP_UNLOCK(pm);
1978         } else {
1979                 slbv = slb->slbv;
1980         }
1981
1982         /* Mark segment no-execute */
1983         slbv |= SLBV_N;
1984 #else
1985         slbv = va_to_vsid(pm, (vm_offset_t)uaddr);
1986
1987         /* Mark segment no-execute */
1988         slbv |= SR_N;
1989 #endif
1990
1991         /* If we have already set this VSID, we can just return */
1992         if (curthread->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_vsid == slbv)
1993                 return (0);
1994
1995         __asm __volatile("isync");
1996         curthread->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_segm =
1997             (uintptr_t)uaddr >> ADDR_SR_SHFT;
1998         curthread->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_vsid = slbv;
1999 #ifdef __powerpc64__
2000         __asm __volatile ("slbie %0; slbmte %1, %2; isync" ::
2001             "r"(USER_ADDR), "r"(slbv), "r"(USER_SLB_SLBE));
2002 #else
2003         __asm __volatile("mtsr %0,%1; isync" :: "n"(USER_SR), "r"(slbv));
2004 #endif
2005
2006         return (0);
2007 }
2008
2009 /*
2010  * Figure out where a given kernel pointer (usually in a fault) points
2011  * to from the VM's perspective, potentially remapping into userland's
2012  * address space.
2013  */
2014 static int
2015 moea64_decode_kernel_ptr(mmu_t mmu, vm_offset_t addr, int *is_user,
2016     vm_offset_t *decoded_addr)
2017 {
2018         vm_offset_t user_sr;
2019
2020         if ((addr >> ADDR_SR_SHFT) == (USER_ADDR >> ADDR_SR_SHFT)) {
2021                 user_sr = curthread->td_pcb->pcb_cpu.aim.usr_segm;
2022                 addr &= ADDR_PIDX | ADDR_POFF;
2023                 addr |= user_sr << ADDR_SR_SHFT;
2024                 *decoded_addr = addr;
2025                 *is_user = 1;
2026         } else {
2027                 *decoded_addr = addr;
2028                 *is_user = 0;
2029         }
2030
2031         return (0);
2032 }
2033
2034 /*
2035  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
2036  *
2037  * The value passed in *virt is a suggested virtual address for the mapping.
2038  * Architectures which can support a direct-mapped physical to virtual region
2039  * can return the appropriate address within that region, leaving '*virt'
2040  * unchanged.  Other architectures should map the pages starting at '*virt' and
2041  * update '*virt' with the first usable address after the mapped region.
2042  */
2043 vm_offset_t
2044 moea64_map(mmu_t mmu, vm_offset_t *virt, vm_paddr_t pa_start,
2045     vm_paddr_t pa_end, int prot)
2046 {
2047         vm_offset_t     sva, va;
2048
2049         if (hw_direct_map) {
2050                 /*
2051                  * Check if every page in the region is covered by the direct
2052                  * map. The direct map covers all of physical memory. Use
2053                  * moea64_calc_wimg() as a shortcut to see if the page is in
2054                  * physical memory as a way to see if the direct map covers it.
2055                  */
2056                 for (va = pa_start; va < pa_end; va += PAGE_SIZE)
2057                         if (moea64_calc_wimg(va, VM_MEMATTR_DEFAULT) != LPTE_M)
2058                                 break;
2059                 if (va == pa_end)
2060                         return (PHYS_TO_DMAP(pa_start));
2061         }
2062         sva = *virt;
2063         va = sva;
2064         /* XXX respect prot argument */
2065         for (; pa_start < pa_end; pa_start += PAGE_SIZE, va += PAGE_SIZE)
2066                 moea64_kenter(mmu, va, pa_start);
2067         *virt = va;
2068
2069         return (sva);
2070 }
2071
2072 /*
2073  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2074  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2075  * be changed upwards or downwards in the future; it
2076  * is only necessary that true be returned for a small
2077  * subset of pmaps for proper page aging.
2078  */
2079 boolean_t
2080 moea64_page_exists_quick(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_page_t m)
2081 {
2082         int loops;
2083         struct pvo_entry *pvo;
2084         boolean_t rv;
2085
2086         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2087             ("moea64_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2088         loops = 0;
2089         rv = FALSE;
2090         PV_PAGE_LOCK(m);
2091         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink) {
2092                 if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD) && pvo->pvo_pmap == pmap) {
2093                         rv = TRUE;
2094                         break;
2095                 }
2096                 if (++loops >= 16)
2097                         break;
2098         }
2099         PV_PAGE_UNLOCK(m);
2100         return (rv);
2101 }
2102
2103 void
2104 moea64_page_init(mmu_t mmu __unused, vm_page_t m)
2105 {
2106
2107         m->md.mdpg_attrs = 0;
2108         m->md.mdpg_cache_attrs = VM_MEMATTR_DEFAULT;
2109         LIST_INIT(&m->md.mdpg_pvoh);
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Return the number of managed mappings to the given physical page
2114  * that are wired.
