]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/powerpc/booke/pmap.c
Merge bmake-20120831 from vendor/NetBSD/bmake/dist.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / powerpc / booke / pmap.c
1 /*-
2  * Copyright (C) 2007-2009 Semihalf, Rafal Jaworowski <raj@semihalf.com>
3  * Copyright (C) 2006 Semihalf, Marian Balakowicz <m8@semihalf.com>
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN
18  * NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
19  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED
20  * TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
21  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
22  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
23  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
24  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
25  *
26  * Some hw specific parts of this pmap were derived or influenced
27  * by NetBSD's ibm4xx pmap module. More generic code is shared with
28  * a few other pmap modules from the FreeBSD tree.
29  */
30
31  /*
32   * VM layout notes:
33   *
34   * Kernel and user threads run within one common virtual address space
35   * defined by AS=0.
36   *
37   * Virtual address space layout:
38   * -----------------------------
39   * 0x0000_0000 - 0xafff_ffff   : user process
40   * 0xb000_0000 - 0xbfff_ffff   : pmap_mapdev()-ed area (PCI/PCIE etc.)
41   * 0xc000_0000 - 0xc0ff_ffff   : kernel reserved
42   *   0xc000_0000 - data_end    : kernel code+data, env, metadata etc.
43   * 0xc100_0000 - 0xfeef_ffff   : KVA
44   *   0xc100_0000 - 0xc100_3fff : reserved for page zero/copy
45   *   0xc100_4000 - 0xc200_3fff : reserved for ptbl bufs
46   *   0xc200_4000 - 0xc200_8fff : guard page + kstack0
47   *   0xc200_9000 - 0xfeef_ffff : actual free KVA space
48   * 0xfef0_0000 - 0xffff_ffff   : I/O devices region
49   */
50
51 #include <sys/cdefs.h>
52 __FBSDID("$FreeBSD$");
53
54 #include <sys/types.h>
55 #include <sys/param.h>
56 #include <sys/malloc.h>
57 #include <sys/ktr.h>
58 #include <sys/proc.h>
59 #include <sys/user.h>
60 #include <sys/queue.h>
61 #include <sys/systm.h>
62 #include <sys/kernel.h>
63 #include <sys/linker.h>
64 #include <sys/msgbuf.h>
65 #include <sys/lock.h>
66 #include <sys/mutex.h>
67 #include <sys/sched.h>
68 #include <sys/smp.h>
69 #include <sys/vmmeter.h>
70
71 #include <vm/vm.h>
72 #include <vm/vm_page.h>
73 #include <vm/vm_kern.h>
74 #include <vm/vm_pageout.h>
75 #include <vm/vm_extern.h>
76 #include <vm/vm_object.h>
77 #include <vm/vm_param.h>
78 #include <vm/vm_map.h>
79 #include <vm/vm_pager.h>
80 #include <vm/uma.h>
81
82 #include <machine/cpu.h>
83 #include <machine/pcb.h>
84 #include <machine/platform.h>
85
86 #include <machine/tlb.h>
87 #include <machine/spr.h>
88 #include <machine/vmparam.h>
89 #include <machine/md_var.h>
90 #include <machine/mmuvar.h>
91 #include <machine/pmap.h>
92 #include <machine/pte.h>
93
94 #include "mmu_if.h"
95
96 #ifdef  DEBUG
97 #define debugf(fmt, args...) printf(fmt, ##args)
98 #else
99 #define debugf(fmt, args...)
100 #endif
101
102 #define TODO                    panic("%s: not implemented", __func__);
103
104 extern struct mtx sched_lock;
105
106 extern int dumpsys_minidump;
107
108 extern unsigned char _etext[];
109 extern unsigned char _end[];
110
111 extern uint32_t *bootinfo;
112
113 #ifdef SMP
114 extern uint32_t bp_kernload;
115 #endif
116
117 vm_paddr_t kernload;
118 vm_offset_t kernstart;
119 vm_size_t kernsize;
120
121 /* Message buffer and tables. */
122 static vm_offset_t data_start;
123 static vm_size_t data_end;
124
125 /* Phys/avail memory regions. */
126 static struct mem_region *availmem_regions;
127 static int availmem_regions_sz;
128 static struct mem_region *physmem_regions;
129 static int physmem_regions_sz;
130
131 /* Reserved KVA space and mutex for mmu_booke_zero_page. */
132 static vm_offset_t zero_page_va;
133 static struct mtx zero_page_mutex;
134
135 static struct mtx tlbivax_mutex;
136
137 /*
138  * Reserved KVA space for mmu_booke_zero_page_idle. This is used
139  * by idle thred only, no lock required.
140  */
141 static vm_offset_t zero_page_idle_va;
142
143 /* Reserved KVA space and mutex for mmu_booke_copy_page. */
144 static vm_offset_t copy_page_src_va;
145 static vm_offset_t copy_page_dst_va;
146 static struct mtx copy_page_mutex;
147
148 /**************************************************************************/
149 /* PMAP */
150 /**************************************************************************/
151
152 static void mmu_booke_enter_locked(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
153     vm_prot_t, boolean_t);
154
155 unsigned int kptbl_min;         /* Index of the first kernel ptbl. */
156 unsigned int kernel_ptbls;      /* Number of KVA ptbls. */
157
158 /*
159  * If user pmap is processed with mmu_booke_remove and the resident count
160  * drops to 0, there are no more pages to remove, so we need not continue.
161  */
162 #define PMAP_REMOVE_DONE(pmap) \
163         ((pmap) != kernel_pmap && (pmap)->pm_stats.resident_count == 0)
164
165 extern void tid_flush(tlbtid_t);
166
167 /**************************************************************************/
168 /* TLB and TID handling */
169 /**************************************************************************/
170
171 /* Translation ID busy table */
172 static volatile pmap_t tidbusy[MAXCPU][TID_MAX + 1];
173
174 /*
175  * TLB0 capabilities (entry, way numbers etc.). These can vary between e500
176  * core revisions and should be read from h/w registers during early config.
177  */
178 uint32_t tlb0_entries;
179 uint32_t tlb0_ways;
180 uint32_t tlb0_entries_per_way;
181
182 #define TLB0_ENTRIES            (tlb0_entries)
183 #define TLB0_WAYS               (tlb0_ways)
184 #define TLB0_ENTRIES_PER_WAY    (tlb0_entries_per_way)
185
186 #define TLB1_ENTRIES 16
187
188 /* In-ram copy of the TLB1 */
189 static tlb_entry_t tlb1[TLB1_ENTRIES];
190
191 /* Next free entry in the TLB1 */
192 static unsigned int tlb1_idx;
193
194 static tlbtid_t tid_alloc(struct pmap *);
195
196 static void tlb_print_entry(int, uint32_t, uint32_t, uint32_t, uint32_t);
197
198 static int tlb1_set_entry(vm_offset_t, vm_offset_t, vm_size_t, uint32_t);
199 static void tlb1_write_entry(unsigned int);
200 static int tlb1_iomapped(int, vm_paddr_t, vm_size_t, vm_offset_t *);
201 static vm_size_t tlb1_mapin_region(vm_offset_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
202
203 static vm_size_t tsize2size(unsigned int);
204 static unsigned int size2tsize(vm_size_t);
205 static unsigned int ilog2(unsigned int);
206
207 static void set_mas4_defaults(void);
208
209 static inline void tlb0_flush_entry(vm_offset_t);
210 static inline unsigned int tlb0_tableidx(vm_offset_t, unsigned int);
211
212 /**************************************************************************/
213 /* Page table management */
214 /**************************************************************************/
215
216 /* Data for the pv entry allocation mechanism */
217 static uma_zone_t pvzone;
218 static struct vm_object pvzone_obj;
219 static int pv_entry_count = 0, pv_entry_max = 0, pv_entry_high_water = 0;
220
221 #define PV_ENTRY_ZONE_MIN       2048    /* min pv entries in uma zone */
222
223 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
224 #define PMAP_SHPGPERPROC        200
225 #endif
226
227 static void ptbl_init(void);
228 static struct ptbl_buf *ptbl_buf_alloc(void);
229 static void ptbl_buf_free(struct ptbl_buf *);
230 static void ptbl_free_pmap_ptbl(pmap_t, pte_t *);
231
232 static pte_t *ptbl_alloc(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
233 static void ptbl_free(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
234 static void ptbl_hold(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
235 static int ptbl_unhold(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
236
237 static vm_paddr_t pte_vatopa(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
238 static pte_t *pte_find(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
239 static void pte_enter(mmu_t, pmap_t, vm_page_t, vm_offset_t, uint32_t);
240 static int pte_remove(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, uint8_t);
241
242 static pv_entry_t pv_alloc(void);
243 static void pv_free(pv_entry_t);
244 static void pv_insert(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t);
245 static void pv_remove(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t);
246
247 /* Number of kva ptbl buffers, each covering one ptbl (PTBL_PAGES). */
248 #define PTBL_BUFS               (128 * 16)
249
250 struct ptbl_buf {
251         TAILQ_ENTRY(ptbl_buf) link;     /* list link */
252         vm_offset_t kva;                /* va of mapping */
253 };
254
255 /* ptbl free list and a lock used for access synchronization. */
256 static TAILQ_HEAD(, ptbl_buf) ptbl_buf_freelist;
257 static struct mtx ptbl_buf_freelist_lock;
258
259 /* Base address of kva space allocated fot ptbl bufs. */
260 static vm_offset_t ptbl_buf_pool_vabase;
261
262 /* Pointer to ptbl_buf structures. */
263 static struct ptbl_buf *ptbl_bufs;
264
265 void pmap_bootstrap_ap(volatile uint32_t *);
266
267 /*
268  * Kernel MMU interface
269  */
270 static void             mmu_booke_change_wiring(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, boolean_t);
271 static void             mmu_booke_clear_modify(mmu_t, vm_page_t);
272 static void             mmu_booke_clear_reference(mmu_t, vm_page_t);
273 static void             mmu_booke_copy(mmu_t, pmap_t, pmap_t, vm_offset_t,
274     vm_size_t, vm_offset_t);
275 static void             mmu_booke_copy_page(mmu_t, vm_page_t, vm_page_t);
276 static void             mmu_booke_enter(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
277     vm_prot_t, boolean_t);
278 static void             mmu_booke_enter_object(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t,
279     vm_page_t, vm_prot_t);
280 static void             mmu_booke_enter_quick(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
281     vm_prot_t);
282 static vm_paddr_t       mmu_booke_extract(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
283 static vm_page_t        mmu_booke_extract_and_hold(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
284     vm_prot_t);
285 static void             mmu_booke_init(mmu_t);
286 static boolean_t        mmu_booke_is_modified(mmu_t, vm_page_t);
287 static boolean_t        mmu_booke_is_prefaultable(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
288 static boolean_t        mmu_booke_is_referenced(mmu_t, vm_page_t);
289 static int              mmu_booke_ts_referenced(mmu_t, vm_page_t);
290 static vm_offset_t      mmu_booke_map(mmu_t, vm_offset_t *, vm_paddr_t, vm_paddr_t,
291     int);
292 static int              mmu_booke_mincore(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
293     vm_paddr_t *);
294 static void             mmu_booke_object_init_pt(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
295     vm_object_t, vm_pindex_t, vm_size_t);
296 static boolean_t        mmu_booke_page_exists_quick(mmu_t, pmap_t, vm_page_t);
297 static void             mmu_booke_page_init(mmu_t, vm_page_t);
298 static int              mmu_booke_page_wired_mappings(mmu_t, vm_page_t);
299 static void             mmu_booke_pinit(mmu_t, pmap_t);
300 static void             mmu_booke_pinit0(mmu_t, pmap_t);
301 static void             mmu_booke_protect(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t,
302     vm_prot_t);
303 static void             mmu_booke_qenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_page_t *, int);
304 static void             mmu_booke_qremove(mmu_t, vm_offset_t, int);
305 static void             mmu_booke_release(mmu_t, pmap_t);
306 static void             mmu_booke_remove(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
307 static void             mmu_booke_remove_all(mmu_t, vm_page_t);
308 static void             mmu_booke_remove_write(mmu_t, vm_page_t);
309 static void             mmu_booke_zero_page(mmu_t, vm_page_t);
310 static void             mmu_booke_zero_page_area(mmu_t, vm_page_t, int, int);
311 static void             mmu_booke_zero_page_idle(mmu_t, vm_page_t);
312 static void             mmu_booke_activate(mmu_t, struct thread *);
313 static void             mmu_booke_deactivate(mmu_t, struct thread *);
314 static void             mmu_booke_bootstrap(mmu_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
315 static void             *mmu_booke_mapdev(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
316 static void             mmu_booke_unmapdev(mmu_t, vm_offset_t, vm_size_t);
317 static vm_paddr_t       mmu_booke_kextract(mmu_t, vm_offset_t);
318 static void             mmu_booke_kenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_paddr_t);
319 static void             mmu_booke_kremove(mmu_t, vm_offset_t);
320 static boolean_t        mmu_booke_dev_direct_mapped(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
321 static void             mmu_booke_sync_icache(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
322     vm_size_t);
323 static vm_offset_t      mmu_booke_dumpsys_map(mmu_t, struct pmap_md *,
324     vm_size_t, vm_size_t *);
325 static void             mmu_booke_dumpsys_unmap(mmu_t, struct pmap_md *,
326     vm_size_t, vm_offset_t);
327 static struct pmap_md   *mmu_booke_scan_md(mmu_t, struct pmap_md *);
328
329 static mmu_method_t mmu_booke_methods[] = {
