]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/powerpc/booke/pmap.c
MFV r245512:
[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 struct vm_object pvzone_obj;
221 static int pv_entry_count = 0, pv_entry_max = 0, pv_entry_high_water = 0;
222
223 #define PV_ENTRY_ZONE_MIN       2048    /* min pv entries in uma zone */
224
225 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
226 #define PMAP_SHPGPERPROC        200
227 #endif
228
229 static void ptbl_init(void);
230 static struct ptbl_buf *ptbl_buf_alloc(void);
231 static void ptbl_buf_free(struct ptbl_buf *);
232 static void ptbl_free_pmap_ptbl(pmap_t, pte_t *);
233
234 static pte_t *ptbl_alloc(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
235 static void ptbl_free(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
236 static void ptbl_hold(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
237 static int ptbl_unhold(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
238
239 static vm_paddr_t pte_vatopa(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
240 static pte_t *pte_find(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
241 static void pte_enter(mmu_t, pmap_t, vm_page_t, vm_offset_t, uint32_t);
242 static int pte_remove(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, uint8_t);
243
244 static pv_entry_t pv_alloc(void);
245 static void pv_free(pv_entry_t);
246 static void pv_insert(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t);
247 static void pv_remove(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t);
248
249 /* Number of kva ptbl buffers, each covering one ptbl (PTBL_PAGES). */
250 #define PTBL_BUFS               (128 * 16)
251
252 struct ptbl_buf {
253         TAILQ_ENTRY(ptbl_buf) link;     /* list link */
254         vm_offset_t kva;                /* va of mapping */
255 };
256
257 /* ptbl free list and a lock used for access synchronization. */
258 static TAILQ_HEAD(, ptbl_buf) ptbl_buf_freelist;
259 static struct mtx ptbl_buf_freelist_lock;
260
261 /* Base address of kva space allocated fot ptbl bufs. */
262 static vm_offset_t ptbl_buf_pool_vabase;
263
264 /* Pointer to ptbl_buf structures. */
265 static struct ptbl_buf *ptbl_bufs;
266
267 void pmap_bootstrap_ap(volatile uint32_t *);
268
269 /*
270  * Kernel MMU interface
271  */
272 static void             mmu_booke_change_wiring(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, boolean_t);
273 static void             mmu_booke_clear_modify(mmu_t, vm_page_t);
274 static void             mmu_booke_clear_reference(mmu_t, vm_page_t);
275 static void             mmu_booke_copy(mmu_t, pmap_t, pmap_t, vm_offset_t,
276     vm_size_t, vm_offset_t);
277 static void             mmu_booke_copy_page(mmu_t, vm_page_t, vm_page_t);
278 static void             mmu_booke_enter(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
279     vm_prot_t, boolean_t);
280 static void             mmu_booke_enter_object(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t,
281     vm_page_t, vm_prot_t);
282 static void             mmu_booke_enter_quick(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
283     vm_prot_t);
284 static vm_paddr_t       mmu_booke_extract(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
285 static vm_page_t        mmu_booke_extract_and_hold(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
286     vm_prot_t);
287 static void             mmu_booke_init(mmu_t);
288 static boolean_t        mmu_booke_is_modified(mmu_t, vm_page_t);
289 static boolean_t        mmu_booke_is_prefaultable(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
290 static boolean_t        mmu_booke_is_referenced(mmu_t, vm_page_t);
291 static int              mmu_booke_ts_referenced(mmu_t, vm_page_t);
292 static vm_offset_t      mmu_booke_map(mmu_t, vm_offset_t *, vm_paddr_t, vm_paddr_t,
293     int);
294 static int              mmu_booke_mincore(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
295     vm_paddr_t *);
296 static void             mmu_booke_object_init_pt(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
297     vm_object_t, vm_pindex_t, vm_size_t);
298 static boolean_t        mmu_booke_page_exists_quick(mmu_t, pmap_t, vm_page_t);
299 static void             mmu_booke_page_init(mmu_t, vm_page_t);
300 static int              mmu_booke_page_wired_mappings(mmu_t, vm_page_t);
301 static void             mmu_booke_pinit(mmu_t, pmap_t);
302 static void             mmu_booke_pinit0(mmu_t, pmap_t);
303 static void             mmu_booke_protect(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t,
304     vm_prot_t);
305 static void             mmu_booke_qenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_page_t *, int);
306 static void             mmu_booke_qremove(mmu_t, vm_offset_t, int);
307 static void             mmu_booke_release(mmu_t, pmap_t);
308 static void             mmu_booke_remove(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
309 static void             mmu_booke_remove_all(mmu_t, vm_page_t);
310 static void             mmu_booke_remove_write(mmu_t, vm_page_t);
311 static void             mmu_booke_zero_page(mmu_t, vm_page_t);
312 static void             mmu_booke_zero_page_area(mmu_t, vm_page_t, int, int);
313 static void             mmu_booke_zero_page_idle(mmu_t, vm_page_t);
314 static void             mmu_booke_activate(mmu_t, struct thread *);
315 static void             mmu_booke_deactivate(mmu_t, struct thread *);
316 static void             mmu_booke_bootstrap(mmu_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
317 static void             *mmu_booke_mapdev(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
318 static void             mmu_booke_unmapdev(mmu_t, vm_offset_t, vm_size_t);
319 static vm_paddr_t       mmu_booke_kextract(mmu_t, vm_offset_t);
320 static void             mmu_booke_kenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_paddr_t);
321 static void             mmu_booke_kremove(mmu_t, vm_offset_t);
322 static boolean_t        mmu_booke_dev_direct_mapped(mmu_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
323 static void             mmu_booke_sync_icache(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
324     vm_size_t);
325 static vm_offset_t      mmu_booke_dumpsys_map(mmu_t, struct pmap_md *,
326     vm_size_t, vm_size_t *);
327 static void             mmu_booke_dumpsys_unmap(mmu_t, struct pmap_md *,
328     vm_size_t, vm_offset_t);
329 static struct pmap_md   *mmu_booke_scan_md(mmu_t, struct pmap_md *);
330
331 static mmu_method_t mmu_booke_methods[] = {
332         /* pmap dispatcher interface */
333         MMUMETHOD(mmu_change_wiring,    mmu_booke_change_wiring),
334         MMUMETHOD(mmu_clear_modify,     mmu_booke_clear_modify),
335         MMUMETHOD(mmu_clear_reference,  mmu_booke_clear_reference),
336         MMUMETHOD(mmu_copy,             mmu_booke_copy),
337         MMUMETHOD(mmu_copy_page,        mmu_booke_copy_page),
338         MMUMETHOD(mmu_enter,            mmu_booke_enter),
339         MMUMETHOD(mmu_enter_object,     mmu_booke_enter_object),
340         MMUMETHOD(mmu_enter_quick,      mmu_booke_enter_quick),
341         MMUMETHOD(mmu_extract,          mmu_booke_extract),
342         MMUMETHOD(mmu_extract_and_hold, mmu_booke_extract_and_hold),
343         MMUMETHOD(mmu_init,             mmu_booke_init),
344         MMUMETHOD(mmu_is_modified,      mmu_booke_is_modified),
345         MMUMETHOD(mmu_is_prefaultable,  mmu_booke_is_prefaultable),
346         MMUMETHOD(mmu_is_referenced,    mmu_booke_is_referenced),
347         MMUMETHOD(mmu_ts_referenced,    mmu_booke_ts_referenced),
348         MMUMETHOD(mmu_map,              mmu_booke_map),
349         MMUMETHOD(mmu_mincore,          mmu_booke_mincore),
350         MMUMETHOD(mmu_object_init_pt,   mmu_booke_object_init_pt),
351         MMUMETHOD(mmu_page_exists_quick,mmu_booke_page_exists_quick),
352         MMUMETHOD(mmu_page_init,        mmu_booke_page_init),
353         MMUMETHOD(mmu_page_wired_mappings, mmu_booke_page_wired_mappings),
354         MMUMETHOD(mmu_pinit,            mmu_booke_pinit),
355         MMUMETHOD(mmu_pinit0,           mmu_booke_pinit0),
356         MMUMETHOD(mmu_protect,          mmu_booke_protect),
357         MMUMETHOD(mmu_qenter,           mmu_booke_qenter),
358         MMUMETHOD(mmu_qremove,          mmu_booke_qremove),
359         MMUMETHOD(mmu_release,          mmu_booke_release),
360         MMUMETHOD(mmu_remove,           mmu_booke_remove),
361         MMUMETHOD(mmu_remove_all,       mmu_booke_remove_all),
362         MMUMETHOD(mmu_remove_write,     mmu_booke_remove_write),
363         MMUMETHOD(mmu_sync_icache,      mmu_booke_sync_icache),
364         MMUMETHOD(mmu_zero_page,        mmu_booke_zero_page),
365         MMUMETHOD(mmu_zero_page_area,   mmu_booke_zero_page_area),
366         MMUMETHOD(mmu_zero_page_idle,   mmu_booke_zero_page_idle),
367         MMUMETHOD(mmu_activate,         mmu_booke_activate),
368         MMUMETHOD(mmu_deactivate,       mmu_booke_deactivate),
369
370         /* Internal interfaces */
371         MMUMETHOD(mmu_bootstrap,        mmu_booke_bootstrap),
372         MMUMETHOD(mmu_dev_direct_mapped,mmu_booke_dev_direct_mapped),
373         MMUMETHOD(mmu_mapdev,           mmu_booke_mapdev),
374         MMUMETHOD(mmu_kenter,           mmu_booke_kenter),
375         MMUMETHOD(mmu_kextract,         mmu_booke_kextract),
376 /*      MMUMETHOD(mmu_kremove,          mmu_booke_kremove),     */
377         MMUMETHOD(mmu_unmapdev,         mmu_booke_unmapdev),
378
379         /* dumpsys() support */
380         MMUMETHOD(mmu_dumpsys_map,      mmu_booke_dumpsys_map),
381         MMUMETHOD(mmu_dumpsys_unmap,    mmu_booke_dumpsys_unmap),
382         MMUMETHOD(mmu_scan_md,          mmu_booke_scan_md),
383
384         { 0, 0 }
385 };
386
387 MMU_DEF(booke_mmu, MMU_TYPE_BOOKE, mmu_booke_methods, 0);
388
389 static inline void
390 tlb_miss_lock(void)
391 {
392 #ifdef SMP
393         struct pcpu *pc;
394
395         if (!smp_started)
396                 return;
397
398         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
399                 if (pc != pcpup) {
400
401                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: tlb miss LOCK of CPU=%d, "
402                             "tlb_lock=%p", __func__, pc->pc_cpuid, pc->pc_booke_tlb_lock);
403
404                         KASSERT((pc->pc_cpuid != PCPU_GET(cpuid)),
405                             ("tlb_miss_lock: tried to lock self"));
406
407                         tlb_lock(pc->pc_booke_tlb_lock);
408
409                         CTR1(KTR_PMAP, "%s: locked", __func__);
410                 }
411         }
412 #endif
413 }
414
415 static inline void
416 tlb_miss_unlock(void)
417 {
418 #ifdef SMP
419         struct pcpu *pc;
420
421         if (!smp_started)
422                 return;
423
424         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
425                 if (pc != pcpup) {
426                         CTR2(KTR_PMAP, "%s: tlb miss UNLOCK of CPU=%d",
427                             __func__, pc->pc_cpuid);
428
429                         tlb_unlock(pc->pc_booke_tlb_lock);
430
431                         CTR1(KTR_PMAP, "%s: unlocked", __func__);
432                 }
433         }
434 #endif
435 }
436
437 /* Return number of entries in TLB0. */
438 static __inline void
439 tlb0_get_tlbconf(void)
440 {
441         uint32_t tlb0_cfg;
442
443         tlb0_cfg = mfspr(SPR_TLB0CFG);
444         tlb0_entries = tlb0_cfg & TLBCFG_NENTRY_MASK;
445         tlb0_ways = (tlb0_cfg & TLBCFG_ASSOC_MASK) >> TLBCFG_ASSOC_SHIFT;
446         tlb0_entries_per_way = tlb0_entries / tlb0_ways;
447 }
448
449 /* Initialize pool of kva ptbl buffers. */
450 static void
451 ptbl_init(void)
452 {
453         int i;
454
455         CTR3(KTR_PMAP, "%s: s (ptbl_bufs = 0x%08x size 0x%08x)", __func__,
456             (uint32_t)ptbl_bufs, sizeof(struct ptbl_buf) * PTBL_BUFS);
457         CTR3(KTR_PMAP, "%s: s (ptbl_buf_pool_vabase = 0x%08x size = 0x%08x)",
458             __func__, ptbl_buf_pool_vabase, PTBL_BUFS * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE);
459
460         mtx_init(&ptbl_buf_freelist_lock, "ptbl bufs lock", NULL, MTX_DEF);
461         TAILQ_INIT(&ptbl_buf_freelist);
462
463         for (i = 0; i < PTBL_BUFS; i++) {
464                 ptbl_bufs[i].kva = ptbl_buf_pool_vabase + i * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE;
465                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ptbl_buf_freelist, &ptbl_bufs[i], link);
466         }
467 }
468
469 /* Get a ptbl_buf from the freelist. */
470 static struct ptbl_buf *
471 ptbl_buf_alloc(void)
472 {
473         struct ptbl_buf *buf;
474
475         mtx_lock(&ptbl_buf_freelist_lock);
476         buf = TAILQ_FIRST(&ptbl_buf_freelist);
477         if (buf != NULL)
478                 TAILQ_REMOVE(&ptbl_buf_freelist, buf, link);
479         mtx_unlock(&ptbl_buf_freelist_lock);
480
481         CTR2(KTR_PMAP, "%s: buf = %p", __func__, buf);
482
483         return (buf);
484 }
485
486 /* Return ptbl buff to free pool. */
487 static void
488 ptbl_buf_free(struct ptbl_buf *buf)
489 {
490
491         CTR2(KTR_PMAP, "%s: buf = %p", __func__, buf);
492
493         mtx_lock(&ptbl_buf_freelist_lock);
494         TAILQ_INSERT_TAIL(&ptbl_buf_freelist, buf, link);
495         mtx_unlock(&ptbl_buf_freelist_lock);
496 }
497
498 /*
499  * Search the list of allocated ptbl bufs and find on list of allocated ptbls
500  */
501 static void
502 ptbl_free_pmap_ptbl(pmap_t pmap, pte_t *ptbl)
503 {
504         struct ptbl_buf *pbuf;
505
506         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl = %p", __func__, ptbl);