2115  */
2116 int
2117 moea64_page_wired_mappings(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2118 {
2119         struct pvo_entry *pvo;
2120         int count;
2121
2122         count = 0;
2123         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2124                 return (count);
2125         PV_PAGE_LOCK(m);
2126         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink)
2127                 if ((pvo->pvo_vaddr & (PVO_DEAD | PVO_WIRED)) == PVO_WIRED)
2128                         count++;
2129         PV_PAGE_UNLOCK(m);
2130         return (count);
2131 }
2132
2133 static uintptr_t        moea64_vsidcontext;
2134
2135 uintptr_t
2136 moea64_get_unique_vsid(void) {
2137         u_int entropy;
2138         register_t hash;
2139         uint32_t mask;
2140         int i;
2141
2142         entropy = 0;
2143         __asm __volatile("mftb %0" : "=r"(entropy));
2144
2145         mtx_lock(&moea64_slb_mutex);
2146         for (i = 0; i < NVSIDS; i += VSID_NBPW) {
2147                 u_int   n;
2148
2149                 /*
2150                  * Create a new value by mutiplying by a prime and adding in
2151                  * entropy from the timebase register.  This is to make the
2152                  * VSID more random so that the PT hash function collides
2153                  * less often.  (Note that the prime casues gcc to do shifts
2154                  * instead of a multiply.)
2155                  */
2156                 moea64_vsidcontext = (moea64_vsidcontext * 0x1105) + entropy;
2157                 hash = moea64_vsidcontext & (NVSIDS - 1);
2158                 if (hash == 0)          /* 0 is special, avoid it */
2159                         continue;
2160                 n = hash >> 5;
2161                 mask = 1 << (hash & (VSID_NBPW - 1));
2162                 hash = (moea64_vsidcontext & VSID_HASHMASK);
2163                 if (moea64_vsid_bitmap[n] & mask) {     /* collision? */
2164                         /* anything free in this bucket? */
2165                         if (moea64_vsid_bitmap[n] == 0xffffffff) {
2166                                 entropy = (moea64_vsidcontext >> 20);
2167                                 continue;
2168                         }
2169                         i = ffs(~moea64_vsid_bitmap[n]) - 1;
2170                         mask = 1 << i;
2171                         hash &= rounddown2(VSID_HASHMASK, VSID_NBPW);
2172                         hash |= i;
2173                 }
2174                 if (hash == VSID_VRMA)  /* also special, avoid this too */
2175                         continue;
2176                 KASSERT(!(moea64_vsid_bitmap[n] & mask),
2177                     ("Allocating in-use VSID %#zx\n", hash));
2178                 moea64_vsid_bitmap[n] |= mask;
2179                 mtx_unlock(&moea64_slb_mutex);
2180                 return (hash);
2181         }
2182
2183         mtx_unlock(&moea64_slb_mutex);
2184         panic("%s: out of segments",__func__);
2185 }
2186
2187 #ifdef __powerpc64__
2188 void
2189 moea64_pinit(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
2190 {
2191
2192         RB_INIT(&pmap->pmap_pvo);
2193
2194         pmap->pm_slb_tree_root = slb_alloc_tree();
2195         pmap->pm_slb = slb_alloc_user_cache();
2196         pmap->pm_slb_len = 0;
2197 }
2198 #else
2199 void
2200 moea64_pinit(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
2201 {
2202         int     i;
2203         uint32_t hash;
2204
2205         RB_INIT(&pmap->pmap_pvo);
2206
2207         if (pmap_bootstrapped)
2208                 pmap->pmap_phys = (pmap_t)moea64_kextract(mmu,
2209                     (vm_offset_t)pmap);
2210         else
2211                 pmap->pmap_phys = pmap;
2212
2213         /*
2214          * Allocate some segment registers for this pmap.
2215          */
2216         hash = moea64_get_unique_vsid();
2217
2218         for (i = 0; i < 16; i++)
2219                 pmap->pm_sr[i] = VSID_MAKE(i, hash);
2220
2221         KASSERT(pmap->pm_sr[0] != 0, ("moea64_pinit: pm_sr[0] = 0"));
2222 }
2223 #endif
2224
2225 /*
2226  * Initialize the pmap associated with process 0.
2227  */
2228 void
2229 moea64_pinit0(mmu_t mmu, pmap_t pm)
2230 {
2231
2232         PMAP_LOCK_INIT(pm);
2233         moea64_pinit(mmu, pm);
2234         bzero(&pm->pm_stats, sizeof(pm->pm_stats));
2235 }
2236
2237 /*
2238  * Set the physical protection on the specified range of this map as requested.
2239  */
2240 static void
2241 moea64_pvo_protect(mmu_t mmu,  pmap_t pm, struct pvo_entry *pvo, vm_prot_t prot)
2242 {
2243         struct vm_page *pg;
2244         vm_prot_t oldprot;
2245         int32_t refchg;
2246
2247         PMAP_LOCK_ASSERT(pm, MA_OWNED);
2248
2249         /*
2250          * Change the protection of the page.
2251          */
2252         oldprot = pvo->pvo_pte.prot;
2253         pvo->pvo_pte.prot = prot;
2254         pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2255
2256         /*
2257          * If the PVO is in the page table, update mapping
2258          */
2259         refchg = MOEA64_PTE_REPLACE(mmu, pvo, MOEA64_PTE_PROT_UPDATE);
2260         if (refchg < 0)
2261                 refchg = (oldprot & VM_PROT_WRITE) ? LPTE_CHG : 0;
2262
2263         if (pm != kernel_pmap && pg != NULL &&
2264             (pg->a.flags & PGA_EXECUTABLE) == 0 &&
2265             (pvo->pvo_pte.pa & (LPTE_I | LPTE_G | LPTE_NOEXEC)) == 0) {
2266                 if ((pg->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2267                         vm_page_aflag_set(pg, PGA_EXECUTABLE);
2268                 moea64_syncicache(mmu, pm, PVO_VADDR(pvo),
2269                     pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN, PAGE_SIZE);
2270         }
2271
2272         /*
2273          * Update vm about the REF/CHG bits if the page is managed and we have
2274          * removed write access.
