]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/powerpc/booke/pmap.c
Merge sendmail 8.14.7 to HEAD
[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/param.h>
55 #include <sys/malloc.h>
56 #include <sys/ktr.h>
57 #include <sys/proc.h>
58 #include <sys/user.h>
59 #include <sys/queue.h>
60 #include <sys/systm.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/linker.h>
63 #include <sys/msgbuf.h>
64 #include <sys/lock.h>
65 #include <sys/mutex.h>
66 #include <sys/rwlock.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/md_var.h>
89 #include <machine/mmuvar.h>
90 #include <machine/pmap.h>
91 #include <machine/pte.h>
92
93 #include "mmu_if.h"
94
95 #ifdef  DEBUG
96 #define debugf(fmt, args...) printf(fmt, ##args)
97 #else
98 #define debugf(fmt, args...)
99 #endif
100
101 #define TODO                    panic("%s: not implemented", __func__);
102
103 extern struct mtx sched_lock;
104
105 extern int dumpsys_minidump;
106
107 extern unsigned char _etext[];
108 extern unsigned char _end[];
109
110 extern uint32_t *bootinfo;
111
112 #ifdef SMP
113 extern uint32_t bp_ntlb1s;
114 #endif
115
116 vm_paddr_t ccsrbar_pa;
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 static struct rwlock_padalign pvh_global_lock;
217
218 /* Data for the pv entry allocation mechanism */
219 static uma_zone_t pvzone;
220 static int pv_entry_count = 0, pv_entry_max = 0, pv_entry_high_water = 0;
221
222 #define PV_ENTRY_ZONE_MIN       2048    /* min pv entries in uma zone */
223
224 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
225 #define PMAP_SHPGPERPROC        200
226 #endif
227
228 static void ptbl_init(void);
229 static struct ptbl_buf *ptbl_buf_alloc(void);
230 static void ptbl_buf_free(struct ptbl_buf *);
231 static void ptbl_free_pmap_ptbl(pmap_t, pte_t *);
232
233 static pte_t *ptbl_alloc(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
234 static void ptbl_free(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
235 static void ptbl_hold(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
236 static int ptbl_unhold(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
237
238 static vm_paddr_t pte_vatopa(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
239 static pte_t *pte_find(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
240 static void pte_enter(mmu_t, pmap_t, vm_page_t, vm_offset_t, uint32_t);
241 static int pte_remove(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, uint8_t);
242
243 static pv_entry_t pv_alloc(void);
244 static void pv_free(pv_entry_t);
245 static void pv_insert(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t);
246 static void pv_remove(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t);
247
248 /* Number of kva ptbl buffers, each covering one ptbl (PTBL_PAGES). */
249 #define PTBL_BUFS               (128 * 16)
250
251 struct ptbl_buf {
252         TAILQ_ENTRY(ptbl_buf) link;     /* list link */
253         vm_offset_t kva;                /* va of mapping */
254 };
255
256 /* ptbl free list and a lock used for access synchronization. */
257 static TAILQ_HEAD(, ptbl_buf) ptbl_buf_freelist;
258 static struct mtx ptbl_buf_freelist_lock;
259
260 /* Base address of kva space allocated fot ptbl bufs. */
261 static vm_offset_t ptbl_buf_pool_vabase;
262
263 /* Pointer to ptbl_buf structures. */
264 static struct ptbl_buf *ptbl_bufs;
265
266 void pmap_bootstrap_ap(volatile uint32_t *);
267
268 /*
269  * Kernel MMU interface
270  */
271 static void             mmu_booke_change_wiring(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, boolean_t);
272 static void             mmu_booke_clear_modify(mmu_t, vm_page_t);
273 static void             mmu_booke_clear_reference(mmu_t, vm_page_t);
274 static void             mmu_booke_copy(mmu_t, pmap_t, pmap_t, vm_offset_t,
275     vm_size_t, vm_offset_t);
276 static void             mmu_booke_copy_page(mmu_t, vm_page_t, vm_page_t);
277 static void             mmu_booke_copy_pages(mmu_t, vm_page_t *,
278     vm_offset_t, vm_page_t *, vm_offset_t, int);
279 static void             mmu_booke_enter(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
280     vm_prot_t, boolean_t);
281 static void             mmu_booke_enter_object(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t,
282     vm_page_t, vm_prot_t);
283 static void             mmu_booke_enter_quick(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
284     vm_prot_t);
285 static vm_paddr_t       mmu_booke_extract(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
286 static vm_page_t        mmu_booke_extract_and_hold(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
287     vm_prot_t);
288 static void             mmu_booke_init(mmu_t);
289 static boolean_t        mmu_booke_is_modified(mmu_t, vm_page_t);
290 static boolean_t        mmu_booke_is_prefaultable(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
291 static boolean_t        mmu_booke_is_referenced(mmu_t, vm_page_t);
292 static int              mmu_booke_ts_referenced(mmu_t, vm_page_t);
293 static vm_offset_t      mmu_booke_map(mmu_t, vm_offset_t *, vm_paddr_t, vm_paddr_t,
294     int);
295 static int              mmu_booke_mincore(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
296     vm_paddr_t *);
297 static void             mmu_booke_object_init_pt(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
298     vm_object_t, vm_pindex_t, vm_size_t);
299 static boolean_t        mmu_booke_page_exists_quick(mmu_t, pmap_t, vm_page_t);
300 static void             mmu_booke_page_init(mmu_t, vm_page_t);
301 static int              mmu_booke_page_wired_mappings(mmu_t, vm_page_t);
302 static void             mmu_booke_pinit(mmu_t, pmap_t);
303 static void             mmu_booke_pinit0(mmu_t, pmap_t);
304 static void             mmu_booke_protect(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t,
305     vm_prot_t);
306 static void             mmu_booke_qenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_page_t *, int);
307 static void             mmu_booke_qremove(mmu_t, vm_offset_t, int);
308 static void             mmu_booke_release(mmu_t, pmap_t);
309 static void             mmu_booke_remove(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
310 static void             mmu_booke_remove_all(mmu_t, vm_page_t);
311 static void             mmu_booke_remove_write(mmu_t, vm_page_t);
312 static void             mmu_booke_zero_page(mmu_t, vm_page_t);
313 static void             mmu_booke_zero_page_area(mmu_t, vm_page_t, int, int);
314 static void             mmu_booke_zero_page_idle(mmu_t, vm_page_t);
315 static void             mmu_booke_activate(mmu_t, struct thread *);
316 static void             mmu_booke_deactivate(mmu_t, struct thread *);
317 static void             mmu_booke_bootstrap(mmu_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
318 static void             *mmu_booke_mapdev(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
319 static void             mmu_booke_unmapdev(mmu_t, vm_offset_t, vm_size_t);
320 static vm_paddr_t       mmu_booke_kextract(mmu_t, vm_offset_t);
321 static void             mmu_booke_kenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_paddr_t);
322 static void             mmu_booke_kremove(mmu_t, vm_offset_t);
323 static boolean_t        mmu_booke_dev_direct_mapped(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
324 static void             mmu_booke_sync_icache(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
325     vm_size_t);
326 static vm_offset_t      mmu_booke_dumpsys_map(mmu_t, struct pmap_md *,
327     vm_size_t, vm_size_t *);
328 static void             mmu_booke_dumpsys_unmap(mmu_t, struct pmap_md *,
329     vm_size_t, vm_offset_t);
330 static struct pmap_md   *mmu_booke_scan_md(mmu_t, struct pmap_md *);
331
332 static mmu_method_t mmu_booke_methods[] = {
333         /* pmap dispatcher interface */
334         MMUMETHOD(mmu_change_wiring,    mmu_booke_change_wiring),
335         MMUMETHOD(mmu_clear_modify,     mmu_booke_clear_modify),
336         MMUMETHOD(mmu_clear_reference,  mmu_booke_clear_reference),
337         MMUMETHOD(mmu_copy,             mmu_booke_copy),
338         MMUMETHOD(mmu_copy_page,        mmu_booke_copy_page),
339         MMUMETHOD(mmu_copy_pages,       mmu_booke_copy_pages),
340         MMUMETHOD(mmu_enter,            mmu_booke_enter),
341         MMUMETHOD(mmu_enter_object,     mmu_booke_enter_object),
342         MMUMETHOD(mmu_enter_quick,      mmu_booke_enter_quick),
343         MMUMETHOD(mmu_extract,          mmu_booke_extract),
344         MMUMETHOD(mmu_extract_and_hold, mmu_booke_extract_and_hold),
345         MMUMETHOD(mmu_init,             mmu_booke_init),
346         MMUMETHOD(mmu_is_modified,      mmu_booke_is_modified),
347         MMUMETHOD(mmu_is_prefaultable,  mmu_booke_is_prefaultable),
348         MMUMETHOD(mmu_is_referenced,    mmu_booke_is_referenced),
349         MMUMETHOD(mmu_ts_referenced,    mmu_booke_ts_referenced),
350         MMUMETHOD(mmu_map,              mmu_booke_map),
351         MMUMETHOD(mmu_mincore,          mmu_booke_mincore),
352         MMUMETHOD(mmu_object_init_pt,   mmu_booke_object_init_pt),
353         MMUMETHOD(mmu_page_exists_quick,mmu_booke_page_exists_quick),
354         MMUMETHOD(mmu_page_init,        mmu_booke_page_init),
355         MMUMETHOD(mmu_page_wired_mappings, mmu_booke_page_wired_mappings),
356         MMUMETHOD(mmu_pinit,            mmu_booke_pinit),
357         MMUMETHOD(mmu_pinit0,           mmu_booke_pinit0),
358         MMUMETHOD(mmu_protect,          mmu_booke_protect),
359         MMUMETHOD(mmu_qenter,           mmu_booke_qenter),
360         MMUMETHOD(mmu_qremove,          mmu_booke_qremove),
361         MMUMETHOD(mmu_release,          mmu_booke_release),
362         MMUMETHOD(mmu_remove,           mmu_booke_remove),
363         MMUMETHOD(mmu_remove_all,       mmu_booke_remove_all),
364         MMUMETHOD(mmu_remove_write,     mmu_booke_remove_write),
365         MMUMETHOD(mmu_sync_icache,      mmu_booke_sync_icache),
366         MMUMETHOD(mmu_zero_page,        mmu_booke_zero_page),
367         MMUMETHOD(mmu_zero_page_area,   mmu_booke_zero_page_area),
368         MMUMETHOD(mmu_zero_page_idle,   mmu_booke_zero_page_idle),
369         MMUMETHOD(mmu_activate,         mmu_booke_activate),
370         MMUMETHOD(mmu_deactivate,       mmu_booke_deactivate),
371
372         /* Internal interfaces */
373         MMUMETHOD(mmu_bootstrap,        mmu_booke_bootstrap),
374         MMUMETHOD(mmu_dev_direct_mapped,mmu_booke_dev_direct_mapped),
375         MMUMETHOD(mmu_mapdev,           mmu_booke_mapdev),
376         MMUMETHOD(mmu_kenter,           mmu_booke_kenter),
377         MMUMETHOD(mmu_kextract,         mmu_booke_kextract),
378 /*      MMUMETHOD(mmu_kremove,          mmu_booke_kremove),     */
379         MMUMETHOD(mmu_unmapdev,         mmu_booke_unmapdev),
380
381         /* dumpsys() support */
382         MMUMETHOD(mmu_dumpsys_map,      mmu_booke_dumpsys_map),
383         MMUMETHOD(mmu_dumpsys_unmap,    mmu_booke_dumpsys_unmap),
384         MMUMETHOD(mmu_scan_md,          mmu_booke_scan_md),
385
386         { 0, 0 }
387 };
388
389 MMU_DEF(booke_mmu, MMU_TYPE_BOOKE, mmu_booke_methods, 0);
390
391 static inline void
392 tlb_miss_lock(void)
393 {
394 #ifdef SMP
395         struct pcpu *pc;
396
397         if (!smp_started)
398                 return;
399
400         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
401                 if (pc != pcpup) {
402
403                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: tlb miss LOCK of CPU=%d, "
404                             "tlb_lock=%p", __func__, pc->pc_cpuid, pc->pc_booke_tlb_lock);
405
406                         KASSERT((pc->pc_cpuid != PCPU_GET(cpuid)),
407                             ("tlb_miss_lock: tried to lock self"));
408
409                         tlb_lock(pc->pc_booke_tlb_lock);
410
411                         CTR1(KTR_PMAP, "%s: locked", __func__);
412                 }
413         }
414 #endif
415 }
416
417 static inline void
418 tlb_miss_unlock(void)
419 {
420 #ifdef SMP
421         struct pcpu *pc;
422
423         if (!smp_started)
424                 return;
425
426         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
427                 if (pc != pcpup) {
428                         CTR2(KTR_PMAP, "%s: tlb miss UNLOCK of CPU=%d",
429                             __func__, pc->pc_cpuid);
430
431                         tlb_unlock(pc->pc_booke_tlb_lock);
432