330         /* pmap dispatcher interface */
331         MMUMETHOD(mmu_change_wiring,    mmu_booke_change_wiring),
332         MMUMETHOD(mmu_clear_modify,     mmu_booke_clear_modify),
333         MMUMETHOD(mmu_clear_reference,  mmu_booke_clear_reference),
334         MMUMETHOD(mmu_copy,             mmu_booke_copy),
335         MMUMETHOD(mmu_copy_page,        mmu_booke_copy_page),
336         MMUMETHOD(mmu_enter,            mmu_booke_enter),
337         MMUMETHOD(mmu_enter_object,     mmu_booke_enter_object),
338         MMUMETHOD(mmu_enter_quick,      mmu_booke_enter_quick),
339         MMUMETHOD(mmu_extract,          mmu_booke_extract),
340         MMUMETHOD(mmu_extract_and_hold, mmu_booke_extract_and_hold),
341         MMUMETHOD(mmu_init,             mmu_booke_init),
342         MMUMETHOD(mmu_is_modified,      mmu_booke_is_modified),
343         MMUMETHOD(mmu_is_prefaultable,  mmu_booke_is_prefaultable),
344         MMUMETHOD(mmu_is_referenced,    mmu_booke_is_referenced),
345         MMUMETHOD(mmu_ts_referenced,    mmu_booke_ts_referenced),
346         MMUMETHOD(mmu_map,              mmu_booke_map),
347         MMUMETHOD(mmu_mincore,          mmu_booke_mincore),
348         MMUMETHOD(mmu_object_init_pt,   mmu_booke_object_init_pt),
349         MMUMETHOD(mmu_page_exists_quick,mmu_booke_page_exists_quick),
350         MMUMETHOD(mmu_page_init,        mmu_booke_page_init),
351         MMUMETHOD(mmu_page_wired_mappings, mmu_booke_page_wired_mappings),
352         MMUMETHOD(mmu_pinit,            mmu_booke_pinit),
353         MMUMETHOD(mmu_pinit0,           mmu_booke_pinit0),
354         MMUMETHOD(mmu_protect,          mmu_booke_protect),
355         MMUMETHOD(mmu_qenter,           mmu_booke_qenter),
356         MMUMETHOD(mmu_qremove,          mmu_booke_qremove),
357         MMUMETHOD(mmu_release,          mmu_booke_release),
358         MMUMETHOD(mmu_remove,           mmu_booke_remove),
359         MMUMETHOD(mmu_remove_all,       mmu_booke_remove_all),
360         MMUMETHOD(mmu_remove_write,     mmu_booke_remove_write),
361         MMUMETHOD(mmu_sync_icache,      mmu_booke_sync_icache),
362         MMUMETHOD(mmu_zero_page,        mmu_booke_zero_page),
363         MMUMETHOD(mmu_zero_page_area,   mmu_booke_zero_page_area),
364         MMUMETHOD(mmu_zero_page_idle,   mmu_booke_zero_page_idle),
365         MMUMETHOD(mmu_activate,         mmu_booke_activate),
366         MMUMETHOD(mmu_deactivate,       mmu_booke_deactivate),
367
368         /* Internal interfaces */
369         MMUMETHOD(mmu_bootstrap,        mmu_booke_bootstrap),
370         MMUMETHOD(mmu_dev_direct_mapped,mmu_booke_dev_direct_mapped),
371         MMUMETHOD(mmu_mapdev,           mmu_booke_mapdev),
372         MMUMETHOD(mmu_kenter,           mmu_booke_kenter),
373         MMUMETHOD(mmu_kextract,         mmu_booke_kextract),
374 /*      MMUMETHOD(mmu_kremove,          mmu_booke_kremove),     */
375         MMUMETHOD(mmu_unmapdev,         mmu_booke_unmapdev),
376
377         /* dumpsys() support */
378         MMUMETHOD(mmu_dumpsys_map,      mmu_booke_dumpsys_map),
379         MMUMETHOD(mmu_dumpsys_unmap,    mmu_booke_dumpsys_unmap),
380         MMUMETHOD(mmu_scan_md,          mmu_booke_scan_md),
381
382         { 0, 0 }
383 };
384
385 MMU_DEF(booke_mmu, MMU_TYPE_BOOKE, mmu_booke_methods, 0);
386
387 static inline void
388 tlb_miss_lock(void)
389 {
390 #ifdef SMP
391         struct pcpu *pc;
392
393         if (!smp_started)
394                 return;
395
396         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
397                 if (pc != pcpup) {
398
399                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: tlb miss LOCK of CPU=%d, "
400                             "tlb_lock=%p", __func__, pc->pc_cpuid, pc->pc_booke_tlb_lock);
401
402                         KASSERT((pc->pc_cpuid != PCPU_GET(cpuid)),
403                             ("tlb_miss_lock: tried to lock self"));
404
405                         tlb_lock(pc->pc_booke_tlb_lock);
406
407                         CTR1(KTR_PMAP, "%s: locked", __func__);
408                 }
409         }
410 #endif
411 }
412
413 static inline void
414 tlb_miss_unlock(void)
415 {
416 #ifdef SMP
417         struct pcpu *pc;
418
419         if (!smp_started)
420                 return;
421
422         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
423                 if (pc != pcpup) {
424                         CTR2(KTR_PMAP, "%s: tlb miss UNLOCK of CPU=%d",
425                             __func__, pc->pc_cpuid);
426
427                         tlb_unlock(pc->pc_booke_tlb_lock);
428
429                         CTR1(KTR_PMAP, "%s: unlocked", __func__);
430                 }
431         }
432 #endif
433 }
434
435 /* Return number of entries in TLB0. */
436 static __inline void
437 tlb0_get_tlbconf(void)
438 {
439         uint32_t tlb0_cfg;
440
441         tlb0_cfg = mfspr(SPR_TLB0CFG);
442         tlb0_entries = tlb0_cfg & TLBCFG_NENTRY_MASK;
443         tlb0_ways = (tlb0_cfg & TLBCFG_ASSOC_MASK) >> TLBCFG_ASSOC_SHIFT;
444         tlb0_entries_per_way = tlb0_entries / tlb0_ways;
445 }
446
447 /* Initialize pool of kva ptbl buffers. */
448 static void
449 ptbl_init(void)
450 {
451         int i;
452
453         CTR3(KTR_PMAP, "%s: s (ptbl_bufs = 0x%08x size 0x%08x)", __func__,
454             (uint32_t)ptbl_bufs, sizeof(struct ptbl_buf) * PTBL_BUFS);
455         CTR3(KTR_PMAP, "%s: s (ptbl_buf_pool_vabase = 0x%08x size = 0x%08x)",
456             __func__, ptbl_buf_pool_vabase, PTBL_BUFS * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE);
457
458         mtx_init(&ptbl_buf_freelist_lock, "ptbl bufs lock", NULL, MTX_DEF);
459         TAILQ_INIT(&ptbl_buf_freelist);
460
461         for (i = 0; i < PTBL_BUFS; i++) {
462                 ptbl_bufs[i].kva = ptbl_buf_pool_vabase + i * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE;
463                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ptbl_buf_freelist, &ptbl_bufs[i], link);
464         }
465 }
466
467 /* Get a ptbl_buf from the freelist. */
468 static struct ptbl_buf *
469 ptbl_buf_alloc(void)
470 {
471         struct ptbl_buf *buf;
472
473         mtx_lock(&ptbl_buf_freelist_lock);
474         buf = TAILQ_FIRST(&ptbl_buf_freelist);
475         if (buf != NULL)
476                 TAILQ_REMOVE(&ptbl_buf_freelist, buf, link);
477         mtx_unlock(&ptbl_buf_freelist_lock);
478
479         CTR2(KTR_PMAP, "%s: buf = %p", __func__, buf);
480
481         return (buf);
482 }
483
484 /* Return ptbl buff to free pool. */
485 static void
486 ptbl_buf_free(struct ptbl_buf *buf)
487 {
488
489         CTR2(KTR_PMAP, "%s: buf = %p", __func__, buf);
490
491         mtx_lock(&ptbl_buf_freelist_lock);
492         TAILQ_INSERT_TAIL(&ptbl_buf_freelist, buf, link);
493         mtx_unlock(&ptbl_buf_freelist_lock);
494 }
495
496 /*
497  * Search the list of allocated ptbl bufs and find on list of allocated ptbls
498  */
499 static void
500 ptbl_free_pmap_ptbl(pmap_t pmap, pte_t *ptbl)
501 {
502         struct ptbl_buf *pbuf;
503
504         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl = %p", __func__, ptbl);
505
506         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
507
508         TAILQ_FOREACH(pbuf, &pmap->pm_ptbl_list, link)
509                 if (pbuf->kva == (vm_offset_t)ptbl) {
510                         /* Remove from pmap ptbl buf list. */
511                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_ptbl_list, pbuf, link);
512
513                         /* Free corresponding ptbl buf. */
514                         ptbl_buf_free(pbuf);
515                         break;
516                 }
517 }
518
519 /* Allocate page table. */
520 static pte_t *
521 ptbl_alloc(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
522 {
523         vm_page_t mtbl[PTBL_PAGES];
524         vm_page_t m;
525         struct ptbl_buf *pbuf;
526         unsigned int pidx;
527         pte_t *ptbl;
528         int i;
529
530         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
531             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
532
533         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
534             ("ptbl_alloc: invalid pdir_idx"));
535         KASSERT((pmap->pm_pdir[pdir_idx] == NULL),
536             ("pte_alloc: valid ptbl entry exists!"));
537
538         pbuf = ptbl_buf_alloc();
539         if (pbuf == NULL)
540                 panic("pte_alloc: couldn't alloc kernel virtual memory");
541                 
542         ptbl = (pte_t *)pbuf->kva;
543
544         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl kva = %p", __func__, ptbl);
545
546         /* Allocate ptbl pages, this will sleep! */
547         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
548                 pidx = (PTBL_PAGES * pdir_idx) + i;
549                 while ((m = vm_page_alloc(NULL, pidx,
550                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
551
552                         PMAP_UNLOCK(pmap);
553                         vm_page_unlock_queues();
554                         VM_WAIT;
555                         vm_page_lock_queues();
556                         PMAP_LOCK(pmap);
557                 }
558                 mtbl[i] = m;
559         }
560
561         /* Map allocated pages into kernel_pmap. */
562         mmu_booke_qenter(mmu, (vm_offset_t)ptbl, mtbl, PTBL_PAGES);
563
564         /* Zero whole ptbl. */
565         bzero((caddr_t)ptbl, PTBL_PAGES * PAGE_SIZE);
566
567         /* Add pbuf to the pmap ptbl bufs list. */
568         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_ptbl_list, pbuf, link);
569
570         return (ptbl);
571 }
572
573 /* Free ptbl pages and invalidate pdir entry. */
574 static void
575 ptbl_free(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
576 {
577         pte_t *ptbl;
578         vm_paddr_t pa;
579         vm_offset_t va;
580         vm_page_t m;
581         int i;
582
583         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
584             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
585
586         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
587             ("ptbl_free: invalid pdir_idx"));
588
589         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
590
591         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl = %p", __func__, ptbl);
592
593         KASSERT((ptbl != NULL), ("ptbl_free: null ptbl"));
594
595         /*
596          * Invalidate the pdir entry as soon as possible, so that other CPUs
597          * don't attempt to look up the page tables we are releasing.
598          */
599         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
600         tlb_miss_lock();
601         
602         pmap->pm_pdir[pdir_idx] = NULL;
603
604         tlb_miss_unlock();
605         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
606
607         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
608                 va = ((vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
609                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap, va);
610                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
611                 vm_page_free_zero(m);
612                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
613                 mmu_booke_kremove(mmu, va);
614         }
615
616         ptbl_free_pmap_ptbl(pmap, ptbl);
617 }
618
619 /*
620  * Decrement ptbl pages hold count and attempt to free ptbl pages.
621  * Called when removing pte entry from ptbl.
622  *
623  * Return 1 if ptbl pages were freed.
624  */
625 static int
626 ptbl_unhold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
627 {
628         pte_t *ptbl;
629         vm_paddr_t pa;
630         vm_page_t m;
631         int i;
632
633         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
634             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
635
636         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
637             ("ptbl_unhold: invalid pdir_idx"));
638         KASSERT((pmap != kernel_pmap),
639             ("ptbl_unhold: unholding kernel ptbl!"));
640
641         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
642
643         //debugf("ptbl_unhold: ptbl = 0x%08x\n", (u_int32_t)ptbl);
644         KASSERT(((vm_offset_t)ptbl >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS),
645             ("ptbl_unhold: non kva ptbl"));
646
647         /* decrement hold count */
648         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
649                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap,
650                     (vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
651                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
652                 m->wire_count--;
653         }
654
655         /*
656          * Free ptbl pages if there are no pte etries in this ptbl.
657          * wire_count has the same value for all ptbl pages, so check the last
658          * page.
659          */
660         if (m->wire_count == 0) {
661                 ptbl_free(mmu, pmap, pdir_idx);
662
663                 //debugf("ptbl_unhold: e (freed ptbl)\n");
664                 return (1);
665         }
666
667         return (0);
668 }
669
670 /*
671  * Increment hold count for ptbl pages. This routine is used when a new pte
672  * entry is being inserted into the ptbl.