507
508         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
509
510         TAILQ_FOREACH(pbuf, &pmap->pm_ptbl_list, link)
511                 if (pbuf->kva == (vm_offset_t)ptbl) {
512                         /* Remove from pmap ptbl buf list. */
513                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_ptbl_list, pbuf, link);
514
515                         /* Free corresponding ptbl buf. */
516                         ptbl_buf_free(pbuf);
517                         break;
518                 }
519 }
520
521 /* Allocate page table. */
522 static pte_t *
523 ptbl_alloc(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
524 {
525         vm_page_t mtbl[PTBL_PAGES];
526         vm_page_t m;
527         struct ptbl_buf *pbuf;
528         unsigned int pidx;
529         pte_t *ptbl;
530         int i;
531
532         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
533             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
534
535         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
536             ("ptbl_alloc: invalid pdir_idx"));
537         KASSERT((pmap->pm_pdir[pdir_idx] == NULL),
538             ("pte_alloc: valid ptbl entry exists!"));
539
540         pbuf = ptbl_buf_alloc();
541         if (pbuf == NULL)
542                 panic("pte_alloc: couldn't alloc kernel virtual memory");
543                 
544         ptbl = (pte_t *)pbuf->kva;
545
546         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl kva = %p", __func__, ptbl);
547
548         /* Allocate ptbl pages, this will sleep! */
549         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
550                 pidx = (PTBL_PAGES * pdir_idx) + i;
551                 while ((m = vm_page_alloc(NULL, pidx,
552                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
553
554                         PMAP_UNLOCK(pmap);
555                         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
556                         VM_WAIT;
557                         rw_wlock(&pvh_global_lock);
558                         PMAP_LOCK(pmap);
559                 }
560                 mtbl[i] = m;
561         }
562
563         /* Map allocated pages into kernel_pmap. */
564         mmu_booke_qenter(mmu, (vm_offset_t)ptbl, mtbl, PTBL_PAGES);
565
566         /* Zero whole ptbl. */
567         bzero((caddr_t)ptbl, PTBL_PAGES * PAGE_SIZE);
568
569         /* Add pbuf to the pmap ptbl bufs list. */
570         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_ptbl_list, pbuf, link);
571
572         return (ptbl);
573 }
574
575 /* Free ptbl pages and invalidate pdir entry. */
576 static void
577 ptbl_free(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
578 {
579         pte_t *ptbl;
580         vm_paddr_t pa;
581         vm_offset_t va;
582         vm_page_t m;
583         int i;
584
585         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
586             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
587
588         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
589             ("ptbl_free: invalid pdir_idx"));
590
591         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
592
593         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl = %p", __func__, ptbl);
594
595         KASSERT((ptbl != NULL), ("ptbl_free: null ptbl"));
596
597         /*
598          * Invalidate the pdir entry as soon as possible, so that other CPUs
599          * don't attempt to look up the page tables we are releasing.
600          */
601         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
602         tlb_miss_lock();
603         
604         pmap->pm_pdir[pdir_idx] = NULL;
605
606         tlb_miss_unlock();
607         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
608
609         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
610                 va = ((vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
611                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap, va);
612                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
613                 vm_page_free_zero(m);
614                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
615                 mmu_booke_kremove(mmu, va);
616         }
617
618         ptbl_free_pmap_ptbl(pmap, ptbl);
619 }
620
621 /*
622  * Decrement ptbl pages hold count and attempt to free ptbl pages.
623  * Called when removing pte entry from ptbl.
624  *
625  * Return 1 if ptbl pages were freed.
626  */
627 static int
628 ptbl_unhold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
629 {
630         pte_t *ptbl;
631         vm_paddr_t pa;
632         vm_page_t m;
633         int i;
634
635         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
636             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
637
638         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
639             ("ptbl_unhold: invalid pdir_idx"));
640         KASSERT((pmap != kernel_pmap),
641             ("ptbl_unhold: unholding kernel ptbl!"));
642
643         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
644
645         //debugf("ptbl_unhold: ptbl = 0x%08x\n", (u_int32_t)ptbl);
646         KASSERT(((vm_offset_t)ptbl >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS),
647             ("ptbl_unhold: non kva ptbl"));
648
649         /* decrement hold count */
650         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
651                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap,
652                     (vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
653                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
654                 m->wire_count--;
655         }
656
657         /*
658          * Free ptbl pages if there are no pte etries in this ptbl.
659          * wire_count has the same value for all ptbl pages, so check the last
660          * page.
661          */
662         if (m->wire_count == 0) {
663                 ptbl_free(mmu, pmap, pdir_idx);
664
665                 //debugf("ptbl_unhold: e (freed ptbl)\n");
666                 return (1);
667         }
668
669         return (0);
670 }
671
672 /*
673  * Increment hold count for ptbl pages. This routine is used when a new pte
674  * entry is being inserted into the ptbl.
675  */
676 static void
677 ptbl_hold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
678 {
679         vm_paddr_t pa;
680         pte_t *ptbl;
681         vm_page_t m;
682         int i;
683
684         CTR3(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p pdir_idx = %d", __func__, pmap,
685             pdir_idx);
686
687         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
688             ("ptbl_hold: invalid pdir_idx"));
689         KASSERT((pmap != kernel_pmap),
690             ("ptbl_hold: holding kernel ptbl!"));
691
692         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
693
694         KASSERT((ptbl != NULL), ("ptbl_hold: null ptbl"));
695
696         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
697                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap,
698                     (vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
699                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
700                 m->wire_count++;
701         }
702 }
703
704 /* Allocate pv_entry structure. */
705 pv_entry_t
706 pv_alloc(void)
707 {
708         pv_entry_t pv;
709
710         pv_entry_count++;
711         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
712                 pagedaemon_wakeup();
713         pv = uma_zalloc(pvzone, M_NOWAIT);
714
715         return (pv);
716 }
717
718 /* Free pv_entry structure. */
719 static __inline void
720 pv_free(pv_entry_t pve)
721 {
722
723         pv_entry_count--;
724         uma_zfree(pvzone, pve);
725 }
726
727
728 /* Allocate and initialize pv_entry structure. */
729 static void
730 pv_insert(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
731 {
732         pv_entry_t pve;
733
734         //int su = (pmap == kernel_pmap);
735         //debugf("pv_insert: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x m = 0x%08x)\n", su,
736         //      (u_int32_t)pmap, va, (u_int32_t)m);
737
738         pve = pv_alloc();
739         if (pve == NULL)
740                 panic("pv_insert: no pv entries!");
741
742         pve->pv_pmap = pmap;
743         pve->pv_va = va;
744
745         /* add to pv_list */
746         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
747         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
748
749         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pve, pv_link);
750
751         //debugf("pv_insert: e\n");
752 }
753
754 /* Destroy pv entry. */
755 static void
756 pv_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
757 {
758         pv_entry_t pve;
759
760         //int su = (pmap == kernel_pmap);
761         //debugf("pv_remove: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x)\n", su, (u_int32_t)pmap, va);
762
763         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
764         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
765
766         /* find pv entry */
767         TAILQ_FOREACH(pve, &m->md.pv_list, pv_link) {
768                 if ((pmap == pve->pv_pmap) && (va == pve->pv_va)) {
769                         /* remove from pv_list */
770                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pve, pv_link);
771                         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
772                                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
773
774                         /* free pv entry struct */
775                         pv_free(pve);
776                         break;
777                 }
778         }
779
780         //debugf("pv_remove: e\n");
781 }
782
783 /*
784  * Clean pte entry, try to free page table page if requested.
785  *
786  * Return 1 if ptbl pages were freed, otherwise return 0.
787  */
788 static int
789 pte_remove(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, uint8_t flags)
790 {
791         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
792         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
793         vm_page_t m;
794         pte_t *ptbl;
795         pte_t *pte;
796
797         //int su = (pmap == kernel_pmap);
798         //debugf("pte_remove: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x flags = %d)\n",
799         //              su, (u_int32_t)pmap, va, flags);
800
801         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
802         KASSERT(ptbl, ("pte_remove: null ptbl"));
803
804         pte = &ptbl[ptbl_idx];
805
806         if (pte == NULL || !PTE_ISVALID(pte))
807                 return (0);
808
809         if (PTE_ISWIRED(pte))
810                 pmap->pm_stats.wired_count--;
811
812         /* Handle managed entry. */
813         if (PTE_ISMANAGED(pte)) {
814                 /* Get vm_page_t for mapped pte. */
815                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
816
817                 if (PTE_ISMODIFIED(pte))
818                         vm_page_dirty(m);
819
820                 if (PTE_ISREFERENCED(pte))
821                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
822
823                 pv_remove(pmap, va, m);
824         }
825
826         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
827         tlb_miss_lock();
828
829         tlb0_flush_entry(va);
830         pte->flags = 0;
831         pte->rpn = 0;
832
833         tlb_miss_unlock();
834         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
835
836         pmap->pm_stats.resident_count--;
837
838         if (flags & PTBL_UNHOLD) {
839                 //debugf("pte_remove: e (unhold)\n");
840                 return (ptbl_unhold(mmu, pmap, pdir_idx));
841         }
842
843         //debugf("pte_remove: e\n");
844         return (0);
845 }
846
847 /*
848  * Insert PTE for a given page and virtual address.
849  */
850 static void
851 pte_enter(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va, uint32_t flags)
852 {
853         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
854         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
855         pte_t *ptbl, *pte;
856
857         CTR4(KTR_PMAP, "%s: su = %d pmap = %p va = %p", __func__,
858             pmap == kernel_pmap, pmap, va);
859
860         /* Get the page table pointer. */
861         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
862
863         if (ptbl == NULL) {
864                 /* Allocate page table pages. */
865                 ptbl = ptbl_alloc(mmu, pmap, pdir_idx);
866         } else {
867                 /*
868                  * Check if there is valid mapping for requested
869                  * va, if there is, remove it.
870                  */
871                 pte = &pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx];
872                 if (PTE_ISVALID(pte)) {
873                         pte_remove(mmu, pmap, va, PTBL_HOLD);
874                 } else {
875                         /*
876                          * pte is not used, increment hold count
877                          * for ptbl pages.
878                          */
879                         if (pmap != kernel_pmap)
880                                 ptbl_hold(mmu, pmap, pdir_idx);
881                 }
882         }
883
884         /*
885          * Insert pv_entry into pv_list for mapped page if part of managed
886          * memory.
