]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/riscv/riscv/pmap.c
MFC r342736:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / riscv / riscv / pmap.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-4-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
7  * All rights reserved.
8  * Copyright (c) 1994 David Greenman
9  * All rights reserved.
10  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
11  * All rights reserved.
12  * Copyright (c) 2005-2010 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
13  * All rights reserved.
14  * Copyright (c) 2014 Andrew Turner
15  * All rights reserved.
16  * Copyright (c) 2014 The FreeBSD Foundation
17  * All rights reserved.
18  * Copyright (c) 2015-2018 Ruslan Bukin <br@bsdpad.com>
19  * All rights reserved.
20  *
21  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
22  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
23  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
24  *
25  * Portions of this software were developed by Andrew Turner under
26  * sponsorship from The FreeBSD Foundation.
27  *
28  * Portions of this software were developed by SRI International and the
29  * University of Cambridge Computer Laboratory under DARPA/AFRL contract
30  * FA8750-10-C-0237 ("CTSRD"), as part of the DARPA CRASH research programme.
31  *
32  * Portions of this software were developed by the University of Cambridge
33  * Computer Laboratory as part of the CTSRD Project, with support from the
34  * UK Higher Education Innovation Fund (HEIF).
35  *
36  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
37  * modification, are permitted provided that the following conditions
38  * are met:
39  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
40  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
41  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
43  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
44  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
45  *    must display the following acknowledgement:
46  *      This product includes software developed by the University of
47  *      California, Berkeley and its contributors.
48  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
49  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
50  *    without specific prior written permission.
51  *
52  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
53  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
54  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
55  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
56  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
57  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
58  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
59  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
60  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
61  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
62  * SUCH DAMAGE.
63  *
64  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
65  */
66 /*-
67  * Copyright (c) 2003 Networks Associates Technology, Inc.
68  * All rights reserved.
69  *
70  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jake Burkholder,
71  * Safeport Network Services, and Network Associates Laboratories, the
72  * Security Research Division of Network Associates, Inc. under
73  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA
74  * CHATS research program.
75  *
76  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
77  * modification, are permitted provided that the following conditions
78  * are met:
79  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
80  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
81  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
82  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
83  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
84  *
85  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
86  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
87  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
88  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
89  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
90  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
91  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
92  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
93  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
94  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
95  * SUCH DAMAGE.
96  */
97
98 #include <sys/cdefs.h>
99 __FBSDID("$FreeBSD$");
100
101 /*
102  *      Manages physical address maps.
103  *
104  *      Since the information managed by this module is
105  *      also stored by the logical address mapping module,
106  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
107  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
108  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
109  *      requested.
110  *
111  *      In order to cope with hardware architectures which
112  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
113  *      this module may delay invalidate or reduced protection
114  *      operations until such time as they are actually
115  *      necessary.  This module is given full information as
116  *      to which processors are currently using which maps,
117  *      and to when physical maps must be made correct.
118  */
119
120 #include <sys/param.h>
121 #include <sys/bus.h>
122 #include <sys/systm.h>
123 #include <sys/kernel.h>
124 #include <sys/ktr.h>
125 #include <sys/lock.h>
126 #include <sys/malloc.h>
127 #include <sys/mman.h>
128 #include <sys/msgbuf.h>
129 #include <sys/mutex.h>
130 #include <sys/proc.h>
131 #include <sys/rwlock.h>
132 #include <sys/sx.h>
133 #include <sys/vmem.h>
134 #include <sys/vmmeter.h>
135 #include <sys/sched.h>
136 #include <sys/sysctl.h>
137 #include <sys/smp.h>
138
139 #include <vm/vm.h>
140 #include <vm/vm_param.h>
141 #include <vm/vm_kern.h>
142 #include <vm/vm_page.h>
143 #include <vm/vm_map.h>
144 #include <vm/vm_object.h>
145 #include <vm/vm_extern.h>
146 #include <vm/vm_pageout.h>
147 #include <vm/vm_pager.h>
148 #include <vm/vm_radix.h>
149 #include <vm/vm_reserv.h>
150 #include <vm/uma.h>
151
152 #include <machine/machdep.h>
153 #include <machine/md_var.h>
154 #include <machine/pcb.h>
155 #include <machine/sbi.h>
156
157 #define NPDEPG          (PAGE_SIZE/(sizeof (pd_entry_t)))
158 #define NUPDE                   (NPDEPG * NPDEPG)
159 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE + NPDEPG)
160
161 #if !defined(DIAGNOSTIC)
162 #ifdef __GNUC_GNU_INLINE__
163 #define PMAP_INLINE     __attribute__((__gnu_inline__)) inline
164 #else
165 #define PMAP_INLINE     extern inline
166 #endif
167 #else
168 #define PMAP_INLINE
169 #endif
170
171 #ifdef PV_STATS
172 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
173 #else
174 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
175 #endif
176
177 #define pmap_l2_pindex(v)       ((v) >> L2_SHIFT)
178
179 #define NPV_LIST_LOCKS  MAXCPU
180
181 #define PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa)        \
182                         (&pv_list_locks[pa_index(pa) % NPV_LIST_LOCKS])
183
184 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, pa)  do {    \
185         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
186         struct rwlock *_new_lock;                       \
187                                                         \
188         _new_lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);           \
189         if (_new_lock != *_lockp) {                     \
190                 if (*_lockp != NULL)                    \
191                         rw_wunlock(*_lockp);            \
192                 *_lockp = _new_lock;                    \
193                 rw_wlock(*_lockp);                      \
194         }                                               \
195 } while (0)
196
197 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m)        \
198                         CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, VM_PAGE_TO_PHYS(m))
199
200 #define RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp)             do {    \
201         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
202                                                         \
203         if (*_lockp != NULL) {                          \
204                 rw_wunlock(*_lockp);                    \
205                 *_lockp = NULL;                         \
206         }                                               \
207 } while (0)
208
209 #define VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m)      \
210                         PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(VM_PAGE_TO_PHYS(m))
211
212 /* The list of all the user pmaps */
213 LIST_HEAD(pmaplist, pmap);
214 static struct pmaplist allpmaps = LIST_HEAD_INITIALIZER();
215
216 struct pmap kernel_pmap_store;
217
218 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
219 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
220 vm_offset_t kernel_vm_end = 0;
221
222 vm_paddr_t dmap_phys_base;      /* The start of the dmap region */
223 vm_paddr_t dmap_phys_max;       /* The limit of the dmap region */
224 vm_offset_t dmap_max_addr;      /* The virtual address limit of the dmap */
225
226 /* This code assumes all L1 DMAP entries will be used */
227 CTASSERT((DMAP_MIN_ADDRESS  & ~L1_OFFSET) == DMAP_MIN_ADDRESS);
228 CTASSERT((DMAP_MAX_ADDRESS  & ~L1_OFFSET) == DMAP_MAX_ADDRESS);
229
230 static struct rwlock_padalign pvh_global_lock;
231 static struct mtx_padalign allpmaps_lock;
232
233 /*
234  * Data for the pv entry allocation mechanism
235  */
236 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
237 static struct mtx pv_chunks_mutex;
238 static struct rwlock pv_list_locks[NPV_LIST_LOCKS];
239
240 static void     free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc);
241 static void     free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv);
242 static pv_entry_t get_pv_entry(pmap_t pmap, struct rwlock **lockp);
243 static vm_page_t reclaim_pv_chunk(pmap_t locked_pmap, struct rwlock **lockp);
244 static void     pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va);
245 static pv_entry_t pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap,
246                     vm_offset_t va);
247 static vm_page_t pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
248     vm_page_t m, vm_prot_t prot, vm_page_t mpte, struct rwlock **lockp);
249 static int pmap_remove_l3(pmap_t pmap, pt_entry_t *l3, vm_offset_t sva,
250     pd_entry_t ptepde, struct spglist *free, struct rwlock **lockp);
251 static boolean_t pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
252     vm_page_t m, struct rwlock **lockp);
253
254 static vm_page_t _pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex,
255                 struct rwlock **lockp);
256
257 static void _pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
258     struct spglist *free);
259 static int pmap_unuse_l3(pmap_t, vm_offset_t, pd_entry_t, struct spglist *);
260
261 #define pmap_clear(pte)                 pmap_store(pte, 0)
262 #define pmap_clear_bits(pte, bits)      atomic_clear_64(pte, bits)
263 #define pmap_load_store(pte, entry)     atomic_swap_64(pte, entry)
264 #define pmap_load_clear(pte)            pmap_load_store(pte, 0)
265 #define pmap_load(pte)                  atomic_load_64(pte)
266 #define pmap_store(pte, entry)          atomic_store_64(pte, entry)
267 #define pmap_store_bits(pte, bits)      atomic_set_64(pte, bits)
268
269 /********************/
270 /* Inline functions */
271 /********************/
272
273 static __inline void
274 pagecopy(void *s, void *d)
275 {
276
277         memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
278 }
279
280 static __inline void
281 pagezero(void *p)
282 {
283
284         bzero(p, PAGE_SIZE);
285 }
286
287 #define pmap_l1_index(va)       (((va) >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
288 #define pmap_l2_index(va)       (((va) >> L2_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
289 #define pmap_l3_index(va)       (((va) >> L3_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
290
291 #define PTE_TO_PHYS(pte)        ((pte >> PTE_PPN0_S) * PAGE_SIZE)
292
293 static __inline pd_entry_t *
294 pmap_l1(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
295 {
296
297         return (&pmap->pm_l1[pmap_l1_index(va)]);
298 }
299
300 static __inline pd_entry_t *
301 pmap_l1_to_l2(pd_entry_t *l1, vm_offset_t va)
302 {
303         vm_paddr_t phys;
304         pd_entry_t *l2;
305
306         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
307         l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
308
309         return (&l2[pmap_l2_index(va)]);
310 }
311
312 static __inline pd_entry_t *
313 pmap_l2(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
314 {
315         pd_entry_t *l1;
316
317         l1 = pmap_l1(pmap, va);
318         if ((pmap_load(l1) & PTE_V) == 0)
319                 return (NULL);
320         if ((pmap_load(l1) & PTE_RX) != 0)
321                 return (NULL);
322
323         return (pmap_l1_to_l2(l1, va));
324 }
325
326 static __inline pt_entry_t *
327 pmap_l2_to_l3(pd_entry_t *l2, vm_offset_t va)
328 {
329         vm_paddr_t phys;
330         pt_entry_t *l3;
331
332         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
333         l3 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
334
335         return (&l3[pmap_l3_index(va)]);
336 }
337
338 static __inline pt_entry_t *
339 pmap_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
340 {
341         pd_entry_t *l2;
342
343         l2 = pmap_l2(pmap, va);
344         if (l2 == NULL)
345                 return (NULL);
346         if ((pmap_load(l2) & PTE_V) == 0)
347                 return (NULL);
348         if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
349                 return (NULL);
350
351         return (pmap_l2_to_l3(l2, va));