433                         CTR1(KTR_PMAP, "%s: unlocked", __func__);
434                 }
435         }
436 #endif
437 }
438
439 /* Return number of entries in TLB0. */
440 static __inline void
441 tlb0_get_tlbconf(void)
442 {
443         uint32_t tlb0_cfg;
444
445         tlb0_cfg = mfspr(SPR_TLB0CFG);
446         tlb0_entries = tlb0_cfg & TLBCFG_NENTRY_MASK;
447         tlb0_ways = (tlb0_cfg & TLBCFG_ASSOC_MASK) >> TLBCFG_ASSOC_SHIFT;
448         tlb0_entries_per_way = tlb0_entries / tlb0_ways;
449 }
450
451 /* Initialize pool of kva ptbl buffers. */
452 static void
453 ptbl_init(void)
454 {
455         int i;
456
457         CTR3(KTR_PMAP, "%s: s (ptbl_bufs = 0x%08x size 0x%08x)", __func__,
458             (uint32_t)ptbl_bufs, sizeof(struct ptbl_buf) * PTBL_BUFS);
459         CTR3(KTR_PMAP, "%s: s (ptbl_buf_pool_vabase = 0x%08x size = 0x%08x)",
460             __func__, ptbl_buf_pool_vabase, PTBL_BUFS * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE);
461
462         mtx_init(&ptbl_buf_freelist_lock, "ptbl bufs lock", NULL, MTX_DEF);
463         TAILQ_INIT(&ptbl_buf_freelist);
464
465         for (i = 0; i < PTBL_BUFS; i++) {
466                 ptbl_bufs[i].kva = ptbl_buf_pool_vabase + i * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE;
467                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ptbl_buf_freelist, &ptbl_bufs[i], link);
468         }
469 }
470
471 /* Get a ptbl_buf from the freelist. */
472 static struct ptbl_buf *
473 ptbl_buf_alloc(void)
474 {
475         struct ptbl_buf *buf;
476
477         mtx_lock(&ptbl_buf_freelist_lock);
478         buf = TAILQ_FIRST(&ptbl_buf_freelist);
479         if (buf != NULL)
480                 TAILQ_REMOVE(&ptbl_buf_freelist, buf, link);
481         mtx_unlock(&ptbl_buf_freelist_lock);
482
483         CTR2(KTR_PMAP, "%s: buf = %p", __func__, buf);
484
485         return (buf);
486 }
487
488 /* Return ptbl buff to free pool. */
489 static void
490 ptbl_buf_free(struct ptbl_buf *buf)
491 {
492
493         CTR2(KTR_PMAP, "%s: buf = %p", __func__, buf);
494
495         mtx_lock(&ptbl_buf_freelist_lock);
496         TAILQ_INSERT_TAIL(&ptbl_buf_freelist, buf, link);
497         mtx_unlock(&ptbl_buf_freelist_lock);
498 }
499
500 /*
501  * Search the list of allocated ptbl bufs and find on list of allocated ptbls
502  */
503 static void
504 ptbl_free_pmap_ptbl(pmap_t pmap, pte_t *ptbl)
505 {
506         struct ptbl_buf *pbuf;
507
508         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl = %p", __func__, ptbl);
509
510         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
511
512         TAILQ_FOREACH(pbuf, &pmap->pm_ptbl_list, link)
513                 if (pbuf->kva == (vm_offset_t)ptbl) {
514                         /* Remove from pmap ptbl buf list. */
515                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_ptbl_list, pbuf, link);
516
517                         /* Free corresponding ptbl buf. */
518                         ptbl_buf_free(pbuf);
519                         break;
520                 }
521 }
522
523 /* Allocate page table. */
524 static pte_t *
525 ptbl_alloc(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
526 {
527         vm_page_t mtbl[PTBL_PAGES];
528         vm_page_t m;
529         struct ptbl_buf *pbuf;
530         unsigned int pidx;
531         pte_t *ptbl;
532         int i;
533
534         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
535             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
536
537         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
538             ("ptbl_alloc: invalid pdir_idx"));
539         KASSERT((pmap->pm_pdir[pdir_idx] == NULL),
540             ("pte_alloc: valid ptbl entry exists!"));
541
542         pbuf = ptbl_buf_alloc();
543         if (pbuf == NULL)
544                 panic("pte_alloc: couldn't alloc kernel virtual memory");
545                 
546         ptbl = (pte_t *)pbuf->kva;
547
548         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl kva = %p", __func__, ptbl);
549
550         /* Allocate ptbl pages, this will sleep! */
551         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
552                 pidx = (PTBL_PAGES * pdir_idx) + i;
553                 while ((m = vm_page_alloc(NULL, pidx,
554                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
555
556                         PMAP_UNLOCK(pmap);
557                         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
558                         VM_WAIT;
559                         rw_wlock(&pvh_global_lock);
560                         PMAP_LOCK(pmap);
561                 }
562                 mtbl[i] = m;
563         }
564
565         /* Map allocated pages into kernel_pmap. */
566         mmu_booke_qenter(mmu, (vm_offset_t)ptbl, mtbl, PTBL_PAGES);
567
568         /* Zero whole ptbl. */
569         bzero((caddr_t)ptbl, PTBL_PAGES * PAGE_SIZE);
570
571         /* Add pbuf to the pmap ptbl bufs list. */
572         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_ptbl_list, pbuf, link);
573
574         return (ptbl);
575 }
576
577 /* Free ptbl pages and invalidate pdir entry. */
578 static void
579 ptbl_free(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
580 {
581         pte_t *ptbl;
582         vm_paddr_t pa;
583         vm_offset_t va;
584         vm_page_t m;
585         int i;
586
587         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
588             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
589
590         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
591             ("ptbl_free: invalid pdir_idx"));
592
593         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
594
595         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl = %p", __func__, ptbl);
596
597         KASSERT((ptbl != NULL), ("ptbl_free: null ptbl"));
598
599         /*
600          * Invalidate the pdir entry as soon as possible, so that other CPUs
601          * don't attempt to look up the page tables we are releasing.
602          */
603         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
604         tlb_miss_lock();
605         
606         pmap->pm_pdir[pdir_idx] = NULL;
607
608         tlb_miss_unlock();
609         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
610
611         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
612                 va = ((vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
613                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap, va);
614                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
615                 vm_page_free_zero(m);
616                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
617                 mmu_booke_kremove(mmu, va);
618         }
619
620         ptbl_free_pmap_ptbl(pmap, ptbl);
621 }
622
623 /*
624  * Decrement ptbl pages hold count and attempt to free ptbl pages.
625  * Called when removing pte entry from ptbl.
626  *
627  * Return 1 if ptbl pages were freed.
628  */
629 static int
630 ptbl_unhold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
631 {
632         pte_t *ptbl;
633         vm_paddr_t pa;
634         vm_page_t m;
635         int i;
636
637         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
638             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
639
640         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
641             ("ptbl_unhold: invalid pdir_idx"));
642         KASSERT((pmap != kernel_pmap),
643             ("ptbl_unhold: unholding kernel ptbl!"));
644
645         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
646
647         //debugf("ptbl_unhold: ptbl = 0x%08x\n", (u_int32_t)ptbl);
648         KASSERT(((vm_offset_t)ptbl >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS),
649             ("ptbl_unhold: non kva ptbl"));
650
651         /* decrement hold count */
652         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
653                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap,
654                     (vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
655                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
656                 m->wire_count--;
657         }
658
659         /*
660          * Free ptbl pages if there are no pte etries in this ptbl.
661          * wire_count has the same value for all ptbl pages, so check the last
662          * page.
663          */
664         if (m->wire_count == 0) {
665                 ptbl_free(mmu, pmap, pdir_idx);
666
667                 //debugf("ptbl_unhold: e (freed ptbl)\n");
668                 return (1);
669         }
670
671         return (0);
672 }
673
674 /*
675  * Increment hold count for ptbl pages. This routine is used when a new pte
676  * entry is being inserted into the ptbl.
677  */
678 static void
679 ptbl_hold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
680 {
681         vm_paddr_t pa;
682         pte_t *ptbl;
683         vm_page_t m;
684         int i;
685
686         CTR3(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p pdir_idx = %d", __func__, pmap,
687             pdir_idx);
688
689         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
690             ("ptbl_hold: invalid pdir_idx"));
691         KASSERT((pmap != kernel_pmap),
692             ("ptbl_hold: holding kernel ptbl!"));
693
694         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
695
696         KASSERT((ptbl != NULL), ("ptbl_hold: null ptbl"));
697
698         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
699                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap,
700                     (vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
701                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
702                 m->wire_count++;
703         }
704 }
705
706 /* Allocate pv_entry structure. */
707 pv_entry_t
708 pv_alloc(void)
709 {
710         pv_entry_t pv;
711
712         pv_entry_count++;
713         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
714                 pagedaemon_wakeup();
715         pv = uma_zalloc(pvzone, M_NOWAIT);
716
717         return (pv);
718 }
719
720 /* Free pv_entry structure. */
721 static __inline void
722 pv_free(pv_entry_t pve)
723 {
724
725         pv_entry_count--;
726         uma_zfree(pvzone, pve);
727 }
728
729
730 /* Allocate and initialize pv_entry structure. */
731 static void
732 pv_insert(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
733 {
734         pv_entry_t pve;
735
736         //int su = (pmap == kernel_pmap);
737         //debugf("pv_insert: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x m = 0x%08x)\n", su,
738         //      (u_int32_t)pmap, va, (u_int32_t)m);
739
740         pve = pv_alloc();
741         if (pve == NULL)
742                 panic("pv_insert: no pv entries!");
743
744         pve->pv_pmap = pmap;
745         pve->pv_va = va;
746
747         /* add to pv_list */
748         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
749         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
750
751         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pve, pv_link);
752
753         //debugf("pv_insert: e\n");
754 }
755
756 /* Destroy pv entry. */
757 static void
758 pv_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
759 {
760         pv_entry_t pve;
761
762         //int su = (pmap == kernel_pmap);
763         //debugf("pv_remove: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x)\n", su, (u_int32_t)pmap, va);
764
765         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
766         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
767
768         /* find pv entry */
769         TAILQ_FOREACH(pve, &m->md.pv_list, pv_link) {
770                 if ((pmap == pve->pv_pmap) && (va == pve->pv_va)) {
771                         /* remove from pv_list */
772                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pve, pv_link);
773                         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
774                                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
775
776                         /* free pv entry struct */
777                         pv_free(pve);
778                         break;
779                 }
780         }
781
782         //debugf("pv_remove: e\n");
783 }
784
785 /*
786  * Clean pte entry, try to free page table page if requested.