673  */
674 static void
675 ptbl_hold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
676 {
677         vm_paddr_t pa;
678         pte_t *ptbl;
679         vm_page_t m;
680         int i;
681
682         CTR3(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p pdir_idx = %d", __func__, pmap,
683             pdir_idx);
684
685         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
686             ("ptbl_hold: invalid pdir_idx"));
687         KASSERT((pmap != kernel_pmap),
688             ("ptbl_hold: holding kernel ptbl!"));
689
690         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
691
692         KASSERT((ptbl != NULL), ("ptbl_hold: null ptbl"));
693
694         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
695                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap,
696                     (vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
697                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
698                 m->wire_count++;
699         }
700 }
701
702 /* Allocate pv_entry structure. */
703 pv_entry_t
704 pv_alloc(void)
705 {
706         pv_entry_t pv;
707
708         pv_entry_count++;
709         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
710                 pagedaemon_wakeup();
711         pv = uma_zalloc(pvzone, M_NOWAIT);
712
713         return (pv);
714 }
715
716 /* Free pv_entry structure. */
717 static __inline void
718 pv_free(pv_entry_t pve)
719 {
720
721         pv_entry_count--;
722         uma_zfree(pvzone, pve);
723 }
724
725
726 /* Allocate and initialize pv_entry structure. */
727 static void
728 pv_insert(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
729 {
730         pv_entry_t pve;
731
732         //int su = (pmap == kernel_pmap);
733         //debugf("pv_insert: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x m = 0x%08x)\n", su,
734         //      (u_int32_t)pmap, va, (u_int32_t)m);
735
736         pve = pv_alloc();
737         if (pve == NULL)
738                 panic("pv_insert: no pv entries!");
739
740         pve->pv_pmap = pmap;
741         pve->pv_va = va;
742
743         /* add to pv_list */
744         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
745         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
746
747         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pve, pv_link);
748
749         //debugf("pv_insert: e\n");
750 }
751
752 /* Destroy pv entry. */
753 static void
754 pv_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
755 {
756         pv_entry_t pve;
757
758         //int su = (pmap == kernel_pmap);
759         //debugf("pv_remove: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x)\n", su, (u_int32_t)pmap, va);
760
761         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
762         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
763
764         /* find pv entry */
765         TAILQ_FOREACH(pve, &m->md.pv_list, pv_link) {
766                 if ((pmap == pve->pv_pmap) && (va == pve->pv_va)) {
767                         /* remove from pv_list */
768                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pve, pv_link);
769                         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
770                                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
771
772                         /* free pv entry struct */
773                         pv_free(pve);
774                         break;
775                 }
776         }
777
778         //debugf("pv_remove: e\n");
779 }
780
781 /*
782  * Clean pte entry, try to free page table page if requested.
783  *
784  * Return 1 if ptbl pages were freed, otherwise return 0.
785  */
786 static int
787 pte_remove(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, uint8_t flags)
788 {
789         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
790         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
791         vm_page_t m;
792         pte_t *ptbl;
793         pte_t *pte;
794
795         //int su = (pmap == kernel_pmap);
796         //debugf("pte_remove: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x flags = %d)\n",
797         //              su, (u_int32_t)pmap, va, flags);
798
799         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
800         KASSERT(ptbl, ("pte_remove: null ptbl"));
801
802         pte = &ptbl[ptbl_idx];
803
804         if (pte == NULL || !PTE_ISVALID(pte))
805                 return (0);
806
807         if (PTE_ISWIRED(pte))
808                 pmap->pm_stats.wired_count--;
809
810         /* Handle managed entry. */
811         if (PTE_ISMANAGED(pte)) {
812                 /* Get vm_page_t for mapped pte. */
813                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
814
815                 if (PTE_ISMODIFIED(pte))
816                         vm_page_dirty(m);
817
818                 if (PTE_ISREFERENCED(pte))
819                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
820
821                 pv_remove(pmap, va, m);
822         }
823
824         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
825         tlb_miss_lock();
826
827         tlb0_flush_entry(va);
828         pte->flags = 0;
829         pte->rpn = 0;
830
831         tlb_miss_unlock();
832         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
833
834         pmap->pm_stats.resident_count--;
835
836         if (flags & PTBL_UNHOLD) {
837                 //debugf("pte_remove: e (unhold)\n");
838                 return (ptbl_unhold(mmu, pmap, pdir_idx));
839         }
840
841         //debugf("pte_remove: e\n");
842         return (0);
843 }
844
845 /*
846  * Insert PTE for a given page and virtual address.
847  */
848 static void
849 pte_enter(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va, uint32_t flags)
850 {
851         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
852         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
853         pte_t *ptbl, *pte;
854
855         CTR4(KTR_PMAP, "%s: su = %d pmap = %p va = %p", __func__,
856             pmap == kernel_pmap, pmap, va);
857
858         /* Get the page table pointer. */
859         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
860
861         if (ptbl == NULL) {
862                 /* Allocate page table pages. */
863                 ptbl = ptbl_alloc(mmu, pmap, pdir_idx);
864         } else {
865                 /*
866                  * Check if there is valid mapping for requested
867                  * va, if there is, remove it.
868                  */
869                 pte = &pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx];
870                 if (PTE_ISVALID(pte)) {
871                         pte_remove(mmu, pmap, va, PTBL_HOLD);
872                 } else {
873                         /*
874                          * pte is not used, increment hold count
875                          * for ptbl pages.
876                          */
877                         if (pmap != kernel_pmap)
878                                 ptbl_hold(mmu, pmap, pdir_idx);
879                 }
880         }
881
882         /*
883          * Insert pv_entry into pv_list for mapped page if part of managed
884          * memory.
885          */
886         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
887                 flags |= PTE_MANAGED;
888
889                 /* Create and insert pv entry. */
890                 pv_insert(pmap, va, m);
891         }
892
893         pmap->pm_stats.resident_count++;
894         
895         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
896         tlb_miss_lock();
897
898         tlb0_flush_entry(va);
899         if (pmap->pm_pdir[pdir_idx] == NULL) {
900                 /*
901                  * If we just allocated a new page table, hook it in
902                  * the pdir.
903                  */
904                 pmap->pm_pdir[pdir_idx] = ptbl;
905         }
906         pte = &(pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
907         pte->rpn = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & ~PTE_PA_MASK;
908         pte->flags |= (PTE_VALID | flags);
909
910         tlb_miss_unlock();
911         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
912 }
913
914 /* Return the pa for the given pmap/va. */
915 static vm_paddr_t
916 pte_vatopa(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
917 {
918         vm_paddr_t pa = 0;
919         pte_t *pte;
920
921         pte = pte_find(mmu, pmap, va);
922         if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
923                 pa = (PTE_PA(pte) | (va & PTE_PA_MASK));
924         return (pa);
925 }
926
927 /* Get a pointer to a PTE in a page table. */
928 static pte_t *
929 pte_find(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
930 {
931         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
932         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
933
934         KASSERT((pmap != NULL), ("pte_find: invalid pmap"));
935
936         if (pmap->pm_pdir[pdir_idx])
937                 return (&(pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]));
938
939         return (NULL);
940 }
941
942 /**************************************************************************/
943 /* PMAP related */
944 /**************************************************************************/
945
946 /*
947  * This is called during booke_init, before the system is really initialized.
948  */
949 static void
950 mmu_booke_bootstrap(mmu_t mmu, vm_offset_t start, vm_offset_t kernelend)
951 {
952         vm_offset_t phys_kernelend;
953         struct mem_region *mp, *mp1;
954         int cnt, i, j;
955         u_int s, e, sz;
956         u_int phys_avail_count;
957         vm_size_t physsz, hwphyssz, kstack0_sz;
958         vm_offset_t kernel_pdir, kstack0, va;
959         vm_paddr_t kstack0_phys;
960         void *dpcpu;
961         pte_t *pte;
962
963         debugf("mmu_booke_bootstrap: entered\n");
964
965 #ifdef SMP
966         bp_kernload = kernload;
967 #endif
968
969         /* Initialize invalidation mutex */
970         mtx_init(&tlbivax_mutex, "tlbivax", NULL, MTX_SPIN);
971
972         /* Read TLB0 size and associativity. */
973         tlb0_get_tlbconf();
974
975         /*
976          * Align kernel start and end address (kernel image).
977          * Note that kernel end does not necessarily relate to kernsize.
978          * kernsize is the size of the kernel that is actually mapped.
979          * Also note that "start - 1" is deliberate. With SMP, the
980          * entry point is exactly a page from the actual load address.
981          * As such, trunc_page() has no effect and we're off by a page.
982          * Since we always have the ELF header between the load address
983          * and the entry point, we can safely subtract 1 to compensate.
984          */
985         kernstart = trunc_page(start - 1);
986         data_start = round_page(kernelend);
987         data_end = data_start;
988
989         /*
990          * Addresses of preloaded modules (like file systems) use
991          * physical addresses. Make sure we relocate those into
992          * virtual addresses.
993          */
994         preload_addr_relocate = kernstart - kernload;
995
996         /* Allocate the dynamic per-cpu area. */
997         dpcpu = (void *)data_end;
998         data_end += DPCPU_SIZE;
999
1000         /* Allocate space for the message buffer. */
1001         msgbufp = (struct msgbuf *)data_end;
1002         data_end += msgbufsize;
1003         debugf(" msgbufp at 0x%08x end = 0x%08x\n", (uint32_t)msgbufp,
1004             data_end);
1005
1006         data_end = round_page(data_end);
1007
1008         /* Allocate space for ptbl_bufs. */
1009         ptbl_bufs = (struct ptbl_buf *)data_end;
1010         data_end += sizeof(struct ptbl_buf) * PTBL_BUFS;
1011         debugf(" ptbl_bufs at 0x%08x end = 0x%08x\n", (uint32_t)ptbl_bufs,
1012             data_end);
1013
1014         data_end = round_page(data_end);
1015
1016         /* Allocate PTE tables for kernel KVA. */
1017         kernel_pdir = data_end;
1018         kernel_ptbls = (VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS +
1019             PDIR_SIZE - 1) / PDIR_SIZE;
1020         data_end += kernel_ptbls * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE;
1021         debugf(" kernel ptbls: %d\n", kernel_ptbls);
1022         debugf(" kernel pdir at 0x%08x end = 0x%08x\n", kernel_pdir, data_end);
1023
1024         debugf(" data_end: 0x%08x\n", data_end);
1025         if (data_end - kernstart > kernsize) {
1026                 kernsize += tlb1_mapin_region(kernstart + kernsize,
1027                     kernload + kernsize, (data_end - kernstart) - kernsize);
1028         }
1029         data_end = kernstart + kernsize;
1030         debugf(" updated data_end: 0x%08x\n", data_end);
1031
1032         /*
1033          * Clear the structures - note we can only do it safely after the
1034          * possible additional TLB1 translations are in place (above) so that
1035          * all range up to the currently calculated 'data_end' is covered.
1036          */
1037         dpcpu_init(dpcpu, 0);
1038         memset((void *)ptbl_bufs, 0, sizeof(struct ptbl_buf) * PTBL_SIZE);
1039         memset((void *)kernel_pdir, 0, kernel_ptbls * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE);
1040
1041         /*******************************************************/
1042         /* Set the start and end of kva. */
1043         /*******************************************************/
1044         virtual_avail = round_page(data_end);
1045         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
1046
1047         /* Allocate KVA space for page zero/copy operations. */
1048         zero_page_va = virtual_avail;
1049         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1050         zero_page_idle_va = virtual_avail;
1051         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1052         copy_page_src_va = virtual_avail;
1053         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1054         copy_page_dst_va = virtual_avail;
1055         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1056         debugf("zero_page_va = 0x%08x\n", zero_page_va);
1057         debugf("zero_page_idle_va = 0x%08x\n", zero_page_idle_va);
1058         debugf("copy_page_src_va = 0x%08x\n", copy_page_src_va);
1059         debugf("copy_page_dst_va = 0x%08x\n", copy_page_dst_va);
1060
1061         /* Initialize page zero/copy mutexes. */
1062         mtx_init(&zero_page_mutex, "mmu_booke_zero_page", NULL, MTX_DEF);
1063         mtx_init(&copy_page_mutex, "mmu_booke_copy_page", NULL, MTX_DEF);
1064
1065         /* Allocate KVA space for ptbl bufs. */
1066         ptbl_buf_pool_vabase = virtual_avail;
1067         virtual_avail += PTBL_BUFS * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE;
1068         debugf("ptbl_buf_pool_vabase = 0x%08x end = 0x%08x\n",
1069             ptbl_buf_pool_vabase, virtual_avail);
1070
1071         /* Calculate corresponding physical addresses for the kernel region. */
1072         phys_kernelend = kernload + kernsize;
1073         debugf("kernel image and allocated data:\n");
1074         debugf(" kernload    = 0x%08x\n", kernload);
1075         debugf(" kernstart   = 0x%08x\n", kernstart);
1076         debugf(" kernsize    = 0x%08x\n", kernsize);
1077
1078         if (sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0]) < availmem_regions_sz)
1079                 panic("mmu_booke_bootstrap: phys_avail too small");
1080
1081         /*
1082          * Remove kernel physical address range from avail regions list. Page
1083          * align all regions.  Non-page aligned memory isn't very interesting
1084          * to us.  Also, sort the entries for ascending addresses.