352 }
353
354 static __inline void
355 pmap_resident_count_inc(pmap_t pmap, int count)
356 {
357
358         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
359         pmap->pm_stats.resident_count += count;
360 }
361
362 static __inline void
363 pmap_resident_count_dec(pmap_t pmap, int count)
364 {
365
366         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
367         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count >= count,
368             ("pmap %p resident count underflow %ld %d", pmap,
369             pmap->pm_stats.resident_count, count));
370         pmap->pm_stats.resident_count -= count;
371 }
372
373 static void
374 pmap_distribute_l1(struct pmap *pmap, vm_pindex_t l1index,
375     pt_entry_t entry)
376 {
377         struct pmap *user_pmap;
378         pd_entry_t *l1;
379
380         /* Distribute new kernel L1 entry to all the user pmaps */
381         if (pmap != kernel_pmap)
382                 return;
383
384         mtx_lock(&allpmaps_lock);
385         LIST_FOREACH(user_pmap, &allpmaps, pm_list) {
386                 l1 = &user_pmap->pm_l1[l1index];
387                 pmap_store(l1, entry);
388         }
389         mtx_unlock(&allpmaps_lock);
390 }
391
392 static pt_entry_t *
393 pmap_early_page_idx(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, u_int *l1_slot,
394     u_int *l2_slot)
395 {
396         pt_entry_t *l2;
397         pd_entry_t *l1;
398
399         l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
400         *l1_slot = (va >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK;
401
402         /* Check locore has used a table L1 map */
403         KASSERT((l1[*l1_slot] & PTE_RX) == 0,
404                 ("Invalid bootstrap L1 table"));
405
406         /* Find the address of the L2 table */
407         l2 = (pt_entry_t *)init_pt_va;
408         *l2_slot = pmap_l2_index(va);
409
410         return (l2);
411 }
412
413 static vm_paddr_t
414 pmap_early_vtophys(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va)
415 {
416         u_int l1_slot, l2_slot;
417         pt_entry_t *l2;
418         u_int ret;
419
420         l2 = pmap_early_page_idx(l1pt, va, &l1_slot, &l2_slot);
421
422         /* Check locore has used L2 superpages */
423         KASSERT((l2[l2_slot] & PTE_RX) != 0,
424                 ("Invalid bootstrap L2 table"));
425
426         /* L2 is superpages */
427         ret = (l2[l2_slot] >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
428         ret += (va & L2_OFFSET);
429
430         return (ret);
431 }
432
433 static void
434 pmap_bootstrap_dmap(vm_offset_t kern_l1, vm_paddr_t min_pa, vm_paddr_t max_pa)
435 {
436         vm_offset_t va;
437         vm_paddr_t pa;
438         pd_entry_t *l1;
439         u_int l1_slot;
440         pt_entry_t entry;
441         pn_t pn;
442
443         pa = dmap_phys_base = min_pa & ~L1_OFFSET;
444         va = DMAP_MIN_ADDRESS;
445         l1 = (pd_entry_t *)kern_l1;
446         l1_slot = pmap_l1_index(DMAP_MIN_ADDRESS);
447
448         for (; va < DMAP_MAX_ADDRESS && pa < max_pa;
449             pa += L1_SIZE, va += L1_SIZE, l1_slot++) {
450                 KASSERT(l1_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L1 index"));
451
452                 /* superpages */
453                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
454                 entry = PTE_KERN;
455                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
456                 pmap_store(&l1[l1_slot], entry);
457         }
458
459         /* Set the upper limit of the DMAP region */
460         dmap_phys_max = pa;
461         dmap_max_addr = va;
462
463         sfence_vma();
464 }
465
466 static vm_offset_t
467 pmap_bootstrap_l3(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t l3_start)
468 {
469         vm_offset_t l3pt;
470         pt_entry_t entry;
471         pd_entry_t *l2;
472         vm_paddr_t pa;
473         u_int l2_slot;
474         pn_t pn;
475
476         KASSERT((va & L2_OFFSET) == 0, ("Invalid virtual address"));
477
478         l2 = pmap_l2(kernel_pmap, va);
479         l2 = (pd_entry_t *)((uintptr_t)l2 & ~(PAGE_SIZE - 1));
480         l2_slot = pmap_l2_index(va);
481         l3pt = l3_start;
482
483         for (; va < VM_MAX_KERNEL_ADDRESS; l2_slot++, va += L2_SIZE) {
484                 KASSERT(l2_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L2 index"));
485
486                 pa = pmap_early_vtophys(l1pt, l3pt);
487                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
488                 entry = (PTE_V);
489                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
490                 pmap_store(&l2[l2_slot], entry);
491                 l3pt += PAGE_SIZE;
492         }
493
494
495         /* Clean the L2 page table */
496         memset((void *)l3_start, 0, l3pt - l3_start);
497
498         return (l3pt);
499 }
500
501 /*
502  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
503  */
504 void
505 pmap_bootstrap(vm_offset_t l1pt, vm_paddr_t kernstart, vm_size_t kernlen)
506 {
507         u_int l1_slot, l2_slot, avail_slot, map_slot;
508         vm_offset_t freemempos;
509         vm_offset_t dpcpu, msgbufpv;
510         vm_paddr_t end, max_pa, min_pa, pa, start;
511         int i;
512
513         printf("pmap_bootstrap %lx %lx %lx\n", l1pt, kernstart, kernlen);
514         printf("%lx\n", l1pt);
515         printf("%lx\n", (KERNBASE >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK);
516
517         /* Set this early so we can use the pagetable walking functions */
518         kernel_pmap_store.pm_l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
519         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
520
521         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
522
523         /* Assume the address we were loaded to is a valid physical address. */
524         min_pa = max_pa = kernstart;
525
526         /*
527          * Find the minimum physical address. physmap is sorted,
528          * but may contain empty ranges.
529          */
530         for (i = 0; i < physmap_idx * 2; i += 2) {
531                 if (physmap[i] == physmap[i + 1])
532                         continue;
533                 if (physmap[i] <= min_pa)
534                         min_pa = physmap[i];
535                 if (physmap[i + 1] > max_pa)
536                         max_pa = physmap[i + 1];
537         }
538         printf("physmap_idx %lx\n", physmap_idx);
539         printf("min_pa %lx\n", min_pa);
540         printf("max_pa %lx\n", max_pa);
541
542         /* Create a direct map region early so we can use it for pa -> va */
543         pmap_bootstrap_dmap(l1pt, min_pa, max_pa);
544
545         /*
546          * Read the page table to find out what is already mapped.
547          * This assumes we have mapped a block of memory from KERNBASE
548          * using a single L1 entry.
549          */
550         (void)pmap_early_page_idx(l1pt, KERNBASE, &l1_slot, &l2_slot);
551
552         /* Sanity check the index, KERNBASE should be the first VA */
553         KASSERT(l2_slot == 0, ("The L2 index is non-zero"));
554
555         freemempos = roundup2(KERNBASE + kernlen, PAGE_SIZE);
556
557         /* Create the l3 tables for the early devmap */
558         freemempos = pmap_bootstrap_l3(l1pt,
559             VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE, freemempos);
560
561         sfence_vma();
562
563 #define alloc_pages(var, np)                                            \
564         (var) = freemempos;                                             \
565         freemempos += (np * PAGE_SIZE);                                 \
566         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
567
568         /* Allocate dynamic per-cpu area. */
569         alloc_pages(dpcpu, DPCPU_SIZE / PAGE_SIZE);
570         dpcpu_init((void *)dpcpu, 0);
571
572         /* Allocate memory for the msgbuf, e.g. for /sbin/dmesg */
573         alloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
574         msgbufp = (void *)msgbufpv;
575
576         virtual_avail = roundup2(freemempos, L2_SIZE);
577         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE;
578         kernel_vm_end = virtual_avail;
579         
580         pa = pmap_early_vtophys(l1pt, freemempos);
581
582         /* Initialize phys_avail. */
583         for (avail_slot = map_slot = physmem = 0; map_slot < physmap_idx * 2;
584             map_slot += 2) {
585                 start = physmap[map_slot];
586                 end = physmap[map_slot + 1];
587
588                 if (start == end)
589                         continue;
590                 if (start >= kernstart && end <= pa)
591                         continue;
592
593                 if (start < kernstart && end > kernstart)
594                         end = kernstart;
595                 else if (start < pa && end > pa)
596                         start = pa;
597                 phys_avail[avail_slot] = start;
598                 phys_avail[avail_slot + 1] = end;
599                 physmem += (end - start) >> PAGE_SHIFT;
600                 avail_slot += 2;
601
602                 if (end != physmap[map_slot + 1] && end > pa) {
603                         phys_avail[avail_slot] = pa;
604                         phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
605                         physmem += (physmap[map_slot + 1] - pa) >> PAGE_SHIFT;
606                         avail_slot += 2;
607                 }
608         }
609         phys_avail[avail_slot] = 0;
610         phys_avail[avail_slot + 1] = 0;
611
612         /*
613          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
614          * highest page of the physical address space.  It should be
615          * called something like "Maxphyspage".
616          */
617         Maxmem = atop(phys_avail[avail_slot - 1]);
618 }
619
620 /*
621  *      Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
622  */
623 void
624 pmap_page_init(vm_page_t m)
625 {
626
627         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
628         m->md.pv_memattr = VM_MEMATTR_WRITE_BACK;
629 }
630
631 /*
632  *      Initialize the pmap module.
633  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
634  *      system needs to map virtual memory.
635  */
636 void
637 pmap_init(void)
638 {
639         int i;
640
641         /*
642          * Initialize the pv chunk and pmap list mutexes.
643          */
644         mtx_init(&pv_chunks_mutex, "pmap pv chunk list", NULL, MTX_DEF);
645         mtx_init(&allpmaps_lock, "allpmaps", NULL, MTX_DEF);
646
647         /*
648          * Initialize the pool of pv list locks.
649          */
650         for (i = 0; i < NPV_LIST_LOCKS; i++)
651                 rw_init(&pv_list_locks[i], "pmap pv list");
652 }
653
654 #ifdef SMP
655 /*
656  * For SMP, these functions have to use IPIs for coherence.
657  *
658  * In general, the calling thread uses a plain fence to order the
659  * writes to the page tables before invoking an SBI callback to invoke
660  * sfence_vma() on remote CPUs.
661  *
662  * Since the riscv pmap does not yet have a pm_active field, IPIs are
663  * sent to all CPUs in the system.
664  */
665 static void
666 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
667 {
668         cpuset_t mask;
669
670         sched_pin();
671         mask = all_cpus;
672         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
673         fence();
674         sbi_remote_sfence_vma(mask.__bits, va, 1);
675         sfence_vma_page(va);
676         sched_unpin();
677 }
678
679 static void
680 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
681 {
682         cpuset_t mask;
683
684         sched_pin();
685         mask = all_cpus;
686         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
687         fence();
688         sbi_remote_sfence_vma(mask.__bits, sva, eva - sva + 1);
689
690         /*
691          * Might consider a loop of sfence_vma_page() for a small
692          * number of pages in the future.
693          */
694         sfence_vma();
695         sched_unpin();
696 }
697
698 static void
699 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
700 {
701         cpuset_t mask;
702
703         sched_pin();
704         mask = all_cpus;
705         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
706         fence();
707
708         /*
709          * XXX: The SBI doc doesn't detail how to specify x0 as the
710          * address to perform a global fence.  BBL currently treats
711          * all sfence_vma requests as global however.
712          */
713         sbi_remote_sfence_vma(mask.__bits, 0, 0);
714         sfence_vma();
715         sched_unpin();
716 }
717 #else
718 /*
719  * Normal, non-SMP, invalidation functions.
720  * We inline these within pmap.c for speed.
721  */
722 static __inline void
723 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
724 {
725
726         sfence_vma_page(va);
727 }
728
729 static __inline void
730 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
731 {
732
733         /*
734          * Might consider a loop of sfence_vma_page() for a small
735          * number of pages in the future.
736          */
737         sfence_vma();
738 }
739
740 static __inline void
741 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
742 {
743
744         sfence_vma();
745 }
746 #endif
747
748 /*
749  *      Routine:        pmap_extract
750  *      Function:
751  *              Extract the physical page address associated
752  *              with the given map/virtual_address pair.
753  */
754 vm_paddr_t 
755 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
756 {
757         pd_entry_t *l2p, l2;
758         pt_entry_t *l3p, l3;
759         vm_paddr_t pa;
760
761         pa = 0;
762         PMAP_LOCK(pmap);
763         /*
764          * Start with the l2 tabel. We are unable to allocate
765          * pages in the l1 table.