787  *
788  * Return 1 if ptbl pages were freed, otherwise return 0.
789  */
790 static int
791 pte_remove(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, uint8_t flags)
792 {
793         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
794         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
795         vm_page_t m;
796         pte_t *ptbl;
797         pte_t *pte;
798
799         //int su = (pmap == kernel_pmap);
800         //debugf("pte_remove: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x flags = %d)\n",
801         //              su, (u_int32_t)pmap, va, flags);
802
803         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
804         KASSERT(ptbl, ("pte_remove: null ptbl"));
805
806         pte = &ptbl[ptbl_idx];
807
808         if (pte == NULL || !PTE_ISVALID(pte))
809                 return (0);
810
811         if (PTE_ISWIRED(pte))
812                 pmap->pm_stats.wired_count--;
813
814         /* Handle managed entry. */
815         if (PTE_ISMANAGED(pte)) {
816                 /* Get vm_page_t for mapped pte. */
817                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
818
819                 if (PTE_ISMODIFIED(pte))
820                         vm_page_dirty(m);
821
822                 if (PTE_ISREFERENCED(pte))
823                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
824
825                 pv_remove(pmap, va, m);
826         }
827
828         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
829         tlb_miss_lock();
830
831         tlb0_flush_entry(va);
832         pte->flags = 0;
833         pte->rpn = 0;
834
835         tlb_miss_unlock();
836         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
837
838         pmap->pm_stats.resident_count--;
839
840         if (flags & PTBL_UNHOLD) {
841                 //debugf("pte_remove: e (unhold)\n");
842                 return (ptbl_unhold(mmu, pmap, pdir_idx));
843         }
844
845         //debugf("pte_remove: e\n");
846         return (0);
847 }
848
849 /*
850  * Insert PTE for a given page and virtual address.
851  */
852 static void
853 pte_enter(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va, uint32_t flags)
854 {
855         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
856         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
857         pte_t *ptbl, *pte;
858
859         CTR4(KTR_PMAP, "%s: su = %d pmap = %p va = %p", __func__,
860             pmap == kernel_pmap, pmap, va);
861
862         /* Get the page table pointer. */
863         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
864
865         if (ptbl == NULL) {
866                 /* Allocate page table pages. */
867                 ptbl = ptbl_alloc(mmu, pmap, pdir_idx);
868         } else {
869                 /*
870                  * Check if there is valid mapping for requested
871                  * va, if there is, remove it.
872                  */
873                 pte = &pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx];
874                 if (PTE_ISVALID(pte)) {
875                         pte_remove(mmu, pmap, va, PTBL_HOLD);
876                 } else {
877                         /*
878                          * pte is not used, increment hold count
879                          * for ptbl pages.
880                          */
881                         if (pmap != kernel_pmap)
882                                 ptbl_hold(mmu, pmap, pdir_idx);
883                 }
884         }
885
886         /*
887          * Insert pv_entry into pv_list for mapped page if part of managed
888          * memory.
889          */
890         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
891                 flags |= PTE_MANAGED;
892
893                 /* Create and insert pv entry. */
894                 pv_insert(pmap, va, m);
895         }
896
897         pmap->pm_stats.resident_count++;
898         
899         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
900         tlb_miss_lock();
901
902         tlb0_flush_entry(va);
903         if (pmap->pm_pdir[pdir_idx] == NULL) {
904                 /*
905                  * If we just allocated a new page table, hook it in
906                  * the pdir.
907                  */
908                 pmap->pm_pdir[pdir_idx] = ptbl;
909         }
910         pte = &(pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
911         pte->rpn = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & ~PTE_PA_MASK;
912         pte->flags |= (PTE_VALID | flags);
913
914         tlb_miss_unlock();
915         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
916 }
917
918 /* Return the pa for the given pmap/va. */
919 static vm_paddr_t
920 pte_vatopa(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
921 {
922         vm_paddr_t pa = 0;
923         pte_t *pte;
924
925         pte = pte_find(mmu, pmap, va);
926         if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
927                 pa = (PTE_PA(pte) | (va & PTE_PA_MASK));
928         return (pa);
929 }
930
931 /* Get a pointer to a PTE in a page table. */
932 static pte_t *
933 pte_find(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
934 {
935         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
936         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
937
938         KASSERT((pmap != NULL), ("pte_find: invalid pmap"));
939
940         if (pmap->pm_pdir[pdir_idx])
941                 return (&(pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]));
942
943         return (NULL);
944 }
945
946 /**************************************************************************/
947 /* PMAP related */
948 /**************************************************************************/
949
950 /*
951  * This is called during booke_init, before the system is really initialized.
952  */
953 static void
954 mmu_booke_bootstrap(mmu_t mmu, vm_offset_t start, vm_offset_t kernelend)
955 {
956         vm_offset_t phys_kernelend;
957         struct mem_region *mp, *mp1;
958         int cnt, i, j;
959         u_int s, e, sz;
960         u_int phys_avail_count;
961         vm_size_t physsz, hwphyssz, kstack0_sz;
962         vm_offset_t kernel_pdir, kstack0, va;
963         vm_paddr_t kstack0_phys;
964         void *dpcpu;
965         pte_t *pte;
966
967         debugf("mmu_booke_bootstrap: entered\n");
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          * Initialize the global pv list lock.
1247          */
1248         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
1249
1250         /*******************************************************/
1251         /* Final setup */
1252         /*******************************************************/
1253
1254         /* Enter kstack0 into kernel map, provide guard page */
1255         kstack0 = virtual_avail + KSTACK_GUARD_PAGES * PAGE_SIZE;
1256         thread0.td_kstack = kstack0;
1257         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1258
1259         debugf("kstack_sz = 0x%08x\n", kstack0_sz);
1260         debugf("kstack0_phys at 0x%08x - 0x%08x\n",
1261             kstack0_phys, kstack0_phys + kstack0_sz);
1262         debugf("kstack0 at 0x%08x - 0x%08x\n", kstack0, kstack0 + kstack0_sz);
1263         
1264         virtual_avail += KSTACK_GUARD_PAGES * PAGE_SIZE + kstack0_sz;
1265         for (i = 0; i < KSTACK_PAGES; i++) {
1266                 mmu_booke_kenter(mmu, kstack0, kstack0_phys);
1267                 kstack0 += PAGE_SIZE;
1268                 kstack0_phys += PAGE_SIZE;
1269         }
1270         
1271         debugf("virtual_avail = %08x\n", virtual_avail);
1272         debugf("virtual_end   = %08x\n", virtual_end);
1273
1274         debugf("mmu_booke_bootstrap: exit\n");
1275 }
1276
1277 void
1278 pmap_bootstrap_ap(volatile uint32_t *trcp __unused)
1279 {
1280         int i;
1281
1282         /*
1283          * Finish TLB1 configuration: the BSP already set up its TLB1 and we
1284          * have the snapshot of its contents in the s/w tlb1[] table, so use
1285          * these values directly to (re)program AP's TLB1 hardware.
1286          */
1287         for (i = bp_ntlb1s; i < tlb1_idx; i++) {
1288                 /* Skip invalid entries */
1289                 if (!(tlb1[i].mas1 & MAS1_VALID))
1290                         continue;
1291
1292                 tlb1_write_entry(i);
1293         }
1294
1295         set_mas4_defaults();
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Get the physical page address for the given pmap/virtual address.
1300  */
1301 static vm_paddr_t
1302 mmu_booke_extract(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1303 {
1304         vm_paddr_t pa;
1305
1306         PMAP_LOCK(pmap);
1307         pa = pte_vatopa(mmu, pmap, va);
1308         PMAP_UNLOCK(pmap);
1309
1310         return (pa);
1311 }
1312
1313 /*
1314  * Extract the physical page address associated with the given
1315  * kernel virtual address.
1316  */
1317 static vm_paddr_t
1318 mmu_booke_kextract(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1319 {
1320
1321         return (pte_vatopa(mmu, kernel_pmap, va));
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Initialize the pmap module.
1326  * Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
1327  * system needs to map virtual memory.
1328  */
1329 static void
1330 mmu_booke_init(mmu_t mmu)
1331 {
1332         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
1333
1334         /*
1335          * Initialize the address space (zone) for the pv entries.  Set a
1336          * high water mark so that the system can recover from excessive
1337          * numbers of pv entries.
1338          */
1339         pvzone = uma_zcreate("PV ENTRY", sizeof(struct pv_entry), NULL, NULL,
1340             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
1341
1342         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
1343         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + cnt.v_page_count;
1344
1345         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
1346         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
1347
1348         uma_zone_reserve_kva(pvzone, pv_entry_max);
1349
1350         /* Pre-fill pvzone with initial number of pv entries. */
1351         uma_prealloc(pvzone, PV_ENTRY_ZONE_MIN);
1352
1353         /* Initialize ptbl allocation. */
1354         ptbl_init();
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Map a list of wired pages into kernel virtual address space.  This is
1359  * intended for temporary mappings which do not need page modification or
1360  * references recorded.  Existing mappings in the region are overwritten.
1361  */
1362 static void
1363 mmu_booke_qenter(mmu_t mmu, vm_offset_t sva, vm_page_t *m, int count)
1364 {
1365         vm_offset_t va;
1366
1367         va = sva;
1368         while (count-- > 0) {
1369                 mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(*m));
1370                 va += PAGE_SIZE;
1371                 m++;
1372         }
1373 }
1374
1375 /*
1376  * Remove page mappings from kernel virtual address space.  Intended for
1377  * temporary mappings entered by mmu_booke_qenter.
1378  */
1379 static void
1380 mmu_booke_qremove(mmu_t mmu, vm_offset_t sva, int count)
1381 {
1382         vm_offset_t va;
1383
1384         va = sva;
1385         while (count-- > 0) {
1386                 mmu_booke_kremove(mmu, va);
1387                 va += PAGE_SIZE;
1388         }
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Map a wired page into kernel virtual address space.