1085          */
1086
1087         /* Retrieve phys/avail mem regions */
1088         mem_regions(&physmem_regions, &physmem_regions_sz,
1089             &availmem_regions, &availmem_regions_sz);
1090         sz = 0;
1091         cnt = availmem_regions_sz;
1092         debugf("processing avail regions:\n");
1093         for (mp = availmem_regions; mp->mr_size; mp++) {
1094                 s = mp->mr_start;
1095                 e = mp->mr_start + mp->mr_size;
1096                 debugf(" %08x-%08x -> ", s, e);
1097                 /* Check whether this region holds all of the kernel. */
1098                 if (s < kernload && e > phys_kernelend) {
1099                         availmem_regions[cnt].mr_start = phys_kernelend;
1100                         availmem_regions[cnt++].mr_size = e - phys_kernelend;
1101                         e = kernload;
1102                 }
1103                 /* Look whether this regions starts within the kernel. */
1104                 if (s >= kernload && s < phys_kernelend) {
1105                         if (e <= phys_kernelend)
1106                                 goto empty;
1107                         s = phys_kernelend;
1108                 }
1109                 /* Now look whether this region ends within the kernel. */
1110                 if (e > kernload && e <= phys_kernelend) {
1111                         if (s >= kernload)
1112                                 goto empty;
1113                         e = kernload;
1114                 }
1115                 /* Now page align the start and size of the region. */
1116                 s = round_page(s);
1117                 e = trunc_page(e);
1118                 if (e < s)
1119                         e = s;
1120                 sz = e - s;
1121                 debugf("%08x-%08x = %x\n", s, e, sz);
1122
1123                 /* Check whether some memory is left here. */
1124                 if (sz == 0) {
1125                 empty:
1126                         memmove(mp, mp + 1,
1127                             (cnt - (mp - availmem_regions)) * sizeof(*mp));
1128                         cnt--;
1129                         mp--;
1130                         continue;
1131                 }
1132
1133                 /* Do an insertion sort. */
1134                 for (mp1 = availmem_regions; mp1 < mp; mp1++)
1135                         if (s < mp1->mr_start)
1136                                 break;
1137                 if (mp1 < mp) {
1138                         memmove(mp1 + 1, mp1, (char *)mp - (char *)mp1);
1139                         mp1->mr_start = s;
1140                         mp1->mr_size = sz;
1141                 } else {
1142                         mp->mr_start = s;
1143                         mp->mr_size = sz;
1144                 }
1145         }
1146         availmem_regions_sz = cnt;
1147
1148         /*******************************************************/
1149         /* Steal physical memory for kernel stack from the end */
1150         /* of the first avail region                           */
1151         /*******************************************************/
1152         kstack0_sz = KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE;
1153         kstack0_phys = availmem_regions[0].mr_start +
1154             availmem_regions[0].mr_size;
1155         kstack0_phys -= kstack0_sz;
1156         availmem_regions[0].mr_size -= kstack0_sz;
1157
1158         /*******************************************************/
1159         /* Fill in phys_avail table, based on availmem_regions */
1160         /*******************************************************/
1161         phys_avail_count = 0;
1162         physsz = 0;
1163         hwphyssz = 0;
1164         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", (u_long *) &hwphyssz);
1165
1166         debugf("fill in phys_avail:\n");
1167         for (i = 0, j = 0; i < availmem_regions_sz; i++, j += 2) {
1168
1169                 debugf(" region: 0x%08x - 0x%08x (0x%08x)\n",
1170                     availmem_regions[i].mr_start,
1171                     availmem_regions[i].mr_start +
1172                         availmem_regions[i].mr_size,
1173                     availmem_regions[i].mr_size);
1174
1175                 if (hwphyssz != 0 &&
1176                     (physsz + availmem_regions[i].mr_size) >= hwphyssz) {
1177                         debugf(" hw.physmem adjust\n");
1178                         if (physsz < hwphyssz) {
1179                                 phys_avail[j] = availmem_regions[i].mr_start;
1180                                 phys_avail[j + 1] =
1181                                     availmem_regions[i].mr_start +
1182                                     hwphyssz - physsz;
1183                                 physsz = hwphyssz;
1184                                 phys_avail_count++;
1185                         }
1186                         break;
1187                 }
1188
1189                 phys_avail[j] = availmem_regions[i].mr_start;
1190                 phys_avail[j + 1] = availmem_regions[i].mr_start +
1191                     availmem_regions[i].mr_size;
1192                 phys_avail_count++;
1193                 physsz += availmem_regions[i].mr_size;
1194         }
1195         physmem = btoc(physsz);
1196
1197         /* Calculate the last available physical address. */
1198         for (i = 0; phys_avail[i + 2] != 0; i += 2)
1199                 ;
1200         Maxmem = powerpc_btop(phys_avail[i + 1]);
1201
1202         debugf("Maxmem = 0x%08lx\n", Maxmem);
1203         debugf("phys_avail_count = %d\n", phys_avail_count);
1204         debugf("physsz = 0x%08x physmem = %ld (0x%08lx)\n", physsz, physmem,
1205             physmem);
1206
1207         /*******************************************************/
1208         /* Initialize (statically allocated) kernel pmap. */
1209         /*******************************************************/
1210         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
1211         kptbl_min = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS / PDIR_SIZE;
1212
1213         debugf("kernel_pmap = 0x%08x\n", (uint32_t)kernel_pmap);
1214         debugf("kptbl_min = %d, kernel_ptbls = %d\n", kptbl_min, kernel_ptbls);
1215         debugf("kernel pdir range: 0x%08x - 0x%08x\n",
1216             kptbl_min * PDIR_SIZE, (kptbl_min + kernel_ptbls) * PDIR_SIZE - 1);
1217
1218         /* Initialize kernel pdir */
1219         for (i = 0; i < kernel_ptbls; i++)
1220                 kernel_pmap->pm_pdir[kptbl_min + i] =
1221                     (pte_t *)(kernel_pdir + (i * PAGE_SIZE * PTBL_PAGES));
1222
1223         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1224                 kernel_pmap->pm_tid[i] = TID_KERNEL;
1225                 
1226                 /* Initialize each CPU's tidbusy entry 0 with kernel_pmap */
1227                 tidbusy[i][0] = kernel_pmap;
1228         }
1229
1230         /*
1231          * Fill in PTEs covering kernel code and data. They are not required
1232          * for address translation, as this area is covered by static TLB1
1233          * entries, but for pte_vatopa() to work correctly with kernel area
1234          * addresses.
1235          */
1236         for (va = kernstart; va < data_end; va += PAGE_SIZE) {
1237                 pte = &(kernel_pmap->pm_pdir[PDIR_IDX(va)][PTBL_IDX(va)]);
1238                 pte->rpn = kernload + (va - kernstart);
1239                 pte->flags = PTE_M | PTE_SR | PTE_SW | PTE_SX | PTE_WIRED |
1240                     PTE_VALID;
1241         }
1242         /* Mark kernel_pmap active on all CPUs */
1243         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);
1244
1245         /*******************************************************/
1246         /* Final setup */
1247         /*******************************************************/
1248
1249         /* Enter kstack0 into kernel map, provide guard page */
1250         kstack0 = virtual_avail + KSTACK_GUARD_PAGES * PAGE_SIZE;
1251         thread0.td_kstack = kstack0;
1252         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1253
1254         debugf("kstack_sz = 0x%08x\n", kstack0_sz);
1255         debugf("kstack0_phys at 0x%08x - 0x%08x\n",
1256             kstack0_phys, kstack0_phys + kstack0_sz);
1257         debugf("kstack0 at 0x%08x - 0x%08x\n", kstack0, kstack0 + kstack0_sz);
1258         
1259         virtual_avail += KSTACK_GUARD_PAGES * PAGE_SIZE + kstack0_sz;
1260         for (i = 0; i < KSTACK_PAGES; i++) {
1261                 mmu_booke_kenter(mmu, kstack0, kstack0_phys);
1262                 kstack0 += PAGE_SIZE;
1263                 kstack0_phys += PAGE_SIZE;
1264         }
1265         
1266         debugf("virtual_avail = %08x\n", virtual_avail);
1267         debugf("virtual_end   = %08x\n", virtual_end);
1268
1269         debugf("mmu_booke_bootstrap: exit\n");
1270 }
1271
1272 void
1273 pmap_bootstrap_ap(volatile uint32_t *trcp __unused)
1274 {
1275         int i;
1276
1277         /*
1278          * Finish TLB1 configuration: the BSP already set up its TLB1 and we
1279          * have the snapshot of its contents in the s/w tlb1[] table, so use
1280          * these values directly to (re)program AP's TLB1 hardware.
1281          */
1282         for (i = 0; i < tlb1_idx; i ++) {
1283                 /* Skip invalid entries */
1284                 if (!(tlb1[i].mas1 & MAS1_VALID))
1285                         continue;
1286
1287                 tlb1_write_entry(i);
1288         }
1289
1290         set_mas4_defaults();
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Get the physical page address for the given pmap/virtual address.
1295  */
1296 static vm_paddr_t
1297 mmu_booke_extract(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1298 {
1299         vm_paddr_t pa;
1300
1301         PMAP_LOCK(pmap);
1302         pa = pte_vatopa(mmu, pmap, va);
1303         PMAP_UNLOCK(pmap);
1304
1305         return (pa);
1306 }
1307
1308 /*
1309  * Extract the physical page address associated with the given
1310  * kernel virtual address.
1311  */
1312 static vm_paddr_t
1313 mmu_booke_kextract(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1314 {
1315
1316         return (pte_vatopa(mmu, kernel_pmap, va));
1317 }
1318
1319 /*
1320  * Initialize the pmap module.
1321  * Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
1322  * system needs to map virtual memory.
1323  */
1324 static void
1325 mmu_booke_init(mmu_t mmu)
1326 {
1327         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
1328
1329         /*
1330          * Initialize the address space (zone) for the pv entries.  Set a
1331          * high water mark so that the system can recover from excessive
1332          * numbers of pv entries.
1333          */
1334         pvzone = uma_zcreate("PV ENTRY", sizeof(struct pv_entry), NULL, NULL,
1335             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
1336
1337         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
1338         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + cnt.v_page_count;
1339
1340         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
1341         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
1342
1343         uma_zone_set_obj(pvzone, &pvzone_obj, pv_entry_max);
1344
1345         /* Pre-fill pvzone with initial number of pv entries. */
1346         uma_prealloc(pvzone, PV_ENTRY_ZONE_MIN);
1347
1348         /* Initialize ptbl allocation. */
1349         ptbl_init();
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Map a list of wired pages into kernel virtual address space.  This is
1354  * intended for temporary mappings which do not need page modification or
1355  * references recorded.  Existing mappings in the region are overwritten.
1356  */
1357 static void
1358 mmu_booke_qenter(mmu_t mmu, vm_offset_t sva, vm_page_t *m, int count)
1359 {
1360         vm_offset_t va;
1361
1362         va = sva;
1363         while (count-- > 0) {
1364                 mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(*m));
1365                 va += PAGE_SIZE;
1366                 m++;
1367         }
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Remove page mappings from kernel virtual address space.  Intended for
1372  * temporary mappings entered by mmu_booke_qenter.
1373  */
1374 static void
1375 mmu_booke_qremove(mmu_t mmu, vm_offset_t sva, int count)
1376 {
1377         vm_offset_t va;
1378
1379         va = sva;
1380         while (count-- > 0) {
1381                 mmu_booke_kremove(mmu, va);
1382                 va += PAGE_SIZE;
1383         }
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Map a wired page into kernel virtual address space.
1388  */
1389 static void
1390 mmu_booke_kenter(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1391 {
1392         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
1393         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
1394         uint32_t flags;
1395         pte_t *pte;
1396
1397         KASSERT(((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) &&
1398             (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)), ("mmu_booke_kenter: invalid va"));
1399
1400         flags = PTE_M | PTE_SR | PTE_SW | PTE_SX | PTE_WIRED | PTE_VALID;
1401
1402         pte = &(kernel_pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
1403
1404         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1405         tlb_miss_lock();
1406         
1407         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1408         
1409                 CTR1(KTR_PMAP, "%s: replacing entry!", __func__);
1410
1411                 /* Flush entry from TLB0 */
1412                 tlb0_flush_entry(va);
1413         }
1414
1415         pte->rpn = pa & ~PTE_PA_MASK;
1416         pte->flags = flags;
1417
1418         //debugf("mmu_booke_kenter: pdir_idx = %d ptbl_idx = %d va=0x%08x "
1419         //              "pa=0x%08x rpn=0x%08x flags=0x%08x\n",
1420         //              pdir_idx, ptbl_idx, va, pa, pte->rpn, pte->flags);
1421
1422         /* Flush the real memory from the instruction cache. */
1423         if ((flags & (PTE_I | PTE_G)) == 0) {
1424                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
1425         }
1426
1427         tlb_miss_unlock();
1428         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Remove a page from kernel page table.
1433  */
1434 static void
1435 mmu_booke_kremove(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1436 {
1437         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
1438         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
1439         pte_t *pte;
1440
1441 //      CTR2(KTR_PMAP,("%s: s (va = 0x%08x)\n", __func__, va));
1442
1443         KASSERT(((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) &&
1444             (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1445             ("mmu_booke_kremove: invalid va"));
1446
1447         pte = &(kernel_pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
1448
1449         if (!PTE_ISVALID(pte)) {
1450         
1451                 CTR1(KTR_PMAP, "%s: invalid pte", __func__);
1452
1453                 return;
1454         }
1455
1456         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1457         tlb_miss_lock();
1458
1459         /* Invalidate entry in TLB0, update PTE. */
1460         tlb0_flush_entry(va);
1461         pte->flags = 0;
1462         pte->rpn = 0;
1463
1464         tlb_miss_unlock();
1465         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1466 }
1467
1468 /*
1469  * Initialize pmap associated with process 0.
