]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/riscv/riscv/pmap.c
MFV r337212:
[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) 2015-2017 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
156 #define NPDEPG          (PAGE_SIZE/(sizeof (pd_entry_t)))
157 #define NUPDE                   (NPDEPG * NPDEPG)
158 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE + NPDEPG)
159
160 #if !defined(DIAGNOSTIC)
161 #ifdef __GNUC_GNU_INLINE__
162 #define PMAP_INLINE     __attribute__((__gnu_inline__)) inline
163 #else
164 #define PMAP_INLINE     extern inline
165 #endif
166 #else
167 #define PMAP_INLINE
168 #endif
169
170 #ifdef PV_STATS
171 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
172 #else
173 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
174 #endif
175
176 #define pmap_l2_pindex(v)       ((v) >> L2_SHIFT)
177
178 #define NPV_LIST_LOCKS  MAXCPU
179
180 #define PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa)        \
181                         (&pv_list_locks[pa_index(pa) % NPV_LIST_LOCKS])
182
183 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, pa)  do {    \
184         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
185         struct rwlock *_new_lock;                       \
186                                                         \
187         _new_lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);           \
188         if (_new_lock != *_lockp) {                     \
189                 if (*_lockp != NULL)                    \
190                         rw_wunlock(*_lockp);            \
191                 *_lockp = _new_lock;                    \
192                 rw_wlock(*_lockp);                      \
193         }                                               \
194 } while (0)
195
196 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m)        \
197                         CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, VM_PAGE_TO_PHYS(m))
198
199 #define RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp)             do {    \
200         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
201                                                         \
202         if (*_lockp != NULL) {                          \
203                 rw_wunlock(*_lockp);                    \
204                 *_lockp = NULL;                         \
205         }                                               \
206 } while (0)
207
208 #define VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m)      \
209                         PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(VM_PAGE_TO_PHYS(m))
210
211 /* The list of all the user pmaps */
212 LIST_HEAD(pmaplist, pmap);
213 static struct pmaplist allpmaps;
214
215 static MALLOC_DEFINE(M_VMPMAP, "pmap", "PMAP L1");
216
217 struct pmap kernel_pmap_store;
218
219 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
220 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
221 vm_offset_t kernel_vm_end = 0;
222
223 vm_paddr_t dmap_phys_base;      /* The start of the dmap region */
224 vm_paddr_t dmap_phys_max;       /* The limit of the dmap region */
225 vm_offset_t dmap_max_addr;      /* The virtual address limit of the dmap */
226
227 /* This code assumes all L1 DMAP entries will be used */
228 CTASSERT((DMAP_MIN_ADDRESS  & ~L1_OFFSET) == DMAP_MIN_ADDRESS);
229 CTASSERT((DMAP_MAX_ADDRESS  & ~L1_OFFSET) == DMAP_MAX_ADDRESS);
230
231 static struct rwlock_padalign pvh_global_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 /*
262  * These load the old table data and store the new value.
263  * They need to be atomic as the System MMU may write to the table at
264  * the same time as the CPU.
265  */
266 #define pmap_load_store(table, entry) atomic_swap_64(table, entry)
267 #define pmap_set(table, mask) atomic_set_64(table, mask)
268 #define pmap_load_clear(table) atomic_swap_64(table, 0)
269 #define pmap_load(table) (*table)
270
271 /********************/
272 /* Inline functions */
273 /********************/
274
275 static __inline void
276 pagecopy(void *s, void *d)
277 {
278
279         memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
280 }
281
282 static __inline void
283 pagezero(void *p)
284 {
285
286         bzero(p, PAGE_SIZE);
287 }
288
289 #define pmap_l1_index(va)       (((va) >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
290 #define pmap_l2_index(va)       (((va) >> L2_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
291 #define pmap_l3_index(va)       (((va) >> L3_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
292
293 #define PTE_TO_PHYS(pte)        ((pte >> PTE_PPN0_S) * PAGE_SIZE)
294
295 static __inline pd_entry_t *
296 pmap_l1(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
297 {
298
299         return (&pmap->pm_l1[pmap_l1_index(va)]);
300 }
301
302 static __inline pd_entry_t *
303 pmap_l1_to_l2(pd_entry_t *l1, vm_offset_t va)
304 {
305         vm_paddr_t phys;
306         pd_entry_t *l2;
307
308         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
309         l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
310
311         return (&l2[pmap_l2_index(va)]);
312 }
313
314 static __inline pd_entry_t *
315 pmap_l2(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
316 {
317         pd_entry_t *l1;
318
319         l1 = pmap_l1(pmap, va);
320         if (l1 == NULL)
321                 return (NULL);
322         if ((pmap_load(l1) & PTE_V) == 0)
323                 return (NULL);
324         if ((pmap_load(l1) & PTE_RX) != 0)
325                 return (NULL);
326
327         return (pmap_l1_to_l2(l1, va));
328 }
329
330 static __inline pt_entry_t *
331 pmap_l2_to_l3(pd_entry_t *l2, vm_offset_t va)
332 {
333         vm_paddr_t phys;
334         pt_entry_t *l3;
335
336         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
337         l3 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
338
339         return (&l3[pmap_l3_index(va)]);
340 }
341
342 static __inline pt_entry_t *
343 pmap_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
344 {
345         pd_entry_t *l2;
346
347         l2 = pmap_l2(pmap, va);
348         if (l2 == NULL)
349                 return (NULL);
350         if ((pmap_load(l2) & PTE_V) == 0)
351                 return (NULL);
352         if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
353                 return (NULL);
354
355         return (pmap_l2_to_l3(l2, va));
356 }
357
358
359 static __inline int
360 pmap_is_write(pt_entry_t entry)
361 {
362
363         return (entry & PTE_W);
364 }
365
366 static __inline int
367 pmap_is_current(pmap_t pmap)
368 {
369
370         return ((pmap == pmap_kernel()) ||
371             (pmap == curthread->td_proc->p_vmspace->vm_map.pmap));
372 }
373
374 static __inline int
375 pmap_l3_valid(pt_entry_t l3)
376 {
377
378         return (l3 & PTE_V);
379 }
380
381 static __inline int
382 pmap_l3_valid_cacheable(pt_entry_t l3)
383 {
384
385         /* TODO */
386
387         return (0);
388 }
389