887          */
888         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
889                 flags |= PTE_MANAGED;
890
891                 /* Create and insert pv entry. */
892                 pv_insert(pmap, va, m);
893         }
894
895         pmap->pm_stats.resident_count++;
896         
897         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
898         tlb_miss_lock();
899
900         tlb0_flush_entry(va);
901         if (pmap->pm_pdir[pdir_idx] == NULL) {
902                 /*
903                  * If we just allocated a new page table, hook it in
904                  * the pdir.
905                  */
906                 pmap->pm_pdir[pdir_idx] = ptbl;
907         }
908         pte = &(pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
909         pte->rpn = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & ~PTE_PA_MASK;
910         pte->flags |= (PTE_VALID | flags);
911
912         tlb_miss_unlock();
913         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
914 }
915
916 /* Return the pa for the given pmap/va. */
917 static vm_paddr_t
918 pte_vatopa(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
919 {
920         vm_paddr_t pa = 0;
921         pte_t *pte;
922
923         pte = pte_find(mmu, pmap, va);
924         if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
925                 pa = (PTE_PA(pte) | (va & PTE_PA_MASK));
926         return (pa);
927 }
928
929 /* Get a pointer to a PTE in a page table. */
930 static pte_t *
931 pte_find(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
932 {
933         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
934         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
935
936         KASSERT((pmap != NULL), ("pte_find: invalid pmap"));
937
938         if (pmap->pm_pdir[pdir_idx])
939                 return (&(pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]));
940
941         return (NULL);
942 }
943
944 /**************************************************************************/
945 /* PMAP related */
946 /**************************************************************************/
947
948 /*
949  * This is called during booke_init, before the system is really initialized.
950  */
951 static void
952 mmu_booke_bootstrap(mmu_t mmu, vm_offset_t start, vm_offset_t kernelend)
953 {
954         vm_offset_t phys_kernelend;
955         struct mem_region *mp, *mp1;
956         int cnt, i, j;
957         u_int s, e, sz;
958         u_int phys_avail_count;
959         vm_size_t physsz, hwphyssz, kstack0_sz;
960         vm_offset_t kernel_pdir, kstack0, va;
961         vm_paddr_t kstack0_phys;
962         void *dpcpu;
963         pte_t *pte;
964
965         debugf("mmu_booke_bootstrap: entered\n");
966
967         /* Initialize invalidation mutex */
968         mtx_init(&tlbivax_mutex, "tlbivax", NULL, MTX_SPIN);
969
970         /* Read TLB0 size and associativity. */
971         tlb0_get_tlbconf();
972
973         /*
974          * Align kernel start and end address (kernel image).
975          * Note that kernel end does not necessarily relate to kernsize.
976          * kernsize is the size of the kernel that is actually mapped.
977          * Also note that "start - 1" is deliberate. With SMP, the
978          * entry point is exactly a page from the actual load address.
979          * As such, trunc_page() has no effect and we're off by a page.
980          * Since we always have the ELF header between the load address
981          * and the entry point, we can safely subtract 1 to compensate.
982          */
983         kernstart = trunc_page(start - 1);
984         data_start = round_page(kernelend);
985         data_end = data_start;
986
987         /*
988          * Addresses of preloaded modules (like file systems) use
989          * physical addresses. Make sure we relocate those into
990          * virtual addresses.
991          */
992         preload_addr_relocate = kernstart - kernload;
993
994         /* Allocate the dynamic per-cpu area. */
995         dpcpu = (void *)data_end;
996         data_end += DPCPU_SIZE;
997
998         /* Allocate space for the message buffer. */
999         msgbufp = (struct msgbuf *)data_end;
1000         data_end += msgbufsize;
1001         debugf(" msgbufp at 0x%08x end = 0x%08x\n", (uint32_t)msgbufp,
1002             data_end);
1003
1004         data_end = round_page(data_end);
1005
1006         /* Allocate space for ptbl_bufs. */
1007         ptbl_bufs = (struct ptbl_buf *)data_end;
1008         data_end += sizeof(struct ptbl_buf) * PTBL_BUFS;
1009         debugf(" ptbl_bufs at 0x%08x end = 0x%08x\n", (uint32_t)ptbl_bufs,
1010             data_end);
1011
1012         data_end = round_page(data_end);
1013
1014         /* Allocate PTE tables for kernel KVA. */
1015         kernel_pdir = data_end;
1016         kernel_ptbls = (VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS +
1017             PDIR_SIZE - 1) / PDIR_SIZE;
1018         data_end += kernel_ptbls * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE;
1019         debugf(" kernel ptbls: %d\n", kernel_ptbls);
1020         debugf(" kernel pdir at 0x%08x end = 0x%08x\n", kernel_pdir, data_end);
1021
1022         debugf(" data_end: 0x%08x\n", data_end);
1023         if (data_end - kernstart > kernsize) {
1024                 kernsize += tlb1_mapin_region(kernstart + kernsize,
1025                     kernload + kernsize, (data_end - kernstart) - kernsize);
1026         }
1027         data_end = kernstart + kernsize;
1028         debugf(" updated data_end: 0x%08x\n", data_end);
1029
1030         /*
1031          * Clear the structures - note we can only do it safely after the
1032          * possible additional TLB1 translations are in place (above) so that
1033          * all range up to the currently calculated 'data_end' is covered.
1034          */
1035         dpcpu_init(dpcpu, 0);
1036         memset((void *)ptbl_bufs, 0, sizeof(struct ptbl_buf) * PTBL_SIZE);
1037         memset((void *)kernel_pdir, 0, kernel_ptbls * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE);
1038
1039         /*******************************************************/
1040         /* Set the start and end of kva. */
1041         /*******************************************************/
1042         virtual_avail = round_page(data_end);
1043         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
1044
1045         /* Allocate KVA space for page zero/copy operations. */
1046         zero_page_va = virtual_avail;
1047         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1048         zero_page_idle_va = virtual_avail;
1049         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1050         copy_page_src_va = virtual_avail;
1051         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1052         copy_page_dst_va = virtual_avail;
1053         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1054         debugf("zero_page_va = 0x%08x\n", zero_page_va);
1055         debugf("zero_page_idle_va = 0x%08x\n", zero_page_idle_va);
1056         debugf("copy_page_src_va = 0x%08x\n", copy_page_src_va);
1057         debugf("copy_page_dst_va = 0x%08x\n", copy_page_dst_va);
1058
1059         /* Initialize page zero/copy mutexes. */
1060         mtx_init(&zero_page_mutex, "mmu_booke_zero_page", NULL, MTX_DEF);
1061         mtx_init(&copy_page_mutex, "mmu_booke_copy_page", NULL, MTX_DEF);
1062
1063         /* Allocate KVA space for ptbl bufs. */
1064         ptbl_buf_pool_vabase = virtual_avail;
1065         virtual_avail += PTBL_BUFS * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE;
1066         debugf("ptbl_buf_pool_vabase = 0x%08x end = 0x%08x\n",
1067             ptbl_buf_pool_vabase, virtual_avail);
1068
1069         /* Calculate corresponding physical addresses for the kernel region. */
1070         phys_kernelend = kernload + kernsize;
1071         debugf("kernel image and allocated data:\n");
1072         debugf(" kernload    = 0x%08x\n", kernload);
1073         debugf(" kernstart   = 0x%08x\n", kernstart);
1074         debugf(" kernsize    = 0x%08x\n", kernsize);
1075
1076         if (sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0]) < availmem_regions_sz)
1077                 panic("mmu_booke_bootstrap: phys_avail too small");
1078
1079         /*
1080          * Remove kernel physical address range from avail regions list. Page
1081          * align all regions.  Non-page aligned memory isn't very interesting
1082          * to us.  Also, sort the entries for ascending addresses.
1083          */
1084
1085         /* Retrieve phys/avail mem regions */
1086         mem_regions(&physmem_regions, &physmem_regions_sz,
1087             &availmem_regions, &availmem_regions_sz);
1088         sz = 0;
1089         cnt = availmem_regions_sz;
1090         debugf("processing avail regions:\n");
1091         for (mp = availmem_regions; mp->mr_size; mp++) {
1092                 s = mp->mr_start;
1093                 e = mp->mr_start + mp->mr_size;
1094                 debugf(" %08x-%08x -> ", s, e);
1095                 /* Check whether this region holds all of the kernel. */
1096                 if (s < kernload && e > phys_kernelend) {
1097                         availmem_regions[cnt].mr_start = phys_kernelend;
1098                         availmem_regions[cnt++].mr_size = e - phys_kernelend;
1099                         e = kernload;
1100                 }
1101                 /* Look whether this regions starts within the kernel. */
1102                 if (s >= kernload && s < phys_kernelend) {
1103                         if (e <= phys_kernelend)
1104                                 goto empty;
1105                         s = phys_kernelend;
1106                 }
1107                 /* Now look whether this region ends within the kernel. */
1108                 if (e > kernload && e <= phys_kernelend) {
1109                         if (s >= kernload)
1110                                 goto empty;
1111                         e = kernload;
1112                 }
1113                 /* Now page align the start and size of the region. */
1114                 s = round_page(s);
1115                 e = trunc_page(e);
1116                 if (e < s)
1117                         e = s;
1118                 sz = e - s;
1119                 debugf("%08x-%08x = %x\n", s, e, sz);
1120
1121                 /* Check whether some memory is left here. */
1122                 if (sz == 0) {
1123                 empty:
1124                         memmove(mp, mp + 1,
1125                             (cnt - (mp - availmem_regions)) * sizeof(*mp));
1126                         cnt--;
1127                         mp--;
1128                         continue;
1129                 }
1130
1131                 /* Do an insertion sort. */
1132                 for (mp1 = availmem_regions; mp1 < mp; mp1++)
1133                         if (s < mp1->mr_start)
1134                                 break;
1135                 if (mp1 < mp) {
1136                         memmove(mp1 + 1, mp1, (char *)mp - (char *)mp1);
1137                         mp1->mr_start = s;
1138                         mp1->mr_size = sz;
1139                 } else {
1140                         mp->mr_start = s;
1141                         mp->mr_size = sz;
1142                 }
1143         }
1144         availmem_regions_sz = cnt;
1145
1146         /*******************************************************/
1147         /* Steal physical memory for kernel stack from the end */
1148         /* of the first avail region                           */
1149         /*******************************************************/
1150         kstack0_sz = KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE;
1151         kstack0_phys = availmem_regions[0].mr_start +
1152             availmem_regions[0].mr_size;
1153         kstack0_phys -= kstack0_sz;
1154         availmem_regions[0].mr_size -= kstack0_sz;
1155
1156         /*******************************************************/
1157         /* Fill in phys_avail table, based on availmem_regions */
1158         /*******************************************************/
1159         phys_avail_count = 0;
1160         physsz = 0;
1161         hwphyssz = 0;
1162         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", (u_long *) &hwphyssz);
1163
1164         debugf("fill in phys_avail:\n");
1165         for (i = 0, j = 0; i < availmem_regions_sz; i++, j += 2) {
1166
1167                 debugf(" region: 0x%08x - 0x%08x (0x%08x)\n",
1168                     availmem_regions[i].mr_start,
1169                     availmem_regions[i].mr_start +
1170                         availmem_regions[i].mr_size,
1171                     availmem_regions[i].mr_size);
1172
1173                 if (hwphyssz != 0 &&
1174                     (physsz + availmem_regions[i].mr_size) >= hwphyssz) {
1175                         debugf(" hw.physmem adjust\n");
1176                         if (physsz < hwphyssz) {
1177                                 phys_avail[j] = availmem_regions[i].mr_start;
1178                                 phys_avail[j + 1] =
1179                                     availmem_regions[i].mr_start +
1180                                     hwphyssz - physsz;
1181                                 physsz = hwphyssz;
1182                                 phys_avail_count++;
1183                         }
1184                         break;
1185                 }
1186
1187                 phys_avail[j] = availmem_regions[i].mr_start;
1188                 phys_avail[j + 1] = availmem_regions[i].mr_start +
1189                     availmem_regions[i].mr_size;
1190                 phys_avail_count++;
1191                 physsz += availmem_regions[i].mr_size;
1192         }
1193         physmem = btoc(physsz);
1194
1195         /* Calculate the last available physical address. */
1196         for (i = 0; phys_avail[i + 2] != 0; i += 2)
1197                 ;
1198         Maxmem = powerpc_btop(phys_avail[i + 1]);
1199
1200         debugf("Maxmem = 0x%08lx\n", Maxmem);
1201         debugf("phys_avail_count = %d\n", phys_avail_count);
1202         debugf("physsz = 0x%08x physmem = %ld (0x%08lx)\n", physsz, physmem,
1203             physmem);
1204
1205         /*******************************************************/
1206         /* Initialize (statically allocated) kernel pmap. */
1207         /*******************************************************/
1208         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
1209         kptbl_min = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS / PDIR_SIZE;
1210
1211         debugf("kernel_pmap = 0x%08x\n", (uint32_t)kernel_pmap);
1212         debugf("kptbl_min = %d, kernel_ptbls = %d\n", kptbl_min, kernel_ptbls);
1213         debugf("kernel pdir range: 0x%08x - 0x%08x\n",
1214             kptbl_min * PDIR_SIZE, (kptbl_min + kernel_ptbls) * PDIR_SIZE - 1);
1215
1216         /* Initialize kernel pdir */
1217         for (i = 0; i < kernel_ptbls; i++)
1218                 kernel_pmap->pm_pdir[kptbl_min + i] =
1219                     (pte_t *)(kernel_pdir + (i * PAGE_SIZE * PTBL_PAGES));
1220
1221         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1222                 kernel_pmap->pm_tid[i] = TID_KERNEL;
1223                 
1224                 /* Initialize each CPU's tidbusy entry 0 with kernel_pmap */
1225                 tidbusy[i][0] = kernel_pmap;
1226         }
1227
1228         /*
1229          * Fill in PTEs covering kernel code and data. They are not required
1230          * for address translation, as this area is covered by static TLB1
1231          * entries, but for pte_vatopa() to work correctly with kernel area
1232          * addresses.