2275          */
2276         if (pg != NULL && (pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED) &&
2277             (oldprot & VM_PROT_WRITE)) {
2278                 refchg |= atomic_readandclear_32(&pg->md.mdpg_attrs);
2279                 if (refchg & LPTE_CHG)
2280                         vm_page_dirty(pg);
2281                 if (refchg & LPTE_REF)
2282                         vm_page_aflag_set(pg, PGA_REFERENCED);
2283         }
2284 }
2285
2286 void
2287 moea64_protect(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva,
2288     vm_prot_t prot)
2289 {
2290         struct  pvo_entry *pvo, *tpvo, key;
2291
2292         CTR4(KTR_PMAP, "moea64_protect: pm=%p sva=%#x eva=%#x prot=%#x", pm,
2293             sva, eva, prot);
2294
2295         KASSERT(pm == &curproc->p_vmspace->vm_pmap || pm == kernel_pmap,
2296             ("moea64_protect: non current pmap"));
2297
2298         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2299                 moea64_remove(mmu, pm, sva, eva);
2300                 return;
2301         }
2302
2303         PMAP_LOCK(pm);
2304         key.pvo_vaddr = sva;
2305         for (pvo = RB_NFIND(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, &key);
2306             pvo != NULL && PVO_VADDR(pvo) < eva; pvo = tpvo) {
2307                 tpvo = RB_NEXT(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, pvo);
2308                 moea64_pvo_protect(mmu, pm, pvo, prot);
2309         }
2310         PMAP_UNLOCK(pm);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Map a list of wired pages into kernel virtual address space.  This is
2315  * intended for temporary mappings which do not need page modification or
2316  * references recorded.  Existing mappings in the region are overwritten.
2317  */
2318 void
2319 moea64_qenter(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
2320 {
2321         while (count-- > 0) {
2322                 moea64_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(*m));
2323                 va += PAGE_SIZE;
2324                 m++;
2325         }
2326 }
2327
2328 /*
2329  * Remove page mappings from kernel virtual address space.  Intended for
2330  * temporary mappings entered by moea64_qenter.
2331  */
2332 void
2333 moea64_qremove(mmu_t mmu, vm_offset_t va, int count)
2334 {
2335         while (count-- > 0) {
2336                 moea64_kremove(mmu, va);
2337                 va += PAGE_SIZE;
2338         }
2339 }
2340
2341 void
2342 moea64_release_vsid(uint64_t vsid)
2343 {
2344         int idx, mask;
2345
2346         mtx_lock(&moea64_slb_mutex);
2347         idx = vsid & (NVSIDS-1);
2348         mask = 1 << (idx % VSID_NBPW);
2349         idx /= VSID_NBPW;
2350         KASSERT(moea64_vsid_bitmap[idx] & mask,
2351             ("Freeing unallocated VSID %#jx", vsid));
2352         moea64_vsid_bitmap[idx] &= ~mask;
2353         mtx_unlock(&moea64_slb_mutex);
2354 }
2355
2356
2357 void
2358 moea64_release(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
2359 {
2360
2361         /*
2362          * Free segment registers' VSIDs
2363          */
2364     #ifdef __powerpc64__
2365         slb_free_tree(pmap);
2366         slb_free_user_cache(pmap->pm_slb);
2367     #else
2368         KASSERT(pmap->pm_sr[0] != 0, ("moea64_release: pm_sr[0] = 0"));
2369
2370         moea64_release_vsid(VSID_TO_HASH(pmap->pm_sr[0]));
2371     #endif
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Remove all pages mapped by the specified pmap
2376  */
2377 void
2378 moea64_remove_pages(mmu_t mmu, pmap_t pm)
2379 {
2380         struct pvo_entry *pvo, *tpvo;
2381         struct pvo_dlist tofree;
2382
2383         SLIST_INIT(&tofree);
2384
2385         PMAP_LOCK(pm);
2386         RB_FOREACH_SAFE(pvo, pvo_tree, &pm->pmap_pvo, tpvo) {
2387                 if (pvo->pvo_vaddr & PVO_WIRED)
2388                         continue;
2389
2390                 /*
2391                  * For locking reasons, remove this from the page table and
2392                  * pmap, but save delinking from the vm_page for a second
2393                  * pass
2394                  */
2395                 moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu, pvo);
2396                 SLIST_INSERT_HEAD(&tofree, pvo, pvo_dlink);
2397         }
2398         PMAP_UNLOCK(pm);
2399
2400         while (!SLIST_EMPTY(&tofree)) {
2401                 pvo = SLIST_FIRST(&tofree);
2402                 SLIST_REMOVE_HEAD(&tofree, pvo_dlink);
2403                 moea64_pvo_remove_from_page(mmu, pvo);
2404                 free_pvo_entry(pvo);
2405         }
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Remove the given range of addresses from the specified map.