390 #define PTE_SYNC(pte)   cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)pte, sizeof(*pte))
391
392 static inline int
393 pmap_page_accessed(pt_entry_t pte)
394 {
395
396         return (pte & PTE_A);
397 }
398
399 /* Checks if the page is dirty. */
400 static inline int
401 pmap_page_dirty(pt_entry_t pte)
402 {
403
404         return (pte & PTE_D);
405 }
406
407 static __inline void
408 pmap_resident_count_inc(pmap_t pmap, int count)
409 {
410
411         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
412         pmap->pm_stats.resident_count += count;
413 }
414
415 static __inline void
416 pmap_resident_count_dec(pmap_t pmap, int count)
417 {
418
419         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
420         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count >= count,
421             ("pmap %p resident count underflow %ld %d", pmap,
422             pmap->pm_stats.resident_count, count));
423         pmap->pm_stats.resident_count -= count;
424 }
425
426 static void
427 pmap_distribute_l1(struct pmap *pmap, vm_pindex_t l1index,
428     pt_entry_t entry)
429 {
430         struct pmap *user_pmap;
431         pd_entry_t *l1;
432
433         /* Distribute new kernel L1 entry to all the user pmaps */
434         if (pmap != kernel_pmap)
435                 return;
436
437         LIST_FOREACH(user_pmap, &allpmaps, pm_list) {
438                 l1 = &user_pmap->pm_l1[l1index];
439                 if (entry)
440                         pmap_load_store(l1, entry);
441                 else
442                         pmap_load_clear(l1);
443         }
444 }
445
446 static pt_entry_t *
447 pmap_early_page_idx(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, u_int *l1_slot,
448     u_int *l2_slot)
449 {
450         pt_entry_t *l2;
451         pd_entry_t *l1;
452
453         l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
454         *l1_slot = (va >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK;
455
456         /* Check locore has used a table L1 map */
457         KASSERT((l1[*l1_slot] & PTE_RX) == 0,
458                 ("Invalid bootstrap L1 table"));
459
460         /* Find the address of the L2 table */
461         l2 = (pt_entry_t *)init_pt_va;
462         *l2_slot = pmap_l2_index(va);
463
464         return (l2);
465 }
466
467 static vm_paddr_t
468 pmap_early_vtophys(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va)
469 {
470         u_int l1_slot, l2_slot;
471         pt_entry_t *l2;
472         u_int ret;
473
474         l2 = pmap_early_page_idx(l1pt, va, &l1_slot, &l2_slot);
475
476         /* Check locore has used L2 superpages */
477         KASSERT((l2[l2_slot] & PTE_RX) != 0,
478                 ("Invalid bootstrap L2 table"));
479
480         /* L2 is superpages */
481         ret = (l2[l2_slot] >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
482         ret += (va & L2_OFFSET);
483
484         return (ret);
485 }
486
487 static void
488 pmap_bootstrap_dmap(vm_offset_t kern_l1, vm_paddr_t min_pa, vm_paddr_t max_pa)
489 {
490         vm_offset_t va;
491         vm_paddr_t pa;
492         pd_entry_t *l1;
493         u_int l1_slot;
494         pt_entry_t entry;
495         pn_t pn;
496
497         pa = dmap_phys_base = min_pa & ~L1_OFFSET;
498         va = DMAP_MIN_ADDRESS;
499         l1 = (pd_entry_t *)kern_l1;
500         l1_slot = pmap_l1_index(DMAP_MIN_ADDRESS);
501
502         for (; va < DMAP_MAX_ADDRESS && pa < max_pa;
503             pa += L1_SIZE, va += L1_SIZE, l1_slot++) {
504                 KASSERT(l1_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L1 index"));
505
506                 /* superpages */
507                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
508                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
509                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
510                 pmap_load_store(&l1[l1_slot], entry);
511         }
512
513         /* Set the upper limit of the DMAP region */
514         dmap_phys_max = pa;
515         dmap_max_addr = va;
516
517         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)l1, PAGE_SIZE);
518         cpu_tlb_flushID();
519 }
520
521 static vm_offset_t
522 pmap_bootstrap_l3(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t l3_start)
523 {
524         vm_offset_t l2pt, l3pt;
525         pt_entry_t entry;
526         pd_entry_t *l2;
527         vm_paddr_t pa;
528         u_int l2_slot;
529         pn_t pn;
530
531         KASSERT((va & L2_OFFSET) == 0, ("Invalid virtual address"));
532
533         l2 = pmap_l2(kernel_pmap, va);
534         l2 = (pd_entry_t *)((uintptr_t)l2 & ~(PAGE_SIZE - 1));
535         l2pt = (vm_offset_t)l2;
536         l2_slot = pmap_l2_index(va);
537         l3pt = l3_start;
538
539         for (; va < VM_MAX_KERNEL_ADDRESS; l2_slot++, va += L2_SIZE) {
540                 KASSERT(l2_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L2 index"));
541
542                 pa = pmap_early_vtophys(l1pt, l3pt);
543                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
544                 entry = (PTE_V);
545                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
546                 pmap_load_store(&l2[l2_slot], entry);
547                 l3pt += PAGE_SIZE;
548         }
549
550
551         /* Clean the L2 page table */
552         memset((void *)l3_start, 0, l3pt - l3_start);
553         cpu_dcache_wb_range(l3_start, l3pt - l3_start);
554
555         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)l2, PAGE_SIZE);
556
557         return (l3pt);
558 }
559
560 /*
561  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
562  */
563 void
564 pmap_bootstrap(vm_offset_t l1pt, vm_paddr_t kernstart, vm_size_t kernlen)
565 {
566         u_int l1_slot, l2_slot, avail_slot, map_slot, used_map_slot;
567         uint64_t kern_delta;
568         pt_entry_t *l2;
569         vm_offset_t va, freemempos;
570         vm_offset_t dpcpu, msgbufpv;
571         vm_paddr_t pa, min_pa, max_pa;
572         int i;
573
574         kern_delta = KERNBASE - kernstart;
575         physmem = 0;
576
577         printf("pmap_bootstrap %lx %lx %lx\n", l1pt, kernstart, kernlen);
578         printf("%lx\n", l1pt);
579         printf("%lx\n", (KERNBASE >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK);
580
581         /* Set this early so we can use the pagetable walking functions */
582         kernel_pmap_store.pm_l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
583         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
584
585         /*
586          * Initialize the global pv list lock.
587          */
588         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
589
590         LIST_INIT(&allpmaps);
591
592         /* Assume the address we were loaded to is a valid physical address */
593         min_pa = max_pa = KERNBASE - kern_delta;
594
595         /*
596          * Find the minimum physical address. physmap is sorted,
597          * but may contain empty ranges.