1393  */
1394 static void
1395 mmu_booke_kenter(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1396 {
1397         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
1398         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
1399         uint32_t flags;
1400         pte_t *pte;
1401
1402         KASSERT(((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) &&
1403             (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)), ("mmu_booke_kenter: invalid va"));
1404
1405         flags = PTE_M | PTE_SR | PTE_SW | PTE_SX | PTE_WIRED | PTE_VALID;
1406
1407         pte = &(kernel_pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
1408
1409         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1410         tlb_miss_lock();
1411         
1412         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1413         
1414                 CTR1(KTR_PMAP, "%s: replacing entry!", __func__);
1415
1416                 /* Flush entry from TLB0 */
1417                 tlb0_flush_entry(va);
1418         }
1419
1420         pte->rpn = pa & ~PTE_PA_MASK;
1421         pte->flags = flags;
1422
1423         //debugf("mmu_booke_kenter: pdir_idx = %d ptbl_idx = %d va=0x%08x "
1424         //              "pa=0x%08x rpn=0x%08x flags=0x%08x\n",
1425         //              pdir_idx, ptbl_idx, va, pa, pte->rpn, pte->flags);
1426
1427         /* Flush the real memory from the instruction cache. */
1428         if ((flags & (PTE_I | PTE_G)) == 0) {
1429                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
1430         }
1431
1432         tlb_miss_unlock();
1433         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1434 }
1435
1436 /*
1437  * Remove a page from kernel page table.
1438  */
1439 static void
1440 mmu_booke_kremove(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1441 {
1442         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
1443         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
1444         pte_t *pte;
1445
1446 //      CTR2(KTR_PMAP,("%s: s (va = 0x%08x)\n", __func__, va));
1447
1448         KASSERT(((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) &&
1449             (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1450             ("mmu_booke_kremove: invalid va"));
1451
1452         pte = &(kernel_pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
1453
1454         if (!PTE_ISVALID(pte)) {
1455         
1456                 CTR1(KTR_PMAP, "%s: invalid pte", __func__);
1457
1458                 return;
1459         }
1460
1461         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1462         tlb_miss_lock();
1463
1464         /* Invalidate entry in TLB0, update PTE. */
1465         tlb0_flush_entry(va);
1466         pte->flags = 0;
1467         pte->rpn = 0;
1468
1469         tlb_miss_unlock();
1470         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Initialize pmap associated with process 0.
1475  */
1476 static void
1477 mmu_booke_pinit0(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1478 {
1479
1480         mmu_booke_pinit(mmu, pmap);
1481         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1486  * such as one in a vmspace structure.
1487  */
1488 static void
1489 mmu_booke_pinit(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1490 {
1491         int i;
1492
1493         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p, proc %d '%s'", __func__, pmap,
1494             curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_proc->p_comm);
1495
1496         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("pmap_pinit: initializing kernel_pmap"));
1497
1498         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1499         for (i = 0; i < MAXCPU; i++)
1500                 pmap->pm_tid[i] = TID_NONE;
1501         CPU_ZERO(&kernel_pmap->pm_active);
1502         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1503         bzero(&pmap->pm_pdir, sizeof(pte_t *) * PDIR_NENTRIES);
1504         TAILQ_INIT(&pmap->pm_ptbl_list);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Release any resources held by the given physical map.
1509  * Called when a pmap initialized by mmu_booke_pinit is being released.
1510  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1511  */
1512 static void
1513 mmu_booke_release(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1514 {
1515
1516         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1517             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1518             pmap->pm_stats.resident_count));
1519
1520         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Insert the given physical page at the specified virtual address in the
1525  * target physical map with the protection requested. If specified the page
1526  * will be wired down.
1527  */
1528 static void
1529 mmu_booke_enter(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1530     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
1531 {
1532
1533         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1534         PMAP_LOCK(pmap);
1535         mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, va, m, prot, wired);
1536         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1537         PMAP_UNLOCK(pmap);
1538 }
1539
1540 static void
1541 mmu_booke_enter_locked(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1542     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
1543 {
1544         pte_t *pte;
1545         vm_paddr_t pa;
1546         uint32_t flags;
1547         int su, sync;
1548
1549         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1550         su = (pmap == kernel_pmap);
1551         sync = 0;
1552
1553         //debugf("mmu_booke_enter_locked: s (pmap=0x%08x su=%d tid=%d m=0x%08x va=0x%08x "
1554         //              "pa=0x%08x prot=0x%08x wired=%d)\n",
1555         //              (u_int32_t)pmap, su, pmap->pm_tid,
1556         //              (u_int32_t)m, va, pa, prot, wired);
1557
1558         if (su) {
1559                 KASSERT(((va >= virtual_avail) &&
1560                     (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1561                     ("mmu_booke_enter_locked: kernel pmap, non kernel va"));
1562         } else {
1563                 KASSERT((va <= VM_MAXUSER_ADDRESS),
1564                     ("mmu_booke_enter_locked: user pmap, non user va"));
1565         }
1566         if ((m->oflags & (VPO_UNMANAGED | VPO_BUSY)) == 0)
1567                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1568
1569         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1570
1571         /*
1572          * If there is an existing mapping, and the physical address has not
1573          * changed, must be protection or wiring change.
1574          */
1575         if (((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) &&
1576             (PTE_ISVALID(pte)) && (PTE_PA(pte) == pa)) {
1577             
1578                 /*
1579                  * Before actually updating pte->flags we calculate and
1580                  * prepare its new value in a helper var.
1581                  */
1582                 flags = pte->flags;
1583                 flags &= ~(PTE_UW | PTE_UX | PTE_SW | PTE_SX | PTE_MODIFIED);
1584
1585                 /* Wiring change, just update stats. */
1586                 if (wired) {
1587                         if (!PTE_ISWIRED(pte)) {
1588                                 flags |= PTE_WIRED;
1589                                 pmap->pm_stats.wired_count++;
1590                         }
1591                 } else {
1592                         if (PTE_ISWIRED(pte)) {
1593                                 flags &= ~PTE_WIRED;
1594                                 pmap->pm_stats.wired_count--;
1595                         }
1596                 }
1597
1598                 if (prot & VM_PROT_WRITE) {
1599                         /* Add write permissions. */
1600                         flags |= PTE_SW;
1601                         if (!su)
1602                                 flags |= PTE_UW;
1603
1604                         if ((flags & PTE_MANAGED) != 0)
1605                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
1606                 } else {
1607                         /* Handle modified pages, sense modify status. */
1608
1609                         /*
1610                          * The PTE_MODIFIED flag could be set by underlying
1611                          * TLB misses since we last read it (above), possibly
1612                          * other CPUs could update it so we check in the PTE
1613                          * directly rather than rely on that saved local flags
1614                          * copy.
1615                          */
1616                         if (PTE_ISMODIFIED(pte))
1617                                 vm_page_dirty(m);
1618                 }
1619
1620                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE) {
1621                         flags |= PTE_SX;
1622                         if (!su)
1623                                 flags |= PTE_UX;
1624
1625                         /*
1626                          * Check existing flags for execute permissions: if we
1627                          * are turning execute permissions on, icache should
1628                          * be flushed.
1629                          */
1630                         if ((pte->flags & (PTE_UX | PTE_SX)) == 0)
1631                                 sync++;
1632                 }
1633
1634                 flags &= ~PTE_REFERENCED;
1635
1636                 /*
1637                  * The new flags value is all calculated -- only now actually
1638                  * update the PTE.
1639                  */
1640                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1641                 tlb_miss_lock();
1642
1643                 tlb0_flush_entry(va);
1644                 pte->flags = flags;
1645
1646                 tlb_miss_unlock();
1647                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1648
1649         } else {
1650                 /*
1651                  * If there is an existing mapping, but it's for a different
1652                  * physical address, pte_enter() will delete the old mapping.
1653                  */
1654                 //if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
1655                 //      debugf("mmu_booke_enter_locked: replace\n");
1656                 //else
1657                 //      debugf("mmu_booke_enter_locked: new\n");
1658
1659                 /* Now set up the flags and install the new mapping. */
1660                 flags = (PTE_SR | PTE_VALID);
1661                 flags |= PTE_M;
1662
1663                 if (!su)
1664                         flags |= PTE_UR;
1665
1666                 if (prot & VM_PROT_WRITE) {
1667                         flags |= PTE_SW;
1668                         if (!su)
1669                                 flags |= PTE_UW;
1670
1671                         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1672                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
1673                 }
1674
1675                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE) {
1676                         flags |= PTE_SX;
1677                         if (!su)
1678                                 flags |= PTE_UX;
1679                 }
1680
1681                 /* If its wired update stats. */
1682                 if (wired) {
1683                         pmap->pm_stats.wired_count++;
1684                         flags |= PTE_WIRED;
1685                 }
1686
1687                 pte_enter(mmu, pmap, m, va, flags);
1688
1689                 /* Flush the real memory from the instruction cache. */
1690                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE)
1691                         sync++;
1692         }
1693
1694         if (sync && (su || pmap == PCPU_GET(curpmap))) {
1695                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
1696                 sync = 0;
1697         }
1698 }
1699
1700 /*
1701  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
1702  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
1703  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
1704  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
1705  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
1706  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
1707  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
1708  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
1709  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
1710  * corresponding offset from m_start are mapped.
1711  */
1712 static void
1713 mmu_booke_enter_object(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t start,
1714     vm_offset_t end, vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
1715 {
1716         vm_page_t m;
1717         vm_pindex_t diff, psize;
1718
1719         psize = atop(end - start);
1720         m = m_start;
1721         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1722         PMAP_LOCK(pmap);
1723         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
1724                 mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, start + ptoa(diff), m,
1725                     prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE), FALSE);
1726                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
1727         }
1728         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1729         PMAP_UNLOCK(pmap);
1730 }
1731
1732 static void
1733 mmu_booke_enter_quick(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1734     vm_prot_t prot)
1735 {
1736
1737         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1738         PMAP_LOCK(pmap);
1739         mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, va, m,
1740             prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE), FALSE);
1741         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1742         PMAP_UNLOCK(pmap);
1743 }
1744
1745 /*
1746  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1747  *
1748  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page size.
1749  */
1750 static void
1751 mmu_booke_remove(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_offset_t endva)
1752 {
1753         pte_t *pte;
1754         uint8_t hold_flag;
1755
1756         int su = (pmap == kernel_pmap);
1757
1758         //debugf("mmu_booke_remove: s (su = %d pmap=0x%08x tid=%d va=0x%08x endva=0x%08x)\n",
1759         //              su, (u_int32_t)pmap, pmap->pm_tid, va, endva);
1760
1761         if (su) {
1762                 KASSERT(((va >= virtual_avail) &&
1763                     (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1764                     ("mmu_booke_remove: kernel pmap, non kernel va"));
1765         } else {
1766                 KASSERT((va <= VM_MAXUSER_ADDRESS),
1767                     ("mmu_booke_remove: user pmap, non user va"));
1768         }
1769
1770         if (PMAP_REMOVE_DONE(pmap)) {
1771                 //debugf("mmu_booke_remove: e (empty)\n");
1772                 return;
1773         }
1774
1775         hold_flag = PTBL_HOLD_FLAG(pmap);
1776         //debugf("mmu_booke_remove: hold_flag = %d\n", hold_flag);
1777
1778         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1779         PMAP_LOCK(pmap);
1780         for (; va < endva; va += PAGE_SIZE) {
1781                 pte = pte_find(mmu, pmap, va);
1782                 if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
1783                         pte_remove(mmu, pmap, va, hold_flag);
1784         }
1785         PMAP_UNLOCK(pmap);
1786         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1787
1788         //debugf("mmu_booke_remove: e\n");
1789 }
1790
1791 /*
1792  * Remove physical page from all pmaps in which it resides.