2410  */
2411 void
2412 moea64_remove(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2413 {
2414         struct  pvo_entry *pvo, *tpvo, key;
2415         struct pvo_dlist tofree;
2416
2417         /*
2418          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
2419          */
2420         if (pm->pm_stats.resident_count == 0)
2421                 return;
2422
2423         key.pvo_vaddr = sva;
2424
2425         SLIST_INIT(&tofree);
2426
2427         PMAP_LOCK(pm);
2428         for (pvo = RB_NFIND(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, &key);
2429             pvo != NULL && PVO_VADDR(pvo) < eva; pvo = tpvo) {
2430                 tpvo = RB_NEXT(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, pvo);
2431
2432                 /*
2433                  * For locking reasons, remove this from the page table and
2434                  * pmap, but save delinking from the vm_page for a second
2435                  * pass
2436                  */
2437                 moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu, pvo);
2438                 SLIST_INSERT_HEAD(&tofree, pvo, pvo_dlink);
2439         }
2440         PMAP_UNLOCK(pm);
2441
2442         while (!SLIST_EMPTY(&tofree)) {
2443                 pvo = SLIST_FIRST(&tofree);
2444                 SLIST_REMOVE_HEAD(&tofree, pvo_dlink);
2445                 moea64_pvo_remove_from_page(mmu, pvo);
2446                 free_pvo_entry(pvo);
2447         }
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Remove physical page from all pmaps in which it resides. moea64_pvo_remove()
2452  * will reflect changes in pte's back to the vm_page.
2453  */
2454 void
2455 moea64_remove_all(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2456 {
2457         struct  pvo_entry *pvo, *next_pvo;
2458         struct  pvo_head freequeue;
2459         int     wasdead;
2460         pmap_t  pmap;
2461
2462         LIST_INIT(&freequeue);
2463
2464         PV_PAGE_LOCK(m);
2465         LIST_FOREACH_SAFE(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink, next_pvo) {
2466                 pmap = pvo->pvo_pmap;
2467                 PMAP_LOCK(pmap);
2468                 wasdead = (pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD);
2469                 if (!wasdead)
2470                         moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu, pvo);
2471                 moea64_pvo_remove_from_page_locked(mmu, pvo, m);
2472                 if (!wasdead)
2473                         LIST_INSERT_HEAD(&freequeue, pvo, pvo_vlink);
2474                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2475
2476         }
2477         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m), ("Page still has mappings"));
2478         KASSERT((m->a.flags & PGA_WRITEABLE) == 0, ("Page still writable"));
2479         PV_PAGE_UNLOCK(m);
2480
2481         /* Clean up UMA allocations */
2482         LIST_FOREACH_SAFE(pvo, &freequeue, pvo_vlink, next_pvo)
2483                 free_pvo_entry(pvo);
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Allocate a physical page of memory directly from the phys_avail map.
2488  * Can only be called from moea64_bootstrap before avail start and end are
2489  * calculated.
2490  */
2491 vm_offset_t
2492 moea64_bootstrap_alloc(vm_size_t size, vm_size_t align)
2493 {
2494         vm_offset_t     s, e;
2495         int             i, j;
2496
2497         size = round_page(size);
2498         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
2499                 if (align != 0)
2500                         s = roundup2(phys_avail[i], align);
2501                 else
2502                         s = phys_avail[i];
2503                 e = s + size;
2504
2505                 if (s < phys_avail[i] || e > phys_avail[i + 1])
2506                         continue;
2507
2508                 if (s + size > platform_real_maxaddr())
2509                         continue;
2510
2511                 if (s == phys_avail[i]) {
2512                         phys_avail[i] += size;
2513                 } else if (e == phys_avail[i + 1]) {
2514                         phys_avail[i + 1] -= size;
2515                 } else {
2516                         for (j = phys_avail_count * 2; j > i; j -= 2) {
2517                                 phys_avail[j] = phys_avail[j - 2];
2518                                 phys_avail[j + 1] = phys_avail[j - 1];
2519                         }
2520
2521                         phys_avail[i + 3] = phys_avail[i + 1];
2522                         phys_avail[i + 1] = s;
2523                         phys_avail[i + 2] = e;
2524                         phys_avail_count++;
2525                 }
2526
2527                 return (s);
2528         }
2529         panic("moea64_bootstrap_alloc: could not allocate memory");
2530 }
2531
2532 static int
2533 moea64_pvo_enter(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo, struct pvo_head *pvo_head,
2534     struct pvo_entry **oldpvop)
2535 {
2536         struct pvo_entry *old_pvo;
2537         int err;
2538
2539         PMAP_LOCK_ASSERT(pvo->pvo_pmap, MA_OWNED);
2540
2541         STAT_MOEA64(moea64_pvo_enter_calls++);
2542
2543         /*
2544          * Add to pmap list
2545          */
2546         old_pvo = RB_INSERT(pvo_tree, &pvo->pvo_pmap->pmap_pvo, pvo);
2547
2548         if (old_pvo != NULL) {
2549                 if (oldpvop != NULL)
2550                         *oldpvop = old_pvo;
2551                 return (EEXIST);
2552         }
2553
2554         if (pvo_head != NULL) {
2555                 LIST_INSERT_HEAD(pvo_head, pvo, pvo_vlink);
2556         }
2557
2558         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_WIRED)
2559                 pvo->pvo_pmap->pm_stats.wired_count++;
2560         pvo->pvo_pmap->pm_stats.resident_count++;
2561
2562         /*
2563          * Insert it into the hardware page table
2564          */
2565         err = MOEA64_PTE_INSERT(mmu, pvo);
2566         if (err != 0) {
2567                 panic("moea64_pvo_enter: overflow");
2568         }
2569
2570         STAT_MOEA64(moea64_pvo_entries++);
2571
2572         if (pvo->pvo_pmap == kernel_pmap)
2573                 isync();
2574
2575 #ifdef __powerpc64__
2576         /*
2577          * Make sure all our bootstrap mappings are in the SLB as soon
2578          * as virtual memory is switched on.