1233          */
1234         for (va = kernstart; va < data_end; va += PAGE_SIZE) {
1235                 pte = &(kernel_pmap->pm_pdir[PDIR_IDX(va)][PTBL_IDX(va)]);
1236                 pte->rpn = kernload + (va - kernstart);
1237                 pte->flags = PTE_M | PTE_SR | PTE_SW | PTE_SX | PTE_WIRED |
1238                     PTE_VALID;
1239         }
1240         /* Mark kernel_pmap active on all CPUs */
1241         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);
1242
1243         /*
1244          * Initialize the global pv list lock.
1245          */
1246         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
1247
1248         /*******************************************************/
1249         /* Final setup */
1250         /*******************************************************/
1251
1252         /* Enter kstack0 into kernel map, provide guard page */
1253         kstack0 = virtual_avail + KSTACK_GUARD_PAGES * PAGE_SIZE;
1254         thread0.td_kstack = kstack0;
1255         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1256
1257         debugf("kstack_sz = 0x%08x\n", kstack0_sz);
1258         debugf("kstack0_phys at 0x%08x - 0x%08x\n",
1259             kstack0_phys, kstack0_phys + kstack0_sz);
1260         debugf("kstack0 at 0x%08x - 0x%08x\n", kstack0, kstack0 + kstack0_sz);
1261         
1262         virtual_avail += KSTACK_GUARD_PAGES * PAGE_SIZE + kstack0_sz;
1263         for (i = 0; i < KSTACK_PAGES; i++) {
1264                 mmu_booke_kenter(mmu, kstack0, kstack0_phys);
1265                 kstack0 += PAGE_SIZE;
1266                 kstack0_phys += PAGE_SIZE;
1267         }
1268         
1269         debugf("virtual_avail = %08x\n", virtual_avail);
1270         debugf("virtual_end   = %08x\n", virtual_end);
1271
1272         debugf("mmu_booke_bootstrap: exit\n");
1273 }
1274
1275 void
1276 pmap_bootstrap_ap(volatile uint32_t *trcp __unused)
1277 {
1278         int i;
1279
1280         /*
1281          * Finish TLB1 configuration: the BSP already set up its TLB1 and we
1282          * have the snapshot of its contents in the s/w tlb1[] table, so use
1283          * these values directly to (re)program AP's TLB1 hardware.
1284          */
1285         for (i = bp_ntlb1s; i < tlb1_idx; i++) {
1286                 /* Skip invalid entries */
1287                 if (!(tlb1[i].mas1 & MAS1_VALID))
1288                         continue;
1289
1290                 tlb1_write_entry(i);
1291         }
1292
1293         set_mas4_defaults();
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Get the physical page address for the given pmap/virtual address.
1298  */
1299 static vm_paddr_t
1300 mmu_booke_extract(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1301 {
1302         vm_paddr_t pa;
1303
1304         PMAP_LOCK(pmap);
1305         pa = pte_vatopa(mmu, pmap, va);
1306         PMAP_UNLOCK(pmap);
1307
1308         return (pa);
1309 }
1310
1311 /*
1312  * Extract the physical page address associated with the given
1313  * kernel virtual address.
1314  */
1315 static vm_paddr_t
1316 mmu_booke_kextract(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1317 {
1318
1319         return (pte_vatopa(mmu, kernel_pmap, va));
1320 }
1321
1322 /*
1323  * Initialize the pmap module.
1324  * Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
1325  * system needs to map virtual memory.
1326  */
1327 static void
1328 mmu_booke_init(mmu_t mmu)
1329 {
1330         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
1331
1332         /*
1333          * Initialize the address space (zone) for the pv entries.  Set a
1334          * high water mark so that the system can recover from excessive
1335          * numbers of pv entries.
1336          */
1337         pvzone = uma_zcreate("PV ENTRY", sizeof(struct pv_entry), NULL, NULL,
1338             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
1339
1340         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
1341         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + cnt.v_page_count;
1342
1343         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
1344         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
1345
1346         uma_zone_set_obj(pvzone, &pvzone_obj, pv_entry_max);
1347
1348         /* Pre-fill pvzone with initial number of pv entries. */
1349         uma_prealloc(pvzone, PV_ENTRY_ZONE_MIN);
1350
1351         /* Initialize ptbl allocation. */
1352         ptbl_init();
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Map a list of wired pages into kernel virtual address space.  This is
1357  * intended for temporary mappings which do not need page modification or
1358  * references recorded.  Existing mappings in the region are overwritten.
1359  */
1360 static void
1361 mmu_booke_qenter(mmu_t mmu, vm_offset_t sva, vm_page_t *m, int count)
1362 {
1363         vm_offset_t va;
1364
1365         va = sva;
1366         while (count-- > 0) {
1367                 mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(*m));
1368                 va += PAGE_SIZE;
1369                 m++;
1370         }
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Remove page mappings from kernel virtual address space.  Intended for
1375  * temporary mappings entered by mmu_booke_qenter.
1376  */
1377 static void
1378 mmu_booke_qremove(mmu_t mmu, vm_offset_t sva, int count)
1379 {
1380         vm_offset_t va;
1381
1382         va = sva;
1383         while (count-- > 0) {
1384                 mmu_booke_kremove(mmu, va);
1385                 va += PAGE_SIZE;
1386         }
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Map a wired page into kernel virtual address space.
1391  */
1392 static void
1393 mmu_booke_kenter(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1394 {
1395         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
1396         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
1397         uint32_t flags;
1398         pte_t *pte;
1399
1400         KASSERT(((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) &&
1401             (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)), ("mmu_booke_kenter: invalid va"));
1402
1403         flags = PTE_M | PTE_SR | PTE_SW | PTE_SX | PTE_WIRED | PTE_VALID;
1404
1405         pte = &(kernel_pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
1406
1407         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1408         tlb_miss_lock();
1409         
1410         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1411         
1412                 CTR1(KTR_PMAP, "%s: replacing entry!", __func__);
1413
1414                 /* Flush entry from TLB0 */
1415                 tlb0_flush_entry(va);
1416         }
1417
1418         pte->rpn = pa & ~PTE_PA_MASK;
1419         pte->flags = flags;
1420
1421         //debugf("mmu_booke_kenter: pdir_idx = %d ptbl_idx = %d va=0x%08x "
1422         //              "pa=0x%08x rpn=0x%08x flags=0x%08x\n",
1423         //              pdir_idx, ptbl_idx, va, pa, pte->rpn, pte->flags);
1424
1425         /* Flush the real memory from the instruction cache. */
1426         if ((flags & (PTE_I | PTE_G)) == 0) {
1427                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
1428         }
1429
1430         tlb_miss_unlock();
1431         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Remove a page from kernel page table.
1436  */
1437 static void
1438 mmu_booke_kremove(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1439 {
1440         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
1441         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
1442         pte_t *pte;
1443
1444 //      CTR2(KTR_PMAP,("%s: s (va = 0x%08x)\n", __func__, va));
1445
1446         KASSERT(((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) &&
1447             (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1448             ("mmu_booke_kremove: invalid va"));
1449
1450         pte = &(kernel_pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
1451
1452         if (!PTE_ISVALID(pte)) {
1453         
1454                 CTR1(KTR_PMAP, "%s: invalid pte", __func__);
1455
1456                 return;
1457         }
1458
1459         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1460         tlb_miss_lock();
1461
1462         /* Invalidate entry in TLB0, update PTE. */
1463         tlb0_flush_entry(va);
1464         pte->flags = 0;
1465         pte->rpn = 0;
1466
1467         tlb_miss_unlock();
1468         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1469 }
1470
1471 /*
1472  * Initialize pmap associated with process 0.
1473  */
1474 static void
1475 mmu_booke_pinit0(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1476 {
1477
1478         mmu_booke_pinit(mmu, pmap);
1479         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1484  * such as one in a vmspace structure.
1485  */
1486 static void
1487 mmu_booke_pinit(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1488 {
1489         int i;
1490
1491         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p, proc %d '%s'", __func__, pmap,
1492             curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_proc->p_comm);
1493
1494         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("pmap_pinit: initializing kernel_pmap"));
1495
1496         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1497         for (i = 0; i < MAXCPU; i++)
1498                 pmap->pm_tid[i] = TID_NONE;
1499         CPU_ZERO(&kernel_pmap->pm_active);
1500         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1501         bzero(&pmap->pm_pdir, sizeof(pte_t *) * PDIR_NENTRIES);
1502         TAILQ_INIT(&pmap->pm_ptbl_list);
1503 }
1504
1505 /*
1506  * Release any resources held by the given physical map.
1507  * Called when a pmap initialized by mmu_booke_pinit is being released.
1508  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1509  */
1510 static void
1511 mmu_booke_release(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1512 {
1513
1514         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1515             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1516             pmap->pm_stats.resident_count));
1517
1518         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
1519 }
1520
1521 /*
1522  * Insert the given physical page at the specified virtual address in the
1523  * target physical map with the protection requested. If specified the page
1524  * will be wired down.
1525  */
1526 static void
1527 mmu_booke_enter(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1528     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
1529 {
1530
1531         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1532         PMAP_LOCK(pmap);
1533         mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, va, m, prot, wired);
1534         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1535         PMAP_UNLOCK(pmap);
1536 }
1537
1538 static void
1539 mmu_booke_enter_locked(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1540     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
1541 {
1542         pte_t *pte;
1543         vm_paddr_t pa;
1544         uint32_t flags;
1545         int su, sync;
1546
1547         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1548         su = (pmap == kernel_pmap);
1549         sync = 0;
1550
1551         //debugf("mmu_booke_enter_locked: s (pmap=0x%08x su=%d tid=%d m=0x%08x va=0x%08x "
1552         //              "pa=0x%08x prot=0x%08x wired=%d)\n",
1553         //              (u_int32_t)pmap, su, pmap->pm_tid,
1554         //              (u_int32_t)m, va, pa, prot, wired);
1555
1556         if (su) {
1557                 KASSERT(((va >= virtual_avail) &&
1558                     (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1559                     ("mmu_booke_enter_locked: kernel pmap, non kernel va"));
1560         } else {
1561                 KASSERT((va <= VM_MAXUSER_ADDRESS),
1562                     ("mmu_booke_enter_locked: user pmap, non user va"));
1563         }
1564         KASSERT((m->oflags & (VPO_UNMANAGED | VPO_BUSY)) != 0 ||
1565             VM_OBJECT_LOCKED(m->object),
1566             ("mmu_booke_enter_locked: page %p is not busy", m));
1567
1568         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1569
1570         /*
1571          * If there is an existing mapping, and the physical address has not
1572          * changed, must be protection or wiring change.
1573          */
1574         if (((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) &&
1575             (PTE_ISVALID(pte)) && (PTE_PA(pte) == pa)) {
1576             
1577                 /*
1578                  * Before actually updating pte->flags we calculate and
1579                  * prepare its new value in a helper var.