1793  */
1794 static void
1795 mmu_booke_remove_all(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1796 {
1797         pv_entry_t pv, pvn;
1798         uint8_t hold_flag;
1799
1800         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1801         for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list); pv != NULL; pv = pvn) {
1802                 pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_link);
1803
1804                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
1805                 hold_flag = PTBL_HOLD_FLAG(pv->pv_pmap);
1806                 pte_remove(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va, hold_flag);
1807                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
1808         }
1809         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1810         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1811 }
1812
1813 /*
1814  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
1815  */
1816 static vm_offset_t
1817 mmu_booke_map(mmu_t mmu, vm_offset_t *virt, vm_paddr_t pa_start,
1818     vm_paddr_t pa_end, int prot)
1819 {
1820         vm_offset_t sva = *virt;
1821         vm_offset_t va = sva;
1822
1823         //debugf("mmu_booke_map: s (sva = 0x%08x pa_start = 0x%08x pa_end = 0x%08x)\n",
1824         //              sva, pa_start, pa_end);
1825
1826         while (pa_start < pa_end) {
1827                 mmu_booke_kenter(mmu, va, pa_start);
1828                 va += PAGE_SIZE;
1829                 pa_start += PAGE_SIZE;
1830         }
1831         *virt = va;
1832
1833         //debugf("mmu_booke_map: e (va = 0x%08x)\n", va);
1834         return (sva);
1835 }
1836
1837 /*
1838  * The pmap must be activated before it's address space can be accessed in any
1839  * way.
1840  */
1841 static void
1842 mmu_booke_activate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1843 {
1844         pmap_t pmap;
1845         u_int cpuid;
1846
1847         pmap = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1848
1849         CTR5(KTR_PMAP, "%s: s (td = %p, proc = '%s', id = %d, pmap = 0x%08x)",
1850             __func__, td, td->td_proc->p_comm, td->td_proc->p_pid, pmap);
1851
1852         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("mmu_booke_activate: kernel_pmap!"));
1853
1854         mtx_lock_spin(&sched_lock);
1855
1856         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1857         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
1858         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1859         
1860         if (pmap->pm_tid[cpuid] == TID_NONE)
1861                 tid_alloc(pmap);
1862
1863         /* Load PID0 register with pmap tid value. */
1864         mtspr(SPR_PID0, pmap->pm_tid[cpuid]);
1865         __asm __volatile("isync");
1866
1867         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
1868
1869         CTR3(KTR_PMAP, "%s: e (tid = %d for '%s')", __func__,
1870             pmap->pm_tid[PCPU_GET(cpuid)], td->td_proc->p_comm);
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Deactivate the specified process's address space.
1875  */
1876 static void
1877 mmu_booke_deactivate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1878 {
1879         pmap_t pmap;
1880
1881         pmap = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1882         
1883         CTR5(KTR_PMAP, "%s: td=%p, proc = '%s', id = %d, pmap = 0x%08x",
1884             __func__, td, td->td_proc->p_comm, td->td_proc->p_pid, pmap);
1885
1886         CPU_CLR_ATOMIC(PCPU_GET(cpuid), &pmap->pm_active);
1887         PCPU_SET(curpmap, NULL);
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Copy the range specified by src_addr/len
1892  * from the source map to the range dst_addr/len
1893  * in the destination map.
1894  *
1895  * This routine is only advisory and need not do anything.
1896  */
1897 static void
1898 mmu_booke_copy(mmu_t mmu, pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap,
1899     vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
1900 {
1901
1902 }
1903
1904 /*
1905  * Set the physical protection on the specified range of this map as requested.
1906  */
1907 static void
1908 mmu_booke_protect(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva,
1909     vm_prot_t prot)
1910 {
1911         vm_offset_t va;
1912         vm_page_t m;
1913         pte_t *pte;
1914
1915         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1916                 mmu_booke_remove(mmu, pmap, sva, eva);
1917                 return;
1918         }
1919
1920         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1921                 return;
1922
1923         PMAP_LOCK(pmap);
1924         for (va = sva; va < eva; va += PAGE_SIZE) {
1925                 if ((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) {
1926                         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1927                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
1928
1929                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1930                                 tlb_miss_lock();
1931
1932                                 /* Handle modified pages. */
1933                                 if (PTE_ISMODIFIED(pte) && PTE_ISMANAGED(pte))
1934                                         vm_page_dirty(m);
1935
1936                                 tlb0_flush_entry(va);
1937                                 pte->flags &= ~(PTE_UW | PTE_SW | PTE_MODIFIED);
1938
1939                                 tlb_miss_unlock();
1940                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1941                         }
1942                 }
1943         }
1944         PMAP_UNLOCK(pmap);
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
1949  */
1950 static void
1951 mmu_booke_remove_write(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1952 {
1953         pv_entry_t pv;
1954         pte_t *pte;
1955
1956         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1957             ("mmu_booke_remove_write: page %p is not managed", m));
1958
1959         /*
1960          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be set by
1961          * another thread while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
1962          * is clear, no page table entries need updating.
1963          */
1964         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1965         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
1966             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
1967                 return;
1968         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1969         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
1970                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
1971                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL) {
1972                         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1973                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
1974
1975                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1976                                 tlb_miss_lock();
1977
1978                                 /* Handle modified pages. */
1979                                 if (PTE_ISMODIFIED(pte))
1980                                         vm_page_dirty(m);
1981
1982                                 /* Flush mapping from TLB0. */
1983                                 pte->flags &= ~(PTE_UW | PTE_SW | PTE_MODIFIED);
1984
1985                                 tlb_miss_unlock();
1986                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1987                         }
1988                 }
1989                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
1990         }
1991         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1992         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1993 }
1994
1995 static void
1996 mmu_booke_sync_icache(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
1997 {
1998         pte_t *pte;
1999         pmap_t pmap;
2000         vm_page_t m;
2001         vm_offset_t addr;
2002         vm_paddr_t pa;
2003         int active, valid;
2004  
2005         va = trunc_page(va);
2006         sz = round_page(sz);
2007
2008         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2009         pmap = PCPU_GET(curpmap);
2010         active = (pm == kernel_pmap || pm == pmap) ? 1 : 0;
2011         while (sz > 0) {
2012                 PMAP_LOCK(pm);
2013                 pte = pte_find(mmu, pm, va);
2014                 valid = (pte != NULL && PTE_ISVALID(pte)) ? 1 : 0;
2015                 if (valid)
2016                         pa = PTE_PA(pte);
2017                 PMAP_UNLOCK(pm);
2018                 if (valid) {
2019                         if (!active) {
2020                                 /* Create a mapping in the active pmap. */
2021                                 addr = 0;
2022                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2023                                 PMAP_LOCK(pmap);
2024                                 pte_enter(mmu, pmap, m, addr,
2025                                     PTE_SR | PTE_VALID | PTE_UR);
2026                                 __syncicache((void *)addr, PAGE_SIZE);
2027                                 pte_remove(mmu, pmap, addr, PTBL_UNHOLD);
2028                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2029                         } else
2030                                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
2031                 }
2032                 va += PAGE_SIZE;
2033                 sz -= PAGE_SIZE;
2034         }
2035         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2036 }
2037
2038 /*
2039  * Atomically extract and hold the physical page with the given
2040  * pmap and virtual address pair if that mapping permits the given
2041  * protection.
2042  */
2043 static vm_page_t
2044 mmu_booke_extract_and_hold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va,
2045     vm_prot_t prot)
2046 {
2047         pte_t *pte;
2048         vm_page_t m;
2049         uint32_t pte_wbit;
2050         vm_paddr_t pa;
2051         
2052         m = NULL;
2053         pa = 0; 
2054         PMAP_LOCK(pmap);
2055 retry:
2056         pte = pte_find(mmu, pmap, va);
2057         if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte)) {
2058                 if (pmap == kernel_pmap)
2059                         pte_wbit = PTE_SW;
2060                 else
2061                         pte_wbit = PTE_UW;
2062
2063                 if ((pte->flags & pte_wbit) || ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
2064                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, PTE_PA(pte), &pa))
2065                                 goto retry;
2066                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
2067                         vm_page_hold(m);
2068                 }
2069         }
2070
2071         PA_UNLOCK_COND(pa);
2072         PMAP_UNLOCK(pmap);
2073         return (m);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
2078  */
2079 static void
2080 mmu_booke_page_init(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2081 {
2082
2083         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
2084 }
2085
2086 /*
2087  * mmu_booke_zero_page_area zeros the specified hardware page by
2088  * mapping it into virtual memory and using bzero to clear
2089  * its contents.
2090  *
2091  * off and size must reside within a single page.
2092  */
2093 static void
2094 mmu_booke_zero_page_area(mmu_t mmu, vm_page_t m, int off, int size)
2095 {
2096         vm_offset_t va;
2097
2098         /* XXX KASSERT off and size are within a single page? */
2099
2100         mtx_lock(&zero_page_mutex);
2101         va = zero_page_va;
2102
2103         mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2104         bzero((caddr_t)va + off, size);
2105         mmu_booke_kremove(mmu, va);
2106
2107         mtx_unlock(&zero_page_mutex);
2108 }
2109
2110 /*
2111  * mmu_booke_zero_page zeros the specified hardware page.
2112  */
2113 static void
2114 mmu_booke_zero_page(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2115 {
2116
2117         mmu_booke_zero_page_area(mmu, m, 0, PAGE_SIZE);
2118 }
2119
2120 /*
2121  * mmu_booke_copy_page copies the specified (machine independent) page by
2122  * mapping the page into virtual memory and using memcopy to copy the page,
2123  * one machine dependent page at a time.
2124  */
2125 static void
2126 mmu_booke_copy_page(mmu_t mmu, vm_page_t sm, vm_page_t dm)
2127 {
2128         vm_offset_t sva, dva;
2129
2130         sva = copy_page_src_va;
2131         dva = copy_page_dst_va;
2132
2133         mtx_lock(&copy_page_mutex);
2134         mmu_booke_kenter(mmu, sva, VM_PAGE_TO_PHYS(sm));
2135         mmu_booke_kenter(mmu, dva, VM_PAGE_TO_PHYS(dm));
2136         memcpy((caddr_t)dva, (caddr_t)sva, PAGE_SIZE);
2137         mmu_booke_kremove(mmu, dva);
2138         mmu_booke_kremove(mmu, sva);
2139         mtx_unlock(&copy_page_mutex);
2140 }
2141
2142 static inline void
2143 mmu_booke_copy_pages(mmu_t mmu, vm_page_t *ma, vm_offset_t a_offset,
2144     vm_page_t *mb, vm_offset_t b_offset, int xfersize)
2145 {
2146         void *a_cp, *b_cp;
2147         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
2148         int cnt;
2149
2150         mtx_lock(&copy_page_mutex);
2151         while (xfersize > 0) {
2152                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
2153                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
2154                 mmu_booke_kenter(mmu, copy_page_src_va,
2155                     VM_PAGE_TO_PHYS(ma[a_offset >> PAGE_SHIFT]));
2156                 a_cp = (char *)copy_page_src_va + a_pg_offset;
2157                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
2158                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
2159                 mmu_booke_kenter(mmu, copy_page_dst_va,
2160                     VM_PAGE_TO_PHYS(mb[b_offset >> PAGE_SHIFT]));
2161                 b_cp = (char *)copy_page_dst_va + b_pg_offset;
2162                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
2163                 mmu_booke_kremove(mmu, copy_page_dst_va);
2164                 mmu_booke_kremove(mmu, copy_page_src_va);
2165                 a_offset += cnt;
2166                 b_offset += cnt;
2167                 xfersize -= cnt;
2168         }
2169         mtx_unlock(&copy_page_mutex);
2170 }
2171
2172 /*
2173  * mmu_booke_zero_page_idle zeros the specified hardware page by mapping it
2174  * into virtual memory and using bzero to clear its contents. This is intended
2175  * to be called from the vm_pagezero process only and outside of Giant. No
2176  * lock is required.