2579          */
2580         if (!pmap_bootstrapped)
2581                 moea64_bootstrap_slb_prefault(PVO_VADDR(pvo),
2582                     pvo->pvo_vaddr & PVO_LARGE);
2583 #endif
2584
2585         return (0);
2586 }
2587
2588 static void
2589 moea64_pvo_remove_from_pmap(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo)
2590 {
2591         struct  vm_page *pg;
2592         int32_t refchg;
2593
2594         KASSERT(pvo->pvo_pmap != NULL, ("Trying to remove PVO with no pmap"));
2595         PMAP_LOCK_ASSERT(pvo->pvo_pmap, MA_OWNED);
2596         KASSERT(!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD), ("Trying to remove dead PVO"));
2597
2598         /*
2599          * If there is an active pte entry, we need to deactivate it
2600          */
2601         refchg = MOEA64_PTE_UNSET(mmu, pvo);
2602         if (refchg < 0) {
2603                 /*
2604                  * If it was evicted from the page table, be pessimistic and
2605                  * dirty the page.
2606                  */
2607                 if (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)
2608                         refchg = LPTE_CHG;
2609                 else
2610                         refchg = 0;
2611         }
2612
2613         /*
2614          * Update our statistics.
2615          */
2616         pvo->pvo_pmap->pm_stats.resident_count--;
2617         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_WIRED)
2618                 pvo->pvo_pmap->pm_stats.wired_count--;
2619
2620         /*
2621          * Remove this PVO from the pmap list.
2622          */
2623         RB_REMOVE(pvo_tree, &pvo->pvo_pmap->pmap_pvo, pvo);
2624
2625         /*
2626          * Mark this for the next sweep
2627          */
2628         pvo->pvo_vaddr |= PVO_DEAD;
2629
2630         /* Send RC bits to VM */
2631         if ((pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED) &&
2632             (pvo->pvo_pte.prot & VM_PROT_WRITE)) {
2633                 pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2634                 if (pg != NULL) {
2635                         refchg |= atomic_readandclear_32(&pg->md.mdpg_attrs);
2636                         if (refchg & LPTE_CHG)
2637                                 vm_page_dirty(pg);
2638                         if (refchg & LPTE_REF)
2639                                 vm_page_aflag_set(pg, PGA_REFERENCED);
2640                 }
2641         }
2642 }
2643
2644 static inline void
2645 moea64_pvo_remove_from_page_locked(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo,
2646     vm_page_t m)
2647 {
2648
2649         KASSERT(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD, ("Trying to delink live page"));
2650
2651         /* Use NULL pmaps as a sentinel for races in page deletion */
2652         if (pvo->pvo_pmap == NULL)
2653                 return;
2654         pvo->pvo_pmap = NULL;
2655
2656         /*
2657          * Update vm about page writeability/executability if managed
2658          */
2659         PV_LOCKASSERT(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2660         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED) {
2661                 if (m != NULL) {
2662                         LIST_REMOVE(pvo, pvo_vlink);
2663                         if (LIST_EMPTY(vm_page_to_pvoh(m)))
2664                                 vm_page_aflag_clear(m,
2665                                     PGA_WRITEABLE | PGA_EXECUTABLE);
2666                 }
2667         }
2668
2669         STAT_MOEA64(moea64_pvo_entries--);
2670         STAT_MOEA64(moea64_pvo_remove_calls++);
2671 }
2672
2673 static void
2674 moea64_pvo_remove_from_page(mmu_t mmu, struct pvo_entry *pvo)
2675 {
2676         vm_page_t pg = NULL;
2677
2678         if (pvo->pvo_vaddr & PVO_MANAGED)
2679                 pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2680
2681         PV_LOCK(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2682         moea64_pvo_remove_from_page_locked(mmu, pvo, pg);
2683         PV_UNLOCK(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN);
2684 }
2685
2686 static struct pvo_entry *
2687 moea64_pvo_find_va(pmap_t pm, vm_offset_t va)
2688 {
2689         struct pvo_entry key;
2690
2691         PMAP_LOCK_ASSERT(pm, MA_OWNED);
2692
2693         key.pvo_vaddr = va & ~ADDR_POFF;
2694         return (RB_FIND(pvo_tree, &pm->pmap_pvo, &key));
2695 }
2696
2697 static boolean_t
2698 moea64_query_bit(mmu_t mmu, vm_page_t m, uint64_t ptebit)
2699 {
2700         struct  pvo_entry *pvo;
2701         int64_t ret;
2702         boolean_t rv;
2703
2704         /*
2705          * See if this bit is stored in the page already.