1580                  */
1581                 flags = pte->flags;
1582                 flags &= ~(PTE_UW | PTE_UX | PTE_SW | PTE_SX | PTE_MODIFIED);
1583
1584                 /* Wiring change, just update stats. */
1585                 if (wired) {
1586                         if (!PTE_ISWIRED(pte)) {
1587                                 flags |= PTE_WIRED;
1588                                 pmap->pm_stats.wired_count++;
1589                         }
1590                 } else {
1591                         if (PTE_ISWIRED(pte)) {
1592                                 flags &= ~PTE_WIRED;
1593                                 pmap->pm_stats.wired_count--;
1594                         }
1595                 }
1596
1597                 if (prot & VM_PROT_WRITE) {
1598                         /* Add write permissions. */
1599                         flags |= PTE_SW;
1600                         if (!su)
1601                                 flags |= PTE_UW;
1602
1603                         if ((flags & PTE_MANAGED) != 0)
1604                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
1605                 } else {
1606                         /* Handle modified pages, sense modify status. */
1607
1608                         /*
1609                          * The PTE_MODIFIED flag could be set by underlying
1610                          * TLB misses since we last read it (above), possibly
1611                          * other CPUs could update it so we check in the PTE
1612                          * directly rather than rely on that saved local flags
1613                          * copy.
1614                          */
1615                         if (PTE_ISMODIFIED(pte))
1616                                 vm_page_dirty(m);
1617                 }
1618
1619                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE) {
1620                         flags |= PTE_SX;
1621                         if (!su)
1622                                 flags |= PTE_UX;
1623
1624                         /*
1625                          * Check existing flags for execute permissions: if we
1626                          * are turning execute permissions on, icache should
1627                          * be flushed.
1628                          */
1629                         if ((pte->flags & (PTE_UX | PTE_SX)) == 0)
1630                                 sync++;
1631                 }
1632
1633                 flags &= ~PTE_REFERENCED;
1634
1635                 /*
1636                  * The new flags value is all calculated -- only now actually
1637                  * update the PTE.
1638                  */
1639                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1640                 tlb_miss_lock();
1641
1642                 tlb0_flush_entry(va);
1643                 pte->flags = flags;
1644
1645                 tlb_miss_unlock();
1646                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1647
1648         } else {
1649                 /*
1650                  * If there is an existing mapping, but it's for a different
1651                  * physical address, pte_enter() will delete the old mapping.
1652                  */
1653                 //if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
1654                 //      debugf("mmu_booke_enter_locked: replace\n");
1655                 //else
1656                 //      debugf("mmu_booke_enter_locked: new\n");
1657
1658                 /* Now set up the flags and install the new mapping. */
1659                 flags = (PTE_SR | PTE_VALID);
1660                 flags |= PTE_M;
1661
1662                 if (!su)
1663                         flags |= PTE_UR;
1664
1665                 if (prot & VM_PROT_WRITE) {
1666                         flags |= PTE_SW;
1667                         if (!su)
1668                                 flags |= PTE_UW;
1669
1670                         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1671                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
1672                 }
1673
1674                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE) {
1675                         flags |= PTE_SX;
1676                         if (!su)
1677                                 flags |= PTE_UX;
1678                 }
1679
1680                 /* If its wired update stats. */
1681                 if (wired) {
1682                         pmap->pm_stats.wired_count++;
1683                         flags |= PTE_WIRED;
1684                 }
1685
1686                 pte_enter(mmu, pmap, m, va, flags);
1687
1688                 /* Flush the real memory from the instruction cache. */
1689                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE)
1690                         sync++;
1691         }
1692
1693         if (sync && (su || pmap == PCPU_GET(curpmap))) {
1694                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
1695                 sync = 0;
1696         }
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
1701  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
1702  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
1703  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
1704  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
1705  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
1706  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
1707  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
1708  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
1709  * corresponding offset from m_start are mapped.
1710  */
1711 static void
1712 mmu_booke_enter_object(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t start,
1713     vm_offset_t end, vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
1714 {
1715         vm_page_t m;
1716         vm_pindex_t diff, psize;
1717
1718         psize = atop(end - start);
1719         m = m_start;
1720         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1721         PMAP_LOCK(pmap);
1722         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
1723                 mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, start + ptoa(diff), m,
1724                     prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE), FALSE);
1725                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
1726         }
1727         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1728         PMAP_UNLOCK(pmap);
1729 }
1730
1731 static void
1732 mmu_booke_enter_quick(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1733     vm_prot_t prot)
1734 {
1735
1736         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1737         PMAP_LOCK(pmap);
1738         mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, va, m,
1739             prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE), FALSE);
1740         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1741         PMAP_UNLOCK(pmap);
1742 }
1743
1744 /*
1745  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1746  *
1747  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page size.
1748  */
1749 static void
1750 mmu_booke_remove(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_offset_t endva)
1751 {
1752         pte_t *pte;
1753         uint8_t hold_flag;
1754
1755         int su = (pmap == kernel_pmap);
1756
1757         //debugf("mmu_booke_remove: s (su = %d pmap=0x%08x tid=%d va=0x%08x endva=0x%08x)\n",
1758         //              su, (u_int32_t)pmap, pmap->pm_tid, va, endva);
1759
1760         if (su) {
1761                 KASSERT(((va >= virtual_avail) &&
1762                     (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1763                     ("mmu_booke_remove: kernel pmap, non kernel va"));
1764         } else {
1765                 KASSERT((va <= VM_MAXUSER_ADDRESS),
1766                     ("mmu_booke_remove: user pmap, non user va"));
1767         }
1768
1769         if (PMAP_REMOVE_DONE(pmap)) {
1770                 //debugf("mmu_booke_remove: e (empty)\n");
1771                 return;
1772         }
1773
1774         hold_flag = PTBL_HOLD_FLAG(pmap);
1775         //debugf("mmu_booke_remove: hold_flag = %d\n", hold_flag);
1776
1777         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1778         PMAP_LOCK(pmap);
1779         for (; va < endva; va += PAGE_SIZE) {
1780                 pte = pte_find(mmu, pmap, va);
1781                 if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
1782                         pte_remove(mmu, pmap, va, hold_flag);
1783         }
1784         PMAP_UNLOCK(pmap);
1785         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1786
1787         //debugf("mmu_booke_remove: e\n");
1788 }
1789
1790 /*
1791  * Remove physical page from all pmaps in which it resides.
1792  */
1793 static void
1794 mmu_booke_remove_all(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1795 {
1796         pv_entry_t pv, pvn;
1797         uint8_t hold_flag;
1798
1799         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1800         for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list); pv != NULL; pv = pvn) {
1801                 pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_link);
1802
1803                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
1804                 hold_flag = PTBL_HOLD_FLAG(pv->pv_pmap);
1805                 pte_remove(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va, hold_flag);
1806                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
1807         }
1808         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1809         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1810 }
1811
1812 /*
1813  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
1814  */
1815 static vm_offset_t
1816 mmu_booke_map(mmu_t mmu, vm_offset_t *virt, vm_paddr_t pa_start,
1817     vm_paddr_t pa_end, int prot)
1818 {
1819         vm_offset_t sva = *virt;
1820         vm_offset_t va = sva;
1821
1822         //debugf("mmu_booke_map: s (sva = 0x%08x pa_start = 0x%08x pa_end = 0x%08x)\n",
1823         //              sva, pa_start, pa_end);
1824
1825         while (pa_start < pa_end) {
1826                 mmu_booke_kenter(mmu, va, pa_start);
1827                 va += PAGE_SIZE;
1828                 pa_start += PAGE_SIZE;
1829         }
1830         *virt = va;
1831
1832         //debugf("mmu_booke_map: e (va = 0x%08x)\n", va);
1833         return (sva);
1834 }
1835
1836 /*
1837  * The pmap must be activated before it's address space can be accessed in any
1838  * way.
1839  */
1840 static void
1841 mmu_booke_activate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1842 {
1843         pmap_t pmap;
1844         u_int cpuid;
1845
1846         pmap = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1847
1848         CTR5(KTR_PMAP, "%s: s (td = %p, proc = '%s', id = %d, pmap = 0x%08x)",
1849             __func__, td, td->td_proc->p_comm, td->td_proc->p_pid, pmap);
1850
1851         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("mmu_booke_activate: kernel_pmap!"));
1852
1853         mtx_lock_spin(&sched_lock);
1854
1855         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1856         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
1857         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1858         
1859         if (pmap->pm_tid[cpuid] == TID_NONE)
1860                 tid_alloc(pmap);
1861
1862         /* Load PID0 register with pmap tid value. */
1863         mtspr(SPR_PID0, pmap->pm_tid[cpuid]);
1864         __asm __volatile("isync");
1865
1866         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
1867
1868         CTR3(KTR_PMAP, "%s: e (tid = %d for '%s')", __func__,
1869             pmap->pm_tid[PCPU_GET(cpuid)], td->td_proc->p_comm);
1870 }
1871
1872 /*
1873  * Deactivate the specified process's address space.
1874  */
1875 static void
1876 mmu_booke_deactivate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1877 {
1878         pmap_t pmap;
1879
1880         pmap = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1881         
1882         CTR5(KTR_PMAP, "%s: td=%p, proc = '%s', id = %d, pmap = 0x%08x",
1883             __func__, td, td->td_proc->p_comm, td->td_proc->p_pid, pmap);
1884
1885         CPU_CLR_ATOMIC(PCPU_GET(cpuid), &pmap->pm_active);
1886         PCPU_SET(curpmap, NULL);
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Copy the range specified by src_addr/len
1891  * from the source map to the range dst_addr/len
1892  * in the destination map.
1893  *
1894  * This routine is only advisory and need not do anything.
1895  */
1896 static void
1897 mmu_booke_copy(mmu_t mmu, pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap,
1898     vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
1899 {
1900
1901 }
1902
1903 /*
1904  * Set the physical protection on the specified range of this map as requested.
1905  */
1906 static void
1907 mmu_booke_protect(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva,
1908     vm_prot_t prot)
1909 {
1910         vm_offset_t va;
1911         vm_page_t m;
1912         pte_t *pte;
1913
1914         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1915                 mmu_booke_remove(mmu, pmap, sva, eva);
1916                 return;
1917         }
1918
1919         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1920                 return;
1921
1922         PMAP_LOCK(pmap);
1923         for (va = sva; va < eva; va += PAGE_SIZE) {
1924                 if ((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) {
1925                         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1926                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
1927
1928                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1929                                 tlb_miss_lock();
1930
1931                                 /* Handle modified pages. */
1932                                 if (PTE_ISMODIFIED(pte) && PTE_ISMANAGED(pte))
1933                                         vm_page_dirty(m);
1934
1935                                 tlb0_flush_entry(va);
1936                                 pte->flags &= ~(PTE_UW | PTE_SW | PTE_MODIFIED);
1937
1938                                 tlb_miss_unlock();
1939                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1940                         }
1941                 }
1942         }
1943         PMAP_UNLOCK(pmap);
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
1948  */
1949 static void
1950 mmu_booke_remove_write(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1951 {
1952         pv_entry_t pv;
1953         pte_t *pte;
1954
1955         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1956             ("mmu_booke_remove_write: page %p is not managed", m));
1957
1958         /*
1959          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be set by
1960          * another thread while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
1961          * is clear, no page table entries need updating.
1962          */
1963         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
1964         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
1965             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
1966                 return;
1967         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1968         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
1969                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
1970                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL) {
1971                         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1972                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
1973
1974                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1975                                 tlb_miss_lock();
1976
1977                                 /* Handle modified pages. */
1978                                 if (PTE_ISMODIFIED(pte))
1979                                         vm_page_dirty(m);
1980
1981                                 /* Flush mapping from TLB0. */
1982                                 pte->flags &= ~(PTE_UW | PTE_SW | PTE_MODIFIED);
1983
1984                                 tlb_miss_unlock();
1985                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1986                         }
1987                 }
1988                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
1989         }
1990         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1991         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1992 }
1993
1994 static void
1995 mmu_booke_sync_icache(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
1996 {
1997         pte_t *pte;
1998         pmap_t pmap;
1999         vm_page_t m;
2000         vm_offset_t addr;
2001         vm_paddr_t pa;
2002         int active, valid;
2003  
2004         va = trunc_page(va);
2005         sz = round_page(sz);
2006
2007         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2008         pmap = PCPU_GET(curpmap);
2009         active = (pm == kernel_pmap || pm == pmap) ? 1 : 0;
2010         while (sz > 0) {
2011                 PMAP_LOCK(pm);
2012                 pte = pte_find(mmu, pm, va);
2013                 valid = (pte != NULL && PTE_ISVALID(pte)) ? 1 : 0;
2014                 if (valid)
2015                         pa = PTE_PA(pte);
2016                 PMAP_UNLOCK(pm);
2017                 if (valid) {
2018                         if (!active) {
2019                                 /* Create a mapping in the active pmap. */
2020                                 addr = 0;
2021                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2022                                 PMAP_LOCK(pmap);
2023                                 pte_enter(mmu, pmap, m, addr,
2024                                     PTE_SR | PTE_VALID | PTE_UR);
2025                                 __syncicache((void *)addr, PAGE_SIZE);
2026                                 pte_remove(mmu, pmap, addr, PTBL_UNHOLD);
2027                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2028                         } else
2029                                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
2030                 }
2031                 va += PAGE_SIZE;
2032                 sz -= PAGE_SIZE;
2033         }
2034         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Atomically extract and hold the physical page with the given
2039  * pmap and virtual address pair if that mapping permits the given
2040  * protection.