598          */
599         for (i = 0; i < (physmap_idx * 2); i += 2) {
600                 if (physmap[i] == physmap[i + 1])
601                         continue;
602                 if (physmap[i] <= min_pa)
603                         min_pa = physmap[i];
604                 if (physmap[i + 1] > max_pa)
605                         max_pa = physmap[i + 1];
606         }
607         printf("physmap_idx %lx\n", physmap_idx);
608         printf("min_pa %lx\n", min_pa);
609         printf("max_pa %lx\n", max_pa);
610
611         /* Create a direct map region early so we can use it for pa -> va */
612         pmap_bootstrap_dmap(l1pt, min_pa, max_pa);
613
614         va = KERNBASE;
615         pa = KERNBASE - kern_delta;
616
617         /*
618          * Start to initialize phys_avail by copying from physmap
619          * up to the physical address KERNBASE points at.
620          */
621         map_slot = avail_slot = 0;
622         for (; map_slot < (physmap_idx * 2); map_slot += 2) {
623                 if (physmap[map_slot] == physmap[map_slot + 1])
624                         continue;
625
626                 if (physmap[map_slot] <= pa &&
627                     physmap[map_slot + 1] > pa)
628                         break;
629
630                 phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
631                 phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
632                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
633                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
634                 avail_slot += 2;
635         }
636
637         /* Add the memory before the kernel */
638         if (physmap[avail_slot] < pa) {
639                 phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
640                 phys_avail[avail_slot + 1] = pa;
641                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
642                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
643                 avail_slot += 2;
644         }
645         used_map_slot = map_slot;
646
647         /*
648          * Read the page table to find out what is already mapped.
649          * This assumes we have mapped a block of memory from KERNBASE
650          * using a single L1 entry.
651          */
652         l2 = pmap_early_page_idx(l1pt, KERNBASE, &l1_slot, &l2_slot);
653
654         /* Sanity check the index, KERNBASE should be the first VA */
655         KASSERT(l2_slot == 0, ("The L2 index is non-zero"));
656
657         /* Find how many pages we have mapped */
658         for (; l2_slot < Ln_ENTRIES; l2_slot++) {
659                 if ((l2[l2_slot] & PTE_V) == 0)
660                         break;
661
662                 /* Check locore used L2 superpages */
663                 KASSERT((l2[l2_slot] & PTE_RX) != 0,
664                     ("Invalid bootstrap L2 table"));
665
666                 va += L2_SIZE;
667                 pa += L2_SIZE;
668         }
669
670         va = roundup2(va, L2_SIZE);
671
672         freemempos = KERNBASE + kernlen;
673         freemempos = roundup2(freemempos, PAGE_SIZE);
674
675         /* Create the l3 tables for the early devmap */
676         freemempos = pmap_bootstrap_l3(l1pt,
677             VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE, freemempos);
678
679         cpu_tlb_flushID();
680
681 #define alloc_pages(var, np)                                            \
682         (var) = freemempos;                                             \
683         freemempos += (np * PAGE_SIZE);                                 \
684         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
685
686         /* Allocate dynamic per-cpu area. */
687         alloc_pages(dpcpu, DPCPU_SIZE / PAGE_SIZE);
688         dpcpu_init((void *)dpcpu, 0);
689
690         /* Allocate memory for the msgbuf, e.g. for /sbin/dmesg */
691         alloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
692         msgbufp = (void *)msgbufpv;
693
694         virtual_avail = roundup2(freemempos, L2_SIZE);
695         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE;
696         kernel_vm_end = virtual_avail;
697         
698         pa = pmap_early_vtophys(l1pt, freemempos);
699
700         /* Finish initialising physmap */
701         map_slot = used_map_slot;
702         for (; avail_slot < (PHYS_AVAIL_SIZE - 2) &&
703             map_slot < (physmap_idx * 2); map_slot += 2) {
704                 if (physmap[map_slot] == physmap[map_slot + 1]) {
705                         continue;
706                 }
707
708                 /* Have we used the current range? */
709                 if (physmap[map_slot + 1] <= pa) {
710                         continue;
711                 }
712
713                 /* Do we need to split the entry? */
714                 if (physmap[map_slot] < pa) {
715                         phys_avail[avail_slot] = pa;
716                         phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
717                 } else {
718                         phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
719                         phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
720                 }
721                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
722                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
723
724                 avail_slot += 2;
725         }
726         phys_avail[avail_slot] = 0;
727         phys_avail[avail_slot + 1] = 0;
728
729         /*
730          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
731          * highest page of the physical address space.  It should be
732          * called something like "Maxphyspage".
733          */
734         Maxmem = atop(phys_avail[avail_slot - 1]);
735
736         cpu_tlb_flushID();
737 }
738
739 /*
740  *      Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
741  */
742 void
743 pmap_page_init(vm_page_t m)
744 {
745
746         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
747         m->md.pv_memattr = VM_MEMATTR_WRITE_BACK;
748 }
749
750 /*
751  *      Initialize the pmap module.
752  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
753  *      system needs to map virtual memory.
754  */
755 void
756 pmap_init(void)
757 {
758         int i;
759
760         /*
761          * Initialize the pv chunk list mutex.
762          */
763         mtx_init(&pv_chunks_mutex, "pmap pv chunk list", NULL, MTX_DEF);
764
765         /*
766          * Initialize the pool of pv list locks.
767          */
768         for (i = 0; i < NPV_LIST_LOCKS; i++)
769                 rw_init(&pv_list_locks[i], "pmap pv list");
770 }
771
772 /*
773  * Normal, non-SMP, invalidation functions.
774  * We inline these within pmap.c for speed.
775  */
776 PMAP_INLINE void
777 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
778 {
779
780         /* TODO */
781
782         sched_pin();
783         __asm __volatile("sfence.vma %0" :: "r" (va) : "memory");
784         sched_unpin();
785 }
786
787 PMAP_INLINE void
788 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
789 {
790
791         /* TODO */
792
793         sched_pin();
794         __asm __volatile("sfence.vma");
795         sched_unpin();
796 }
797
798 PMAP_INLINE void
799 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
800 {
801
802         /* TODO */
803
804         sched_pin();
805         __asm __volatile("sfence.vma");
806         sched_unpin();
807 }
808
809 /*
810  *      Routine:        pmap_extract
811  *      Function:
812  *              Extract the physical page address associated
813  *              with the given map/virtual_address pair.