766          */
767         l2p = pmap_l2(pmap, va);
768         if (l2p != NULL) {
769                 l2 = pmap_load(l2p);
770                 if ((l2 & PTE_RX) == 0) {
771                         l3p = pmap_l2_to_l3(l2p, va);
772                         if (l3p != NULL) {
773                                 l3 = pmap_load(l3p);
774                                 pa = PTE_TO_PHYS(l3);
775                                 pa |= (va & L3_OFFSET);
776                         }
777                 } else {
778                         /* L2 is superpages */
779                         pa = (l2 >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
780                         pa |= (va & L2_OFFSET);
781                 }
782         }
783         PMAP_UNLOCK(pmap);
784         return (pa);
785 }
786
787 /*
788  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
789  *      Function:
790  *              Atomically extract and hold the physical page
791  *              with the given pmap and virtual address pair
792  *              if that mapping permits the given protection.
793  */
794 vm_page_t
795 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
796 {
797         pt_entry_t *l3p, l3;
798         vm_paddr_t phys;
799         vm_paddr_t pa;
800         vm_page_t m;
801
802         pa = 0;
803         m = NULL;
804         PMAP_LOCK(pmap);
805 retry:
806         l3p = pmap_l3(pmap, va);
807         if (l3p != NULL && (l3 = pmap_load(l3p)) != 0) {
808                 if ((l3 & PTE_W) != 0 || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
809                         phys = PTE_TO_PHYS(l3);
810                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, phys, &pa))
811                                 goto retry;
812                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
813                         vm_page_hold(m);
814                 }
815         }
816         PA_UNLOCK_COND(pa);
817         PMAP_UNLOCK(pmap);
818         return (m);
819 }
820
821 vm_paddr_t
822 pmap_kextract(vm_offset_t va)
823 {
824         pd_entry_t *l2;
825         pt_entry_t *l3;
826         vm_paddr_t pa;
827
828         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
829                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
830         } else {
831                 l2 = pmap_l2(kernel_pmap, va);
832                 if (l2 == NULL)
833                         panic("pmap_kextract: No l2");
834                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0) {
835                         /* superpages */
836                         pa = (pmap_load(l2) >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
837                         pa |= (va & L2_OFFSET);
838                         return (pa);
839                 }
840
841                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, va);
842                 if (l3 == NULL)
843                         panic("pmap_kextract: No l3...");
844                 pa = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l3));
845                 pa |= (va & PAGE_MASK);
846         }
847         return (pa);
848 }
849
850 /***************************************************
851  * Low level mapping routines.....
852  ***************************************************/
853
854 void
855 pmap_kenter_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size, vm_paddr_t pa)
856 {
857         pt_entry_t entry;
858         pt_entry_t *l3;
859         vm_offset_t va;
860         pn_t pn;
861
862         KASSERT((pa & L3_OFFSET) == 0,
863            ("pmap_kenter_device: Invalid physical address"));
864         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
865            ("pmap_kenter_device: Invalid virtual address"));
866         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
867             ("pmap_kenter_device: Mapping is not page-sized"));
868
869         va = sva;
870         while (size != 0) {
871                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
872                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
873
874                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
875                 entry = PTE_KERN;
876                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
877                 pmap_store(l3, entry);
878
879                 va += PAGE_SIZE;
880                 pa += PAGE_SIZE;
881                 size -= PAGE_SIZE;
882         }
883         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
884 }
885
886 /*
887  * Remove a page from the kernel pagetables.
888  * Note: not SMP coherent.
889  */
890 PMAP_INLINE void
891 pmap_kremove(vm_offset_t va)
892 {
893         pt_entry_t *l3;
894
895         l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
896         KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
897
898         pmap_clear(l3);
899         sfence_vma();
900 }
901
902 void
903 pmap_kremove_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size)
904 {
905         pt_entry_t *l3;
906         vm_offset_t va;
907
908         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
909            ("pmap_kremove_device: Invalid virtual address"));
910         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
911             ("pmap_kremove_device: Mapping is not page-sized"));
912
913         va = sva;
914         while (size != 0) {
915                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
916                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
917                 pmap_clear(l3);
918
919                 va += PAGE_SIZE;
920                 size -= PAGE_SIZE;
921         }
922
923         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
924 }
925
926 /*
927  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
928  *      virtual address space.
929  *
930  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
931  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
932  *      physical to virtual region can return the appropriate address
933  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
934  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
935  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
936  *      region.
937  */
938 vm_offset_t
939 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
940 {
941
942         return PHYS_TO_DMAP(start);
943 }
944
945
946 /*
947  * Add a list of wired pages to the kva
948  * this routine is only used for temporary
949  * kernel mappings that do not need to have
950  * page modification or references recorded.
951  * Note that old mappings are simply written
952  * over.  The page *must* be wired.
953  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
954  */
955 void
956 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
957 {
958         pt_entry_t *l3, pa;
959         vm_offset_t va;
960         vm_page_t m;
961         pt_entry_t entry;
962         pn_t pn;
963         int i;
964
965         va = sva;
966         for (i = 0; i < count; i++) {
967                 m = ma[i];
968                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
969                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
970                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
971
972                 entry = PTE_KERN;
973                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
974                 pmap_store(l3, entry);
975
976                 va += L3_SIZE;
977         }
978         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
979 }
980
981 /*
982  * This routine tears out page mappings from the
983  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
984  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
985  */
986 void
987 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
988 {
989         pt_entry_t *l3;
990         vm_offset_t va;
991
992         KASSERT(sva >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, ("usermode va %lx", sva));
993
994         for (va = sva; count-- > 0; va += PAGE_SIZE) {
995                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
996                 KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
997                 pmap_clear(l3);
998         }
999         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1000 }
1001
1002 /***************************************************
1003  * Page table page management routines.....
1004  ***************************************************/
1005 /*
1006  * Schedule the specified unused page table page to be freed.  Specifically,
1007  * add the page to the specified list of pages that will be released to the
1008  * physical memory manager after the TLB has been updated.
1009  */
1010 static __inline void
1011 pmap_add_delayed_free_list(vm_page_t m, struct spglist *free,
1012     boolean_t set_PG_ZERO)
1013 {
1014
1015         if (set_PG_ZERO)
1016                 m->flags |= PG_ZERO;
1017         else
1018                 m->flags &= ~PG_ZERO;
1019         SLIST_INSERT_HEAD(free, m, plinks.s.ss);
1020 }
1021         
1022 /*
1023  * Decrements a page table page's wire count, which is used to record the
1024  * number of valid page table entries within the page.  If the wire count
1025  * drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
1026  * page table page was unmapped and FALSE otherwise.
1027  */
1028 static inline boolean_t
1029 pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1030 {
1031
1032         --m->wire_count;
1033         if (m->wire_count == 0) {
1034                 _pmap_unwire_l3(pmap, va, m, free);
1035                 return (TRUE);
1036         } else {
1037                 return (FALSE);
1038         }
1039 }
1040
1041 static void
1042 _pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1043 {
1044         vm_paddr_t phys;
1045
1046         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1047         /*
1048          * unmap the page table page
1049          */
1050         if (m->pindex >= NUPDE) {
1051                 /* PD page */
1052                 pd_entry_t *l1;
1053                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1054                 pmap_clear(l1);
1055                 pmap_distribute_l1(pmap, pmap_l1_index(va), 0);
1056         } else {
1057                 /* PTE page */
1058                 pd_entry_t *l2;
1059                 l2 = pmap_l2(pmap, va);
1060                 pmap_clear(l2);
1061         }
1062         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1063         if (m->pindex < NUPDE) {
1064                 pd_entry_t *l1;
1065                 /* We just released a PT, unhold the matching PD */
1066                 vm_page_t pdpg;
1067
1068                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1069                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1070                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1071                 pmap_unwire_l3(pmap, va, pdpg, free);
1072         }
1073         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1074
1075         vm_wire_sub(1);
1076
1077         /* 
1078          * Put page on a list so that it is released after
1079          * *ALL* TLB shootdown is done
1080          */
1081         pmap_add_delayed_free_list(m, free, TRUE);
1082 }
1083
1084 /*
1085  * After removing an l3 entry, this routine is used to
1086  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1087  */
1088 static int
1089 pmap_unuse_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t ptepde,
1090     struct spglist *free)
1091 {
1092         vm_paddr_t phys;
1093         vm_page_t mpte;
1094
1095         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1096                 return (0);
1097         KASSERT(ptepde != 0, ("pmap_unuse_pt: ptepde != 0"));
1098
1099         phys = PTE_TO_PHYS(ptepde);
1100
1101         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1102         return (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, free));
1103 }
1104
1105 void
1106 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1107 {
1108
1109         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1110         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1111         pmap->pm_l1 = kernel_pmap->pm_l1;
1112 }
1113
1114 int
1115 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1116 {
1117         vm_paddr_t l1phys;
1118         vm_page_t l1pt;
1119
1120         /*
1121          * allocate the l1 page
1122          */
1123         while ((l1pt = vm_page_alloc(NULL, 0xdeadbeef, VM_ALLOC_NORMAL |
1124             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL)
1125                 vm_wait(NULL);
1126
1127         l1phys = VM_PAGE_TO_PHYS(l1pt);
1128         pmap->pm_l1 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(l1phys);
1129
1130         if ((l1pt->flags & PG_ZERO) == 0)
1131                 pagezero(pmap->pm_l1);
1132
1133         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1134
1135         /* Install kernel pagetables */
1136         memcpy(pmap->pm_l1, kernel_pmap->pm_l1, PAGE_SIZE);
1137
1138         /* Add to the list of all user pmaps */
1139         mtx_lock(&allpmaps_lock);
1140         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, pmap, pm_list);
1141         mtx_unlock(&allpmaps_lock);
1142
1143         return (1);
1144 }
1145
1146 /*
1147  * This routine is called if the desired page table page does not exist.
1148  *
1149  * If page table page allocation fails, this routine may sleep before
1150  * returning NULL.  It sleeps only if a lock pointer was given.
1151  *
1152  * Note: If a page allocation fails at page table level two or three,
1153  * one or two pages may be held during the wait, only to be released
1154  * afterwards.  This conservative approach is easily argued to avoid
1155  * race conditions.
1156  */
1157 static vm_page_t
1158 _pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex, struct rwlock **lockp)
1159 {
1160         vm_page_t m, /*pdppg, */pdpg;
1161         pt_entry_t entry;
1162         vm_paddr_t phys;
1163         pn_t pn;
1164
1165         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1166
1167         /*
1168          * Allocate a page table page.
1169          */
1170         if ((m = vm_page_alloc(NULL, ptepindex, VM_ALLOC_NOOBJ |
1171             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL) {
1172                 if (lockp != NULL) {
1173                         RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp);
1174                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1175                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
1176                         vm_wait(NULL);
1177                         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1178                         PMAP_LOCK(pmap);
1179                 }
1180
1181                 /*
1182                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page table
1183                  * page may have been allocated.
1184                  */
1185                 return (NULL);
1186         }
1187
1188         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1189                 pmap_zero_page(m);
1190
1191         /*
1192          * Map the pagetable page into the process address space, if
1193          * it isn't already there.