1470  */
1471 static void
1472 mmu_booke_pinit0(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1473 {
1474
1475         mmu_booke_pinit(mmu, pmap);
1476         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1477 }
1478
1479 /*
1480  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1481  * such as one in a vmspace structure.
1482  */
1483 static void
1484 mmu_booke_pinit(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1485 {
1486         int i;
1487
1488         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p, proc %d '%s'", __func__, pmap,
1489             curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_proc->p_comm);
1490
1491         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("pmap_pinit: initializing kernel_pmap"));
1492
1493         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1494         for (i = 0; i < MAXCPU; i++)
1495                 pmap->pm_tid[i] = TID_NONE;
1496         CPU_ZERO(&kernel_pmap->pm_active);
1497         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1498         bzero(&pmap->pm_pdir, sizeof(pte_t *) * PDIR_NENTRIES);
1499         TAILQ_INIT(&pmap->pm_ptbl_list);
1500 }
1501
1502 /*
1503  * Release any resources held by the given physical map.
1504  * Called when a pmap initialized by mmu_booke_pinit is being released.
1505  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1506  */
1507 static void
1508 mmu_booke_release(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1509 {
1510
1511         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1512             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1513             pmap->pm_stats.resident_count));
1514
1515         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Insert the given physical page at the specified virtual address in the
1520  * target physical map with the protection requested. If specified the page
1521  * will be wired down.
1522  */
1523 static void
1524 mmu_booke_enter(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1525     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
1526 {
1527
1528         vm_page_lock_queues();
1529         PMAP_LOCK(pmap);
1530         mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, va, m, prot, wired);
1531         vm_page_unlock_queues();
1532         PMAP_UNLOCK(pmap);
1533 }
1534
1535 static void
1536 mmu_booke_enter_locked(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1537     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
1538 {
1539         pte_t *pte;
1540         vm_paddr_t pa;
1541         uint32_t flags;
1542         int su, sync;
1543
1544         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1545         su = (pmap == kernel_pmap);
1546         sync = 0;
1547
1548         //debugf("mmu_booke_enter_locked: s (pmap=0x%08x su=%d tid=%d m=0x%08x va=0x%08x "
1549         //              "pa=0x%08x prot=0x%08x wired=%d)\n",
1550         //              (u_int32_t)pmap, su, pmap->pm_tid,
1551         //              (u_int32_t)m, va, pa, prot, wired);
1552
1553         if (su) {
1554                 KASSERT(((va >= virtual_avail) &&
1555                     (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1556                     ("mmu_booke_enter_locked: kernel pmap, non kernel va"));
1557         } else {
1558                 KASSERT((va <= VM_MAXUSER_ADDRESS),
1559                     ("mmu_booke_enter_locked: user pmap, non user va"));
1560         }
1561         KASSERT((m->oflags & (VPO_UNMANAGED | VPO_BUSY)) != 0 ||
1562             VM_OBJECT_LOCKED(m->object),
1563             ("mmu_booke_enter_locked: page %p is not busy", m));
1564
1565         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1566
1567         /*
1568          * If there is an existing mapping, and the physical address has not
1569          * changed, must be protection or wiring change.
1570          */
1571         if (((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) &&
1572             (PTE_ISVALID(pte)) && (PTE_PA(pte) == pa)) {
1573             
1574                 /*
1575                  * Before actually updating pte->flags we calculate and
1576                  * prepare its new value in a helper var.
1577                  */
1578                 flags = pte->flags;
1579                 flags &= ~(PTE_UW | PTE_UX | PTE_SW | PTE_SX | PTE_MODIFIED);
1580
1581                 /* Wiring change, just update stats. */
1582                 if (wired) {
1583                         if (!PTE_ISWIRED(pte)) {
1584                                 flags |= PTE_WIRED;
1585                                 pmap->pm_stats.wired_count++;
1586                         }
1587                 } else {
1588                         if (PTE_ISWIRED(pte)) {
1589                                 flags &= ~PTE_WIRED;
1590                                 pmap->pm_stats.wired_count--;
1591                         }
1592                 }
1593
1594                 if (prot & VM_PROT_WRITE) {
1595                         /* Add write permissions. */
1596                         flags |= PTE_SW;
1597                         if (!su)
1598                                 flags |= PTE_UW;
1599
1600                         if ((flags & PTE_MANAGED) != 0)
1601                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
1602                 } else {
1603                         /* Handle modified pages, sense modify status. */
1604
1605                         /*
1606                          * The PTE_MODIFIED flag could be set by underlying
1607                          * TLB misses since we last read it (above), possibly
1608                          * other CPUs could update it so we check in the PTE
1609                          * directly rather than rely on that saved local flags
1610                          * copy.
1611                          */
1612                         if (PTE_ISMODIFIED(pte))
1613                                 vm_page_dirty(m);
1614                 }
1615
1616                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE) {
1617                         flags |= PTE_SX;
1618                         if (!su)
1619                                 flags |= PTE_UX;
1620
1621                         /*
1622                          * Check existing flags for execute permissions: if we
1623                          * are turning execute permissions on, icache should
1624                          * be flushed.
1625                          */
1626                         if ((pte->flags & (PTE_UX | PTE_SX)) == 0)
1627                                 sync++;
1628                 }
1629
1630                 flags &= ~PTE_REFERENCED;
1631
1632                 /*
1633                  * The new flags value is all calculated -- only now actually
1634                  * update the PTE.
1635                  */
1636                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1637                 tlb_miss_lock();
1638
1639                 tlb0_flush_entry(va);
1640                 pte->flags = flags;
1641
1642                 tlb_miss_unlock();
1643                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1644
1645         } else {
1646                 /*
1647                  * If there is an existing mapping, but it's for a different
1648                  * physical address, pte_enter() will delete the old mapping.
1649                  */
1650                 //if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
1651                 //      debugf("mmu_booke_enter_locked: replace\n");
1652                 //else
1653                 //      debugf("mmu_booke_enter_locked: new\n");
1654
1655                 /* Now set up the flags and install the new mapping. */
1656                 flags = (PTE_SR | PTE_VALID);
1657                 flags |= PTE_M;
1658
1659                 if (!su)
1660                         flags |= PTE_UR;
1661
1662                 if (prot & VM_PROT_WRITE) {
1663                         flags |= PTE_SW;
1664                         if (!su)
1665                                 flags |= PTE_UW;
1666
1667                         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1668                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
1669                 }
1670
1671                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE) {
1672                         flags |= PTE_SX;
1673                         if (!su)
1674                                 flags |= PTE_UX;
1675                 }
1676
1677                 /* If its wired update stats. */
1678                 if (wired) {
1679                         pmap->pm_stats.wired_count++;
1680                         flags |= PTE_WIRED;
1681                 }
1682
1683                 pte_enter(mmu, pmap, m, va, flags);
1684
1685                 /* Flush the real memory from the instruction cache. */
1686                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE)
1687                         sync++;
1688         }
1689
1690         if (sync && (su || pmap == PCPU_GET(curpmap))) {
1691                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
1692                 sync = 0;
1693         }
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
1698  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
1699  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
1700  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
1701  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
1702  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
1703  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
1704  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
1705  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
1706  * corresponding offset from m_start are mapped.
1707  */
1708 static void
1709 mmu_booke_enter_object(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t start,
1710     vm_offset_t end, vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
1711 {
1712         vm_page_t m;
1713         vm_pindex_t diff, psize;
1714
1715         psize = atop(end - start);
1716         m = m_start;
1717         vm_page_lock_queues();
1718         PMAP_LOCK(pmap);
1719         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
1720                 mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, start + ptoa(diff), m,
1721                     prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE), FALSE);
1722                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
1723         }
1724         vm_page_unlock_queues();
1725         PMAP_UNLOCK(pmap);
1726 }
1727
1728 static void
1729 mmu_booke_enter_quick(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1730     vm_prot_t prot)
1731 {
1732
1733         vm_page_lock_queues();
1734         PMAP_LOCK(pmap);
1735         mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, va, m,
1736             prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE), FALSE);
1737         vm_page_unlock_queues();
1738         PMAP_UNLOCK(pmap);
1739 }
1740
1741 /*
1742  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1743  *
1744  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page size.
1745  */
1746 static void
1747 mmu_booke_remove(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_offset_t endva)
1748 {
1749         pte_t *pte;
1750         uint8_t hold_flag;
1751
1752         int su = (pmap == kernel_pmap);
1753
1754         //debugf("mmu_booke_remove: s (su = %d pmap=0x%08x tid=%d va=0x%08x endva=0x%08x)\n",
1755         //              su, (u_int32_t)pmap, pmap->pm_tid, va, endva);
1756
1757         if (su) {
1758                 KASSERT(((va >= virtual_avail) &&
1759                     (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1760                     ("mmu_booke_remove: kernel pmap, non kernel va"));
1761         } else {
1762                 KASSERT((va <= VM_MAXUSER_ADDRESS),
1763                     ("mmu_booke_remove: user pmap, non user va"));
1764         }
1765
1766         if (PMAP_REMOVE_DONE(pmap)) {
1767                 //debugf("mmu_booke_remove: e (empty)\n");
1768                 return;
1769         }
1770
1771         hold_flag = PTBL_HOLD_FLAG(pmap);
1772         //debugf("mmu_booke_remove: hold_flag = %d\n", hold_flag);
1773
1774         vm_page_lock_queues();
1775         PMAP_LOCK(pmap);
1776         for (; va < endva; va += PAGE_SIZE) {
1777                 pte = pte_find(mmu, pmap, va);
1778                 if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
1779                         pte_remove(mmu, pmap, va, hold_flag);
1780         }
1781         PMAP_UNLOCK(pmap);
1782         vm_page_unlock_queues();
1783
1784         //debugf("mmu_booke_remove: e\n");
1785 }
1786
1787 /*
1788  * Remove physical page from all pmaps in which it resides.
1789  */
1790 static void
1791 mmu_booke_remove_all(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1792 {
1793         pv_entry_t pv, pvn;
1794         uint8_t hold_flag;
1795
1796         vm_page_lock_queues();
1797         for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list); pv != NULL; pv = pvn) {
1798                 pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_link);
1799
1800                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
1801                 hold_flag = PTBL_HOLD_FLAG(pv->pv_pmap);
1802                 pte_remove(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va, hold_flag);
1803                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
1804         }
1805         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1806         vm_page_unlock_queues();
1807 }
1808
1809 /*
1810  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
1811  */
1812 static vm_offset_t
1813 mmu_booke_map(mmu_t mmu, vm_offset_t *virt, vm_paddr_t pa_start,
1814     vm_paddr_t pa_end, int prot)
1815 {
1816         vm_offset_t sva = *virt;
1817         vm_offset_t va = sva;
1818
1819         //debugf("mmu_booke_map: s (sva = 0x%08x pa_start = 0x%08x pa_end = 0x%08x)\n",
1820         //              sva, pa_start, pa_end);
1821
1822         while (pa_start < pa_end) {
1823                 mmu_booke_kenter(mmu, va, pa_start);
1824                 va += PAGE_SIZE;
1825                 pa_start += PAGE_SIZE;
1826         }
1827         *virt = va;
1828
1829         //debugf("mmu_booke_map: e (va = 0x%08x)\n", va);
1830         return (sva);
1831 }
1832
1833 /*
1834  * The pmap must be activated before it's address space can be accessed in any
1835  * way.
1836  */
1837 static void
1838 mmu_booke_activate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1839 {
1840         pmap_t pmap;
1841         u_int cpuid;
1842
1843         pmap = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1844
1845         CTR5(KTR_PMAP, "%s: s (td = %p, proc = '%s', id = %d, pmap = 0x%08x)",
1846             __func__, td, td->td_proc->p_comm, td->td_proc->p_pid, pmap);
1847
1848         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("mmu_booke_activate: kernel_pmap!"));
1849
1850         mtx_lock_spin(&sched_lock);
1851
1852         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1853         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
1854         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1855         
1856         if (pmap->pm_tid[cpuid] == TID_NONE)
1857                 tid_alloc(pmap);
1858
1859         /* Load PID0 register with pmap tid value. */
1860         mtspr(SPR_PID0, pmap->pm_tid[cpuid]);
1861         __asm __volatile("isync");
1862
1863         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
1864
1865         CTR3(KTR_PMAP, "%s: e (tid = %d for '%s')", __func__,
1866             pmap->pm_tid[PCPU_GET(cpuid)], td->td_proc->p_comm);
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Deactivate the specified process's address space.
1871  */
1872 static void
1873 mmu_booke_deactivate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1874 {
1875         pmap_t pmap;
1876
1877         pmap = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1878         
1879         CTR5(KTR_PMAP, "%s: td=%p, proc = '%s', id = %d, pmap = 0x%08x",
1880             __func__, td, td->td_proc->p_comm, td->td_proc->p_pid, pmap);
1881
1882         CPU_CLR_ATOMIC(PCPU_GET(cpuid), &pmap->pm_active);
1883         PCPU_SET(curpmap, NULL);
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Copy the range specified by src_addr/len
1888  * from the source map to the range dst_addr/len
1889  * in the destination map.
1890  *
1891  * This routine is only advisory and need not do anything.