2041  */
2042 static vm_page_t
2043 mmu_booke_extract_and_hold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va,
2044     vm_prot_t prot)
2045 {
2046         pte_t *pte;
2047         vm_page_t m;
2048         uint32_t pte_wbit;
2049         vm_paddr_t pa;
2050         
2051         m = NULL;
2052         pa = 0; 
2053         PMAP_LOCK(pmap);
2054 retry:
2055         pte = pte_find(mmu, pmap, va);
2056         if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte)) {
2057                 if (pmap == kernel_pmap)
2058                         pte_wbit = PTE_SW;
2059                 else
2060                         pte_wbit = PTE_UW;
2061
2062                 if ((pte->flags & pte_wbit) || ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
2063                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, PTE_PA(pte), &pa))
2064                                 goto retry;
2065                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
2066                         vm_page_hold(m);
2067                 }
2068         }
2069
2070         PA_UNLOCK_COND(pa);
2071         PMAP_UNLOCK(pmap);
2072         return (m);
2073 }
2074
2075 /*
2076  * Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
2077  */
2078 static void
2079 mmu_booke_page_init(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2080 {
2081
2082         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
2083 }
2084
2085 /*
2086  * mmu_booke_zero_page_area zeros the specified hardware page by
2087  * mapping it into virtual memory and using bzero to clear
2088  * its contents.
2089  *
2090  * off and size must reside within a single page.
2091  */
2092 static void
2093 mmu_booke_zero_page_area(mmu_t mmu, vm_page_t m, int off, int size)
2094 {
2095         vm_offset_t va;
2096
2097         /* XXX KASSERT off and size are within a single page? */
2098
2099         mtx_lock(&zero_page_mutex);
2100         va = zero_page_va;
2101
2102         mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2103         bzero((caddr_t)va + off, size);
2104         mmu_booke_kremove(mmu, va);
2105
2106         mtx_unlock(&zero_page_mutex);
2107 }
2108
2109 /*
2110  * mmu_booke_zero_page zeros the specified hardware page.
2111  */
2112 static void
2113 mmu_booke_zero_page(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2114 {
2115
2116         mmu_booke_zero_page_area(mmu, m, 0, PAGE_SIZE);
2117 }
2118
2119 /*
2120  * mmu_booke_copy_page copies the specified (machine independent) page by
2121  * mapping the page into virtual memory and using memcopy to copy the page,
2122  * one machine dependent page at a time.
2123  */
2124 static void
2125 mmu_booke_copy_page(mmu_t mmu, vm_page_t sm, vm_page_t dm)
2126 {
2127         vm_offset_t sva, dva;
2128
2129         sva = copy_page_src_va;
2130         dva = copy_page_dst_va;
2131
2132         mtx_lock(&copy_page_mutex);
2133         mmu_booke_kenter(mmu, sva, VM_PAGE_TO_PHYS(sm));
2134         mmu_booke_kenter(mmu, dva, VM_PAGE_TO_PHYS(dm));
2135         memcpy((caddr_t)dva, (caddr_t)sva, PAGE_SIZE);
2136         mmu_booke_kremove(mmu, dva);
2137         mmu_booke_kremove(mmu, sva);
2138         mtx_unlock(&copy_page_mutex);
2139 }
2140
2141 /*
2142  * mmu_booke_zero_page_idle zeros the specified hardware page by mapping it
2143  * into virtual memory and using bzero to clear its contents. This is intended
2144  * to be called from the vm_pagezero process only and outside of Giant. No
2145  * lock is required.
2146  */
2147 static void
2148 mmu_booke_zero_page_idle(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2149 {
2150         vm_offset_t va;
2151
2152         va = zero_page_idle_va;
2153         mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2154         bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2155         mmu_booke_kremove(mmu, va);
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Return whether or not the specified physical page was modified
2160  * in any of physical maps.
2161  */
2162 static boolean_t
2163 mmu_booke_is_modified(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2164 {
2165         pte_t *pte;
2166         pv_entry_t pv;
2167         boolean_t rv;
2168
2169         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2170             ("mmu_booke_is_modified: page %p is not managed", m));
2171         rv = FALSE;
2172
2173         /*
2174          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be
2175          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2176          * is clear, no PTEs can be modified.
2177          */
2178         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2179         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
2180             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2181                 return (rv);
2182         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2183         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2184                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2185                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2186                     PTE_ISVALID(pte)) {
2187                         if (PTE_ISMODIFIED(pte))
2188                                 rv = TRUE;
2189                 }
2190                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2191                 if (rv)
2192                         break;
2193         }
2194         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2195         return (rv);
2196 }
2197
2198 /*
2199  * Return whether or not the specified virtual address is eligible
2200  * for prefault.
2201  */
2202 static boolean_t
2203 mmu_booke_is_prefaultable(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2204 {
2205
2206         return (FALSE);
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Return whether or not the specified physical page was referenced
2211  * in any physical maps.
2212  */
2213 static boolean_t
2214 mmu_booke_is_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2215 {
2216         pte_t *pte;
2217         pv_entry_t pv;
2218         boolean_t rv;
2219
2220         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2221             ("mmu_booke_is_referenced: page %p is not managed", m));
2222         rv = FALSE;
2223         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2224         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2225                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2226                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2227                     PTE_ISVALID(pte)) {
2228                         if (PTE_ISREFERENCED(pte))
2229                                 rv = TRUE;
2230                 }
2231                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2232                 if (rv)
2233                         break;
2234         }
2235         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2236         return (rv);
2237 }
2238
2239 /*
2240  * Clear the modify bits on the specified physical page.
2241  */
2242 static void
2243 mmu_booke_clear_modify(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2244 {
2245         pte_t *pte;
2246         pv_entry_t pv;
2247
2248         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2249             ("mmu_booke_clear_modify: page %p is not managed", m));
2250         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2251         KASSERT((m->oflags & VPO_BUSY) == 0,
2252             ("mmu_booke_clear_modify: page %p is busy", m));
2253
2254         /*
2255          * If the page is not PG_AWRITEABLE, then no PTEs can be modified.
2256          * If the object containing the page is locked and the page is not
2257          * VPO_BUSY, then PG_AWRITEABLE cannot be concurrently set.
2258          */
2259         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2260                 return;
2261         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2262         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2263                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2264                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2265                     PTE_ISVALID(pte)) {
2266                         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2267                         tlb_miss_lock();
2268                         
2269                         if (pte->flags & (PTE_SW | PTE_UW | PTE_MODIFIED)) {
2270                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2271                                 pte->flags &= ~(PTE_SW | PTE_UW | PTE_MODIFIED |
2272                                     PTE_REFERENCED);
2273                         }
2274
2275                         tlb_miss_unlock();
2276                         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2277                 }
2278                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2279         }
2280         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2281 }
2282
2283 /*
2284  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
2285  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
2286  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
2287  * reference bits set.
2288  *
2289  * XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
2290  * should be tested and standardized at some point in the future for
2291  * optimal aging of shared pages.
2292  */
2293 static int
2294 mmu_booke_ts_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2295 {
2296         pte_t *pte;
2297         pv_entry_t pv;
2298         int count;
2299
2300         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2301             ("mmu_booke_ts_referenced: page %p is not managed", m));
2302         count = 0;
2303         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2304         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2305                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2306                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2307                     PTE_ISVALID(pte)) {
2308                         if (PTE_ISREFERENCED(pte)) {
2309                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2310                                 tlb_miss_lock();
2311
2312                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2313                                 pte->flags &= ~PTE_REFERENCED;
2314
2315                                 tlb_miss_unlock();
2316                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2317
2318                                 if (++count > 4) {
2319                                         PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2320                                         break;
2321                                 }
2322                         }
2323                 }
2324                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2325         }
2326         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2327         return (count);
2328 }
2329
2330 /*
2331  * Clear the reference bit on the specified physical page.
2332  */
2333 static void
2334 mmu_booke_clear_reference(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2335 {
2336         pte_t *pte;
2337         pv_entry_t pv;
2338
2339         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2340             ("mmu_booke_clear_reference: page %p is not managed", m));
2341         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2342         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2343                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2344                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2345                     PTE_ISVALID(pte)) {
2346                         if (PTE_ISREFERENCED(pte)) {
2347                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2348                                 tlb_miss_lock();
2349                                 
2350                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2351                                 pte->flags &= ~PTE_REFERENCED;
2352
2353                                 tlb_miss_unlock();
2354                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2355                         }
2356                 }
2357                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2358         }
2359         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Change wiring attribute for a map/virtual-address pair.
2364  */
2365 static void
2366 mmu_booke_change_wiring(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2367 {
2368         pte_t *pte;
2369
2370         PMAP_LOCK(pmap);
2371         if ((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) {
2372                 if (wired) {
2373                         if (!PTE_ISWIRED(pte)) {
2374                                 pte->flags |= PTE_WIRED;
2375                                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2376                         }
2377                 } else {
2378                         if (PTE_ISWIRED(pte)) {
2379                                 pte->flags &= ~PTE_WIRED;
2380                                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2381                         }
2382                 }
2383         }
2384         PMAP_UNLOCK(pmap);
2385 }
2386
2387 /*
2388  * Return true if the pmap's pv is one of the first 16 pvs linked to from this
2389  * page.  This count may be changed upwards or downwards in the future; it is
2390  * only necessary that true be returned for a small subset of pmaps for proper
2391  * page aging.
2392  */
2393 static boolean_t
2394 mmu_booke_page_exists_quick(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_page_t m)
2395 {
2396         pv_entry_t pv;
2397         int loops;
2398         boolean_t rv;
2399
2400         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2401             ("mmu_booke_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2402         loops = 0;
2403         rv = FALSE;
2404         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2405         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2406                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2407                         rv = TRUE;
2408                         break;
2409                 }
2410                 if (++loops >= 16)
2411                         break;
2412         }
2413         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2414         return (rv);
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Return the number of managed mappings to the given physical page that are
2419  * wired.
2420  */
2421 static int
2422 mmu_booke_page_wired_mappings(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2423 {
2424         pv_entry_t pv;
2425         pte_t *pte;
2426         int count = 0;
2427
2428         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2429                 return (count);
2430         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2431         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2432                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2433                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL)
2434                         if (PTE_ISVALID(pte) && PTE_ISWIRED(pte))
2435                                 count++;
2436                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2437         }
2438         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2439         return (count);
2440 }
2441
2442 static int
2443 mmu_booke_dev_direct_mapped(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2444 {
2445         int i;
2446         vm_offset_t va;
2447
2448         /*
2449          * This currently does not work for entries that
2450          * overlap TLB1 entries.