814  */
815 vm_paddr_t 
816 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
817 {
818         pd_entry_t *l2p, l2;
819         pt_entry_t *l3p, l3;
820         vm_paddr_t pa;
821
822         pa = 0;
823         PMAP_LOCK(pmap);
824         /*
825          * Start with the l2 tabel. We are unable to allocate
826          * pages in the l1 table.
827          */
828         l2p = pmap_l2(pmap, va);
829         if (l2p != NULL) {
830                 l2 = pmap_load(l2p);
831                 if ((l2 & PTE_RX) == 0) {
832                         l3p = pmap_l2_to_l3(l2p, va);
833                         if (l3p != NULL) {
834                                 l3 = pmap_load(l3p);
835                                 pa = PTE_TO_PHYS(l3);
836                                 pa |= (va & L3_OFFSET);
837                         }
838                 } else {
839                         /* L2 is superpages */
840                         pa = (l2 >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
841                         pa |= (va & L2_OFFSET);
842                 }
843         }
844         PMAP_UNLOCK(pmap);
845         return (pa);
846 }
847
848 /*
849  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
850  *      Function:
851  *              Atomically extract and hold the physical page
852  *              with the given pmap and virtual address pair
853  *              if that mapping permits the given protection.
854  */
855 vm_page_t
856 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
857 {
858         pt_entry_t *l3p, l3;
859         vm_paddr_t phys;
860         vm_paddr_t pa;
861         vm_page_t m;
862
863         pa = 0;
864         m = NULL;
865         PMAP_LOCK(pmap);
866 retry:
867         l3p = pmap_l3(pmap, va);
868         if (l3p != NULL && (l3 = pmap_load(l3p)) != 0) {
869                 if ((pmap_is_write(l3)) || ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
870                         phys = PTE_TO_PHYS(l3);
871                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, phys, &pa))
872                                 goto retry;
873                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
874                         vm_page_hold(m);
875                 }
876         }
877         PA_UNLOCK_COND(pa);
878         PMAP_UNLOCK(pmap);
879         return (m);
880 }
881
882 vm_paddr_t
883 pmap_kextract(vm_offset_t va)
884 {
885         pd_entry_t *l2;
886         pt_entry_t *l3;
887         vm_paddr_t pa;
888
889         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
890                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
891         } else {
892                 l2 = pmap_l2(kernel_pmap, va);
893                 if (l2 == NULL)
894                         panic("pmap_kextract: No l2");
895                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0) {
896                         /* superpages */
897                         pa = (pmap_load(l2) >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
898                         pa |= (va & L2_OFFSET);
899                         return (pa);
900                 }
901
902                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, va);
903                 if (l3 == NULL)
904                         panic("pmap_kextract: No l3...");
905                 pa = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l3));
906                 pa |= (va & PAGE_MASK);
907         }
908         return (pa);
909 }
910
911 /***************************************************
912  * Low level mapping routines.....
913  ***************************************************/
914
915 void
916 pmap_kenter_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size, vm_paddr_t pa)
917 {
918         pt_entry_t entry;
919         pt_entry_t *l3;
920         vm_offset_t va;
921         pn_t pn;
922
923         KASSERT((pa & L3_OFFSET) == 0,
924            ("pmap_kenter_device: Invalid physical address"));
925         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
926            ("pmap_kenter_device: Invalid virtual address"));
927         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
928             ("pmap_kenter_device: Mapping is not page-sized"));
929
930         va = sva;
931         while (size != 0) {
932                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
933                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
934
935                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
936                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
937                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
938                 pmap_load_store(l3, entry);
939
940                 PTE_SYNC(l3);
941
942                 va += PAGE_SIZE;
943                 pa += PAGE_SIZE;
944                 size -= PAGE_SIZE;
945         }
946         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
947 }
948
949 /*
950  * Remove a page from the kernel pagetables.
951  * Note: not SMP coherent.
952  */
953 PMAP_INLINE void
954 pmap_kremove(vm_offset_t va)
955 {
956         pt_entry_t *l3;
957
958         l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
959         KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
960
961         if (pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
962                 cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
963         pmap_load_clear(l3);
964         PTE_SYNC(l3);
965         pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
966 }
967
968 void
969 pmap_kremove_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size)
970 {
971         pt_entry_t *l3;
972         vm_offset_t va;
973
974         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
975            ("pmap_kremove_device: Invalid virtual address"));
976         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
977             ("pmap_kremove_device: Mapping is not page-sized"));
978
979         va = sva;
980         while (size != 0) {
981                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
982                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
983                 pmap_load_clear(l3);
984                 PTE_SYNC(l3);
985
986                 va += PAGE_SIZE;
987                 size -= PAGE_SIZE;
988         }
989         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
990 }
991
992 /*
993  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
994  *      virtual address space.
995  *
996  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
997  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
998  *      physical to virtual region can return the appropriate address
999  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
1000  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
1001  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
1002  *      region.
1003  */
1004 vm_offset_t
1005 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1006 {
1007
1008         return PHYS_TO_DMAP(start);
1009 }
1010
1011
1012 /*
1013  * Add a list of wired pages to the kva
1014  * this routine is only used for temporary
1015  * kernel mappings that do not need to have
1016  * page modification or references recorded.
1017  * Note that old mappings are simply written
1018  * over.  The page *must* be wired.
1019  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1020  */
1021 void
1022 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
1023 {
1024         pt_entry_t *l3, pa;
1025         vm_offset_t va;
1026         vm_page_t m;
1027         pt_entry_t entry;
1028         pn_t pn;
1029         int i;
1030
1031         va = sva;
1032         for (i = 0; i < count; i++) {
1033                 m = ma[i];
1034                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1035                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
1036                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
1037
1038                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
1039                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1040                 pmap_load_store(l3, entry);
1041
1042                 PTE_SYNC(l3);
1043                 va += L3_SIZE;
1044         }
1045         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * This routine tears out page mappings from the
1050  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1051  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1052  */
1053 void
1054 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
1055 {
1056         pt_entry_t *l3;
1057         vm_offset_t va;
1058
1059         KASSERT(sva >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, ("usermode va %lx", sva));
1060
1061         va = sva;
1062         while (count-- > 0) {
1063                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
1064                 KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
1065
1066                 if (pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1067                         cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
1068                 pmap_load_clear(l3);
1069                 PTE_SYNC(l3);
1070
1071                 va += PAGE_SIZE;
1072         }
1073         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1074 }
1075
1076 /***************************************************
1077  * Page table page management routines.....