1892  */
1893 static void
1894 mmu_booke_copy(mmu_t mmu, pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap,
1895     vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
1896 {
1897
1898 }
1899
1900 /*
1901  * Set the physical protection on the specified range of this map as requested.
1902  */
1903 static void
1904 mmu_booke_protect(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva,
1905     vm_prot_t prot)
1906 {
1907         vm_offset_t va;
1908         vm_page_t m;
1909         pte_t *pte;
1910
1911         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1912                 mmu_booke_remove(mmu, pmap, sva, eva);
1913                 return;
1914         }
1915
1916         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1917                 return;
1918
1919         PMAP_LOCK(pmap);
1920         for (va = sva; va < eva; va += PAGE_SIZE) {
1921                 if ((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) {
1922                         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1923                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
1924
1925                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1926                                 tlb_miss_lock();
1927
1928                                 /* Handle modified pages. */
1929                                 if (PTE_ISMODIFIED(pte) && PTE_ISMANAGED(pte))
1930                                         vm_page_dirty(m);
1931
1932                                 tlb0_flush_entry(va);
1933                                 pte->flags &= ~(PTE_UW | PTE_SW | PTE_MODIFIED);
1934
1935                                 tlb_miss_unlock();
1936                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1937                         }
1938                 }
1939         }
1940         PMAP_UNLOCK(pmap);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
1945  */
1946 static void
1947 mmu_booke_remove_write(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1948 {
1949         pv_entry_t pv;
1950         pte_t *pte;
1951
1952         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1953             ("mmu_booke_remove_write: page %p is not managed", m));
1954
1955         /*
1956          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be set by
1957          * another thread while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
1958          * is clear, no page table entries need updating.
1959          */
1960         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
1961         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
1962             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
1963                 return;
1964         vm_page_lock_queues();
1965         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
1966                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
1967                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL) {
1968                         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1969                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
1970
1971                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1972                                 tlb_miss_lock();
1973
1974                                 /* Handle modified pages. */
1975                                 if (PTE_ISMODIFIED(pte))
1976                                         vm_page_dirty(m);
1977
1978                                 /* Flush mapping from TLB0. */
1979                                 pte->flags &= ~(PTE_UW | PTE_SW | PTE_MODIFIED);
1980
1981                                 tlb_miss_unlock();
1982                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1983                         }
1984                 }
1985                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
1986         }
1987         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1988         vm_page_unlock_queues();
1989 }
1990
1991 static void
1992 mmu_booke_sync_icache(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
1993 {
1994         pte_t *pte;
1995         pmap_t pmap;
1996         vm_page_t m;
1997         vm_offset_t addr;
1998         vm_paddr_t pa;
1999         int active, valid;
2000  
2001         va = trunc_page(va);
2002         sz = round_page(sz);
2003
2004         vm_page_lock_queues();
2005         pmap = PCPU_GET(curpmap);
2006         active = (pm == kernel_pmap || pm == pmap) ? 1 : 0;
2007         while (sz > 0) {
2008                 PMAP_LOCK(pm);
2009                 pte = pte_find(mmu, pm, va);
2010                 valid = (pte != NULL && PTE_ISVALID(pte)) ? 1 : 0;
2011                 if (valid)
2012                         pa = PTE_PA(pte);
2013                 PMAP_UNLOCK(pm);
2014                 if (valid) {
2015                         if (!active) {
2016                                 /* Create a mapping in the active pmap. */
2017                                 addr = 0;
2018                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2019                                 PMAP_LOCK(pmap);
2020                                 pte_enter(mmu, pmap, m, addr,
2021                                     PTE_SR | PTE_VALID | PTE_UR);
2022                                 __syncicache((void *)addr, PAGE_SIZE);
2023                                 pte_remove(mmu, pmap, addr, PTBL_UNHOLD);
2024                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2025                         } else
2026                                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
2027                 }
2028                 va += PAGE_SIZE;
2029                 sz -= PAGE_SIZE;
2030         }
2031         vm_page_unlock_queues();
2032 }
2033
2034 /*
2035  * Atomically extract and hold the physical page with the given
2036  * pmap and virtual address pair if that mapping permits the given
2037  * protection.
2038  */
2039 static vm_page_t
2040 mmu_booke_extract_and_hold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va,
2041     vm_prot_t prot)
2042 {
2043         pte_t *pte;
2044         vm_page_t m;
2045         uint32_t pte_wbit;
2046         vm_paddr_t pa;
2047         
2048         m = NULL;
2049         pa = 0; 
2050         PMAP_LOCK(pmap);
2051 retry:
2052         pte = pte_find(mmu, pmap, va);
2053         if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte)) {
2054                 if (pmap == kernel_pmap)
2055                         pte_wbit = PTE_SW;
2056                 else
2057                         pte_wbit = PTE_UW;
2058
2059                 if ((pte->flags & pte_wbit) || ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
2060                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, PTE_PA(pte), &pa))
2061                                 goto retry;
2062                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
2063                         vm_page_hold(m);
2064                 }
2065         }
2066
2067         PA_UNLOCK_COND(pa);
2068         PMAP_UNLOCK(pmap);
2069         return (m);
2070 }
2071
2072 /*
2073  * Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
2074  */
2075 static void
2076 mmu_booke_page_init(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2077 {
2078
2079         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
2080 }
2081
2082 /*
2083  * mmu_booke_zero_page_area zeros the specified hardware page by
2084  * mapping it into virtual memory and using bzero to clear
2085  * its contents.
2086  *
2087  * off and size must reside within a single page.
2088  */
2089 static void
2090 mmu_booke_zero_page_area(mmu_t mmu, vm_page_t m, int off, int size)
2091 {
2092         vm_offset_t va;
2093
2094         /* XXX KASSERT off and size are within a single page? */
2095
2096         mtx_lock(&zero_page_mutex);
2097         va = zero_page_va;
2098
2099         mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2100         bzero((caddr_t)va + off, size);
2101         mmu_booke_kremove(mmu, va);
2102
2103         mtx_unlock(&zero_page_mutex);
2104 }
2105
2106 /*
2107  * mmu_booke_zero_page zeros the specified hardware page.
2108  */
2109 static void
2110 mmu_booke_zero_page(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2111 {
2112
2113         mmu_booke_zero_page_area(mmu, m, 0, PAGE_SIZE);
2114 }
2115
2116 /*
2117  * mmu_booke_copy_page copies the specified (machine independent) page by
2118  * mapping the page into virtual memory and using memcopy to copy the page,
2119  * one machine dependent page at a time.
2120  */
2121 static void
2122 mmu_booke_copy_page(mmu_t mmu, vm_page_t sm, vm_page_t dm)
2123 {
2124         vm_offset_t sva, dva;
2125
2126         sva = copy_page_src_va;
2127         dva = copy_page_dst_va;
2128
2129         mtx_lock(&copy_page_mutex);
2130         mmu_booke_kenter(mmu, sva, VM_PAGE_TO_PHYS(sm));
2131         mmu_booke_kenter(mmu, dva, VM_PAGE_TO_PHYS(dm));
2132         memcpy((caddr_t)dva, (caddr_t)sva, PAGE_SIZE);
2133         mmu_booke_kremove(mmu, dva);
2134         mmu_booke_kremove(mmu, sva);
2135         mtx_unlock(&copy_page_mutex);
2136 }
2137
2138 /*
2139  * mmu_booke_zero_page_idle zeros the specified hardware page by mapping it
2140  * into virtual memory and using bzero to clear its contents. This is intended
2141  * to be called from the vm_pagezero process only and outside of Giant. No
2142  * lock is required.
2143  */
2144 static void
2145 mmu_booke_zero_page_idle(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2146 {
2147         vm_offset_t va;
2148
2149         va = zero_page_idle_va;
2150         mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2151         bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2152         mmu_booke_kremove(mmu, va);
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Return whether or not the specified physical page was modified
2157  * in any of physical maps.
2158  */
2159 static boolean_t
2160 mmu_booke_is_modified(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2161 {
2162         pte_t *pte;
2163         pv_entry_t pv;
2164         boolean_t rv;
2165
2166         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2167             ("mmu_booke_is_modified: page %p is not managed", m));
2168         rv = FALSE;
2169
2170         /*
2171          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be
2172          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2173          * is clear, no PTEs can be modified.
2174          */
2175         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2176         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
2177             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2178                 return (rv);
2179         vm_page_lock_queues();
2180         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2181                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2182                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2183                     PTE_ISVALID(pte)) {
2184                         if (PTE_ISMODIFIED(pte))
2185                                 rv = TRUE;
2186                 }
2187                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2188                 if (rv)
2189                         break;
2190         }
2191         vm_page_unlock_queues();
2192         return (rv);
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Return whether or not the specified virtual address is eligible
2197  * for prefault.
2198  */
2199 static boolean_t
2200 mmu_booke_is_prefaultable(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2201 {
2202
2203         return (FALSE);
2204 }
2205
2206 /*
2207  * Return whether or not the specified physical page was referenced
2208  * in any physical maps.
2209  */
2210 static boolean_t
2211 mmu_booke_is_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2212 {
2213         pte_t *pte;
2214         pv_entry_t pv;
2215         boolean_t rv;
2216
2217         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2218             ("mmu_booke_is_referenced: page %p is not managed", m));
2219         rv = FALSE;
2220         vm_page_lock_queues();
2221         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2222                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2223                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2224                     PTE_ISVALID(pte)) {
2225                         if (PTE_ISREFERENCED(pte))
2226                                 rv = TRUE;
2227                 }
2228                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2229                 if (rv)
2230                         break;
2231         }
2232         vm_page_unlock_queues();
2233         return (rv);
2234 }
2235
2236 /*
2237  * Clear the modify bits on the specified physical page.
2238  */
2239 static void
2240 mmu_booke_clear_modify(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2241 {
2242         pte_t *pte;
2243         pv_entry_t pv;
2244
2245         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2246             ("mmu_booke_clear_modify: page %p is not managed", m));
2247         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2248         KASSERT((m->oflags & VPO_BUSY) == 0,
2249             ("mmu_booke_clear_modify: page %p is busy", m));
2250
2251         /*
2252          * If the page is not PG_AWRITEABLE, then no PTEs can be modified.
2253          * If the object containing the page is locked and the page is not
2254          * VPO_BUSY, then PG_AWRITEABLE cannot be concurrently set.
2255          */
2256         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2257                 return;
2258         vm_page_lock_queues();
2259         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2260                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2261                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2262                     PTE_ISVALID(pte)) {
2263                         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2264                         tlb_miss_lock();
2265                         
2266                         if (pte->flags & (PTE_SW | PTE_UW | PTE_MODIFIED)) {
2267                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2268                                 pte->flags &= ~(PTE_SW | PTE_UW | PTE_MODIFIED |
2269                                     PTE_REFERENCED);
2270                         }
2271
2272                         tlb_miss_unlock();
2273                         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2274                 }
2275                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2276         }
2277         vm_page_unlock_queues();
2278 }
2279
2280 /*
2281  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
2282  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
2283  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
2284  * reference bits set.
2285  *
2286  * XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
2287  * should be tested and standardized at some point in the future for
2288  * optimal aging of shared pages.
2289  */
2290 static int
2291 mmu_booke_ts_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2292 {
2293         pte_t *pte;
2294         pv_entry_t pv;
2295         int count;
2296
2297         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2298             ("mmu_booke_ts_referenced: page %p is not managed", m));
2299         count = 0;
2300         vm_page_lock_queues();
2301         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2302                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2303                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2304                     PTE_ISVALID(pte)) {
2305                         if (PTE_ISREFERENCED(pte)) {
2306                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2307                                 tlb_miss_lock();
2308
2309                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2310                                 pte->flags &= ~PTE_REFERENCED;
2311
2312                                 tlb_miss_unlock();
2313                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2314
2315                                 if (++count > 4) {
2316                                         PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2317                                         break;
2318                                 }
2319                         }
2320                 }
2321                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2322         }
2323         vm_page_unlock_queues();
2324         return (count);
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Clear the reference bit on the specified physical page.
2329  */
2330 static void
2331 mmu_booke_clear_reference(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2332 {
2333         pte_t *pte;
2334         pv_entry_t pv;
2335
2336         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2337             ("mmu_booke_clear_reference: page %p is not managed", m));
2338         vm_page_lock_queues();
2339         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2340                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2341                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2342                     PTE_ISVALID(pte)) {
2343                         if (PTE_ISREFERENCED(pte)) {
2344                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2345                                 tlb_miss_lock();
2346                                 
2347                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2348                                 pte->flags &= ~PTE_REFERENCED;
2349
2350                                 tlb_miss_unlock();
2351                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2352                         }
2353                 }
2354                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2355         }
2356         vm_page_unlock_queues();
2357 }
2358
2359 /*
2360  * Change wiring attribute for a map/virtual-address pair.
2361  */
2362 static void
2363 mmu_booke_change_wiring(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2364 {
2365         pte_t *pte;
2366
2367         PMAP_LOCK(pmap);
2368         if ((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) {
2369                 if (wired) {
2370                         if (!PTE_ISWIRED(pte)) {
2371                                 pte->flags |= PTE_WIRED;
2372                                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2373                         }
2374                 } else {
2375                         if (PTE_ISWIRED(pte)) {
2376                                 pte->flags &= ~PTE_WIRED;
2377                                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2378                         }
2379                 }
2380         }
2381         PMAP_UNLOCK(pmap);
2382 }
2383
2384 /*
2385  * Return true if the pmap's pv is one of the first 16 pvs linked to from this
2386  * page.  This count may be changed upwards or downwards in the future; it is
2387  * only necessary that true be returned for a small subset of pmaps for proper
2388  * page aging.