1194          */
1195
1196         if (ptepindex >= NUPDE) {
1197                 pd_entry_t *l1;
1198                 vm_pindex_t l1index;
1199
1200                 l1index = ptepindex - NUPDE;
1201                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1202
1203                 pn = (VM_PAGE_TO_PHYS(m) / PAGE_SIZE);
1204                 entry = (PTE_V);
1205                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1206                 pmap_store(l1, entry);
1207                 pmap_distribute_l1(pmap, l1index, entry);
1208         } else {
1209                 vm_pindex_t l1index;
1210                 pd_entry_t *l1, *l2;
1211
1212                 l1index = ptepindex >> (L1_SHIFT - L2_SHIFT);
1213                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1214                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1215                         /* recurse for allocating page dir */
1216                         if (_pmap_alloc_l3(pmap, NUPDE + l1index,
1217                             lockp) == NULL) {
1218                                 vm_page_unwire_noq(m);
1219                                 vm_page_free_zero(m);
1220                                 return (NULL);
1221                         }
1222                 } else {
1223                         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1224                         pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1225                         pdpg->wire_count++;
1226                 }
1227
1228                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1229                 l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
1230                 l2 = &l2[ptepindex & Ln_ADDR_MASK];
1231
1232                 pn = (VM_PAGE_TO_PHYS(m) / PAGE_SIZE);
1233                 entry = (PTE_V);
1234                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1235                 pmap_store(l2, entry);
1236         }
1237
1238         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
1239
1240         return (m);
1241 }
1242
1243 static vm_page_t
1244 pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, struct rwlock **lockp)
1245 {
1246         vm_pindex_t ptepindex;
1247         pd_entry_t *l2;
1248         vm_paddr_t phys;
1249         vm_page_t m;
1250
1251         /*
1252          * Calculate pagetable page index
1253          */
1254         ptepindex = pmap_l2_pindex(va);
1255 retry:
1256         /*
1257          * Get the page directory entry
1258          */
1259         l2 = pmap_l2(pmap, va);
1260
1261         /*
1262          * If the page table page is mapped, we just increment the
1263          * hold count, and activate it.
1264          */
1265         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
1266                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
1267                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1268                 m->wire_count++;
1269         } else {
1270                 /*
1271                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been
1272                  * deallocated.
1273                  */
1274                 m = _pmap_alloc_l3(pmap, ptepindex, lockp);
1275                 if (m == NULL && lockp != NULL)
1276                         goto retry;
1277         }
1278         return (m);
1279 }
1280
1281
1282 /***************************************************
1283  * Pmap allocation/deallocation routines.
1284  ***************************************************/
1285
1286 /*
1287  * Release any resources held by the given physical map.
1288  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1289  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1290  */
1291 void
1292 pmap_release(pmap_t pmap)
1293 {
1294         vm_page_t m;
1295
1296         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1297             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1298             pmap->pm_stats.resident_count));
1299
1300         mtx_lock(&allpmaps_lock);
1301         LIST_REMOVE(pmap, pm_list);
1302         mtx_unlock(&allpmaps_lock);
1303
1304         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pmap->pm_l1));
1305         vm_page_unwire_noq(m);
1306         vm_page_free(m);
1307 }
1308
1309 #if 0
1310 static int
1311 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1312 {
1313         unsigned long ksize = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
1314
1315         return sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req);
1316 }
1317 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1318     0, 0, kvm_size, "LU", "Size of KVM");
1319
1320 static int
1321 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1322 {
1323         unsigned long kfree = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - kernel_vm_end;
1324
1325         return sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req);
1326 }
1327 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1328     0, 0, kvm_free, "LU", "Amount of KVM free");
1329 #endif /* 0 */
1330
1331 /*
1332  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1333  */
1334 void
1335 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1336 {
1337         vm_paddr_t paddr;
1338         vm_page_t nkpg;
1339         pd_entry_t *l1, *l2;
1340         pt_entry_t entry;
1341         pn_t pn;
1342
1343         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1344
1345         addr = roundup2(addr, L2_SIZE);
1346         if (addr - 1 >= vm_map_max(kernel_map))
1347                 addr = vm_map_max(kernel_map);
1348         while (kernel_vm_end < addr) {
1349                 l1 = pmap_l1(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1350                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1351                         /* We need a new PDP entry */
1352                         nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L1_SHIFT,
1353                             VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ |
1354                             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
1355                         if (nkpg == NULL)
1356                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1357                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1358                                 pmap_zero_page(nkpg);
1359                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1360
1361                         pn = (paddr / PAGE_SIZE);
1362                         entry = (PTE_V);
1363                         entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1364                         pmap_store(l1, entry);
1365                         pmap_distribute_l1(kernel_pmap,
1366                             pmap_l1_index(kernel_vm_end), entry);
1367                         continue; /* try again */
1368                 }
1369                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, kernel_vm_end);
1370                 if ((pmap_load(l2) & PTE_V) != 0 &&
1371                     (pmap_load(l2) & PTE_RWX) == 0) {
1372                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1373                         if (kernel_vm_end - 1 >= vm_map_max(kernel_map)) {
1374                                 kernel_vm_end = vm_map_max(kernel_map);
1375                                 break;
1376                         }
1377                         continue;
1378                 }
1379
1380                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L2_SHIFT,
1381                     VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
1382                     VM_ALLOC_ZERO);
1383                 if (nkpg == NULL)
1384                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1385                 if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0) {
1386                         pmap_zero_page(nkpg);
1387                 }
1388                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1389
1390                 pn = (paddr / PAGE_SIZE);
1391                 entry = (PTE_V);
1392                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1393                 pmap_store(l2, entry);
1394
1395                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1396
1397                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1398                 if (kernel_vm_end - 1 >= vm_map_max(kernel_map)) {
1399                         kernel_vm_end = vm_map_max(kernel_map);
1400                         break;                       
1401                 }
1402         }
1403 }
1404
1405
1406 /***************************************************
1407  * page management routines.
1408  ***************************************************/
1409
1410 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
1411 CTASSERT(_NPCM == 3);
1412 CTASSERT(_NPCPV == 168);
1413
1414 static __inline struct pv_chunk *
1415 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
1416 {
1417
1418         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
1419 }
1420
1421 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
1422
1423 #define PC_FREE0        0xfffffffffffffffful
1424 #define PC_FREE1        0xfffffffffffffffful
1425 #define PC_FREE2        0x000000fffffffffful
1426
1427 static const uint64_t pc_freemask[_NPCM] = { PC_FREE0, PC_FREE1, PC_FREE2 };
1428
1429 #if 0
1430 #ifdef PV_STATS
1431 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
1432
1433 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
1434         "Current number of pv entry chunks");
1435 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
1436         "Current number of pv entry chunks allocated");
1437 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
1438         "Current number of pv entry chunks frees");
1439 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
1440         "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
1441
1442 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs, pv_entry_count;
1443 static int pv_entry_spare;
1444
1445 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
1446         "Current number of pv entry frees");
1447 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
1448         "Current number of pv entry allocs");
1449 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
1450         "Current number of pv entries");
1451 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
1452         "Current number of spare pv entries");
1453 #endif
1454 #endif /* 0 */
1455
1456 /*
1457  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
1458  * drastic measures to free some pages so we can allocate
1459  * another pv entry chunk.
1460  *
1461  * Returns NULL if PV entries were reclaimed from the specified pmap.
1462  *
1463  * We do not, however, unmap 2mpages because subsequent accesses will
1464  * allocate per-page pv entries until repromotion occurs, thereby
1465  * exacerbating the shortage of free pv entries.
1466  */
1467 static vm_page_t
1468 reclaim_pv_chunk(pmap_t locked_pmap, struct rwlock **lockp)
1469 {
1470
1471         panic("RISCVTODO: reclaim_pv_chunk");
1472 }
1473
1474 /*
1475  * free the pv_entry back to the free list
1476  */
1477 static void
1478 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
1479 {
1480         struct pv_chunk *pc;
1481         int idx, field, bit;
1482
1483         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1484         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1485         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, 1));
1486         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, 1));
1487         PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, 1));
1488         pc = pv_to_chunk(pv);
1489         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
1490         field = idx / 64;
1491         bit = idx % 64;
1492         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
1493         if (pc->pc_map[0] != PC_FREE0 || pc->pc_map[1] != PC_FREE1 ||
1494             pc->pc_map[2] != PC_FREE2) {
1495                 /* 98% of the time, pc is already at the head of the list. */
1496                 if (__predict_false(pc != TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk))) {
1497                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1498                         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1499                 }
1500                 return;
1501         }
1502         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1503         free_pv_chunk(pc);
1504 }
1505
1506 static void
1507 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
1508 {
1509         vm_page_t m;
1510
1511         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1512         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1513         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1514         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, _NPCPV));
1515         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pc_chunk_count, 1));
1516         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_frees, 1));
1517         /* entire chunk is free, return it */
1518         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pc));
1519 #if 0 /* TODO: For minidump */
1520         dump_drop_page(m->phys_addr);
1521 #endif
1522         vm_page_unwire(m, PQ_NONE);
1523         vm_page_free(m);
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Returns a new PV entry, allocating a new PV chunk from the system when
1528  * needed.  If this PV chunk allocation fails and a PV list lock pointer was
1529  * given, a PV chunk is reclaimed from an arbitrary pmap.  Otherwise, NULL is
1530  * returned.
1531  *
1532  * The given PV list lock may be released.
1533  */
1534 static pv_entry_t
1535 get_pv_entry(pmap_t pmap, struct rwlock **lockp)
1536 {
1537         int bit, field;
1538         pv_entry_t pv;
1539         struct pv_chunk *pc;
1540         vm_page_t m;
1541
1542         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1543         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1544         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_allocs, 1));
1545 retry:
1546         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
1547         if (pc != NULL) {
1548                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
1549                         if (pc->pc_map[field]) {
1550                                 bit = ffsl(pc->pc_map[field]) - 1;
1551                                 break;
1552                         }
1553                 }
1554                 if (field < _NPCM) {
1555                         pv = &pc->pc_pventry[field * 64 + bit];
1556                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
1557                         /* If this was the last item, move it to tail */
1558                         if (pc->pc_map[0] == 0 && pc->pc_map[1] == 0 &&
1559                             pc->pc_map[2] == 0) {
1560                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1561                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc,
1562                                     pc_list);
1563                         }
1564                         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1565                         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, 1));
1566                         return (pv);
1567                 }
1568         }
1569         /* No free items, allocate another chunk */
1570         m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ |
1571             VM_ALLOC_WIRED);
1572         if (m == NULL) {
1573                 if (lockp == NULL) {
1574                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
1575                         return (NULL);
1576                 }
1577                 m = reclaim_pv_chunk(pmap, lockp);
1578                 if (m == NULL)
1579                         goto retry;
1580         }
1581         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_count, 1));
1582         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_allocs, 1));
1583 #if 0 /* TODO: This is for minidump */
1584         dump_add_page(m->phys_addr);
1585 #endif
1586         pc = (void *)PHYS_TO_DMAP(m->phys_addr);
1587         pc->pc_pmap = pmap;
1588         pc->pc_map[0] = PC_FREE0 & ~1ul;        /* preallocated bit 0 */
1589         pc->pc_map[1] = PC_FREE1;
1590         pc->pc_map[2] = PC_FREE2;
1591         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1592         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1593         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1594         pv = &pc->pc_pventry[0];
1595         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1596         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1597         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, _NPCPV - 1));
1598         return (pv);
1599 }
1600
1601 /*
1602  * First find and then remove the pv entry for the specified pmap and virtual
1603  * address from the specified pv list.  Returns the pv entry if found and NULL
1604  * otherwise.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or
1605  * 2MB page mappings.
1606  */
1607 static __inline pv_entry_t
1608 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1609 {
1610         pv_entry_t pv;
1611
1612         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1613         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
1614                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
1615                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
1616                         pvh->pv_gen++;
1617                         break;
1618                 }
1619         }
1620         return (pv);
1621 }
1622
1623 /*
1624  * First find and then destroy the pv entry for the specified pmap and virtual
1625  * address.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or 2MB
1626  * page mappings.
1627  */
1628 static void
1629 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1630 {
1631         pv_entry_t pv;
1632
1633         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
1634
1635         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
1636         free_pv_entry(pmap, pv);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * Conditionally create the PV entry for a 4KB page mapping if the required
1641  * memory can be allocated without resorting to reclamation.