2177  */
2178 static void
2179 mmu_booke_zero_page_idle(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2180 {
2181         vm_offset_t va;
2182
2183         va = zero_page_idle_va;
2184         mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2185         bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2186         mmu_booke_kremove(mmu, va);
2187 }
2188
2189 /*
2190  * Return whether or not the specified physical page was modified
2191  * in any of physical maps.
2192  */
2193 static boolean_t
2194 mmu_booke_is_modified(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2195 {
2196         pte_t *pte;
2197         pv_entry_t pv;
2198         boolean_t rv;
2199
2200         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2201             ("mmu_booke_is_modified: page %p is not managed", m));
2202         rv = FALSE;
2203
2204         /*
2205          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be
2206          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2207          * is clear, no PTEs can be modified.
2208          */
2209         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2210         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
2211             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2212                 return (rv);
2213         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2214         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2215                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2216                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2217                     PTE_ISVALID(pte)) {
2218                         if (PTE_ISMODIFIED(pte))
2219                                 rv = TRUE;
2220                 }
2221                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2222                 if (rv)
2223                         break;
2224         }
2225         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2226         return (rv);
2227 }
2228
2229 /*
2230  * Return whether or not the specified virtual address is eligible
2231  * for prefault.
2232  */
2233 static boolean_t
2234 mmu_booke_is_prefaultable(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2235 {
2236
2237         return (FALSE);
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Return whether or not the specified physical page was referenced
2242  * in any physical maps.
2243  */
2244 static boolean_t
2245 mmu_booke_is_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2246 {
2247         pte_t *pte;
2248         pv_entry_t pv;
2249         boolean_t rv;
2250
2251         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2252             ("mmu_booke_is_referenced: page %p is not managed", m));
2253         rv = FALSE;
2254         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2255         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2256                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2257                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2258                     PTE_ISVALID(pte)) {
2259                         if (PTE_ISREFERENCED(pte))
2260                                 rv = TRUE;
2261                 }
2262                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2263                 if (rv)
2264                         break;
2265         }
2266         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2267         return (rv);
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Clear the modify bits on the specified physical page.
2272  */
2273 static void
2274 mmu_booke_clear_modify(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2275 {
2276         pte_t *pte;
2277         pv_entry_t pv;
2278
2279         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2280             ("mmu_booke_clear_modify: page %p is not managed", m));
2281         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2282         KASSERT((m->oflags & VPO_BUSY) == 0,
2283             ("mmu_booke_clear_modify: page %p is busy", m));
2284
2285         /*
2286          * If the page is not PG_AWRITEABLE, then no PTEs can be modified.
2287          * If the object containing the page is locked and the page is not
2288          * VPO_BUSY, then PG_AWRITEABLE cannot be concurrently set.
2289          */
2290         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2291                 return;
2292         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2293         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2294                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2295                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2296                     PTE_ISVALID(pte)) {
2297                         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2298                         tlb_miss_lock();
2299                         
2300                         if (pte->flags & (PTE_SW | PTE_UW | PTE_MODIFIED)) {
2301                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2302                                 pte->flags &= ~(PTE_SW | PTE_UW | PTE_MODIFIED |
2303                                     PTE_REFERENCED);
2304                         }
2305
2306                         tlb_miss_unlock();
2307                         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2308                 }
2309                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2310         }
2311         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2312 }
2313
2314 /*
2315  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
2316  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
2317  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
2318  * reference bits set.
2319  *
2320  * XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
2321  * should be tested and standardized at some point in the future for
2322  * optimal aging of shared pages.
2323  */
2324 static int
2325 mmu_booke_ts_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2326 {
2327         pte_t *pte;
2328         pv_entry_t pv;
2329         int count;
2330
2331         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2332             ("mmu_booke_ts_referenced: page %p is not managed", m));
2333         count = 0;
2334         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2335         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2336                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2337                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2338                     PTE_ISVALID(pte)) {
2339                         if (PTE_ISREFERENCED(pte)) {
2340                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2341                                 tlb_miss_lock();
2342
2343                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2344                                 pte->flags &= ~PTE_REFERENCED;
2345
2346                                 tlb_miss_unlock();
2347                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2348
2349                                 if (++count > 4) {
2350                                         PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2351                                         break;
2352                                 }
2353                         }
2354                 }
2355                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2356         }
2357         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2358         return (count);
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Clear the reference bit on the specified physical page.
2363  */
2364 static void
2365 mmu_booke_clear_reference(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2366 {
2367         pte_t *pte;
2368         pv_entry_t pv;
2369
2370         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2371             ("mmu_booke_clear_reference: page %p is not managed", m));
2372         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2373         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2374                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2375                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2376                     PTE_ISVALID(pte)) {
2377                         if (PTE_ISREFERENCED(pte)) {
2378                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2379                                 tlb_miss_lock();
2380                                 
2381                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2382                                 pte->flags &= ~PTE_REFERENCED;
2383
2384                                 tlb_miss_unlock();
2385                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2386                         }
2387                 }
2388                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2389         }
2390         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Change wiring attribute for a map/virtual-address pair.
2395  */
2396 static void
2397 mmu_booke_change_wiring(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2398 {
2399         pte_t *pte;
2400
2401         PMAP_LOCK(pmap);
2402         if ((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) {
2403                 if (wired) {
2404                         if (!PTE_ISWIRED(pte)) {
2405                                 pte->flags |= PTE_WIRED;
2406                                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2407                         }
2408                 } else {
2409                         if (PTE_ISWIRED(pte)) {
2410                                 pte->flags &= ~PTE_WIRED;
2411                                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2412                         }
2413                 }
2414         }
2415         PMAP_UNLOCK(pmap);
2416 }
2417
2418 /*
2419  * Return true if the pmap's pv is one of the first 16 pvs linked to from this
2420  * page.  This count may be changed upwards or downwards in the future; it is
2421  * only necessary that true be returned for a small subset of pmaps for proper
2422  * page aging.
2423  */
2424 static boolean_t
2425 mmu_booke_page_exists_quick(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_page_t m)
2426 {
2427         pv_entry_t pv;
2428         int loops;
2429         boolean_t rv;
2430
2431         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2432             ("mmu_booke_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2433         loops = 0;
2434         rv = FALSE;
2435         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2436         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2437                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2438                         rv = TRUE;
2439                         break;
2440                 }
2441                 if (++loops >= 16)
2442                         break;
2443         }
2444         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2445         return (rv);
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Return the number of managed mappings to the given physical page that are
2450  * wired.
2451  */
2452 static int
2453 mmu_booke_page_wired_mappings(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2454 {
2455         pv_entry_t pv;
2456         pte_t *pte;
2457         int count = 0;
2458
2459         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2460                 return (count);
2461         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2462         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2463                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2464                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL)
2465                         if (PTE_ISVALID(pte) && PTE_ISWIRED(pte))
2466                                 count++;
2467                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2468         }
2469         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2470         return (count);
2471 }
2472
2473 static int
2474 mmu_booke_dev_direct_mapped(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2475 {
2476         int i;
2477         vm_offset_t va;
2478
2479         /*
2480          * This currently does not work for entries that
2481          * overlap TLB1 entries.
2482          */
2483         for (i = 0; i < tlb1_idx; i ++) {
2484                 if (tlb1_iomapped(i, pa, size, &va) == 0)
2485                         return (0);
2486         }
2487
2488         return (EFAULT);
2489 }
2490
2491 vm_offset_t
2492 mmu_booke_dumpsys_map(mmu_t mmu, struct pmap_md *md, vm_size_t ofs,
2493     vm_size_t *sz)
2494 {
2495         vm_paddr_t pa, ppa;
2496         vm_offset_t va;
2497         vm_size_t gran;
2498
2499         /* Raw physical memory dumps don't have a virtual address. */
2500         if (md->md_vaddr == ~0UL) {
2501                 /* We always map a 256MB page at 256M. */
2502                 gran = 256 * 1024 * 1024;
2503                 pa = md->md_paddr + ofs;
2504                 ppa = pa & ~(gran - 1);
2505                 ofs = pa - ppa;
2506                 va = gran;
2507                 tlb1_set_entry(va, ppa, gran, _TLB_ENTRY_IO);
2508                 if (*sz > (gran - ofs))
2509                         *sz = gran - ofs;
2510                 return (va + ofs);
2511         }
2512
2513         /* Minidumps are based on virtual memory addresses. */
2514         va = md->md_vaddr + ofs;
2515         if (va >= kernstart + kernsize) {
2516                 gran = PAGE_SIZE - (va & PAGE_MASK);
2517                 if (*sz > gran)
2518                         *sz = gran;
2519         }
2520         return (va);
2521 }
2522
2523 void
2524 mmu_booke_dumpsys_unmap(mmu_t mmu, struct pmap_md *md, vm_size_t ofs,
2525     vm_offset_t va)
2526 {
2527
2528         /* Raw physical memory dumps don't have a virtual address. */
2529         if (md->md_vaddr == ~0UL) {
2530                 tlb1_idx--;
2531                 tlb1[tlb1_idx].mas1 = 0;
2532                 tlb1[tlb1_idx].mas2 = 0;
2533                 tlb1[tlb1_idx].mas3 = 0;
2534                 tlb1_write_entry(tlb1_idx);
2535                 return;
2536         }
2537  
2538         /* Minidumps are based on virtual memory addresses. */
2539         /* Nothing to do... */
2540 }
2541
2542 struct pmap_md *
2543 mmu_booke_scan_md(mmu_t mmu, struct pmap_md *prev)
2544 {
2545         static struct pmap_md md;
2546         pte_t *pte;
2547         vm_offset_t va;
2548  
2549         if (dumpsys_minidump) {
2550                 md.md_paddr = ~0UL;     /* Minidumps use virtual addresses. */
2551                 if (prev == NULL) {
2552                         /* 1st: kernel .data and .bss. */
2553                         md.md_index = 1;
2554                         md.md_vaddr = trunc_page((uintptr_t)_etext);
2555                         md.md_size = round_page((uintptr_t)_end) - md.md_vaddr;
2556                         return (&md);
2557                 }
2558                 switch (prev->md_index) {
2559                 case 1:
2560                         /* 2nd: msgbuf and tables (see pmap_bootstrap()). */
2561                         md.md_index = 2;
2562                         md.md_vaddr = data_start;
2563                         md.md_size = data_end - data_start;
2564                         break;
2565                 case 2:
2566                         /* 3rd: kernel VM. */
2567                         va = prev->md_vaddr + prev->md_size;
2568                         /* Find start of next chunk (from va). */
2569                         while (va < virtual_end) {
2570                                 /* Don't dump the buffer cache. */
2571                                 if (va >= kmi.buffer_sva &&
2572                                     va < kmi.buffer_eva) {
2573                                         va = kmi.buffer_eva;
2574                                         continue;
2575                                 }
2576                                 pte = pte_find(mmu, kernel_pmap, va);
2577                                 if (pte != NULL && PTE_ISVALID(pte))
2578                                         break;
2579                                 va += PAGE_SIZE;
2580                         }
2581                         if (va < virtual_end) {
2582                                 md.md_vaddr = va;
2583                                 va += PAGE_SIZE;
2584                                 /* Find last page in chunk. */
2585                                 while (va < virtual_end) {
2586                                         /* Don't run into the buffer cache. */
2587                                         if (va == kmi.buffer_sva)
2588                                                 break;
2589                                         pte = pte_find(mmu, kernel_pmap, va);
2590                                         if (pte == NULL || !PTE_ISVALID(pte))
2591                                                 break;
2592                                         va += PAGE_SIZE;
2593                                 }
2594                                 md.md_size = va - md.md_vaddr;
2595                                 break;
2596                         }
2597                         md.md_index = 3;
2598                         /* FALLTHROUGH */
2599                 default:
2600                         return (NULL);
2601                 }
2602         } else { /* minidumps */
2603                 mem_regions(&physmem_regions, &physmem_regions_sz,
2604                     &availmem_regions, &availmem_regions_sz);
2605
2606                 if (prev == NULL) {
2607                         /* first physical chunk. */
2608                         md.md_paddr = physmem_regions[0].mr_start;
2609                         md.md_size = physmem_regions[0].mr_size;
2610                         md.md_vaddr = ~0UL;
2611                         md.md_index = 1;
2612                 } else if (md.md_index < physmem_regions_sz) {
2613                         md.md_paddr = physmem_regions[md.md_index].mr_start;
2614                         md.md_size = physmem_regions[md.md_index].mr_size;
2615                         md.md_vaddr = ~0UL;
2616                         md.md_index++;
2617                 } else {
2618                         /* There's no next physical chunk. */
2619                         return (NULL);
2620                 }
2621         }
2622
2623         return (&md);
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual address space.