1078  ***************************************************/
1079 /*
1080  * Schedule the specified unused page table page to be freed.  Specifically,
1081  * add the page to the specified list of pages that will be released to the
1082  * physical memory manager after the TLB has been updated.
1083  */
1084 static __inline void
1085 pmap_add_delayed_free_list(vm_page_t m, struct spglist *free,
1086     boolean_t set_PG_ZERO)
1087 {
1088
1089         if (set_PG_ZERO)
1090                 m->flags |= PG_ZERO;
1091         else
1092                 m->flags &= ~PG_ZERO;
1093         SLIST_INSERT_HEAD(free, m, plinks.s.ss);
1094 }
1095         
1096 /*
1097  * Decrements a page table page's wire count, which is used to record the
1098  * number of valid page table entries within the page.  If the wire count
1099  * drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
1100  * page table page was unmapped and FALSE otherwise.
1101  */
1102 static inline boolean_t
1103 pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1104 {
1105
1106         --m->wire_count;
1107         if (m->wire_count == 0) {
1108                 _pmap_unwire_l3(pmap, va, m, free);
1109                 return (TRUE);
1110         } else {
1111                 return (FALSE);
1112         }
1113 }
1114
1115 static void
1116 _pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1117 {
1118         vm_paddr_t phys;
1119
1120         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1121         /*
1122          * unmap the page table page
1123          */
1124         if (m->pindex >= NUPDE) {
1125                 /* PD page */
1126                 pd_entry_t *l1;
1127                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1128                 pmap_load_clear(l1);
1129                 pmap_distribute_l1(pmap, pmap_l1_index(va), 0);
1130                 PTE_SYNC(l1);
1131         } else {
1132                 /* PTE page */
1133                 pd_entry_t *l2;
1134                 l2 = pmap_l2(pmap, va);
1135                 pmap_load_clear(l2);
1136                 PTE_SYNC(l2);
1137         }
1138         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1139         if (m->pindex < NUPDE) {
1140                 pd_entry_t *l1;
1141                 /* We just released a PT, unhold the matching PD */
1142                 vm_page_t pdpg;
1143
1144                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1145                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1146                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1147                 pmap_unwire_l3(pmap, va, pdpg, free);
1148         }
1149         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1150
1151         vm_wire_sub(1);
1152
1153         /* 
1154          * Put page on a list so that it is released after
1155          * *ALL* TLB shootdown is done
1156          */
1157         pmap_add_delayed_free_list(m, free, TRUE);
1158 }
1159
1160 /*
1161  * After removing an l3 entry, this routine is used to
1162  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1163  */
1164 static int
1165 pmap_unuse_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t ptepde,
1166     struct spglist *free)
1167 {
1168         vm_paddr_t phys;
1169         vm_page_t mpte;
1170
1171         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1172                 return (0);
1173         KASSERT(ptepde != 0, ("pmap_unuse_pt: ptepde != 0"));
1174
1175         phys = PTE_TO_PHYS(ptepde);
1176
1177         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1178         return (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, free));
1179 }
1180
1181 void
1182 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1183 {
1184
1185         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1186         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1187         pmap->pm_l1 = kernel_pmap->pm_l1;
1188 }
1189
1190 int
1191 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1192 {
1193         vm_paddr_t l1phys;
1194         vm_page_t l1pt;
1195
1196         /*
1197          * allocate the l1 page
1198          */
1199         while ((l1pt = vm_page_alloc(NULL, 0xdeadbeef, VM_ALLOC_NORMAL |
1200             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL)
1201                 vm_wait(NULL);
1202
1203         l1phys = VM_PAGE_TO_PHYS(l1pt);
1204         pmap->pm_l1 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(l1phys);
1205
1206         if ((l1pt->flags & PG_ZERO) == 0)
1207                 pagezero(pmap->pm_l1);
1208
1209         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1210
1211         /* Install kernel pagetables */
1212         memcpy(pmap->pm_l1, kernel_pmap->pm_l1, PAGE_SIZE);
1213
1214         /* Add to the list of all user pmaps */
1215         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, pmap, pm_list);
1216
1217         return (1);
1218 }
1219
1220 /*
1221  * This routine is called if the desired page table page does not exist.
1222  *
1223  * If page table page allocation fails, this routine may sleep before
1224  * returning NULL.  It sleeps only if a lock pointer was given.
1225  *
1226  * Note: If a page allocation fails at page table level two or three,
1227  * one or two pages may be held during the wait, only to be released
1228  * afterwards.  This conservative approach is easily argued to avoid
1229  * race conditions.
1230  */
1231 static vm_page_t
1232 _pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex, struct rwlock **lockp)
1233 {
1234         vm_page_t m, /*pdppg, */pdpg;
1235         pt_entry_t entry;
1236         vm_paddr_t phys;
1237         pn_t pn;
1238
1239         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1240
1241         /*
1242          * Allocate a page table page.
1243          */
1244         if ((m = vm_page_alloc(NULL, ptepindex, VM_ALLOC_NOOBJ |
1245             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL) {
1246                 if (lockp != NULL) {
1247                         RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp);
1248                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1249                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
1250                         vm_wait(NULL);
1251                         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1252                         PMAP_LOCK(pmap);
1253                 }
1254
1255                 /*
1256                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page table
1257                  * page may have been allocated.
1258                  */
1259                 return (NULL);
1260         }
1261
1262         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1263                 pmap_zero_page(m);
1264
1265         /*
1266          * Map the pagetable page into the process address space, if
1267          * it isn't already there.