1642  */
1643 static boolean_t
1644 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1645     struct rwlock **lockp)
1646 {
1647         pv_entry_t pv;
1648
1649         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1650         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1651         /* Pass NULL instead of the lock pointer to disable reclamation. */
1652         if ((pv = get_pv_entry(pmap, NULL)) != NULL) {
1653                 pv->pv_va = va;
1654                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1655                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1656                 m->md.pv_gen++;
1657                 return (TRUE);
1658         } else
1659                 return (FALSE);
1660 }
1661
1662 /*
1663  * pmap_remove_l3: do the things to unmap a page in a process
1664  */
1665 static int
1666 pmap_remove_l3(pmap_t pmap, pt_entry_t *l3, vm_offset_t va, 
1667     pd_entry_t l2e, struct spglist *free, struct rwlock **lockp)
1668 {
1669         pt_entry_t old_l3;
1670         vm_paddr_t phys;
1671         vm_page_t m;
1672
1673         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1674         old_l3 = pmap_load_clear(l3);
1675         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1676         if (old_l3 & PTE_SW_WIRED)
1677                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1678         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1679         if (old_l3 & PTE_SW_MANAGED) {
1680                 phys = PTE_TO_PHYS(old_l3);
1681                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1682                 if ((old_l3 & PTE_D) != 0)
1683                         vm_page_dirty(m);
1684                 if (old_l3 & PTE_A)
1685                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1686                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1687                 pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
1688         }
1689
1690         return (pmap_unuse_l3(pmap, va, l2e, free));
1691 }
1692
1693 /*
1694  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1695  *
1696  *      It is assumed that the start and end are properly
1697  *      rounded to the page size.
1698  */
1699 void
1700 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1701 {
1702         struct rwlock *lock;
1703         vm_offset_t va, va_next;
1704         pd_entry_t *l1, *l2;
1705         pt_entry_t l3_pte, *l3;
1706         struct spglist free;
1707
1708         /*
1709          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
1710          */
1711         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1712                 return;
1713
1714         SLIST_INIT(&free);
1715
1716         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1717         PMAP_LOCK(pmap);
1718
1719         lock = NULL;
1720         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1721                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1722                         break;
1723
1724                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1725                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1726                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1727                         if (va_next < sva)
1728                                 va_next = eva;
1729                         continue;
1730                 }
1731
1732                 /*
1733                  * Calculate index for next page table.
1734                  */
1735                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1736                 if (va_next < sva)
1737                         va_next = eva;
1738
1739                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1740                 if (l2 == NULL)
1741                         continue;
1742
1743                 l3_pte = pmap_load(l2);
1744
1745                 /*
1746                  * Weed out invalid mappings.
1747                  */
1748                 if (l3_pte == 0)
1749                         continue;
1750                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
1751                         continue;
1752
1753                 /*
1754                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1755                  * by the current page table page, or to the end of the
1756                  * range being removed.
1757                  */
1758                 if (va_next > eva)
1759                         va_next = eva;
1760
1761                 va = va_next;
1762                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
1763                     sva += L3_SIZE) {
1764                         if (l3 == NULL)
1765                                 panic("l3 == NULL");
1766                         if (pmap_load(l3) == 0) {
1767                                 if (va != va_next) {
1768                                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1769                                         va = va_next;
1770                                 }
1771                                 continue;
1772                         }
1773                         if (va == va_next)
1774                                 va = sva;
1775                         if (pmap_remove_l3(pmap, l3, sva, l3_pte, &free,
1776                             &lock)) {
1777                                 sva += L3_SIZE;
1778                                 break;
1779                         }
1780                 }
1781                 if (va != va_next)
1782                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1783         }
1784         if (lock != NULL)
1785                 rw_wunlock(lock);
1786         rw_runlock(&pvh_global_lock);   
1787         PMAP_UNLOCK(pmap);
1788         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
1789 }
1790
1791 /*
1792  *      Routine:        pmap_remove_all
1793  *      Function:
1794  *              Removes this physical page from
1795  *              all physical maps in which it resides.
1796  *              Reflects back modify bits to the pager.
1797  *
1798  *      Notes:
1799  *              Original versions of this routine were very
1800  *              inefficient because they iteratively called
1801  *              pmap_remove (slow...)
1802  */
1803
1804 void
1805 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1806 {
1807         pv_entry_t pv;
1808         pmap_t pmap;
1809         pt_entry_t *l3, tl3;
1810         pd_entry_t *l2, tl2;
1811         struct spglist free;
1812
1813         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1814             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
1815         SLIST_INIT(&free);
1816         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1817         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1818                 pmap = PV_PMAP(pv);
1819                 PMAP_LOCK(pmap);
1820                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1821                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
1822                 KASSERT(l2 != NULL, ("pmap_remove_all: no l2 table found"));
1823                 tl2 = pmap_load(l2);
1824
1825                 KASSERT((tl2 & PTE_RX) == 0,
1826                     ("pmap_remove_all: found a table when expecting "
1827                     "a block in %p's pv list", m));
1828
1829                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
1830                 tl3 = pmap_load_clear(l3);
1831                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
1832                 if (tl3 & PTE_SW_WIRED)
1833                         pmap->pm_stats.wired_count--;
1834                 if ((tl3 & PTE_A) != 0)
1835                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1836
1837                 /*
1838                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1839                  */
1840                 if ((tl3 & PTE_D) != 0)
1841                         vm_page_dirty(m);
1842                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, pmap_load(l2), &free);
1843                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1844                 m->md.pv_gen++;
1845                 free_pv_entry(pmap, pv);
1846                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1847         }
1848         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1849         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1850         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
1851 }
1852
1853 /*
1854  *      Set the physical protection on the
1855  *      specified range of this map as requested.
1856  */
1857 void
1858 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1859 {
1860         pd_entry_t *l1, *l2;
1861         pt_entry_t *l3, l3e, mask;
1862         vm_page_t m;
1863         vm_offset_t va_next;
1864
1865         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1866                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1867                 return;
1868         }
1869
1870         if ((prot & (VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE)) ==
1871             (VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE))
1872                 return;
1873
1874         mask = 0;
1875         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
1876                 mask |= PTE_W | PTE_D;
1877         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
1878                 mask |= PTE_X;
1879
1880         PMAP_LOCK(pmap);
1881         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1882                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1883                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1884                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1885                         if (va_next < sva)
1886                                 va_next = eva;
1887                         continue;
1888                 }
1889
1890                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1891                 if (va_next < sva)
1892                         va_next = eva;
1893
1894                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1895                 if (l2 == NULL || pmap_load(l2) == 0)
1896                         continue;
1897                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
1898                         continue;
1899
1900                 if (va_next > eva)
1901                         va_next = eva;
1902
1903                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
1904                     sva += L3_SIZE) {
1905                         l3e = pmap_load(l3);
1906 retry:
1907                         if ((l3e & PTE_V) == 0)
1908                                 continue;
1909                         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0 &&
1910                             (l3e & (PTE_SW_MANAGED | PTE_D)) ==
1911                             (PTE_SW_MANAGED | PTE_D)) {
1912                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_TO_PHYS(l3e));
1913                                 vm_page_dirty(m);
1914                         }
1915                         if (!atomic_fcmpset_long(l3, &l3e, l3e & ~mask))
1916                                 goto retry;
1917                         /* XXX: Use pmap_invalidate_range */
1918                         pmap_invalidate_page(pmap, sva);
1919                 }
1920         }
1921         PMAP_UNLOCK(pmap);
1922 }
1923
1924 int
1925 pmap_fault_fixup(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
1926 {
1927         pt_entry_t orig_l3;
1928         pt_entry_t new_l3;
1929         pt_entry_t *l3;
1930         int rv;
1931
1932         rv = 0;
1933
1934         PMAP_LOCK(pmap);
1935
1936         l3 = pmap_l3(pmap, va);
1937         if (l3 == NULL)
1938                 goto done;
1939
1940         orig_l3 = pmap_load(l3);
1941         if ((orig_l3 & PTE_V) == 0 ||
1942             ((prot & VM_PROT_WRITE) != 0 && (orig_l3 & PTE_W) == 0) ||
1943             ((prot & VM_PROT_READ) != 0 && (orig_l3 & PTE_R) == 0))
1944                 goto done;
1945
1946         new_l3 = orig_l3 | PTE_A;
1947         if ((prot & VM_PROT_WRITE) != 0)
1948                 new_l3 |= PTE_D;
1949
1950         if (orig_l3 != new_l3) {
1951                 pmap_store(l3, new_l3);
1952                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
1953                 rv = 1;
1954                 goto done;
1955         }
1956
1957         /*      
1958          * XXX: This case should never happen since it means
1959          * the PTE shouldn't have resulted in a fault.
1960          */
1961
1962 done:
1963         PMAP_UNLOCK(pmap);
1964
1965         return (rv);
1966 }
1967
1968 /*
1969  *      Insert the given physical page (p) at
1970  *      the specified virtual address (v) in the
1971  *      target physical map with the protection requested.
1972  *
1973  *      If specified, the page will be wired down, meaning
1974  *      that the related pte can not be reclaimed.
1975  *
1976  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
1977  *      or lose information.  That is, this routine must actually
1978  *      insert this page into the given map NOW.
1979  */
1980 int
1981 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
1982     u_int flags, int8_t psind __unused)
1983 {
1984         struct rwlock *lock;
1985         pd_entry_t *l1, *l2;
1986         pt_entry_t new_l3, orig_l3;
1987         pt_entry_t *l3;
1988         pv_entry_t pv;
1989         vm_paddr_t opa, pa, l2_pa, l3_pa;
1990         vm_page_t mpte, om, l2_m, l3_m;
1991         boolean_t nosleep;
1992         pt_entry_t entry;
1993         pn_t l2_pn;
1994         pn_t l3_pn;
1995         pn_t pn;
1996
1997         va = trunc_page(va);
1998         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 && !vm_page_xbusied(m))
1999                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
2000         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2001         pn = (pa / PAGE_SIZE);
2002
2003         new_l3 = PTE_V | PTE_R | PTE_X;
2004         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2005                 new_l3 |= PTE_W;
2006         if ((va >> 63) == 0)
2007                 new_l3 |= PTE_U;
2008         else
2009                 new_l3 |= PTE_A | PTE_D;
2010
2011         new_l3 |= (pn << PTE_PPN0_S);
2012         if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0)
2013                 new_l3 |= PTE_SW_WIRED;
2014         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2015                 new_l3 |= PTE_SW_MANAGED;
2016
2017         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter: %.16lx -> %.16lx", va, pa);
2018
2019         mpte = NULL;
2020
2021         lock = NULL;
2022         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2023         PMAP_LOCK(pmap);
2024
2025         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2026                 nosleep = (flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) != 0;
2027                 mpte = pmap_alloc_l3(pmap, va, nosleep ? NULL : &lock);
2028                 if (mpte == NULL && nosleep) {
2029                         CTR0(KTR_PMAP, "pmap_enter: mpte == NULL");
2030                         if (lock != NULL)
2031                                 rw_wunlock(lock);
2032                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2033                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2034                         return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
2035                 }
2036                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
2037         } else {
2038                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
2039                 /* TODO: This is not optimal, but should mostly work */
2040                 if (l3 == NULL) {
2041                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
2042                         if (l2 == NULL) {
2043                                 l2_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2044                                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
2045                                     VM_ALLOC_ZERO);
2046                                 if (l2_m == NULL)
2047                                         panic("pmap_enter: l2 pte_m == NULL");
2048                                 if ((l2_m->flags & PG_ZERO) == 0)
2049                                         pmap_zero_page(l2_m);
2050
2051                                 l2_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l2_m);
2052                                 l2_pn = (l2_pa / PAGE_SIZE);
2053
2054                                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
2055                                 entry = (PTE_V);
2056                                 entry |= (l2_pn << PTE_PPN0_S);
2057                                 pmap_store(l1, entry);
2058                                 pmap_distribute_l1(pmap, pmap_l1_index(va), entry);
2059                                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, va);
2060                         }
2061
2062                         KASSERT(l2 != NULL,
2063                             ("No l2 table after allocating one"));
2064
2065                         l3_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2066                             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
2067                         if (l3_m == NULL)
2068                                 panic("pmap_enter: l3 pte_m == NULL");
2069                         if ((l3_m->flags & PG_ZERO) == 0)
2070                                 pmap_zero_page(l3_m);
2071
2072                         l3_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l3_m);
2073                         l3_pn = (l3_pa / PAGE_SIZE);
2074                         entry = (PTE_V);
2075                         entry |= (l3_pn << PTE_PPN0_S);
2076                         pmap_store(l2, entry);
2077                         l3 = pmap_l2_to_l3(l2, va);
2078                 }
2079                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2080         }
2081
2082         orig_l3 = pmap_load(l3);
2083         opa = PTE_TO_PHYS(orig_l3);
2084         pv = NULL;
2085
2086         /*
2087          * Is the specified virtual address already mapped?