2451          */
2452         for (i = 0; i < tlb1_idx; i ++) {
2453                 if (tlb1_iomapped(i, pa, size, &va) == 0)
2454                         return (0);
2455         }
2456
2457         return (EFAULT);
2458 }
2459
2460 vm_offset_t
2461 mmu_booke_dumpsys_map(mmu_t mmu, struct pmap_md *md, vm_size_t ofs,
2462     vm_size_t *sz)
2463 {
2464         vm_paddr_t pa, ppa;
2465         vm_offset_t va;
2466         vm_size_t gran;
2467
2468         /* Raw physical memory dumps don't have a virtual address. */
2469         if (md->md_vaddr == ~0UL) {
2470                 /* We always map a 256MB page at 256M. */
2471                 gran = 256 * 1024 * 1024;
2472                 pa = md->md_paddr + ofs;
2473                 ppa = pa & ~(gran - 1);
2474                 ofs = pa - ppa;
2475                 va = gran;
2476                 tlb1_set_entry(va, ppa, gran, _TLB_ENTRY_IO);
2477                 if (*sz > (gran - ofs))
2478                         *sz = gran - ofs;
2479                 return (va + ofs);
2480         }
2481
2482         /* Minidumps are based on virtual memory addresses. */
2483         va = md->md_vaddr + ofs;
2484         if (va >= kernstart + kernsize) {
2485                 gran = PAGE_SIZE - (va & PAGE_MASK);
2486                 if (*sz > gran)
2487                         *sz = gran;
2488         }
2489         return (va);
2490 }
2491
2492 void
2493 mmu_booke_dumpsys_unmap(mmu_t mmu, struct pmap_md *md, vm_size_t ofs,
2494     vm_offset_t va)
2495 {
2496
2497         /* Raw physical memory dumps don't have a virtual address. */
2498         if (md->md_vaddr == ~0UL) {
2499                 tlb1_idx--;
2500                 tlb1[tlb1_idx].mas1 = 0;
2501                 tlb1[tlb1_idx].mas2 = 0;
2502                 tlb1[tlb1_idx].mas3 = 0;
2503                 tlb1_write_entry(tlb1_idx);
2504                 return;
2505         }
2506  
2507         /* Minidumps are based on virtual memory addresses. */
2508         /* Nothing to do... */
2509 }
2510
2511 struct pmap_md *
2512 mmu_booke_scan_md(mmu_t mmu, struct pmap_md *prev)
2513 {
2514         static struct pmap_md md;
2515         pte_t *pte;
2516         vm_offset_t va;
2517  
2518         if (dumpsys_minidump) {
2519                 md.md_paddr = ~0UL;     /* Minidumps use virtual addresses. */
2520                 if (prev == NULL) {
2521                         /* 1st: kernel .data and .bss. */
2522                         md.md_index = 1;
2523                         md.md_vaddr = trunc_page((uintptr_t)_etext);
2524                         md.md_size = round_page((uintptr_t)_end) - md.md_vaddr;
2525                         return (&md);
2526                 }
2527                 switch (prev->md_index) {
2528                 case 1:
2529                         /* 2nd: msgbuf and tables (see pmap_bootstrap()). */
2530                         md.md_index = 2;
2531                         md.md_vaddr = data_start;
2532                         md.md_size = data_end - data_start;
2533                         break;
2534                 case 2:
2535                         /* 3rd: kernel VM. */
2536                         va = prev->md_vaddr + prev->md_size;
2537                         /* Find start of next chunk (from va). */
2538                         while (va < virtual_end) {
2539                                 /* Don't dump the buffer cache. */
2540                                 if (va >= kmi.buffer_sva &&
2541                                     va < kmi.buffer_eva) {
2542                                         va = kmi.buffer_eva;
2543                                         continue;
2544                                 }
2545                                 pte = pte_find(mmu, kernel_pmap, va);
2546                                 if (pte != NULL && PTE_ISVALID(pte))
2547                                         break;
2548                                 va += PAGE_SIZE;
2549                         }
2550                         if (va < virtual_end) {
2551                                 md.md_vaddr = va;
2552                                 va += PAGE_SIZE;
2553                                 /* Find last page in chunk. */
2554                                 while (va < virtual_end) {
2555                                         /* Don't run into the buffer cache. */
2556                                         if (va == kmi.buffer_sva)
2557                                                 break;
2558                                         pte = pte_find(mmu, kernel_pmap, va);
2559                                         if (pte == NULL || !PTE_ISVALID(pte))
2560                                                 break;
2561                                         va += PAGE_SIZE;
2562                                 }
2563                                 md.md_size = va - md.md_vaddr;
2564                                 break;
2565                         }
2566                         md.md_index = 3;
2567                         /* FALLTHROUGH */
2568                 default:
2569                         return (NULL);
2570                 }
2571         } else { /* minidumps */
2572                 mem_regions(&physmem_regions, &physmem_regions_sz,
2573                     &availmem_regions, &availmem_regions_sz);
2574
2575                 if (prev == NULL) {
2576                         /* first physical chunk. */
2577                         md.md_paddr = physmem_regions[0].mr_start;
2578                         md.md_size = physmem_regions[0].mr_size;
2579                         md.md_vaddr = ~0UL;
2580                         md.md_index = 1;
2581                 } else if (md.md_index < physmem_regions_sz) {
2582                         md.md_paddr = physmem_regions[md.md_index].mr_start;
2583                         md.md_size = physmem_regions[md.md_index].mr_size;
2584                         md.md_vaddr = ~0UL;
2585                         md.md_index++;
2586                 } else {
2587                         /* There's no next physical chunk. */
2588                         return (NULL);
2589                 }
2590         }
2591
2592         return (&md);
2593 }
2594
2595 /*
2596  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual address space.
2597  * Return a pointer to where it is mapped. This routine is intended to be used
2598  * for mapping device memory, NOT real memory.
2599  */
2600 static void *
2601 mmu_booke_mapdev(mmu_t mmu, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2602 {
2603         void *res;
2604         uintptr_t va;
2605         vm_size_t sz;
2606
2607         /*
2608          * CCSR is premapped. Note that (pa + size - 1) is there to make sure
2609          * we don't wrap around. Devices on the local bus typically extend all
2610          * the way up to and including 0xffffffff. In that case (pa + size)
2611          * would be 0. This creates a false positive (i.e. we think it's
2612          * within the CCSR) and not create a mapping.
2613          */
2614         if (pa >= ccsrbar_pa && (pa + size - 1) < (ccsrbar_pa + CCSRBAR_SIZE)) {
2615                 va = CCSRBAR_VA + (pa - ccsrbar_pa);
2616                 return ((void *)va);
2617         }
2618
2619         va = (pa >= 0x80000000) ? pa : (0xe2000000 + pa);
2620         res = (void *)va;
2621
2622         do {
2623                 sz = 1 << (ilog2(size) & ~1);
2624                 if (bootverbose)
2625                         printf("Wiring VA=%x to PA=%x (size=%x), "
2626                             "using TLB1[%d]\n", va, pa, sz, tlb1_idx);
2627                 tlb1_set_entry(va, pa, sz, _TLB_ENTRY_IO);
2628                 size -= sz;
2629                 pa += sz;
2630                 va += sz;
2631         } while (size > 0);
2632
2633         return (res);
2634 }
2635
2636 /*
2637  * 'Unmap' a range mapped by mmu_booke_mapdev().
2638  */
2639 static void
2640 mmu_booke_unmapdev(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_size_t size)
2641 {
2642         vm_offset_t base, offset;
2643
2644         /*
2645          * Unmap only if this is inside kernel virtual space.
2646          */
2647         if ((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) && (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)) {
2648                 base = trunc_page(va);
2649                 offset = va & PAGE_MASK;
2650                 size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
2651                 kmem_free(kernel_map, base, size);
2652         }
2653 }
2654
2655 /*
2656  * mmu_booke_object_init_pt preloads the ptes for a given object into the
2657  * specified pmap. This eliminates the blast of soft faults on process startup
2658  * and immediately after an mmap.
2659  */
2660 static void
2661 mmu_booke_object_init_pt(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr,
2662     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2663 {
2664
2665         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2666         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2667             ("mmu_booke_object_init_pt: non-device object"));
2668 }
2669
2670 /*
2671  * Perform the pmap work for mincore.
2672  */
2673 static int
2674 mmu_booke_mincore(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr,
2675     vm_paddr_t *locked_pa)
2676 {
2677
2678         TODO;
2679         return (0);
2680 }
2681
2682 /**************************************************************************/
2683 /* TID handling */
2684 /**************************************************************************/
2685
2686 /*
2687  * Allocate a TID. If necessary, steal one from someone else.
2688  * The new TID is flushed from the TLB before returning.
2689  */
2690 static tlbtid_t
2691 tid_alloc(pmap_t pmap)
2692 {
2693         tlbtid_t tid;
2694         int thiscpu;
2695
2696         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("tid_alloc: kernel pmap"));
2697
2698         CTR2(KTR_PMAP, "%s: s (pmap = %p)", __func__, pmap);
2699
2700         thiscpu = PCPU_GET(cpuid);
2701
2702         tid = PCPU_GET(tid_next);
2703         if (tid > TID_MAX)
2704                 tid = TID_MIN;
2705         PCPU_SET(tid_next, tid + 1);
2706
2707         /* If we are stealing TID then clear the relevant pmap's field */
2708         if (tidbusy[thiscpu][tid] != NULL) {
2709
2710                 CTR2(KTR_PMAP, "%s: warning: stealing tid %d", __func__, tid);
2711                 
2712                 tidbusy[thiscpu][tid]->pm_tid[thiscpu] = TID_NONE;
2713
2714                 /* Flush all entries from TLB0 matching this TID. */
2715                 tid_flush(tid);
2716         }
2717
2718         tidbusy[thiscpu][tid] = pmap;
2719         pmap->pm_tid[thiscpu] = tid;
2720         __asm __volatile("msync; isync");
2721
2722         CTR3(KTR_PMAP, "%s: e (%02d next = %02d)", __func__, tid,
2723             PCPU_GET(tid_next));
2724
2725         return (tid);
2726 }
2727
2728 /**************************************************************************/
2729 /* TLB0 handling */
2730 /**************************************************************************/
2731
2732 static void
2733 tlb_print_entry(int i, uint32_t mas1, uint32_t mas2, uint32_t mas3,
2734     uint32_t mas7)
2735 {
2736         int as;
2737         char desc[3];
2738         tlbtid_t tid;
2739         vm_size_t size;
2740         unsigned int tsize;
2741
2742         desc[2] = '\0';
2743         if (mas1 & MAS1_VALID)
2744                 desc[0] = 'V';
2745         else
2746                 desc[0] = ' ';
2747
2748         if (mas1 & MAS1_IPROT)
2749                 desc[1] = 'P';
2750         else
2751                 desc[1] = ' ';
2752
2753         as = (mas1 & MAS1_TS_MASK) ? 1 : 0;
2754         tid = MAS1_GETTID(mas1);
2755
2756         tsize = (mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
2757         size = 0;
2758         if (tsize)
2759                 size = tsize2size(tsize);
2760
2761         debugf("%3d: (%s) [AS=%d] "
2762             "sz = 0x%08x tsz = %d tid = %d mas1 = 0x%08x "
2763             "mas2(va) = 0x%08x mas3(pa) = 0x%08x mas7 = 0x%08x\n",
2764             i, desc, as, size, tsize, tid, mas1, mas2, mas3, mas7);
2765 }
2766
2767 /* Convert TLB0 va and way number to tlb0[] table index. */
2768 static inline unsigned int
2769 tlb0_tableidx(vm_offset_t va, unsigned int way)
2770 {
2771         unsigned int idx;
2772
2773         idx = (way * TLB0_ENTRIES_PER_WAY);
2774         idx += (va & MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_MASK) >> MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_SHIFT;
2775         return (idx);
2776 }
2777
2778 /*
2779  * Invalidate TLB0 entry.
2780  */
2781 static inline void
2782 tlb0_flush_entry(vm_offset_t va)
2783 {
2784
2785         CTR2(KTR_PMAP, "%s: s va=0x%08x", __func__, va);
2786
2787         mtx_assert(&tlbivax_mutex, MA_OWNED);
2788
2789         __asm __volatile("tlbivax 0, %0" :: "r"(va & MAS2_EPN_MASK));
2790         __asm __volatile("isync; msync");
2791         __asm __volatile("tlbsync; msync");
2792
2793         CTR1(KTR_PMAP, "%s: e", __func__);
2794 }
2795
2796 /* Print out contents of the MAS registers for each TLB0 entry */
2797 void
2798 tlb0_print_tlbentries(void)
2799 {
2800         uint32_t mas0, mas1, mas2, mas3, mas7;
2801         int entryidx, way, idx;
2802
2803         debugf("TLB0 entries:\n");
2804         for (way = 0; way < TLB0_WAYS; way ++)
2805                 for (entryidx = 0; entryidx < TLB0_ENTRIES_PER_WAY; entryidx++) {
2806
2807                         mas0 = MAS0_TLBSEL(0) | MAS0_ESEL(way);
2808                         mtspr(SPR_MAS0, mas0);
2809                         __asm __volatile("isync");
2810
2811                         mas2 = entryidx << MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_SHIFT;
2812                         mtspr(SPR_MAS2, mas2);
2813
2814                         __asm __volatile("isync; tlbre");
2815
2816                         mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
2817                         mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
2818                         mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
2819                         mas7 = mfspr(SPR_MAS7);
2820
2821                         idx = tlb0_tableidx(mas2, way);
2822                         tlb_print_entry(idx, mas1, mas2, mas3, mas7);
2823                 }
2824 }
2825
2826 /**************************************************************************/
2827 /* TLB1 handling */
2828 /**************************************************************************/
2829
2830 /*
2831  * TLB1 mapping notes:
2832  *
2833  * TLB1[0]      CCSRBAR
2834  * TLB1[1]      Kernel text and data.