1268          */
1269
1270         if (ptepindex >= NUPDE) {
1271                 pd_entry_t *l1;
1272                 vm_pindex_t l1index;
1273
1274                 l1index = ptepindex - NUPDE;
1275                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1276
1277                 pn = (VM_PAGE_TO_PHYS(m) / PAGE_SIZE);
1278                 entry = (PTE_V);
1279                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1280                 pmap_load_store(l1, entry);
1281                 pmap_distribute_l1(pmap, l1index, entry);
1282
1283                 PTE_SYNC(l1);
1284
1285         } else {
1286                 vm_pindex_t l1index;
1287                 pd_entry_t *l1, *l2;
1288
1289                 l1index = ptepindex >> (L1_SHIFT - L2_SHIFT);
1290                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1291                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1292                         /* recurse for allocating page dir */
1293                         if (_pmap_alloc_l3(pmap, NUPDE + l1index,
1294                             lockp) == NULL) {
1295                                 vm_page_unwire_noq(m);
1296                                 vm_page_free_zero(m);
1297                                 return (NULL);
1298                         }
1299                 } else {
1300                         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1301                         pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1302                         pdpg->wire_count++;
1303                 }
1304
1305                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1306                 l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
1307                 l2 = &l2[ptepindex & Ln_ADDR_MASK];
1308
1309                 pn = (VM_PAGE_TO_PHYS(m) / PAGE_SIZE);
1310                 entry = (PTE_V);
1311                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1312                 pmap_load_store(l2, entry);
1313
1314                 PTE_SYNC(l2);
1315         }
1316
1317         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
1318
1319         return (m);
1320 }
1321
1322 static vm_page_t
1323 pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, struct rwlock **lockp)
1324 {
1325         vm_pindex_t ptepindex;
1326         pd_entry_t *l2;
1327         vm_paddr_t phys;
1328         vm_page_t m;
1329
1330         /*
1331          * Calculate pagetable page index
1332          */
1333         ptepindex = pmap_l2_pindex(va);
1334 retry:
1335         /*
1336          * Get the page directory entry
1337          */
1338         l2 = pmap_l2(pmap, va);
1339
1340         /*
1341          * If the page table page is mapped, we just increment the
1342          * hold count, and activate it.
1343          */
1344         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
1345                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
1346                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1347                 m->wire_count++;
1348         } else {
1349                 /*
1350                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been
1351                  * deallocated.
1352                  */
1353                 m = _pmap_alloc_l3(pmap, ptepindex, lockp);
1354                 if (m == NULL && lockp != NULL)
1355                         goto retry;
1356         }
1357         return (m);
1358 }
1359
1360
1361 /***************************************************
1362  * Pmap allocation/deallocation routines.
1363  ***************************************************/
1364
1365 /*
1366  * Release any resources held by the given physical map.
1367  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1368  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1369  */
1370 void
1371 pmap_release(pmap_t pmap)
1372 {
1373         vm_page_t m;
1374
1375         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1376             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1377             pmap->pm_stats.resident_count));
1378
1379         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pmap->pm_l1));
1380         vm_page_unwire_noq(m);
1381         vm_page_free_zero(m);
1382
1383         /* Remove pmap from the allpmaps list */
1384         LIST_REMOVE(pmap, pm_list);
1385
1386         /* Remove kernel pagetables */
1387         bzero(pmap->pm_l1, PAGE_SIZE);
1388 }
1389
1390 #if 0
1391 static int
1392 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1393 {
1394         unsigned long ksize = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
1395
1396         return sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req);
1397 }
1398 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1399     0, 0, kvm_size, "LU", "Size of KVM");
1400
1401 static int
1402 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1403 {
1404         unsigned long kfree = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - kernel_vm_end;
1405
1406         return sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req);
1407 }
1408 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1409     0, 0, kvm_free, "LU", "Amount of KVM free");
1410 #endif /* 0 */
1411
1412 /*
1413  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1414  */
1415 void
1416 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1417 {
1418         vm_paddr_t paddr;
1419         vm_page_t nkpg;
1420         pd_entry_t *l1, *l2;
1421         pt_entry_t entry;
1422         pn_t pn;
1423
1424         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1425
1426         addr = roundup2(addr, L2_SIZE);
1427         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
1428                 addr = kernel_map->max_offset;
1429         while (kernel_vm_end < addr) {
1430                 l1 = pmap_l1(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1431                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1432                         /* We need a new PDP entry */
1433                         nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L1_SHIFT,
1434                             VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ |
1435                             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
1436                         if (nkpg == NULL)
1437                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1438                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1439                                 pmap_zero_page(nkpg);
1440                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1441
1442                         pn = (paddr / PAGE_SIZE);
1443                         entry = (PTE_V);
1444                         entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1445                         pmap_load_store(l1, entry);
1446                         pmap_distribute_l1(kernel_pmap,
1447                             pmap_l1_index(kernel_vm_end), entry);
1448
1449                         PTE_SYNC(l1);
1450                         continue; /* try again */
1451                 }
1452                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, kernel_vm_end);
1453                 if ((pmap_load(l2) & PTE_A) != 0) {
1454                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1455                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1456                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1457                                 break;
1458                         }
1459                         continue;
1460                 }
1461
1462                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L2_SHIFT,
1463                     VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
1464                     VM_ALLOC_ZERO);
1465                 if (nkpg == NULL)
1466                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1467                 if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0) {
1468                         pmap_zero_page(nkpg);
1469                 }
1470                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1471
1472                 pn = (paddr / PAGE_SIZE);
1473                 entry = (PTE_V);
1474                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1475                 pmap_load_store(l2, entry);
1476
1477                 PTE_SYNC(l2);
1478                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1479
1480                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1481                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1482                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1483                         break;                       
1484                 }
1485         }
1486 }
1487
1488
1489 /***************************************************
1490  * page management routines.
1491  ***************************************************/
1492
1493 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
1494 CTASSERT(_NPCM == 3);
1495 CTASSERT(_NPCPV == 168);
1496
1497 static __inline struct pv_chunk *
1498 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
1499 {
1500
1501         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
1502 }
1503
1504 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
1505
1506 #define PC_FREE0        0xfffffffffffffffful
1507 #define PC_FREE1        0xfffffffffffffffful
1508 #define PC_FREE2        0x000000fffffffffful
1509
1510 static const uint64_t pc_freemask[_NPCM] = { PC_FREE0, PC_FREE1, PC_FREE2 };
1511
1512 #if 0
1513 #ifdef PV_STATS
1514 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
1515
1516 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
1517         "Current number of pv entry chunks");
1518 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
1519         "Current number of pv entry chunks allocated");
1520 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
1521         "Current number of pv entry chunks frees");
1522 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
1523         "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
1524
1525 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs, pv_entry_count;
1526 static int pv_entry_spare;
1527
1528 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
1529         "Current number of pv entry frees");
1530 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
1531         "Current number of pv entry allocs");
1532 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
1533         "Current number of pv entries");
1534 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
1535         "Current number of spare pv entries");
1536 #endif
1537 #endif /* 0 */
1538
1539 /*
1540  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
1541  * drastic measures to free some pages so we can allocate
1542  * another pv entry chunk.