2706          */
2707         if (m->md.mdpg_attrs & ptebit)
2708                 return (TRUE);
2709
2710         /*
2711          * Examine each PTE.  Sync so that any pending REF/CHG bits are
2712          * flushed to the PTEs.
2713          */
2714         rv = FALSE;
2715         powerpc_sync();
2716         PV_PAGE_LOCK(m);
2717         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink) {
2718                 ret = 0;
2719
2720                 /*
2721                  * See if this pvo has a valid PTE.  if so, fetch the
2722                  * REF/CHG bits from the valid PTE.  If the appropriate
2723                  * ptebit is set, return success.
2724                  */
2725                 PMAP_LOCK(pvo->pvo_pmap);
2726                 if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD))
2727                         ret = MOEA64_PTE_SYNCH(mmu, pvo);
2728                 PMAP_UNLOCK(pvo->pvo_pmap);
2729
2730                 if (ret > 0) {
2731                         atomic_set_32(&m->md.mdpg_attrs,
2732                             ret & (LPTE_CHG | LPTE_REF));
2733                         if (ret & ptebit) {
2734                                 rv = TRUE;
2735                                 break;
2736                         }
2737                 }
2738         }
2739         PV_PAGE_UNLOCK(m);
2740
2741         return (rv);
2742 }
2743
2744 static u_int
2745 moea64_clear_bit(mmu_t mmu, vm_page_t m, u_int64_t ptebit)
2746 {
2747         u_int   count;
2748         struct  pvo_entry *pvo;
2749         int64_t ret;
2750
2751         /*
2752          * Sync so that any pending REF/CHG bits are flushed to the PTEs (so
2753          * we can reset the right ones).
2754          */
2755         powerpc_sync();
2756
2757         /*
2758          * For each pvo entry, clear the pte's ptebit.
2759          */
2760         count = 0;
2761         PV_PAGE_LOCK(m);
2762         LIST_FOREACH(pvo, vm_page_to_pvoh(m), pvo_vlink) {
2763                 ret = 0;
2764
2765                 PMAP_LOCK(pvo->pvo_pmap);
2766                 if (!(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD))
2767                         ret = MOEA64_PTE_CLEAR(mmu, pvo, ptebit);
2768                 PMAP_UNLOCK(pvo->pvo_pmap);
2769
2770                 if (ret > 0 && (ret & ptebit))
2771                         count++;
2772         }
2773         atomic_clear_32(&m->md.mdpg_attrs, ptebit);
2774         PV_PAGE_UNLOCK(m);
2775
2776         return (count);
2777 }
2778
2779 boolean_t
2780 moea64_dev_direct_mapped(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2781 {
2782         struct pvo_entry *pvo, key;
2783         vm_offset_t ppa;
2784         int error = 0;
2785
2786         if (hw_direct_map && mem_valid(pa, size) == 0)
2787                 return (0);
2788
2789         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
2790         ppa = pa & ~ADDR_POFF;
2791         key.pvo_vaddr = DMAP_BASE_ADDRESS + ppa;
2792         for (pvo = RB_FIND(pvo_tree, &kernel_pmap->pmap_pvo, &key);
2793             ppa < pa + size; ppa += PAGE_SIZE,
2794             pvo = RB_NEXT(pvo_tree, &kernel_pmap->pmap_pvo, pvo)) {
2795                 if (pvo == NULL || (pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN) != ppa) {
2796                         error = EFAULT;
2797                         break;
2798                 }
2799         }
2800         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
2801
2802         return (error);
2803 }
2804
2805 /*
2806  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
2807  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
2808  * routine is intended to be used for mapping device memory,
2809  * NOT real memory.
2810  */
2811 void *
2812 moea64_mapdev_attr(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size, vm_memattr_t ma)
2813 {
2814         vm_offset_t va, tmpva, ppa, offset;
2815
2816         ppa = trunc_page(pa);
2817         offset = pa & PAGE_MASK;
2818         size = roundup2(offset + size, PAGE_SIZE);
2819
2820         va = kva_alloc(size);
2821
2822         if (!va)
2823                 panic("moea64_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
2824
2825         for (tmpva = va; size > 0;) {
2826                 moea64_kenter_attr(mmu, tmpva, ppa, ma);
2827                 size -= PAGE_SIZE;
2828                 tmpva += PAGE_SIZE;
2829                 ppa += PAGE_SIZE;
2830         }
2831
2832         return ((void *)(va + offset));
2833 }
2834
2835 void *
2836 moea64_mapdev(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2837 {
2838
2839         return moea64_mapdev_attr(mmu, pa, size, VM_MEMATTR_DEFAULT);
2840 }
2841
2842 void
2843 moea64_unmapdev(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_size_t size)
2844 {
2845         vm_offset_t base, offset;
2846
2847         base = trunc_page(va);
2848         offset = va & PAGE_MASK;
2849         size = roundup2(offset + size, PAGE_SIZE);
2850
2851         kva_free(base, size);
2852 }
2853
2854 void
2855 moea64_sync_icache(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
2856 {
2857         struct pvo_entry *pvo;
2858         vm_offset_t lim;
2859         vm_paddr_t pa;
2860         vm_size_t len;
2861
2862         if (__predict_false(pm == NULL))
2863                 pm = &curthread->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