2628  * Return a pointer to where it is mapped. This routine is intended to be used
2629  * for mapping device memory, NOT real memory.
2630  */
2631 static void *
2632 mmu_booke_mapdev(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2633 {
2634         void *res;
2635         uintptr_t va;
2636         vm_size_t sz;
2637
2638         /*
2639          * CCSR is premapped. Note that (pa + size - 1) is there to make sure
2640          * we don't wrap around. Devices on the local bus typically extend all
2641          * the way up to and including 0xffffffff. In that case (pa + size)
2642          * would be 0. This creates a false positive (i.e. we think it's
2643          * within the CCSR) and not create a mapping.
2644          */
2645         if (pa >= ccsrbar_pa && (pa + size - 1) < (ccsrbar_pa + CCSRBAR_SIZE)) {
2646                 va = CCSRBAR_VA + (pa - ccsrbar_pa);
2647                 return ((void *)va);
2648         }
2649
2650         va = (pa >= 0x80000000) ? pa : (0xe2000000 + pa);
2651         res = (void *)va;
2652
2653         do {
2654                 sz = 1 << (ilog2(size) & ~1);
2655                 if (bootverbose)
2656                         printf("Wiring VA=%x to PA=%x (size=%x), "
2657                             "using TLB1[%d]\n", va, pa, sz, tlb1_idx);
2658                 tlb1_set_entry(va, pa, sz, _TLB_ENTRY_IO);
2659                 size -= sz;
2660                 pa += sz;
2661                 va += sz;
2662         } while (size > 0);
2663
2664         return (res);
2665 }
2666
2667 /*
2668  * 'Unmap' a range mapped by mmu_booke_mapdev().
2669  */
2670 static void
2671 mmu_booke_unmapdev(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_size_t size)
2672 {
2673         vm_offset_t base, offset;
2674
2675         /*
2676          * Unmap only if this is inside kernel virtual space.
2677          */
2678         if ((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) && (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)) {
2679                 base = trunc_page(va);
2680                 offset = va & PAGE_MASK;
2681                 size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
2682                 kmem_free(kernel_map, base, size);
2683         }
2684 }
2685
2686 /*
2687  * mmu_booke_object_init_pt preloads the ptes for a given object into the
2688  * specified pmap. This eliminates the blast of soft faults on process startup
2689  * and immediately after an mmap.
2690  */
2691 static void
2692 mmu_booke_object_init_pt(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr,
2693     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2694 {
2695
2696         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2697         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2698             ("mmu_booke_object_init_pt: non-device object"));
2699 }
2700
2701 /*
2702  * Perform the pmap work for mincore.
2703  */
2704 static int
2705 mmu_booke_mincore(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr,
2706     vm_paddr_t *locked_pa)
2707 {
2708
2709         TODO;
2710         return (0);
2711 }
2712
2713 /**************************************************************************/
2714 /* TID handling */
2715 /**************************************************************************/
2716
2717 /*
2718  * Allocate a TID. If necessary, steal one from someone else.
2719  * The new TID is flushed from the TLB before returning.
2720  */
2721 static tlbtid_t
2722 tid_alloc(pmap_t pmap)
2723 {
2724         tlbtid_t tid;
2725         int thiscpu;
2726
2727         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("tid_alloc: kernel pmap"));
2728
2729         CTR2(KTR_PMAP, "%s: s (pmap = %p)", __func__, pmap);
2730
2731         thiscpu = PCPU_GET(cpuid);
2732
2733         tid = PCPU_GET(tid_next);
2734         if (tid > TID_MAX)
2735                 tid = TID_MIN;
2736         PCPU_SET(tid_next, tid + 1);
2737
2738         /* If we are stealing TID then clear the relevant pmap's field */
2739         if (tidbusy[thiscpu][tid] != NULL) {
2740
2741                 CTR2(KTR_PMAP, "%s: warning: stealing tid %d", __func__, tid);
2742                 
2743                 tidbusy[thiscpu][tid]->pm_tid[thiscpu] = TID_NONE;
2744
2745                 /* Flush all entries from TLB0 matching this TID. */
2746                 tid_flush(tid);
2747         }
2748
2749         tidbusy[thiscpu][tid] = pmap;
2750         pmap->pm_tid[thiscpu] = tid;
2751         __asm __volatile("msync; isync");
2752
2753         CTR3(KTR_PMAP, "%s: e (%02d next = %02d)", __func__, tid,
2754             PCPU_GET(tid_next));
2755
2756         return (tid);
2757 }
2758
2759 /**************************************************************************/
2760 /* TLB0 handling */
2761 /**************************************************************************/
2762
2763 static void
2764 tlb_print_entry(int i, uint32_t mas1, uint32_t mas2, uint32_t mas3,
2765     uint32_t mas7)
2766 {
2767         int as;
2768         char desc[3];
2769         tlbtid_t tid;
2770         vm_size_t size;
2771         unsigned int tsize;
2772
2773         desc[2] = '\0';
2774         if (mas1 & MAS1_VALID)
2775                 desc[0] = 'V';
2776         else
2777                 desc[0] = ' ';
2778
2779         if (mas1 & MAS1_IPROT)
2780                 desc[1] = 'P';
2781         else
2782                 desc[1] = ' ';
2783
2784         as = (mas1 & MAS1_TS_MASK) ? 1 : 0;
2785         tid = MAS1_GETTID(mas1);
2786
2787         tsize = (mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
2788         size = 0;
2789         if (tsize)
2790                 size = tsize2size(tsize);
2791
2792         debugf("%3d: (%s) [AS=%d] "
2793             "sz = 0x%08x tsz = %d tid = %d mas1 = 0x%08x "
2794             "mas2(va) = 0x%08x mas3(pa) = 0x%08x mas7 = 0x%08x\n",
2795             i, desc, as, size, tsize, tid, mas1, mas2, mas3, mas7);
2796 }
2797
2798 /* Convert TLB0 va and way number to tlb0[] table index. */
2799 static inline unsigned int
2800 tlb0_tableidx(vm_offset_t va, unsigned int way)
2801 {
2802         unsigned int idx;
2803
2804         idx = (way * TLB0_ENTRIES_PER_WAY);
2805         idx += (va & MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_MASK) >> MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_SHIFT;
2806         return (idx);
2807 }
2808
2809 /*
2810  * Invalidate TLB0 entry.
2811  */
2812 static inline void
2813 tlb0_flush_entry(vm_offset_t va)
2814 {
2815
2816         CTR2(KTR_PMAP, "%s: s va=0x%08x", __func__, va);
2817
2818         mtx_assert(&tlbivax_mutex, MA_OWNED);
2819
2820         __asm __volatile("tlbivax 0, %0" :: "r"(va & MAS2_EPN_MASK));
2821         __asm __volatile("isync; msync");
2822         __asm __volatile("tlbsync; msync");
2823
2824         CTR1(KTR_PMAP, "%s: e", __func__);
2825 }
2826
2827 /* Print out contents of the MAS registers for each TLB0 entry */
2828 void
2829 tlb0_print_tlbentries(void)
2830 {
2831         uint32_t mas0, mas1, mas2, mas3, mas7;
2832         int entryidx, way, idx;
2833
2834         debugf("TLB0 entries:\n");
2835         for (way = 0; way < TLB0_WAYS; way ++)
2836                 for (entryidx = 0; entryidx < TLB0_ENTRIES_PER_WAY; entryidx++) {
2837
2838                         mas0 = MAS0_TLBSEL(0) | MAS0_ESEL(way);
2839                         mtspr(SPR_MAS0, mas0);
2840                         __asm __volatile("isync");
2841
2842                         mas2 = entryidx << MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_SHIFT;
2843                         mtspr(SPR_MAS2, mas2);
2844
2845                         __asm __volatile("isync; tlbre");
2846
2847                         mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
2848                         mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
2849                         mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
2850                         mas7 = mfspr(SPR_MAS7);
2851
2852                         idx = tlb0_tableidx(mas2, way);
2853                         tlb_print_entry(idx, mas1, mas2, mas3, mas7);
2854                 }
2855 }
2856
2857 /**************************************************************************/
2858 /* TLB1 handling */
2859 /**************************************************************************/
2860
2861 /*
2862  * TLB1 mapping notes:
2863  *
2864  * TLB1[0]      CCSRBAR
2865  * TLB1[1]      Kernel text and data.
2866  * TLB1[2-15]   Additional kernel text and data mappings (if required), PCI
2867  *              windows, other devices mappings.
2868  */
2869
2870 /*
2871  * Write given entry to TLB1 hardware.
2872  * Use 32 bit pa, clear 4 high-order bits of RPN (mas7).
2873  */
2874 static void
2875 tlb1_write_entry(unsigned int idx)
2876 {
2877         uint32_t mas0, mas7;
2878
2879         //debugf("tlb1_write_entry: s\n");
2880
2881         /* Clear high order RPN bits */
2882         mas7 = 0;
2883
2884         /* Select entry */
2885         mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(idx);
2886         //debugf("tlb1_write_entry: mas0 = 0x%08x\n", mas0);
2887
2888         mtspr(SPR_MAS0, mas0);
2889         __asm __volatile("isync");
2890         mtspr(SPR_MAS1, tlb1[idx].mas1);
2891         __asm __volatile("isync");
2892         mtspr(SPR_MAS2, tlb1[idx].mas2);
2893         __asm __volatile("isync");
2894         mtspr(SPR_MAS3, tlb1[idx].mas3);
2895         __asm __volatile("isync");
2896         mtspr(SPR_MAS7, mas7);
2897         __asm __volatile("isync; tlbwe; isync; msync");
2898
2899         //debugf("tlb1_write_entry: e\n");
2900 }
2901
2902 /*
2903  * Return the largest uint value log such that 2^log <= num.