2088          */
2089         if ((orig_l3 & PTE_V) != 0) {
2090                 /*
2091                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2092                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2093                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2094                  * the PT page will be also.
2095                  */
2096                 if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0 &&
2097                     (orig_l3 & PTE_SW_WIRED) == 0)
2098                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2099                 else if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) == 0 &&
2100                     (orig_l3 & PTE_SW_WIRED) != 0)
2101                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2102
2103                 /*
2104                  * Remove the extra PT page reference.
2105                  */
2106                 if (mpte != NULL) {
2107                         mpte->wire_count--;
2108                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
2109                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
2110                              " va: 0x%lx", va));
2111                 }
2112
2113                 /*
2114                  * Has the physical page changed?
2115                  */
2116                 if (opa == pa) {
2117                         /*
2118                          * No, might be a protection or wiring change.
2119                          */
2120                         if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0 &&
2121                             (new_l3 & PTE_W) != 0)
2122                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2123                         goto validate;
2124                 }
2125
2126                 /*
2127                  * The physical page has changed.  Temporarily invalidate
2128                  * the mapping.  This ensures that all threads sharing the
2129                  * pmap keep a consistent view of the mapping, which is
2130                  * necessary for the correct handling of COW faults.  It
2131                  * also permits reuse of the old mapping's PV entry,
2132                  * avoiding an allocation.
2133                  *
2134                  * For consistency, handle unmanaged mappings the same way.
2135                  */
2136                 orig_l3 = pmap_load_clear(l3);
2137                 KASSERT(PTE_TO_PHYS(orig_l3) == opa,
2138                     ("pmap_enter: unexpected pa update for %#lx", va));
2139                 if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0) {
2140                         om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2141
2142                         /*
2143                          * The pmap lock is sufficient to synchronize with
2144                          * concurrent calls to pmap_page_test_mappings() and
2145                          * pmap_ts_referenced().
2146                          */
2147                         if ((orig_l3 & PTE_D) != 0)
2148                                 vm_page_dirty(om);
2149                         if ((orig_l3 & PTE_A) != 0)
2150                                 vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
2151                         CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, opa);
2152                         pv = pmap_pvh_remove(&om->md, pmap, va);
2153                         if ((new_l3 & PTE_SW_MANAGED) == 0)
2154                                 free_pv_entry(pmap, pv);
2155                         if ((om->aflags & PGA_WRITEABLE) != 0 &&
2156                             TAILQ_EMPTY(&om->md.pv_list))
2157                                 vm_page_aflag_clear(om, PGA_WRITEABLE);
2158                 }
2159                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2160                 orig_l3 = 0;
2161         } else {
2162                 /*
2163                  * Increment the counters.
2164                  */
2165                 if ((new_l3 & PTE_SW_WIRED) != 0)
2166                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2167                 pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2168         }
2169         /*
2170          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2171          */
2172         if ((new_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0) {
2173                 if (pv == NULL) {
2174                         pv = get_pv_entry(pmap, &lock);
2175                         pv->pv_va = va;
2176                 }
2177                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, pa);
2178                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2179                 m->md.pv_gen++;
2180                 if ((new_l3 & PTE_W) != 0)
2181                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2182         }
2183
2184 validate:
2185         /*
2186          * Sync the i-cache on all harts before updating the PTE
2187          * if the new PTE is executable.
2188          */
2189         if (prot & VM_PROT_EXECUTE)
2190                 pmap_sync_icache(pmap, va, PAGE_SIZE);
2191
2192         /*
2193          * Update the L3 entry.
2194          */
2195         if (orig_l3 != 0) {
2196                 orig_l3 = pmap_load_store(l3, new_l3);
2197                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2198                 KASSERT(PTE_TO_PHYS(orig_l3) == pa,
2199                     ("pmap_enter: invalid update"));
2200                 if ((orig_l3 & (PTE_D | PTE_SW_MANAGED)) ==
2201                     (PTE_D | PTE_SW_MANAGED))
2202                         vm_page_dirty(m);
2203         } else {
2204                 pmap_store(l3, new_l3);
2205         }
2206
2207         if (lock != NULL)
2208                 rw_wunlock(lock);
2209         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2210         PMAP_UNLOCK(pmap);
2211         return (KERN_SUCCESS);
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2216  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2217  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2218  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2219  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2220  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2221  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2222  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2223  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2224  * corresponding offset from m_start are mapped.
2225  */
2226 void
2227 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2228     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2229 {
2230         struct rwlock *lock;
2231         vm_offset_t va;
2232         vm_page_t m, mpte;
2233         vm_pindex_t diff, psize;
2234
2235         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
2236
2237         psize = atop(end - start);
2238         mpte = NULL;
2239         m = m_start;
2240         lock = NULL;
2241         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2242         PMAP_LOCK(pmap);
2243         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2244                 va = start + ptoa(diff);
2245                 mpte = pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, mpte, &lock);
2246                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2247         }
2248         if (lock != NULL)
2249                 rw_wunlock(lock);
2250         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2251         PMAP_UNLOCK(pmap);
2252 }
2253
2254 /*
2255  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2256  * 1. Current pmap & pmap exists.
2257  * 2. Not wired.
2258  * 3. Read access.
2259  * 4. No page table pages.
2260  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2261  */
2262
2263 void
2264 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2265 {
2266         struct rwlock *lock;
2267
2268         lock = NULL;
2269         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2270         PMAP_LOCK(pmap);
2271         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL, &lock);
2272         if (lock != NULL)
2273                 rw_wunlock(lock);
2274         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2275         PMAP_UNLOCK(pmap);
2276 }
2277
2278 static vm_page_t
2279 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2280     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte, struct rwlock **lockp)
2281 {
2282         struct spglist free;
2283         vm_paddr_t phys;
2284         pd_entry_t *l2;
2285         pt_entry_t *l3, newl3;
2286
2287         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2288             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
2289             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2290         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
2291         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2292
2293         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_quick_locked: %p %lx", pmap, va);
2294         /*
2295          * In the case that a page table page is not
2296          * resident, we are creating it here.
2297          */
2298         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2299                 vm_pindex_t l2pindex;
2300
2301                 /*
2302                  * Calculate pagetable page index
2303                  */
2304                 l2pindex = pmap_l2_pindex(va);
2305                 if (mpte && (mpte->pindex == l2pindex)) {
2306                         mpte->wire_count++;
2307                 } else {
2308                         /*
2309                          * Get the l2 entry
2310                          */
2311                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
2312
2313                         /*
2314                          * If the page table page is mapped, we just increment
2315                          * the hold count, and activate it.  Otherwise, we
2316                          * attempt to allocate a page table page.  If this
2317                          * attempt fails, we don't retry.  Instead, we give up.
2318                          */
2319                         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
2320                                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
2321                                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
2322                                 mpte->wire_count++;
2323                         } else {
2324                                 /*
2325                                  * Pass NULL instead of the PV list lock
2326                                  * pointer, because we don't intend to sleep.
2327                                  */
2328                                 mpte = _pmap_alloc_l3(pmap, l2pindex, NULL);
2329                                 if (mpte == NULL)
2330                                         return (mpte);
2331                         }
2332                 }
2333                 l3 = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mpte));
2334                 l3 = &l3[pmap_l3_index(va)];
2335         } else {
2336                 mpte = NULL;
2337                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
2338         }
2339         if (l3 == NULL)
2340                 panic("pmap_enter_quick_locked: No l3");
2341         if (pmap_load(l3) != 0) {
2342                 if (mpte != NULL) {
2343                         mpte->wire_count--;
2344                         mpte = NULL;
2345                 }
2346                 return (mpte);
2347         }
2348
2349         /*
2350          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2351          */
2352         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
2353             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m, lockp)) {
2354                 if (mpte != NULL) {
2355                         SLIST_INIT(&free);
2356                         if (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, &free)) {
2357                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2358                                 vm_page_free_pages_toq(&free, false);
2359                         }
2360                         mpte = NULL;
2361                 }
2362                 return (mpte);
2363         }
2364
2365         /*
2366          * Increment counters
2367          */
2368         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2369
2370         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2371         pn = (pa / PAGE_SIZE);
2372
2373         entry = (PTE_V | PTE_R | PTE_X);
2374         entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
2375
2376         /*
2377          * Now validate mapping with RO protection
2378          */
2379         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2380                 entry |= PTE_SW_MANAGED;
2381
2382         /*
2383          * Sync the i-cache on all harts before updating the PTE
2384          * if the new PTE is executable.
2385          */
2386         if (prot & VM_PROT_EXECUTE)
2387                 pmap_sync_icache(pmap, va, PAGE_SIZE);
2388
2389         pmap_store(l3, entry);
2390
2391         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2392         return (mpte);
2393 }
2394
2395 /*
2396  * This code maps large physical mmap regions into the
2397  * processor address space.  Note that some shortcuts
2398  * are taken, but the code works.
2399  */
2400 void
2401 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
2402     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2403 {
2404
2405         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2406         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2407             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
2408 }
2409
2410 /*
2411  *      Clear the wired attribute from the mappings for the specified range of
2412  *      addresses in the given pmap.  Every valid mapping within that range
2413  *      must have the wired attribute set.  In contrast, invalid mappings
2414  *      cannot have the wired attribute set, so they are ignored.
2415  *
2416  *      The wired attribute of the page table entry is not a hardware feature,
2417  *      so there is no need to invalidate any TLB entries.
2418  */
2419 void
2420 pmap_unwire(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2421 {
2422         vm_offset_t va_next;
2423         pd_entry_t *l1, *l2;
2424         pt_entry_t *l3;
2425         boolean_t pv_lists_locked;
2426
2427         pv_lists_locked = FALSE;
2428         PMAP_LOCK(pmap);
2429         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2430                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
2431                 if (pmap_load(l1) == 0) {
2432                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
2433                         if (va_next < sva)
2434                                 va_next = eva;
2435                         continue;
2436                 }
2437
2438                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
2439                 if (va_next < sva)
2440                         va_next = eva;
2441
2442                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
2443                 if (pmap_load(l2) == 0)
2444                         continue;
2445
2446                 if (va_next > eva)
2447                         va_next = eva;
2448                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
2449                     sva += L3_SIZE) {
2450                         if (pmap_load(l3) == 0)
2451                                 continue;
2452                         if ((pmap_load(l3) & PTE_SW_WIRED) == 0)
2453                                 panic("pmap_unwire: l3 %#jx is missing "
2454                                     "PTE_SW_WIRED", (uintmax_t)*l3);
2455
2456                         /*
2457                          * PG_W must be cleared atomically.  Although the pmap
2458                          * lock synchronizes access to PG_W, another processor
2459                          * could be setting PG_M and/or PG_A concurrently.