1543  *
1544  * Returns NULL if PV entries were reclaimed from the specified pmap.
1545  *
1546  * We do not, however, unmap 2mpages because subsequent accesses will
1547  * allocate per-page pv entries until repromotion occurs, thereby
1548  * exacerbating the shortage of free pv entries.
1549  */
1550 static vm_page_t
1551 reclaim_pv_chunk(pmap_t locked_pmap, struct rwlock **lockp)
1552 {
1553
1554         panic("RISCVTODO: reclaim_pv_chunk");
1555 }
1556
1557 /*
1558  * free the pv_entry back to the free list
1559  */
1560 static void
1561 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
1562 {
1563         struct pv_chunk *pc;
1564         int idx, field, bit;
1565
1566         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1567         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1568         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, 1));
1569         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, 1));
1570         PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, 1));
1571         pc = pv_to_chunk(pv);
1572         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
1573         field = idx / 64;
1574         bit = idx % 64;
1575         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
1576         if (pc->pc_map[0] != PC_FREE0 || pc->pc_map[1] != PC_FREE1 ||
1577             pc->pc_map[2] != PC_FREE2) {
1578                 /* 98% of the time, pc is already at the head of the list. */
1579                 if (__predict_false(pc != TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk))) {
1580                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1581                         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1582                 }
1583                 return;
1584         }
1585         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1586         free_pv_chunk(pc);
1587 }
1588
1589 static void
1590 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
1591 {
1592         vm_page_t m;
1593
1594         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1595         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1596         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1597         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, _NPCPV));
1598         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pc_chunk_count, 1));
1599         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_frees, 1));
1600         /* entire chunk is free, return it */
1601         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pc));
1602 #if 0 /* TODO: For minidump */
1603         dump_drop_page(m->phys_addr);
1604 #endif
1605         vm_page_unwire(m, PQ_NONE);
1606         vm_page_free(m);
1607 }
1608
1609 /*
1610  * Returns a new PV entry, allocating a new PV chunk from the system when
1611  * needed.  If this PV chunk allocation fails and a PV list lock pointer was
1612  * given, a PV chunk is reclaimed from an arbitrary pmap.  Otherwise, NULL is
1613  * returned.
1614  *
1615  * The given PV list lock may be released.
1616  */
1617 static pv_entry_t
1618 get_pv_entry(pmap_t pmap, struct rwlock **lockp)
1619 {
1620         int bit, field;
1621         pv_entry_t pv;
1622         struct pv_chunk *pc;
1623         vm_page_t m;
1624
1625         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1626         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1627         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_allocs, 1));
1628 retry:
1629         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
1630         if (pc != NULL) {
1631                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
1632                         if (pc->pc_map[field]) {
1633                                 bit = ffsl(pc->pc_map[field]) - 1;
1634                                 break;
1635                         }
1636                 }
1637                 if (field < _NPCM) {
1638                         pv = &pc->pc_pventry[field * 64 + bit];
1639                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
1640                         /* If this was the last item, move it to tail */
1641                         if (pc->pc_map[0] == 0 && pc->pc_map[1] == 0 &&
1642                             pc->pc_map[2] == 0) {
1643                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1644                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc,
1645                                     pc_list);
1646                         }
1647                         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1648                         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, 1));
1649                         return (pv);
1650                 }
1651         }
1652         /* No free items, allocate another chunk */
1653         m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ |
1654             VM_ALLOC_WIRED);
1655         if (m == NULL) {
1656                 if (lockp == NULL) {
1657                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
1658                         return (NULL);
1659                 }
1660                 m = reclaim_pv_chunk(pmap, lockp);
1661                 if (m == NULL)
1662                         goto retry;
1663         }
1664         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_count, 1));
1665         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_allocs, 1));
1666 #if 0 /* TODO: This is for minidump */
1667         dump_add_page(m->phys_addr);
1668 #endif
1669         pc = (void *)PHYS_TO_DMAP(m->phys_addr);
1670         pc->pc_pmap = pmap;
1671         pc->pc_map[0] = PC_FREE0 & ~1ul;        /* preallocated bit 0 */
1672         pc->pc_map[1] = PC_FREE1;
1673         pc->pc_map[2] = PC_FREE2;
1674         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1675         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1676         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1677         pv = &pc->pc_pventry[0];
1678         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1679         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1680         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, _NPCPV - 1));
1681         return (pv);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * First find and then remove the pv entry for the specified pmap and virtual
1686  * address from the specified pv list.  Returns the pv entry if found and NULL
1687  * otherwise.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or
1688  * 2MB page mappings.
1689  */
1690 static __inline pv_entry_t
1691 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1692 {
1693         pv_entry_t pv;
1694
1695         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1696         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
1697                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
1698                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
1699                         pvh->pv_gen++;
1700                         break;
1701                 }
1702         }
1703         return (pv);
1704 }
1705
1706 /*
1707  * First find and then destroy the pv entry for the specified pmap and virtual
1708  * address.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or 2MB
1709  * page mappings.
1710  */
1711 static void
1712 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1713 {
1714         pv_entry_t pv;
1715
1716         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
1717
1718         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
1719         free_pv_entry(pmap, pv);
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Conditionally create the PV entry for a 4KB page mapping if the required
1724  * memory can be allocated without resorting to reclamation.
1725  */
1726 static boolean_t
1727 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1728     struct rwlock **lockp)
1729 {
1730         pv_entry_t pv;
1731
1732         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1733         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1734         /* Pass NULL instead of the lock pointer to disable reclamation. */
1735         if ((pv = get_pv_entry(pmap, NULL)) != NULL) {
1736                 pv->pv_va = va;
1737                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1738                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1739                 m->md.pv_gen++;
1740                 return (TRUE);
1741         } else
1742                 return (FALSE);
1743 }
1744
1745 /*
1746  * pmap_remove_l3: do the things to unmap a page in a process
1747  */
1748 static int
1749 pmap_remove_l3(pmap_t pmap, pt_entry_t *l3, vm_offset_t va, 
1750     pd_entry_t l2e, struct spglist *free, struct rwlock **lockp)
1751 {
1752         pt_entry_t old_l3;
1753         vm_paddr_t phys;
1754         vm_page_t m;
1755
1756         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1757         if (pmap_is_current(pmap) && pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1758                 cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
1759         old_l3 = pmap_load_clear(l3);
1760         PTE_SYNC(l3);
1761         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1762         if (old_l3 & PTE_SW_WIRED)
1763                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1764         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1765         if (old_l3 & PTE_SW_MANAGED) {
1766                 phys = PTE_TO_PHYS(old_l3);
1767                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1768                 if (pmap_page_dirty(old_l3))
1769                         vm_page_dirty(m);
1770                 if (old_l3 & PTE_A)
1771                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1772                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1773                 pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
1774         }
1775
1776         return (pmap_unuse_l3(pmap, va, l2e, free));
1777 }
1778
1779 /*
1780  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1781  *
1782  *      It is assumed that the start and end are properly
1783  *      rounded to the page size.