2864
2865         PMAP_LOCK(pm);
2866         while (sz > 0) {
2867                 lim = round_page(va+1);
2868                 len = MIN(lim - va, sz);
2869                 pvo = moea64_pvo_find_va(pm, va & ~ADDR_POFF);
2870                 if (pvo != NULL && !(pvo->pvo_pte.pa & LPTE_I)) {
2871                         pa = (pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN) | (va & ADDR_POFF);
2872                         moea64_syncicache(mmu, pm, va, pa, len);
2873                 }
2874                 va += len;
2875                 sz -= len;
2876         }
2877         PMAP_UNLOCK(pm);
2878 }
2879
2880 void
2881 moea64_dumpsys_map(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, size_t sz, void **va)
2882 {
2883
2884         *va = (void *)(uintptr_t)pa;
2885 }
2886
2887 extern struct dump_pa dump_map[PHYS_AVAIL_SZ + 1];
2888
2889 void
2890 moea64_scan_init(mmu_t mmu)
2891 {
2892         struct pvo_entry *pvo;
2893         vm_offset_t va;
2894         int i;
2895
2896         if (!do_minidump) {
2897                 /* Initialize phys. segments for dumpsys(). */
2898                 memset(&dump_map, 0, sizeof(dump_map));
2899                 mem_regions(&pregions, &pregions_sz, &regions, &regions_sz);
2900                 for (i = 0; i < pregions_sz; i++) {
2901                         dump_map[i].pa_start = pregions[i].mr_start;
2902                         dump_map[i].pa_size = pregions[i].mr_size;
2903                 }
2904                 return;
2905         }
2906
2907         /* Virtual segments for minidumps: */
2908         memset(&dump_map, 0, sizeof(dump_map));
2909
2910         /* 1st: kernel .data and .bss. */
2911         dump_map[0].pa_start = trunc_page((uintptr_t)_etext);
2912         dump_map[0].pa_size = round_page((uintptr_t)_end) -
2913             dump_map[0].pa_start;
2914
2915         /* 2nd: msgbuf and tables (see pmap_bootstrap()). */
2916         dump_map[1].pa_start = (vm_paddr_t)(uintptr_t)msgbufp->msg_ptr;
2917         dump_map[1].pa_size = round_page(msgbufp->msg_size);
2918
2919         /* 3rd: kernel VM. */
2920         va = dump_map[1].pa_start + dump_map[1].pa_size;
2921         /* Find start of next chunk (from va). */
2922         while (va < virtual_end) {
2923                 /* Don't dump the buffer cache. */
2924                 if (va >= kmi.buffer_sva && va < kmi.buffer_eva) {
2925                         va = kmi.buffer_eva;
2926                         continue;
2927                 }
2928                 pvo = moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, va & ~ADDR_POFF);
2929                 if (pvo != NULL && !(pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD))
2930                         break;
2931                 va += PAGE_SIZE;
2932         }
2933         if (va < virtual_end) {
2934                 dump_map[2].pa_start = va;
2935                 va += PAGE_SIZE;
2936                 /* Find last page in chunk. */
2937                 while (va < virtual_end) {
2938                         /* Don't run into the buffer cache. */
2939                         if (va == kmi.buffer_sva)
2940                                 break;
2941                         pvo = moea64_pvo_find_va(kernel_pmap, va & ~ADDR_POFF);
2942                         if (pvo == NULL || (pvo->pvo_vaddr & PVO_DEAD))
2943                                 break;
2944                         va += PAGE_SIZE;
2945                 }
2946                 dump_map[2].pa_size = va - dump_map[2].pa_start;
2947         }
2948 }
2949
2950 #ifdef __powerpc64__
2951
2952 static size_t
2953 moea64_scan_pmap(mmu_t mmu)
2954 {
2955         struct pvo_entry *pvo;
2956         vm_paddr_t pa, pa_end;
2957         vm_offset_t va, pgva, kstart, kend, kstart_lp, kend_lp;
2958         uint64_t lpsize;
2959
2960         lpsize = moea64_large_page_size;
2961         kstart = trunc_page((vm_offset_t)_etext);
2962         kend = round_page((vm_offset_t)_end);
2963         kstart_lp = kstart & ~moea64_large_page_mask;
2964         kend_lp = (kend + moea64_large_page_mask) & ~moea64_large_page_mask;
2965
2966         CTR4(KTR_PMAP, "moea64_scan_pmap: kstart=0x%016lx, kend=0x%016lx, "
2967             "kstart_lp=0x%016lx, kend_lp=0x%016lx",
2968             kstart, kend, kstart_lp, kend_lp);
2969
2970         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
2971         RB_FOREACH(pvo, pvo_tree, &kernel_pmap->pmap_pvo) {
2972                 va = pvo->pvo_vaddr;
2973
2974                 if (va & PVO_DEAD)
2975                         continue;
2976
2977                 /* Skip DMAP (except kernel area) */
2978                 if (va >= DMAP_BASE_ADDRESS && va <= DMAP_MAX_ADDRESS) {
2979                         if (va & PVO_LARGE) {
2980                                 pgva = va & ~moea64_large_page_mask;
2981                                 if (pgva < kstart_lp || pgva >= kend_lp)
2982                                         continue;
2983                         } else {
2984                                 pgva = trunc_page(va);
2985                                 if (pgva < kstart || pgva >= kend)
2986                                         continue;
2987                         }
2988                 }
2989
2990                 pa = pvo->pvo_pte.pa & LPTE_RPGN;
2991
2992                 if (va & PVO_LARGE) {