2460                          */
2461                         atomic_clear_long(l3, PTE_SW_WIRED);
2462                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2463                 }
2464         }
2465         if (pv_lists_locked)
2466                 rw_runlock(&pvh_global_lock);
2467         PMAP_UNLOCK(pmap);
2468 }
2469
2470 /*
2471  *      Copy the range specified by src_addr/len
2472  *      from the source map to the range dst_addr/len
2473  *      in the destination map.
2474  *
2475  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2476  */
2477
2478 void
2479 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
2480     vm_offset_t src_addr)
2481 {
2482
2483 }
2484
2485 /*
2486  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
2487  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2488  */
2489 void
2490 pmap_zero_page(vm_page_t m)
2491 {
2492         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2493
2494         pagezero((void *)va);
2495 }
2496
2497 /*
2498  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping 
2499  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2500  *
2501  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2502  */
2503 void
2504 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
2505 {
2506         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2507
2508         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2509                 pagezero((void *)va);
2510         else
2511                 bzero((char *)va + off, size);
2512 }
2513
2514 /*
2515  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
2516  *      page by mapping the page into virtual memory and using
2517  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
2518  *      time.
2519  */
2520 void
2521 pmap_copy_page(vm_page_t msrc, vm_page_t mdst)
2522 {
2523         vm_offset_t src = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(msrc));
2524         vm_offset_t dst = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mdst));
2525
2526         pagecopy((void *)src, (void *)dst);
2527 }
2528
2529 int unmapped_buf_allowed = 1;
2530
2531 void
2532 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
2533     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
2534 {
2535         void *a_cp, *b_cp;
2536         vm_page_t m_a, m_b;
2537         vm_paddr_t p_a, p_b;
2538         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
2539         int cnt;
2540
2541         while (xfersize > 0) {
2542                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
2543                 m_a = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
2544                 p_a = m_a->phys_addr;
2545                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
2546                 m_b = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
2547                 p_b = m_b->phys_addr;
2548                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
2549                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
2550                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_a))) {
2551                         panic("!DMAP a %lx", p_a);
2552                 } else {
2553                         a_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_a) + a_pg_offset;
2554                 }
2555                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_b))) {
2556                         panic("!DMAP b %lx", p_b);
2557                 } else {
2558                         b_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_b) + b_pg_offset;
2559                 }
2560                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
2561                 a_offset += cnt;
2562                 b_offset += cnt;
2563                 xfersize -= cnt;
2564         }
2565 }
2566
2567 vm_offset_t
2568 pmap_quick_enter_page(vm_page_t m)
2569 {
2570
2571         return (PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)));
2572 }
2573
2574 void
2575 pmap_quick_remove_page(vm_offset_t addr)
2576 {
2577 }
2578
2579 /*
2580  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2581  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2582  * be changed upwards or downwards in the future; it
2583  * is only necessary that true be returned for a small
2584  * subset of pmaps for proper page aging.
2585  */
2586 boolean_t
2587 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2588 {
2589         struct rwlock *lock;
2590         pv_entry_t pv;
2591         int loops = 0;
2592         boolean_t rv;
2593
2594         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2595             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2596         rv = FALSE;
2597         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2598         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2599         rw_rlock(lock);
2600         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2601                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
2602                         rv = TRUE;
2603                         break;
2604                 }
2605                 loops++;
2606                 if (loops >= 16)
2607                         break;
2608         }
2609         rw_runlock(lock);
2610         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2611         return (rv);
2612 }
2613
2614 /*
2615  *      pmap_page_wired_mappings:
2616  *
2617  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
2618  *      that are wired.
2619  */
2620 int
2621 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
2622 {
2623         struct rwlock *lock;
2624         pmap_t pmap;
2625         pt_entry_t *l3;
2626         pv_entry_t pv;
2627         int count, md_gen;
2628
2629         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2630                 return (0);
2631         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2632         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2633         rw_rlock(lock);
2634 restart:
2635         count = 0;
2636         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2637                 pmap = PV_PMAP(pv);
2638                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2639                         md_gen = m->md.pv_gen;
2640                         rw_runlock(lock);
2641                         PMAP_LOCK(pmap);
2642                         rw_rlock(lock);
2643                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2644                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2645                                 goto restart;
2646                         }
2647                 }
2648                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2649                 if ((pmap_load(l3) & PTE_SW_WIRED) != 0)
2650                         count++;
2651                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2652         }
2653         rw_runlock(lock);
2654         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2655         return (count);
2656 }
2657
2658 /*
2659  * Destroy all managed, non-wired mappings in the given user-space
2660  * pmap.  This pmap cannot be active on any processor besides the
2661  * caller.
2662  *
2663  * This function cannot be applied to the kernel pmap.  Moreover, it
2664  * is not intended for general use.  It is only to be used during
2665  * process termination.  Consequently, it can be implemented in ways
2666  * that make it faster than pmap_remove().  First, it can more quickly
2667  * destroy mappings by iterating over the pmap's collection of PV
2668  * entries, rather than searching the page table.  Second, it doesn't
2669  * have to test and clear the page table entries atomically, because
2670  * no processor is currently accessing the user address space.  In
2671  * particular, a page table entry's dirty bit won't change state once
2672  * this function starts.
2673  */
2674 void
2675 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
2676 {
2677         pd_entry_t ptepde, *l2;
2678         pt_entry_t *l3, tl3;
2679         struct spglist free;
2680         vm_page_t m;
2681         pv_entry_t pv;
2682         struct pv_chunk *pc, *npc;
2683         struct rwlock *lock;
2684         int64_t bit;
2685         uint64_t inuse, bitmask;
2686         int allfree, field, freed, idx;
2687         vm_paddr_t pa;
2688
2689         lock = NULL;
2690
2691         SLIST_INIT(&free);
2692         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2693         PMAP_LOCK(pmap);
2694         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
2695                 allfree = 1;
2696                 freed = 0;
2697                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2698                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2699                         while (inuse != 0) {
2700                                 bit = ffsl(inuse) - 1;
2701                                 bitmask = 1UL << bit;
2702                                 idx = field * 64 + bit;
2703                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
2704                                 inuse &= ~bitmask;
2705
2706                                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
2707                                 ptepde = pmap_load(l2);
2708                                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
2709                                 tl3 = pmap_load(l3);
2710
2711                                 /*
2712                                  * We cannot remove wired pages from a
2713                                  * process' mapping at this time.
2714                                  */
2715                                 if (tl3 & PTE_SW_WIRED) {
2716                                         allfree = 0;
2717                                         continue;
2718                                 }
2719
2720                                 pa = PTE_TO_PHYS(tl3);
2721                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2722                                 KASSERT(m->phys_addr == pa,
2723                                     ("vm_page_t %p phys_addr mismatch %016jx %016jx",
2724                                     m, (uintmax_t)m->phys_addr,
2725                                     (uintmax_t)tl3));
2726
2727                                 KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
2728                                     m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2729                                     ("pmap_remove_pages: bad l3 %#jx",
2730                                     (uintmax_t)tl3));
2731
2732                                 pmap_clear(l3);
2733
2734                                 /*
2735                                  * Update the vm_page_t clean/reference bits.
2736                                  */
2737                                 if ((tl3 & PTE_D) != 0)
2738                                         vm_page_dirty(m);
2739
2740                                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(&lock, m);
2741
2742                                 /* Mark free */
2743                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
2744
2745                                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
2746                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2747                                 m->md.pv_gen++;
2748
2749                                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, ptepde, &free);
2750                                 freed++;
2751                         }
2752                 }
2753                 PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, freed));
2754                 PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, freed));
2755                 PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, freed));
2756                 if (allfree) {
2757                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2758                         free_pv_chunk(pc);
2759                 }
2760         }
2761         if (lock != NULL)
2762                 rw_wunlock(lock);
2763         pmap_invalidate_all(pmap);
2764         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2765         PMAP_UNLOCK(pmap);
2766         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
2767 }
2768
2769 /*
2770  * This is used to check if a page has been accessed or modified. As we
2771  * don't have a bit to see if it has been modified we have to assume it
2772  * has been if the page is read/write.
2773  */
2774 static boolean_t
2775 pmap_page_test_mappings(vm_page_t m, boolean_t accessed, boolean_t modified)
2776 {
2777         struct rwlock *lock;
2778         pv_entry_t pv;
2779         pt_entry_t *l3, mask, value;
2780         pmap_t pmap;
2781         int md_gen;
2782         boolean_t rv;
2783
2784         rv = FALSE;
2785         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2786         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2787         rw_rlock(lock);
2788 restart:
2789         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2790                 pmap = PV_PMAP(pv);
2791                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2792                         md_gen = m->md.pv_gen;
2793                         rw_runlock(lock);
2794                         PMAP_LOCK(pmap);
2795                         rw_rlock(lock);
2796                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2797                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2798                                 goto restart;
2799                         }
2800                 }
2801                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2802                 mask = 0;
2803                 value = 0;
2804                 if (modified) {
2805                         mask |= PTE_D;
2806                         value |= PTE_D;
2807                 }
2808                 if (accessed) {
2809                         mask |= PTE_A;
2810                         value |= PTE_A;
2811                 }
2812
2813 #if 0
2814                 if (modified) {
2815                         mask |= ATTR_AP_RW_BIT;
2816                         value |= ATTR_AP(ATTR_AP_RW);
2817                 }
2818                 if (accessed) {
2819                         mask |= ATTR_AF | ATTR_DESCR_MASK;
2820                         value |= ATTR_AF | L3_PAGE;
2821                 }
2822 #endif
2823
2824                 rv = (pmap_load(l3) & mask) == value;
2825                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2826                 if (rv)
2827                         goto out;
2828         }
2829 out:
2830         rw_runlock(lock);
2831         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2832         return (rv);
2833 }
2834
2835 /*
2836  *      pmap_is_modified:
2837  *
2838  *      Return whether or not the specified physical page was modified
2839  *      in any physical maps.
2840  */
2841 boolean_t
2842 pmap_is_modified(vm_page_t m)
2843 {
2844
2845         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2846             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
2847
2848         /*
2849          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2850          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2851          * is clear, no PTEs can have PG_M set.
2852          */
2853         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2854         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2855                 return (FALSE);
2856         return (pmap_page_test_mappings(m, FALSE, TRUE));
2857 }
2858
2859 /*
2860  *      pmap_is_prefaultable:
2861  *
2862  *      Return whether or not the specified virtual address is eligible
2863  *      for prefault.
2864  */
2865 boolean_t
2866 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2867 {
2868         pt_entry_t *l3;
2869         boolean_t rv;
2870
2871         rv = FALSE;
2872         PMAP_LOCK(pmap);
2873         l3 = pmap_l3(pmap, addr);
2874         if (l3 != NULL && pmap_load(l3) != 0) {
2875                 rv = TRUE;
2876         }
2877         PMAP_UNLOCK(pmap);
2878         return (rv);
2879 }
2880
2881 /*
2882  *      pmap_is_referenced:
2883  *
2884  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
2885  *      in any physical maps.