2835  * TLB1[2-15]   Additional kernel text and data mappings (if required), PCI
2836  *              windows, other devices mappings.
2837  */
2838
2839 /*
2840  * Write given entry to TLB1 hardware.
2841  * Use 32 bit pa, clear 4 high-order bits of RPN (mas7).
2842  */
2843 static void
2844 tlb1_write_entry(unsigned int idx)
2845 {
2846         uint32_t mas0, mas7;
2847
2848         //debugf("tlb1_write_entry: s\n");
2849
2850         /* Clear high order RPN bits */
2851         mas7 = 0;
2852
2853         /* Select entry */
2854         mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(idx);
2855         //debugf("tlb1_write_entry: mas0 = 0x%08x\n", mas0);
2856
2857         mtspr(SPR_MAS0, mas0);
2858         __asm __volatile("isync");
2859         mtspr(SPR_MAS1, tlb1[idx].mas1);
2860         __asm __volatile("isync");
2861         mtspr(SPR_MAS2, tlb1[idx].mas2);
2862         __asm __volatile("isync");
2863         mtspr(SPR_MAS3, tlb1[idx].mas3);
2864         __asm __volatile("isync");
2865         mtspr(SPR_MAS7, mas7);
2866         __asm __volatile("isync; tlbwe; isync; msync");
2867
2868         //debugf("tlb1_write_entry: e\n");
2869 }
2870
2871 /*
2872  * Return the largest uint value log such that 2^log <= num.
2873  */
2874 static unsigned int
2875 ilog2(unsigned int num)
2876 {
2877         int lz;
2878
2879         __asm ("cntlzw %0, %1" : "=r" (lz) : "r" (num));
2880         return (31 - lz);
2881 }
2882
2883 /*
2884  * Convert TLB TSIZE value to mapped region size.
2885  */
2886 static vm_size_t
2887 tsize2size(unsigned int tsize)
2888 {
2889
2890         /*
2891          * size = 4^tsize KB
2892          * size = 4^tsize * 2^10 = 2^(2 * tsize - 10)
2893          */
2894
2895         return ((1 << (2 * tsize)) * 1024);
2896 }
2897
2898 /*
2899  * Convert region size (must be power of 4) to TLB TSIZE value.
2900  */
2901 static unsigned int
2902 size2tsize(vm_size_t size)
2903 {
2904
2905         return (ilog2(size) / 2 - 5);
2906 }
2907
2908 /*
2909  * Register permanent kernel mapping in TLB1.
2910  *
2911  * Entries are created starting from index 0 (current free entry is
2912  * kept in tlb1_idx) and are not supposed to be invalidated.
2913  */
2914 static int
2915 tlb1_set_entry(vm_offset_t va, vm_offset_t pa, vm_size_t size,
2916     uint32_t flags)
2917 {
2918         uint32_t ts, tid;
2919         int tsize;
2920         
2921         if (tlb1_idx >= TLB1_ENTRIES) {
2922                 printf("tlb1_set_entry: TLB1 full!\n");
2923                 return (-1);
2924         }
2925
2926         /* Convert size to TSIZE */
2927         tsize = size2tsize(size);
2928
2929         tid = (TID_KERNEL << MAS1_TID_SHIFT) & MAS1_TID_MASK;
2930         /* XXX TS is hard coded to 0 for now as we only use single address space */
2931         ts = (0 << MAS1_TS_SHIFT) & MAS1_TS_MASK;
2932
2933         /* XXX LOCK tlb1[] */
2934
2935         tlb1[tlb1_idx].mas1 = MAS1_VALID | MAS1_IPROT | ts | tid;
2936         tlb1[tlb1_idx].mas1 |= ((tsize << MAS1_TSIZE_SHIFT) & MAS1_TSIZE_MASK);
2937         tlb1[tlb1_idx].mas2 = (va & MAS2_EPN_MASK) | flags;
2938
2939         /* Set supervisor RWX permission bits */
2940         tlb1[tlb1_idx].mas3 = (pa & MAS3_RPN) | MAS3_SR | MAS3_SW | MAS3_SX;
2941
2942         tlb1_write_entry(tlb1_idx++);
2943
2944         /* XXX UNLOCK tlb1[] */
2945
2946         /*
2947          * XXX in general TLB1 updates should be propagated between CPUs,
2948          * since current design assumes to have the same TLB1 set-up on all
2949          * cores.
2950          */
2951         return (0);
2952 }
2953
2954 /*
2955  * Map in contiguous RAM region into the TLB1 using maximum of
2956  * KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES entries.
2957  *
2958  * If necessary round up last entry size and return total size
2959  * used by all allocated entries.
2960  */
2961 vm_size_t
2962 tlb1_mapin_region(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2963 {
2964         vm_size_t pgs[KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES];
2965         vm_size_t mapped, pgsz, base, mask;
2966         int idx, nents;
2967
2968         /* Round up to the next 1M */
2969         size = (size + (1 << 20) - 1) & ~((1 << 20) - 1);
2970
2971         mapped = 0;
2972         idx = 0;
2973         base = va;
2974         pgsz = 64*1024*1024;
2975         while (mapped < size) {
2976                 while (mapped < size && idx < KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES) {
2977                         while (pgsz > (size - mapped))
2978                                 pgsz >>= 2;
2979                         pgs[idx++] = pgsz;
2980                         mapped += pgsz;
2981                 }
2982
2983                 /* We under-map. Correct for this. */
2984                 if (mapped < size) {
2985                         while (pgs[idx - 1] == pgsz) {
2986                                 idx--;
2987                                 mapped -= pgsz;
2988                         }
2989                         /* XXX We may increase beyond out starting point. */
2990                         pgsz <<= 2;
2991                         pgs[idx++] = pgsz;
2992                         mapped += pgsz;
2993                 }
2994         }
2995
2996         nents = idx;
2997         mask = pgs[0] - 1;
2998         /* Align address to the boundary */
2999         if (va & mask) {
3000                 va = (va + mask) & ~mask;
3001                 pa = (pa + mask) & ~mask;
3002         }
3003
3004         for (idx = 0; idx < nents; idx++) {
3005                 pgsz = pgs[idx];
3006                 debugf("%u: %x -> %x, size=%x\n", idx, pa, va, pgsz);
3007                 tlb1_set_entry(va, pa, pgsz, _TLB_ENTRY_MEM);
3008                 pa += pgsz;
3009                 va += pgsz;
3010         }
3011
3012         mapped = (va - base);
3013         debugf("mapped size 0x%08x (wasted space 0x%08x)\n",
3014             mapped, mapped - size);
3015         return (mapped);
3016 }
3017
3018 /*
3019  * TLB1 initialization routine, to be called after the very first
3020  * assembler level setup done in locore.S.
3021  */
3022 void
3023 tlb1_init(vm_offset_t ccsrbar)
3024 {
3025         uint32_t mas0, mas1, mas3;
3026         uint32_t tsz;
3027         u_int i;
3028
3029         ccsrbar_pa = ccsrbar;
3030
3031         if (bootinfo != NULL && bootinfo[0] != 1) {
3032                 tlb1_idx = *((uint16_t *)(bootinfo + 8));
3033         } else
3034                 tlb1_idx = 1;
3035
3036         /* The first entry/entries are used to map the kernel. */
3037         for (i = 0; i < tlb1_idx; i++) {
3038                 mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(i);
3039                 mtspr(SPR_MAS0, mas0);
3040                 __asm __volatile("isync; tlbre");
3041
3042                 mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
3043                 if ((mas1 & MAS1_VALID) == 0)
3044                         continue;
3045
3046                 mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
3047
3048                 tlb1[i].mas1 = mas1;
3049                 tlb1[i].mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
3050                 tlb1[i].mas3 = mas3;
3051
3052                 if (i == 0)
3053                         kernload = mas3 & MAS3_RPN;
3054
3055                 tsz = (mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
3056                 kernsize += (tsz > 0) ? tsize2size(tsz) : 0;
3057         }
3058
3059         /* Map in CCSRBAR. */
3060         tlb1_set_entry(CCSRBAR_VA, ccsrbar, CCSRBAR_SIZE, _TLB_ENTRY_IO);
3061
3062 #ifdef SMP
3063         bp_ntlb1s = tlb1_idx;
3064 #endif
3065
3066         /* Purge the remaining entries */
3067         for (i = tlb1_idx; i < TLB1_ENTRIES; i++)
3068                 tlb1_write_entry(i);
3069
3070         /* Setup TLB miss defaults */
3071         set_mas4_defaults();
3072 }
3073
3074 /*
3075  * Setup MAS4 defaults.
3076  * These values are loaded to MAS0-2 on a TLB miss.
3077  */
3078 static void
3079 set_mas4_defaults(void)
3080 {
3081         uint32_t mas4;
3082
3083         /* Defaults: TLB0, PID0, TSIZED=4K */
3084         mas4 = MAS4_TLBSELD0;
3085         mas4 |= (TLB_SIZE_4K << MAS4_TSIZED_SHIFT) & MAS4_TSIZED_MASK;
3086 #ifdef SMP
3087         mas4 |= MAS4_MD;
3088 #endif
3089         mtspr(SPR_MAS4, mas4);
3090         __asm __volatile("isync");
3091 }
3092
3093 /*
3094  * Print out contents of the MAS registers for each TLB1 entry
3095  */
3096 void
3097 tlb1_print_tlbentries(void)
3098 {
3099         uint32_t mas0, mas1, mas2, mas3, mas7;
3100         int i;
3101
3102         debugf("TLB1 entries:\n");
3103         for (i = 0; i < TLB1_ENTRIES; i++) {
3104
3105                 mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(i);
3106                 mtspr(SPR_MAS0, mas0);
3107
3108                 __asm __volatile("isync; tlbre");
3109
3110                 mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
3111                 mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
3112                 mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
3113                 mas7 = mfspr(SPR_MAS7);
3114
3115                 tlb_print_entry(i, mas1, mas2, mas3, mas7);
3116         }
3117 }
3118
3119 /*
3120  * Print out contents of the in-ram tlb1 table.
3121  */
3122 void
3123 tlb1_print_entries(void)
3124 {
3125         int i;
3126
3127         debugf("tlb1[] table entries:\n");
3128         for (i = 0; i < TLB1_ENTRIES; i++)
3129                 tlb_print_entry(i, tlb1[i].mas1, tlb1[i].mas2, tlb1[i].mas3, 0);
3130 }
3131
3132 /*
3133  * Return 0 if the physical IO range is encompassed by one of the
3134  * the TLB1 entries, otherwise return related error code.
3135  */
3136 static int
3137 tlb1_iomapped(int i, vm_paddr_t pa, vm_size_t size, vm_offset_t *va)
3138 {
3139         uint32_t prot;
3140         vm_paddr_t pa_start;
3141         vm_paddr_t pa_end;
3142         unsigned int entry_tsize;
3143         vm_size_t entry_size;
3144
3145         *va = (vm_offset_t)NULL;
3146
3147         /* Skip invalid entries */
3148         if (!(tlb1[i].mas1 & MAS1_VALID))
3149                 return (EINVAL);
3150
3151         /*
3152          * The entry must be cache-inhibited, guarded, and r/w
3153          * so it can function as an i/o page
3154          */
3155         prot = tlb1[i].mas2 & (MAS2_I | MAS2_G);
3156         if (prot != (MAS2_I | MAS2_G))
3157                 return (EPERM);
3158
3159         prot = tlb1[i].mas3 & (MAS3_SR | MAS3_SW);
3160         if (prot != (MAS3_SR | MAS3_SW))
3161                 return (EPERM);
3162
3163         /* The address should be within the entry range. */
3164         entry_tsize = (tlb1[i].mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
3165         KASSERT((entry_tsize), ("tlb1_iomapped: invalid entry tsize"));
3166
3167         entry_size = tsize2size(entry_tsize);
3168         pa_start = tlb1[i].mas3 & MAS3_RPN;
3169         pa_end = pa_start + entry_size - 1;
3170
3171         if ((pa < pa_start) || ((pa + size) > pa_end))
3172                 return (ERANGE);
3173
3174         /* Return virtual address of this mapping. */
3175         *va = (tlb1[i].mas2 & MAS2_EPN_MASK) + (pa - pa_start);
3176         return (0);
3177 }