2389  */
2390 static boolean_t
2391 mmu_booke_page_exists_quick(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_page_t m)
2392 {
2393         pv_entry_t pv;
2394         int loops;
2395         boolean_t rv;
2396
2397         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2398             ("mmu_booke_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2399         loops = 0;
2400         rv = FALSE;
2401         vm_page_lock_queues();
2402         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2403                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2404                         rv = TRUE;
2405                         break;
2406                 }
2407                 if (++loops >= 16)
2408                         break;
2409         }
2410         vm_page_unlock_queues();
2411         return (rv);
2412 }
2413
2414 /*
2415  * Return the number of managed mappings to the given physical page that are
2416  * wired.
2417  */
2418 static int
2419 mmu_booke_page_wired_mappings(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2420 {
2421         pv_entry_t pv;
2422         pte_t *pte;
2423         int count = 0;
2424
2425         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2426                 return (count);
2427         vm_page_lock_queues();
2428         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2429                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2430                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL)
2431                         if (PTE_ISVALID(pte) && PTE_ISWIRED(pte))
2432                                 count++;
2433                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2434         }
2435         vm_page_unlock_queues();
2436         return (count);
2437 }
2438
2439 static int
2440 mmu_booke_dev_direct_mapped(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2441 {
2442         int i;
2443         vm_offset_t va;
2444
2445         /*
2446          * This currently does not work for entries that
2447          * overlap TLB1 entries.
2448          */
2449         for (i = 0; i < tlb1_idx; i ++) {
2450                 if (tlb1_iomapped(i, pa, size, &va) == 0)
2451                         return (0);
2452         }
2453
2454         return (EFAULT);
2455 }
2456
2457 vm_offset_t
2458 mmu_booke_dumpsys_map(mmu_t mmu, struct pmap_md *md, vm_size_t ofs,
2459     vm_size_t *sz)
2460 {
2461         vm_paddr_t pa, ppa;
2462         vm_offset_t va;
2463         vm_size_t gran;
2464
2465         /* Raw physical memory dumps don't have a virtual address. */
2466         if (md->md_vaddr == ~0UL) {
2467                 /* We always map a 256MB page at 256M. */
2468                 gran = 256 * 1024 * 1024;
2469                 pa = md->md_paddr + ofs;
2470                 ppa = pa & ~(gran - 1);
2471                 ofs = pa - ppa;
2472                 va = gran;
2473                 tlb1_set_entry(va, ppa, gran, _TLB_ENTRY_IO);
2474                 if (*sz > (gran - ofs))
2475                         *sz = gran - ofs;
2476                 return (va + ofs);
2477         }
2478
2479         /* Minidumps are based on virtual memory addresses. */
2480         va = md->md_vaddr + ofs;
2481         if (va >= kernstart + kernsize) {
2482                 gran = PAGE_SIZE - (va & PAGE_MASK);
2483                 if (*sz > gran)
2484                         *sz = gran;
2485         }
2486         return (va);
2487 }
2488
2489 void
2490 mmu_booke_dumpsys_unmap(mmu_t mmu, struct pmap_md *md, vm_size_t ofs,
2491     vm_offset_t va)
2492 {
2493
2494         /* Raw physical memory dumps don't have a virtual address. */
2495         if (md->md_vaddr == ~0UL) {
2496                 tlb1_idx--;
2497                 tlb1[tlb1_idx].mas1 = 0;
2498                 tlb1[tlb1_idx].mas2 = 0;
2499                 tlb1[tlb1_idx].mas3 = 0;
2500                 tlb1_write_entry(tlb1_idx);
2501                 return;
2502         }
2503  
2504         /* Minidumps are based on virtual memory addresses. */
2505         /* Nothing to do... */
2506 }
2507
2508 struct pmap_md *
2509 mmu_booke_scan_md(mmu_t mmu, struct pmap_md *prev)
2510 {
2511         static struct pmap_md md;
2512         pte_t *pte;
2513         vm_offset_t va;
2514  
2515         if (dumpsys_minidump) {
2516                 md.md_paddr = ~0UL;     /* Minidumps use virtual addresses. */
2517                 if (prev == NULL) {
2518                         /* 1st: kernel .data and .bss. */
2519                         md.md_index = 1;
2520                         md.md_vaddr = trunc_page((uintptr_t)_etext);
2521                         md.md_size = round_page((uintptr_t)_end) - md.md_vaddr;
2522                         return (&md);
2523                 }
2524                 switch (prev->md_index) {
2525                 case 1:
2526                         /* 2nd: msgbuf and tables (see pmap_bootstrap()). */
2527                         md.md_index = 2;
2528                         md.md_vaddr = data_start;
2529                         md.md_size = data_end - data_start;
2530                         break;
2531                 case 2:
2532                         /* 3rd: kernel VM. */
2533                         va = prev->md_vaddr + prev->md_size;
2534                         /* Find start of next chunk (from va). */
2535                         while (va < virtual_end) {
2536                                 /* Don't dump the buffer cache. */
2537                                 if (va >= kmi.buffer_sva &&
2538                                     va < kmi.buffer_eva) {
2539                                         va = kmi.buffer_eva;
2540                                         continue;
2541                                 }
2542                                 pte = pte_find(mmu, kernel_pmap, va);
2543                                 if (pte != NULL && PTE_ISVALID(pte))
2544                                         break;
2545                                 va += PAGE_SIZE;
2546                         }
2547                         if (va < virtual_end) {
2548                                 md.md_vaddr = va;
2549                                 va += PAGE_SIZE;
2550                                 /* Find last page in chunk. */
2551                                 while (va < virtual_end) {
2552                                         /* Don't run into the buffer cache. */
2553                                         if (va == kmi.buffer_sva)
2554                                                 break;
2555                                         pte = pte_find(mmu, kernel_pmap, va);
2556                                         if (pte == NULL || !PTE_ISVALID(pte))
2557                                                 break;
2558                                         va += PAGE_SIZE;
2559                                 }
2560                                 md.md_size = va - md.md_vaddr;
2561                                 break;
2562                         }
2563                         md.md_index = 3;
2564                         /* FALLTHROUGH */
2565                 default:
2566                         return (NULL);
2567                 }
2568         } else { /* minidumps */
2569                 mem_regions(&physmem_regions, &physmem_regions_sz,
2570                     &availmem_regions, &availmem_regions_sz);
2571
2572                 if (prev == NULL) {
2573                         /* first physical chunk. */
2574                         md.md_paddr = physmem_regions[0].mr_start;
2575                         md.md_size = physmem_regions[0].mr_size;
2576                         md.md_vaddr = ~0UL;
2577                         md.md_index = 1;
2578                 } else if (md.md_index < physmem_regions_sz) {
2579                         md.md_paddr = physmem_regions[md.md_index].mr_start;
2580                         md.md_size = physmem_regions[md.md_index].mr_size;
2581                         md.md_vaddr = ~0UL;
2582                         md.md_index++;
2583                 } else {
2584                         /* There's no next physical chunk. */
2585                         return (NULL);
2586                 }
2587         }
2588
2589         return (&md);
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual address space.
2594  * Return a pointer to where it is mapped. This routine is intended to be used
2595  * for mapping device memory, NOT real memory.
2596  */
2597 static void *
2598 mmu_booke_mapdev(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2599 {
2600         void *res;
2601         uintptr_t va;
2602         vm_size_t sz;
2603
2604         va = (pa >= 0x80000000) ? pa : (0xe2000000 + pa);
2605         res = (void *)va;
2606
2607         do {
2608                 sz = 1 << (ilog2(size) & ~1);
2609                 if (bootverbose)
2610                         printf("Wiring VA=%x to PA=%x (size=%x), "
2611                             "using TLB1[%d]\n", va, pa, sz, tlb1_idx);
2612                 tlb1_set_entry(va, pa, sz, _TLB_ENTRY_IO);
2613                 size -= sz;
2614                 pa += sz;
2615                 va += sz;
2616         } while (size > 0);
2617
2618         return (res);
2619 }
2620
2621 /*
2622  * 'Unmap' a range mapped by mmu_booke_mapdev().
2623  */
2624 static void
2625 mmu_booke_unmapdev(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_size_t size)
2626 {
2627         vm_offset_t base, offset;
2628
2629         /*
2630          * Unmap only if this is inside kernel virtual space.
2631          */
2632         if ((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) && (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)) {
2633                 base = trunc_page(va);
2634                 offset = va & PAGE_MASK;
2635                 size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
2636                 kmem_free(kernel_map, base, size);
2637         }
2638 }
2639
2640 /*
2641  * mmu_booke_object_init_pt preloads the ptes for a given object into the
2642  * specified pmap. This eliminates the blast of soft faults on process startup
2643  * and immediately after an mmap.
2644  */
2645 static void
2646 mmu_booke_object_init_pt(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr,
2647     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2648 {
2649
2650         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2651         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2652             ("mmu_booke_object_init_pt: non-device object"));
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Perform the pmap work for mincore.
2657  */
2658 static int
2659 mmu_booke_mincore(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr,
2660     vm_paddr_t *locked_pa)
2661 {
2662
2663         TODO;
2664         return (0);
2665 }
2666
2667 /**************************************************************************/
2668 /* TID handling */
2669 /**************************************************************************/
2670
2671 /*
2672  * Allocate a TID. If necessary, steal one from someone else.
2673  * The new TID is flushed from the TLB before returning.
2674  */
2675 static tlbtid_t
2676 tid_alloc(pmap_t pmap)
2677 {
2678         tlbtid_t tid;
2679         int thiscpu;
2680
2681         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("tid_alloc: kernel pmap"));
2682
2683         CTR2(KTR_PMAP, "%s: s (pmap = %p)", __func__, pmap);
2684
2685         thiscpu = PCPU_GET(cpuid);
2686
2687         tid = PCPU_GET(tid_next);
2688         if (tid > TID_MAX)
2689                 tid = TID_MIN;
2690         PCPU_SET(tid_next, tid + 1);
2691
2692         /* If we are stealing TID then clear the relevant pmap's field */
2693         if (tidbusy[thiscpu][tid] != NULL) {
2694
2695                 CTR2(KTR_PMAP, "%s: warning: stealing tid %d", __func__, tid);
2696                 
2697                 tidbusy[thiscpu][tid]->pm_tid[thiscpu] = TID_NONE;
2698
2699                 /* Flush all entries from TLB0 matching this TID. */
2700                 tid_flush(tid);
2701         }
2702
2703         tidbusy[thiscpu][tid] = pmap;
2704         pmap->pm_tid[thiscpu] = tid;
2705         __asm __volatile("msync; isync");
2706
2707         CTR3(KTR_PMAP, "%s: e (%02d next = %02d)", __func__, tid,
2708             PCPU_GET(tid_next));
2709
2710         return (tid);
2711 }
2712
2713 /**************************************************************************/
2714 /* TLB0 handling */
2715 /**************************************************************************/
2716
2717 static void
2718 tlb_print_entry(int i, uint32_t mas1, uint32_t mas2, uint32_t mas3,
2719     uint32_t mas7)
2720 {
2721         int as;
2722         char desc[3];
2723         tlbtid_t tid;
2724         vm_size_t size;
2725         unsigned int tsize;
2726
2727         desc[2] = '\0';
2728         if (mas1 & MAS1_VALID)
2729                 desc[0] = 'V';
2730         else
2731                 desc[0] = ' ';
2732
2733         if (mas1 & MAS1_IPROT)
2734                 desc[1] = 'P';
2735         else
2736                 desc[1] = ' ';
2737
2738         as = (mas1 & MAS1_TS_MASK) ? 1 : 0;
2739         tid = MAS1_GETTID(mas1);
2740
2741         tsize = (mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
2742         size = 0;
2743         if (tsize)
2744                 size = tsize2size(tsize);
2745
2746         debugf("%3d: (%s) [AS=%d] "
2747             "sz = 0x%08x tsz = %d tid = %d mas1 = 0x%08x "
2748             "mas2(va) = 0x%08x mas3(pa) = 0x%08x mas7 = 0x%08x\n",
2749             i, desc, as, size, tsize, tid, mas1, mas2, mas3, mas7);
2750 }
2751
2752 /* Convert TLB0 va and way number to tlb0[] table index. */
2753 static inline unsigned int
2754 tlb0_tableidx(vm_offset_t va, unsigned int way)
2755 {
2756         unsigned int idx;
2757
2758         idx = (way * TLB0_ENTRIES_PER_WAY);
2759         idx += (va & MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_MASK) >> MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_SHIFT;
2760         return (idx);
2761 }
2762
2763 /*
2764  * Invalidate TLB0 entry.