2904  */
2905 static unsigned int
2906 ilog2(unsigned int num)
2907 {
2908         int lz;
2909
2910         __asm ("cntlzw %0, %1" : "=r" (lz) : "r" (num));
2911         return (31 - lz);
2912 }
2913
2914 /*
2915  * Convert TLB TSIZE value to mapped region size.
2916  */
2917 static vm_size_t
2918 tsize2size(unsigned int tsize)
2919 {
2920
2921         /*
2922          * size = 4^tsize KB
2923          * size = 4^tsize * 2^10 = 2^(2 * tsize - 10)
2924          */
2925
2926         return ((1 << (2 * tsize)) * 1024);
2927 }
2928
2929 /*
2930  * Convert region size (must be power of 4) to TLB TSIZE value.
2931  */
2932 static unsigned int
2933 size2tsize(vm_size_t size)
2934 {
2935
2936         return (ilog2(size) / 2 - 5);
2937 }
2938
2939 /*
2940  * Register permanent kernel mapping in TLB1.
2941  *
2942  * Entries are created starting from index 0 (current free entry is
2943  * kept in tlb1_idx) and are not supposed to be invalidated.
2944  */
2945 static int
2946 tlb1_set_entry(vm_offset_t va, vm_offset_t pa, vm_size_t size,
2947     uint32_t flags)
2948 {
2949         uint32_t ts, tid;
2950         int tsize;
2951         
2952         if (tlb1_idx >= TLB1_ENTRIES) {
2953                 printf("tlb1_set_entry: TLB1 full!\n");
2954                 return (-1);
2955         }
2956
2957         /* Convert size to TSIZE */
2958         tsize = size2tsize(size);
2959
2960         tid = (TID_KERNEL << MAS1_TID_SHIFT) & MAS1_TID_MASK;
2961         /* XXX TS is hard coded to 0 for now as we only use single address space */
2962         ts = (0 << MAS1_TS_SHIFT) & MAS1_TS_MASK;
2963
2964         /* XXX LOCK tlb1[] */
2965
2966         tlb1[tlb1_idx].mas1 = MAS1_VALID | MAS1_IPROT | ts | tid;
2967         tlb1[tlb1_idx].mas1 |= ((tsize << MAS1_TSIZE_SHIFT) & MAS1_TSIZE_MASK);
2968         tlb1[tlb1_idx].mas2 = (va & MAS2_EPN_MASK) | flags;
2969
2970         /* Set supervisor RWX permission bits */
2971         tlb1[tlb1_idx].mas3 = (pa & MAS3_RPN) | MAS3_SR | MAS3_SW | MAS3_SX;
2972
2973         tlb1_write_entry(tlb1_idx++);
2974
2975         /* XXX UNLOCK tlb1[] */
2976
2977         /*
2978          * XXX in general TLB1 updates should be propagated between CPUs,
2979          * since current design assumes to have the same TLB1 set-up on all
2980          * cores.
2981          */
2982         return (0);
2983 }
2984
2985 /*
2986  * Map in contiguous RAM region into the TLB1 using maximum of
2987  * KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES entries.
2988  *
2989  * If necessary round up last entry size and return total size
2990  * used by all allocated entries.
2991  */
2992 vm_size_t
2993 tlb1_mapin_region(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2994 {
2995         vm_size_t pgs[KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES];
2996         vm_size_t mapped, pgsz, base, mask;
2997         int idx, nents;
2998
2999         /* Round up to the next 1M */
3000         size = (size + (1 << 20) - 1) & ~((1 << 20) - 1);
3001
3002         mapped = 0;
3003         idx = 0;
3004         base = va;
3005         pgsz = 64*1024*1024;
3006         while (mapped < size) {
3007                 while (mapped < size && idx < KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES) {
3008                         while (pgsz > (size - mapped))
3009                                 pgsz >>= 2;
3010                         pgs[idx++] = pgsz;
3011                         mapped += pgsz;
3012                 }
3013
3014                 /* We under-map. Correct for this. */
3015                 if (mapped < size) {
3016                         while (pgs[idx - 1] == pgsz) {
3017                                 idx--;
3018                                 mapped -= pgsz;
3019                         }
3020                         /* XXX We may increase beyond out starting point. */
3021                         pgsz <<= 2;
3022                         pgs[idx++] = pgsz;
3023                         mapped += pgsz;
3024                 }
3025         }
3026
3027         nents = idx;
3028         mask = pgs[0] - 1;
3029         /* Align address to the boundary */
3030         if (va & mask) {
3031                 va = (va + mask) & ~mask;
3032                 pa = (pa + mask) & ~mask;
3033         }
3034
3035         for (idx = 0; idx < nents; idx++) {
3036                 pgsz = pgs[idx];
3037                 debugf("%u: %x -> %x, size=%x\n", idx, pa, va, pgsz);
3038                 tlb1_set_entry(va, pa, pgsz, _TLB_ENTRY_MEM);
3039                 pa += pgsz;
3040                 va += pgsz;
3041         }
3042
3043         mapped = (va - base);
3044         debugf("mapped size 0x%08x (wasted space 0x%08x)\n",
3045             mapped, mapped - size);
3046         return (mapped);
3047 }
3048
3049 /*
3050  * TLB1 initialization routine, to be called after the very first
3051  * assembler level setup done in locore.S.
3052  */
3053 void
3054 tlb1_init(vm_offset_t ccsrbar)
3055 {
3056         uint32_t mas0, mas1, mas3;
3057         uint32_t tsz;
3058         u_int i;
3059
3060         ccsrbar_pa = ccsrbar;
3061
3062         if (bootinfo != NULL && bootinfo[0] != 1) {
3063                 tlb1_idx = *((uint16_t *)(bootinfo + 8));
3064         } else
3065                 tlb1_idx = 1;
3066
3067         /* The first entry/entries are used to map the kernel. */
3068         for (i = 0; i < tlb1_idx; i++) {
3069                 mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(i);
3070                 mtspr(SPR_MAS0, mas0);
3071                 __asm __volatile("isync; tlbre");
3072
3073                 mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
3074                 if ((mas1 & MAS1_VALID) == 0)
3075                         continue;
3076
3077                 mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
3078
3079                 tlb1[i].mas1 = mas1;
3080                 tlb1[i].mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
3081                 tlb1[i].mas3 = mas3;
3082
3083                 if (i == 0)
3084                         kernload = mas3 & MAS3_RPN;
3085
3086                 tsz = (mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
3087                 kernsize += (tsz > 0) ? tsize2size(tsz) : 0;
3088         }
3089
3090         /* Map in CCSRBAR. */
3091         tlb1_set_entry(CCSRBAR_VA, ccsrbar, CCSRBAR_SIZE, _TLB_ENTRY_IO);
3092
3093 #ifdef SMP
3094         bp_ntlb1s = tlb1_idx;
3095 #endif
3096
3097         /* Purge the remaining entries */
3098         for (i = tlb1_idx; i < TLB1_ENTRIES; i++)
3099                 tlb1_write_entry(i);
3100
3101         /* Setup TLB miss defaults */
3102         set_mas4_defaults();
3103 }
3104
3105 /*
3106  * Setup MAS4 defaults.
3107  * These values are loaded to MAS0-2 on a TLB miss.
3108  */
3109 static void
3110 set_mas4_defaults(void)
3111 {
3112         uint32_t mas4;
3113
3114         /* Defaults: TLB0, PID0, TSIZED=4K */
3115         mas4 = MAS4_TLBSELD0;
3116         mas4 |= (TLB_SIZE_4K << MAS4_TSIZED_SHIFT) & MAS4_TSIZED_MASK;
3117 #ifdef SMP
3118         mas4 |= MAS4_MD;
3119 #endif
3120         mtspr(SPR_MAS4, mas4);
3121         __asm __volatile("isync");
3122 }
3123
3124 /*
3125  * Print out contents of the MAS registers for each TLB1 entry
3126  */
3127 void
3128 tlb1_print_tlbentries(void)
3129 {
3130         uint32_t mas0, mas1, mas2, mas3, mas7;
3131         int i;
3132
3133         debugf("TLB1 entries:\n");
3134         for (i = 0; i < TLB1_ENTRIES; i++) {
3135
3136                 mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(i);
3137                 mtspr(SPR_MAS0, mas0);
3138
3139                 __asm __volatile("isync; tlbre");
3140
3141                 mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
3142                 mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
3143                 mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
3144                 mas7 = mfspr(SPR_MAS7);
3145
3146                 tlb_print_entry(i, mas1, mas2, mas3, mas7);
3147         }
3148 }
3149
3150 /*
3151  * Print out contents of the in-ram tlb1 table.
3152  */
3153 void
3154 tlb1_print_entries(void)
3155 {
3156         int i;
3157
3158         debugf("tlb1[] table entries:\n");
3159         for (i = 0; i < TLB1_ENTRIES; i++)
3160                 tlb_print_entry(i, tlb1[i].mas1, tlb1[i].mas2, tlb1[i].mas3, 0);
3161 }
3162
3163 /*
3164  * Return 0 if the physical IO range is encompassed by one of the
3165  * the TLB1 entries, otherwise return related error code.
3166  */
3167 static int
3168 tlb1_iomapped(int i, vm_paddr_t pa, vm_size_t size, vm_offset_t *va)
3169 {
3170         uint32_t prot;
3171         vm_paddr_t pa_start;
3172         vm_paddr_t pa_end;
3173         unsigned int entry_tsize;
3174         vm_size_t entry_size;
3175
3176         *va = (vm_offset_t)NULL;
3177
3178         /* Skip invalid entries */
3179         if (!(tlb1[i].mas1 & MAS1_VALID))
3180                 return (EINVAL);
3181
3182         /*
3183          * The entry must be cache-inhibited, guarded, and r/w
3184          * so it can function as an i/o page
3185          */
3186         prot = tlb1[i].mas2 & (MAS2_I | MAS2_G);
3187         if (prot != (MAS2_I | MAS2_G))
3188                 return (EPERM);
3189
3190         prot = tlb1[i].mas3 & (MAS3_SR | MAS3_SW);
3191         if (prot != (MAS3_SR | MAS3_SW))
3192                 return (EPERM);
3193
3194         /* The address should be within the entry range. */
3195         entry_tsize = (tlb1[i].mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
3196         KASSERT((entry_tsize), ("tlb1_iomapped: invalid entry tsize"));
3197
3198         entry_size = tsize2size(entry_tsize);
3199         pa_start = tlb1[i].mas3 & MAS3_RPN;
3200         pa_end = pa_start + entry_size - 1;
3201
3202         if ((pa < pa_start) || ((pa + size) > pa_end))
3203                 return (ERANGE);
3204
3205         /* Return virtual address of this mapping. */
3206         *va = (tlb1[i].mas2 & MAS2_EPN_MASK) + (pa - pa_start);
3207         return (0);
3208 }