2886  */
2887 boolean_t
2888 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
2889 {
2890
2891         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2892             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
2893         return (pmap_page_test_mappings(m, TRUE, FALSE));
2894 }
2895
2896 /*
2897  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
2898  */
2899 void
2900 pmap_remove_write(vm_page_t m)
2901 {
2902         pmap_t pmap;
2903         struct rwlock *lock;
2904         pv_entry_t pv;
2905         pt_entry_t *l3, oldl3;
2906         pt_entry_t newl3;
2907         int md_gen;
2908
2909         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2910             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
2911
2912         /*
2913          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2914          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
2915          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
2916          */
2917         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2918         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2919                 return;
2920         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2921         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2922 retry_pv_loop:
2923         rw_wlock(lock);
2924         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2925                 pmap = PV_PMAP(pv);
2926                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2927                         md_gen = m->md.pv_gen;
2928                         rw_wunlock(lock);
2929                         PMAP_LOCK(pmap);
2930                         rw_wlock(lock);
2931                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2932                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2933                                 rw_wunlock(lock);
2934                                 goto retry_pv_loop;
2935                         }
2936                 }
2937                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2938 retry:
2939                 oldl3 = pmap_load(l3);
2940
2941                 if ((oldl3 & PTE_W) != 0) {
2942                         newl3 = oldl3 & ~PTE_W;
2943                         if (!atomic_cmpset_long(l3, oldl3, newl3))
2944                                 goto retry;
2945                         /* TODO: check for PTE_D? */
2946                         if ((oldl3 & PTE_A) != 0)
2947                                 vm_page_dirty(m);
2948                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2949                 }
2950                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2951         }
2952         rw_wunlock(lock);
2953         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2954         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2955 }
2956
2957 static __inline boolean_t
2958 safe_to_clear_referenced(pmap_t pmap, pt_entry_t pte)
2959 {
2960
2961         return (FALSE);
2962 }
2963
2964 /*
2965  *      pmap_ts_referenced:
2966  *
2967  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
2968  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
2969  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
2970  *      reference bits set.
2971  *
2972  *      As an optimization, update the page's dirty field if a modified bit is
2973  *      found while counting reference bits.  This opportunistic update can be
2974  *      performed at low cost and can eliminate the need for some future calls
2975  *      to pmap_is_modified().  However, since this function stops after
2976  *      finding PMAP_TS_REFERENCED_MAX reference bits, it may not detect some
2977  *      dirty pages.  Those dirty pages will only be detected by a future call
2978  *      to pmap_is_modified().
2979  */
2980 int
2981 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
2982 {
2983         pv_entry_t pv, pvf;
2984         pmap_t pmap;
2985         struct rwlock *lock;
2986         pd_entry_t *l2;
2987         pt_entry_t *l3, old_l3;
2988         vm_paddr_t pa;
2989         int cleared, md_gen, not_cleared;
2990         struct spglist free;
2991
2992         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2993             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
2994         SLIST_INIT(&free);
2995         cleared = 0;
2996         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2997         lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);
2998         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2999         rw_wlock(lock);
3000 retry:
3001         not_cleared = 0;
3002         if ((pvf = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) == NULL)
3003                 goto out;
3004         pv = pvf;
3005         do {
3006                 if (pvf == NULL)
3007                         pvf = pv;
3008                 pmap = PV_PMAP(pv);
3009                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
3010                         md_gen = m->md.pv_gen;
3011                         rw_wunlock(lock);
3012                         PMAP_LOCK(pmap);
3013                         rw_wlock(lock);
3014                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
3015                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3016                                 goto retry;
3017                         }
3018                 }
3019                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
3020
3021                 KASSERT((pmap_load(l2) & PTE_RX) == 0,
3022                     ("pmap_ts_referenced: found an invalid l2 table"));
3023
3024                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
3025                 old_l3 = pmap_load(l3);
3026                 if ((old_l3 & PTE_D) != 0)
3027                         vm_page_dirty(m);
3028                 if ((old_l3 & PTE_A) != 0) {
3029                         if (safe_to_clear_referenced(pmap, old_l3)) {
3030                                 /*
3031                                  * TODO: We don't handle the access flag
3032                                  * at all. We need to be able to set it in
3033                                  * the exception handler.
3034                                  */
3035                                 panic("RISCVTODO: safe_to_clear_referenced\n");
3036                         } else if ((old_l3 & PTE_SW_WIRED) == 0) {
3037                                 /*
3038                                  * Wired pages cannot be paged out so
3039                                  * doing accessed bit emulation for
3040                                  * them is wasted effort. We do the
3041                                  * hard work for unwired pages only.
3042                                  */
3043                                 pmap_remove_l3(pmap, l3, pv->pv_va,
3044                                     pmap_load(l2), &free, &lock);
3045                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3046                                 cleared++;
3047                                 if (pvf == pv)
3048                                         pvf = NULL;
3049                                 pv = NULL;
3050                                 KASSERT(lock == VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m),
3051                                     ("inconsistent pv lock %p %p for page %p",
3052                                     lock, VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m), m));
3053                         } else
3054                                 not_cleared++;
3055                 }
3056                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3057                 /* Rotate the PV list if it has more than one entry. */
3058                 if (pv != NULL && TAILQ_NEXT(pv, pv_next) != NULL) {
3059                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3060                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3061                         m->md.pv_gen++;
3062                 }
3063         } while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != pvf && cleared +
3064             not_cleared < PMAP_TS_REFERENCED_MAX);
3065 out:
3066         rw_wunlock(lock);
3067         rw_runlock(&pvh_global_lock);
3068         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
3069         return (cleared + not_cleared);
3070 }
3071
3072 /*
3073  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
3074  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
3075  *      modified flags in each mapping and set the mapped page's dirty field.
3076  */
3077 void
3078 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
3079 {
3080 }
3081
3082 /*
3083  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3084  */
3085 void
3086 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3087 {
3088
3089         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3090             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
3091         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3092         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
3093             ("pmap_clear_modify: page %p is exclusive busied", m));
3094
3095         /*
3096          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PG_M set.
3097          * If the object containing the page is locked and the page is not
3098          * exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
3099          */
3100         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3101                 return;
3102
3103         /* RISCVTODO: We lack support for tracking if a page is modified */
3104 }
3105
3106 void *
3107 pmap_mapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3108 {
3109
3110         return ((void *)PHYS_TO_DMAP(pa));
3111 }
3112
3113 void
3114 pmap_unmapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3115 {
3116 }
3117
3118 /*
3119  * Sets the memory attribute for the specified page.
3120  */
3121 void
3122 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
3123 {
3124
3125         m->md.pv_memattr = ma;
3126 }
3127
3128 /*
3129  * perform the pmap work for mincore
3130  */
3131 int
3132 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
3133 {
3134         pt_entry_t *l2, *l3, tpte;
3135         vm_paddr_t pa;
3136         int val;
3137         bool managed;
3138
3139         PMAP_LOCK(pmap);
3140 retry:
3141         managed = false;
3142         val = 0;
3143
3144         l2 = pmap_l2(pmap, addr);
3145         if (l2 != NULL && ((tpte = pmap_load(l2)) & PTE_V) != 0) {
3146                 if ((tpte & (PTE_R | PTE_W | PTE_X)) != 0) {
3147                         pa = PTE_TO_PHYS(tpte) | (addr & L2_OFFSET);
3148                         val = MINCORE_INCORE | MINCORE_SUPER;
3149                 } else {
3150                         l3 = pmap_l2_to_l3(l2, addr);
3151                         tpte = pmap_load(l3);
3152                         if ((tpte & PTE_V) == 0)
3153                                 goto done;
3154                         pa = PTE_TO_PHYS(tpte) | (addr & L3_OFFSET);
3155                         val = MINCORE_INCORE;
3156                 }
3157
3158                 if ((tpte & PTE_D) != 0)
3159                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3160                 if ((tpte & PTE_A) != 0)
3161                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3162                 managed = (tpte & PTE_SW_MANAGED) == PTE_SW_MANAGED;
3163         }
3164
3165 done:
3166         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
3167             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) && managed) {
3168                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
3169                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
3170                         goto retry;
3171         } else
3172                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
3173         PMAP_UNLOCK(pmap);
3174         return (val);
3175 }
3176
3177 void
3178 pmap_activate(struct thread *td)
3179 {
3180         pmap_t pmap;
3181         uint64_t reg;
3182
3183         critical_enter();
3184         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
3185         td->td_pcb->pcb_l1addr = vtophys(pmap->pm_l1);
3186
3187         reg = SATP_MODE_SV39;
3188         reg |= (td->td_pcb->pcb_l1addr >> PAGE_SHIFT);
3189         load_satp(reg);
3190
3191         pmap_invalidate_all(pmap);
3192         critical_exit();
3193 }
3194
3195 void
3196 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
3197 {
3198         cpuset_t mask;
3199
3200         /*
3201          * From the RISC-V User-Level ISA V2.2:
3202          *
3203          * "To make a store to instruction memory visible to all
3204          * RISC-V harts, the writing hart has to execute a data FENCE
3205          * before requesting that all remote RISC-V harts execute a
3206          * FENCE.I."
3207          */
3208         sched_pin();
3209         mask = all_cpus;
3210         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
3211         fence();
3212         sbi_remote_fence_i(mask.__bits);
3213         sched_unpin();
3214 }
3215
3216 /*
3217  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
3218  *      different alignment might result in more superpage mappings.
3219  */
3220 void
3221 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
3222     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
3223 {
3224 }
3225
3226 /**
3227  * Get the kernel virtual address of a set of physical pages. If there are
3228  * physical addresses not covered by the DMAP perform a transient mapping
3229  * that will be removed when calling pmap_unmap_io_transient.
3230  *
3231  * \param page        The pages the caller wishes to obtain the virtual
3232  *                    address on the kernel memory map.
3233  * \param vaddr       On return contains the kernel virtual memory address
3234  *                    of the pages passed in the page parameter.
3235  * \param count       Number of pages passed in.
3236  * \param can_fault   TRUE if the thread using the mapped pages can take
3237  *                    page faults, FALSE otherwise.
3238  *
3239  * \returns TRUE if the caller must call pmap_unmap_io_transient when
3240  *          finished or FALSE otherwise.
3241  *
3242  */
3243 boolean_t
3244 pmap_map_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3245     boolean_t can_fault)
3246 {
3247         vm_paddr_t paddr;
3248         boolean_t needs_mapping;
3249         int error, i;
3250
3251         /*
3252          * Allocate any KVA space that we need, this is done in a separate
3253          * loop to prevent calling vmem_alloc while pinned.
3254          */
3255         needs_mapping = FALSE;
3256         for (i = 0; i < count; i++) {
3257                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3258                 if (__predict_false(paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR)) {
3259                         error = vmem_alloc(kernel_arena, PAGE_SIZE,
3260                             M_BESTFIT | M_WAITOK, &vaddr[i]);
3261                         KASSERT(error == 0, ("vmem_alloc failed: %d", error));
3262                         needs_mapping = TRUE;
3263                 } else {
3264                         vaddr[i] = PHYS_TO_DMAP(paddr);
3265                 }
3266         }
3267
3268         /* Exit early if everything is covered by the DMAP */
3269         if (!needs_mapping)
3270                 return (FALSE);
3271
3272         if (!can_fault)
3273                 sched_pin();
3274         for (i = 0; i < count; i++) {
3275                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3276                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3277                         panic(
3278                            "pmap_map_io_transient: TODO: Map out of DMAP data");
3279                 }
3280         }
3281
3282         return (needs_mapping);
3283 }
3284
3285 void
3286 pmap_unmap_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3287     boolean_t can_fault)
3288 {
3289         vm_paddr_t paddr;
3290         int i;
3291
3292         if (!can_fault)
3293                 sched_unpin();
3294         for (i = 0; i < count; i++) {
3295                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3296                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3297                         panic("RISCVTODO: pmap_unmap_io_transient: Unmap data");
3298                 }
3299         }
3300 }
3301
3302 boolean_t
3303 pmap_is_valid_memattr(pmap_t pmap __unused, vm_memattr_t mode)
3304 {
3305
3306         return (mode >= VM_MEMATTR_DEVICE && mode <= VM_MEMATTR_WRITE_BACK);
3307 }