2765  */
2766 static inline void
2767 tlb0_flush_entry(vm_offset_t va)
2768 {
2769
2770         CTR2(KTR_PMAP, "%s: s va=0x%08x", __func__, va);
2771
2772         mtx_assert(&tlbivax_mutex, MA_OWNED);
2773
2774         __asm __volatile("tlbivax 0, %0" :: "r"(va & MAS2_EPN_MASK));
2775         __asm __volatile("isync; msync");
2776         __asm __volatile("tlbsync; msync");
2777
2778         CTR1(KTR_PMAP, "%s: e", __func__);
2779 }
2780
2781 /* Print out contents of the MAS registers for each TLB0 entry */
2782 void
2783 tlb0_print_tlbentries(void)
2784 {
2785         uint32_t mas0, mas1, mas2, mas3, mas7;
2786         int entryidx, way, idx;
2787
2788         debugf("TLB0 entries:\n");
2789         for (way = 0; way < TLB0_WAYS; way ++)
2790                 for (entryidx = 0; entryidx < TLB0_ENTRIES_PER_WAY; entryidx++) {
2791
2792                         mas0 = MAS0_TLBSEL(0) | MAS0_ESEL(way);
2793                         mtspr(SPR_MAS0, mas0);
2794                         __asm __volatile("isync");
2795
2796                         mas2 = entryidx << MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_SHIFT;
2797                         mtspr(SPR_MAS2, mas2);
2798
2799                         __asm __volatile("isync; tlbre");
2800
2801                         mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
2802                         mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
2803                         mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
2804                         mas7 = mfspr(SPR_MAS7);
2805
2806                         idx = tlb0_tableidx(mas2, way);
2807                         tlb_print_entry(idx, mas1, mas2, mas3, mas7);
2808                 }
2809 }
2810
2811 /**************************************************************************/
2812 /* TLB1 handling */
2813 /**************************************************************************/
2814
2815 /*
2816  * TLB1 mapping notes:
2817  *
2818  * TLB1[0]      CCSRBAR
2819  * TLB1[1]      Kernel text and data.
2820  * TLB1[2-15]   Additional kernel text and data mappings (if required), PCI
2821  *              windows, other devices mappings.
2822  */
2823
2824 /*
2825  * Write given entry to TLB1 hardware.
2826  * Use 32 bit pa, clear 4 high-order bits of RPN (mas7).
2827  */
2828 static void
2829 tlb1_write_entry(unsigned int idx)
2830 {
2831         uint32_t mas0, mas7;
2832
2833         //debugf("tlb1_write_entry: s\n");
2834
2835         /* Clear high order RPN bits */
2836         mas7 = 0;
2837
2838         /* Select entry */
2839         mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(idx);
2840         //debugf("tlb1_write_entry: mas0 = 0x%08x\n", mas0);
2841
2842         mtspr(SPR_MAS0, mas0);
2843         __asm __volatile("isync");
2844         mtspr(SPR_MAS1, tlb1[idx].mas1);
2845         __asm __volatile("isync");
2846         mtspr(SPR_MAS2, tlb1[idx].mas2);
2847         __asm __volatile("isync");
2848         mtspr(SPR_MAS3, tlb1[idx].mas3);
2849         __asm __volatile("isync");
2850         mtspr(SPR_MAS7, mas7);
2851         __asm __volatile("isync; tlbwe; isync; msync");
2852
2853         //debugf("tlb1_write_entry: e\n");
2854 }
2855
2856 /*
2857  * Return the largest uint value log such that 2^log <= num.
2858  */
2859 static unsigned int
2860 ilog2(unsigned int num)
2861 {
2862         int lz;
2863
2864         __asm ("cntlzw %0, %1" : "=r" (lz) : "r" (num));
2865         return (31 - lz);
2866 }
2867
2868 /*
2869  * Convert TLB TSIZE value to mapped region size.
2870  */
2871 static vm_size_t
2872 tsize2size(unsigned int tsize)
2873 {
2874
2875         /*
2876          * size = 4^tsize KB
2877          * size = 4^tsize * 2^10 = 2^(2 * tsize - 10)
2878          */
2879
2880         return ((1 << (2 * tsize)) * 1024);
2881 }
2882
2883 /*
2884  * Convert region size (must be power of 4) to TLB TSIZE value.
2885  */
2886 static unsigned int
2887 size2tsize(vm_size_t size)
2888 {
2889
2890         return (ilog2(size) / 2 - 5);
2891 }
2892
2893 /*
2894  * Register permanent kernel mapping in TLB1.
2895  *
2896  * Entries are created starting from index 0 (current free entry is
2897  * kept in tlb1_idx) and are not supposed to be invalidated.
2898  */
2899 static int
2900 tlb1_set_entry(vm_offset_t va, vm_offset_t pa, vm_size_t size,
2901     uint32_t flags)
2902 {
2903         uint32_t ts, tid;
2904         int tsize;
2905         
2906         if (tlb1_idx >= TLB1_ENTRIES) {
2907                 printf("tlb1_set_entry: TLB1 full!\n");
2908                 return (-1);
2909         }
2910
2911         /* Convert size to TSIZE */
2912         tsize = size2tsize(size);
2913
2914         tid = (TID_KERNEL << MAS1_TID_SHIFT) & MAS1_TID_MASK;
2915         /* XXX TS is hard coded to 0 for now as we only use single address space */
2916         ts = (0 << MAS1_TS_SHIFT) & MAS1_TS_MASK;
2917
2918         /* XXX LOCK tlb1[] */
2919
2920         tlb1[tlb1_idx].mas1 = MAS1_VALID | MAS1_IPROT | ts | tid;
2921         tlb1[tlb1_idx].mas1 |= ((tsize << MAS1_TSIZE_SHIFT) & MAS1_TSIZE_MASK);
2922         tlb1[tlb1_idx].mas2 = (va & MAS2_EPN_MASK) | flags;
2923
2924         /* Set supervisor RWX permission bits */
2925         tlb1[tlb1_idx].mas3 = (pa & MAS3_RPN) | MAS3_SR | MAS3_SW | MAS3_SX;
2926
2927         tlb1_write_entry(tlb1_idx++);
2928
2929         /* XXX UNLOCK tlb1[] */
2930
2931         /*
2932          * XXX in general TLB1 updates should be propagated between CPUs,
2933          * since current design assumes to have the same TLB1 set-up on all
2934          * cores.
2935          */
2936         return (0);
2937 }
2938
2939 /*
2940  * Map in contiguous RAM region into the TLB1 using maximum of
2941  * KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES entries.
2942  *
2943  * If necessary round up last entry size and return total size
2944  * used by all allocated entries.
2945  */
2946 vm_size_t
2947 tlb1_mapin_region(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2948 {
2949         vm_size_t pgs[KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES];
2950         vm_size_t mapped, pgsz, base, mask;
2951         int idx, nents;
2952
2953         /* Round up to the next 1M */
2954         size = (size + (1 << 20) - 1) & ~((1 << 20) - 1);
2955
2956         mapped = 0;
2957         idx = 0;
2958         base = va;
2959         pgsz = 64*1024*1024;
2960         while (mapped < size) {
2961                 while (mapped < size && idx < KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES) {
2962                         while (pgsz > (size - mapped))
2963                                 pgsz >>= 2;
2964                         pgs[idx++] = pgsz;
2965                         mapped += pgsz;
2966                 }
2967
2968                 /* We under-map. Correct for this. */
2969                 if (mapped < size) {
2970                         while (pgs[idx - 1] == pgsz) {
2971                                 idx--;
2972                                 mapped -= pgsz;
2973                         }
2974                         /* XXX We may increase beyond out starting point. */
2975                         pgsz <<= 2;
2976                         pgs[idx++] = pgsz;
2977                         mapped += pgsz;
2978                 }
2979         }
2980
2981         nents = idx;
2982         mask = pgs[0] - 1;
2983         /* Align address to the boundary */
2984         if (va & mask) {
2985                 va = (va + mask) & ~mask;
2986                 pa = (pa + mask) & ~mask;
2987         }
2988
2989         for (idx = 0; idx < nents; idx++) {
2990                 pgsz = pgs[idx];
2991                 debugf("%u: %x -> %x, size=%x\n", idx, pa, va, pgsz);
2992                 tlb1_set_entry(va, pa, pgsz, _TLB_ENTRY_MEM);
2993                 pa += pgsz;
2994                 va += pgsz;
2995         }
2996
2997         mapped = (va - base);
2998         debugf("mapped size 0x%08x (wasted space 0x%08x)\n",
2999             mapped, mapped - size);
3000         return (mapped);
3001 }
3002
3003 /*
3004  * TLB1 initialization routine, to be called after the very first
3005  * assembler level setup done in locore.S.
3006  */
3007 void
3008 tlb1_init(vm_offset_t ccsrbar)
3009 {
3010         uint32_t mas0, mas1, mas3;
3011         uint32_t tsz;
3012         u_int i;
3013
3014         if (bootinfo != NULL && bootinfo[0] != 1) {
3015                 tlb1_idx = *((uint16_t *)(bootinfo + 8));
3016         } else
3017                 tlb1_idx = 1;
3018
3019         /* The first entry/entries are used to map the kernel. */
3020         for (i = 0; i < tlb1_idx; i++) {
3021                 mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(i);
3022                 mtspr(SPR_MAS0, mas0);
3023                 __asm __volatile("isync; tlbre");
3024
3025                 mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
3026                 if ((mas1 & MAS1_VALID) == 0)
3027                         continue;
3028
3029                 mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
3030
3031                 tlb1[i].mas1 = mas1;
3032                 tlb1[i].mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
3033                 tlb1[i].mas3 = mas3;
3034
3035                 if (i == 0)
3036                         kernload = mas3 & MAS3_RPN;
3037
3038                 tsz = (mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
3039                 kernsize += (tsz > 0) ? tsize2size(tsz) : 0;
3040         }
3041
3042         /* Map in CCSRBAR. */
3043         tlb1_set_entry(CCSRBAR_VA, ccsrbar, CCSRBAR_SIZE, _TLB_ENTRY_IO);
3044
3045         /* Purge the remaining entries */
3046         for (i = tlb1_idx; i < TLB1_ENTRIES; i++)
3047                 tlb1_write_entry(i);
3048
3049         /* Setup TLB miss defaults */
3050         set_mas4_defaults();
3051 }
3052
3053 /*
3054  * Setup MAS4 defaults.
3055  * These values are loaded to MAS0-2 on a TLB miss.
3056  */
3057 static void
3058 set_mas4_defaults(void)
3059 {
3060         uint32_t mas4;
3061
3062         /* Defaults: TLB0, PID0, TSIZED=4K */
3063         mas4 = MAS4_TLBSELD0;
3064         mas4 |= (TLB_SIZE_4K << MAS4_TSIZED_SHIFT) & MAS4_TSIZED_MASK;
3065 #ifdef SMP
3066         mas4 |= MAS4_MD;
3067 #endif
3068         mtspr(SPR_MAS4, mas4);
3069         __asm __volatile("isync");
3070 }
3071
3072 /*
3073  * Print out contents of the MAS registers for each TLB1 entry
3074  */
3075 void
3076 tlb1_print_tlbentries(void)
3077 {
3078         uint32_t mas0, mas1, mas2, mas3, mas7;
3079         int i;
3080
3081         debugf("TLB1 entries:\n");
3082         for (i = 0; i < TLB1_ENTRIES; i++) {
3083
3084                 mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(i);
3085                 mtspr(SPR_MAS0, mas0);
3086
3087                 __asm __volatile("isync; tlbre");
3088
3089                 mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
3090                 mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
3091                 mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
3092                 mas7 = mfspr(SPR_MAS7);
3093
3094                 tlb_print_entry(i, mas1, mas2, mas3, mas7);
3095         }
3096 }
3097
3098 /*
3099  * Print out contents of the in-ram tlb1 table.
3100  */
3101 void
3102 tlb1_print_entries(void)
3103 {
3104         int i;
3105
3106         debugf("tlb1[] table entries:\n");
3107         for (i = 0; i < TLB1_ENTRIES; i++)
3108                 tlb_print_entry(i, tlb1[i].mas1, tlb1[i].mas2, tlb1[i].mas3, 0);
3109 }
3110
3111 /*
3112  * Return 0 if the physical IO range is encompassed by one of the
3113  * the TLB1 entries, otherwise return related error code.
3114  */
3115 static int
3116 tlb1_iomapped(int i, vm_paddr_t pa, vm_size_t size, vm_offset_t *va)
3117 {
3118         uint32_t prot;
3119         vm_paddr_t pa_start;
3120         vm_paddr_t pa_end;
3121         unsigned int entry_tsize;
3122         vm_size_t entry_size;
3123
3124         *va = (vm_offset_t)NULL;
3125
3126         /* Skip invalid entries */
3127         if (!(tlb1[i].mas1 & MAS1_VALID))
3128                 return (EINVAL);
3129
3130         /*
3131          * The entry must be cache-inhibited, guarded, and r/w
3132          * so it can function as an i/o page
3133          */
3134         prot = tlb1[i].mas2 & (MAS2_I | MAS2_G);
3135         if (prot != (MAS2_I | MAS2_G))
3136                 return (EPERM);
3137
3138         prot = tlb1[i].mas3 & (MAS3_SR | MAS3_SW);
3139         if (prot != (MAS3_SR | MAS3_SW))
3140                 return (EPERM);
3141
3142         /* The address should be within the entry range. */
3143         entry_tsize = (tlb1[i].mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
3144         KASSERT((entry_tsize), ("tlb1_iomapped: invalid entry tsize"));
3145
3146         entry_size = tsize2size(entry_tsize);
3147         pa_start = tlb1[i].mas3 & MAS3_RPN;
3148         pa_end = pa_start + entry_size - 1;
3149
3150         if ((pa < pa_start) || ((pa + size) > pa_end))
3151                 return (ERANGE);
3152
3153         /* Return virtual address of this mapping. */
3154         *va = (tlb1[i].mas2 & MAS2_EPN_MASK) + (pa - pa_start);
3155         return (0);
3156 }