2993                         pa_end = pa + lpsize;
2994                         for (; pa < pa_end; pa += PAGE_SIZE) {
2995                                 if (is_dumpable(pa))
2996                                         dump_add_page(pa);
2997                         }
2998                 } else {
2999                         if (is_dumpable(pa))
3000                                 dump_add_page(pa);
3001                 }
3002         }
3003         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
3004
3005         return (sizeof(struct lpte) * moea64_pteg_count * 8);
3006 }
3007
3008 static struct dump_context dump_ctx;
3009
3010 static void *
3011 moea64_dump_pmap_init(mmu_t mmu, unsigned blkpgs)
3012 {
3013         dump_ctx.ptex = 0;
3014         dump_ctx.ptex_end = moea64_pteg_count * 8;
3015         dump_ctx.blksz = blkpgs * PAGE_SIZE;
3016         return (&dump_ctx);
3017 }
3018
3019 #else
3020
3021 static size_t
3022 moea64_scan_pmap(mmu_t mmu)
3023 {
3024         return (0);
3025 }
3026
3027 static void *
3028 moea64_dump_pmap_init(mmu_t mmu, unsigned blkpgs)
3029 {
3030         return (NULL);
3031 }
3032
3033 #endif
3034
3035 #ifdef __powerpc64__
3036 static void
3037 moea64_map_range(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_size_t npages)
3038 {
3039
3040         for (; npages > 0; --npages) {
3041                 if (moea64_large_page_size != 0 &&
3042                     (pa & moea64_large_page_mask) == 0 &&
3043                     (va & moea64_large_page_mask) == 0 &&
3044                     npages >= (moea64_large_page_size >> PAGE_SHIFT)) {
3045                         PMAP_LOCK(kernel_pmap);
3046                         moea64_kenter_large(mmu, va, pa, 0, 0);
3047                         PMAP_UNLOCK(kernel_pmap);
3048                         pa += moea64_large_page_size;
3049                         va += moea64_large_page_size;
3050                         npages -= (moea64_large_page_size >> PAGE_SHIFT) - 1;
3051                 } else {
3052                         moea64_kenter(mmu, va, pa);
3053                         pa += PAGE_SIZE;
3054                         va += PAGE_SIZE;
3055                 }
3056         }
3057 }
3058
3059 static void
3060 moea64_page_array_startup(mmu_t mmu, long pages)
3061 {
3062         long dom_pages[MAXMEMDOM];
3063         vm_paddr_t pa;
3064         vm_offset_t va, vm_page_base;
3065         vm_size_t needed, size;
3066         long page;
3067         int domain;
3068         int i;
3069
3070         vm_page_base = 0xd000000000000000ULL;
3071
3072         /* Short-circuit single-domain systems. */
3073         if (vm_ndomains == 1) {
3074                 size = round_page(pages * sizeof(struct vm_page));
3075                 pa = vm_phys_early_alloc(0, size);
3076                 vm_page_base = moea64_map(mmu, &vm_page_base,
3077                     pa, pa + size, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
3078                 vm_page_array_size = pages;
3079                 vm_page_array = (vm_page_t)vm_page_base;
3080                 return;
3081         }
3082
3083         page = 0;
3084         for (i = 0; i < MAXMEMDOM; i++)
3085                 dom_pages[i] = 0;
3086
3087         /* Now get the number of pages required per domain. */
3088         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++) {
3089                 domain = vm_phys_segs[i].domain;
3090                 KASSERT(domain < MAXMEMDOM,
3091                     ("Invalid vm_phys_segs NUMA domain %d!\n", domain));
3092                 /* Get size of vm_page_array needed for this segment. */
3093                 size = btoc(vm_phys_segs[i].end - vm_phys_segs[i].start);
3094                 dom_pages[domain] += size;
3095         }
3096
3097         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i+= 2) {
3098                 domain = _vm_phys_domain(phys_avail[i]);
3099                 KASSERT(domain < MAXMEMDOM,
3100                     ("Invalid phys_avail NUMA domain %d!\n", domain));
3101                 size = btoc(phys_avail[i + 1] - phys_avail[i]);
3102                 dom_pages[domain] += size;
3103         }
3104
3105         /*
3106          * Map in chunks that can get us all 16MB pages.  There will be some
3107          * overlap between domains, but that's acceptable for now.
3108          */
3109         vm_page_array_size = 0;
3110         va = vm_page_base;
3111         for (i = 0; i < MAXMEMDOM && vm_page_array_size < pages; i++) {
3112                 if (dom_pages[i] == 0)
3113                         continue;
3114                 size = ulmin(pages - vm_page_array_size, dom_pages[i]);
3115                 size = round_page(size * sizeof(struct vm_page));
3116                 needed = size;
3117                 size = roundup2(size, moea64_large_page_size);
3118                 pa = vm_phys_early_alloc(i, size);
3119                 vm_page_array_size += size / sizeof(struct vm_page);
3120                 moea64_map_range(mmu, va, pa, size >> PAGE_SHIFT);
3121                 /* Scoot up domain 0, to reduce the domain page overlap. */
3122                 if (i == 0)
3123                         vm_page_base += size - needed;
3124                 va += size;
3125         }
3126         vm_page_array = (vm_page_t)vm_page_base;
3127         vm_page_array_size = pages;
3128 }
3129 #endif