1784  */
1785 void
1786 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1787 {
1788         struct rwlock *lock;
1789         vm_offset_t va, va_next;
1790         pd_entry_t *l1, *l2;
1791         pt_entry_t l3_pte, *l3;
1792         struct spglist free;
1793
1794         /*
1795          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
1796          */
1797         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1798                 return;
1799
1800         SLIST_INIT(&free);
1801
1802         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1803         PMAP_LOCK(pmap);
1804
1805         lock = NULL;
1806         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1807                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1808                         break;
1809
1810                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1811                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1812                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1813                         if (va_next < sva)
1814                                 va_next = eva;
1815                         continue;
1816                 }
1817
1818                 /*
1819                  * Calculate index for next page table.
1820                  */
1821                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1822                 if (va_next < sva)
1823                         va_next = eva;
1824
1825                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1826                 if (l2 == NULL)
1827                         continue;
1828
1829                 l3_pte = pmap_load(l2);
1830
1831                 /*
1832                  * Weed out invalid mappings.
1833                  */
1834                 if (l3_pte == 0)
1835                         continue;
1836                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
1837                         continue;
1838
1839                 /*
1840                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1841                  * by the current page table page, or to the end of the
1842                  * range being removed.
1843                  */
1844                 if (va_next > eva)
1845                         va_next = eva;
1846
1847                 va = va_next;
1848                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
1849                     sva += L3_SIZE) {
1850                         if (l3 == NULL)
1851                                 panic("l3 == NULL");
1852                         if (pmap_load(l3) == 0) {
1853                                 if (va != va_next) {
1854                                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1855                                         va = va_next;
1856                                 }
1857                                 continue;
1858                         }
1859                         if (va == va_next)
1860                                 va = sva;
1861                         if (pmap_remove_l3(pmap, l3, sva, l3_pte, &free,
1862                             &lock)) {
1863                                 sva += L3_SIZE;
1864                                 break;
1865                         }
1866                 }
1867                 if (va != va_next)
1868                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1869         }
1870         if (lock != NULL)
1871                 rw_wunlock(lock);
1872         rw_runlock(&pvh_global_lock);   
1873         PMAP_UNLOCK(pmap);
1874         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
1875 }
1876
1877 /*
1878  *      Routine:        pmap_remove_all
1879  *      Function:
1880  *              Removes this physical page from
1881  *              all physical maps in which it resides.
1882  *              Reflects back modify bits to the pager.
1883  *
1884  *      Notes:
1885  *              Original versions of this routine were very
1886  *              inefficient because they iteratively called
1887  *              pmap_remove (slow...)
1888  */
1889
1890 void
1891 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1892 {
1893         pv_entry_t pv;
1894         pmap_t pmap;
1895         pt_entry_t *l3, tl3;
1896         pd_entry_t *l2, tl2;
1897         struct spglist free;
1898
1899         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1900             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
1901         SLIST_INIT(&free);
1902         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1903         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1904                 pmap = PV_PMAP(pv);
1905                 PMAP_LOCK(pmap);
1906                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1907                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
1908                 KASSERT(l2 != NULL, ("pmap_remove_all: no l2 table found"));
1909                 tl2 = pmap_load(l2);
1910
1911                 KASSERT((tl2 & PTE_RX) == 0,
1912                     ("pmap_remove_all: found a table when expecting "
1913                     "a block in %p's pv list", m));
1914
1915                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
1916                 if (pmap_is_current(pmap) &&
1917                     pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1918                         cpu_dcache_wb_range(pv->pv_va, L3_SIZE);
1919                 tl3 = pmap_load_clear(l3);
1920                 PTE_SYNC(l3);
1921                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
1922                 if (tl3 & PTE_SW_WIRED)
1923                         pmap->pm_stats.wired_count--;
1924                 if ((tl3 & PTE_A) != 0)
1925                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1926
1927                 /*
1928                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1929                  */
1930                 if (pmap_page_dirty(tl3))
1931                         vm_page_dirty(m);
1932                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, pmap_load(l2), &free);
1933                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1934                 m->md.pv_gen++;
1935                 free_pv_entry(pmap, pv);
1936                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1937         }
1938         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1939         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1940         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
1941 }
1942
1943 /*
1944  *      Set the physical protection on the
1945  *      specified range of this map as requested.
1946  */
1947 void
1948 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1949 {
1950         vm_offset_t va, va_next;
1951         pd_entry_t *l1, *l2;
1952         pt_entry_t *l3p, l3;
1953         pt_entry_t entry;
1954
1955         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1956                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1957                 return;
1958         }
1959
1960         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == VM_PROT_WRITE)
1961                 return;
1962
1963         PMAP_LOCK(pmap);
1964         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1965
1966                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1967                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1968                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1969                         if (va_next < sva)
1970                                 va_next = eva;
1971                         continue;
1972                 }
1973
1974                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1975                 if (va_next < sva)
1976                         va_next = eva;
1977
1978                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1979                 if (l2 == NULL)
1980                         continue;
1981                 if (pmap_load(l2) == 0)
1982                         continue;
1983                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
1984                         continue;
1985
1986                 if (va_next > eva)
1987                         va_next = eva;
1988
1989                 va = va_next;
1990                 for (l3p = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3p++,
1991                     sva += L3_SIZE) {
1992                         l3 = pmap_load(l3p);
1993                         if (pmap_l3_valid(l3)) {
1994                                 entry = pmap_load(l3p);
1995                                 entry &= ~(PTE_W);
1996                                 pmap_load_store(l3p, entry);
1997                                 PTE_SYNC(l3p);
1998                                 /* XXX: Use pmap_invalidate_range */
1999                                 pmap_invalidate_page(pmap, sva);
2000                         }
2001                 }
2002         }
2003         PMAP_UNLOCK(pmap);
2004 }
2005
2006 /*
2007  *      Insert the given physical page (p) at
2008  *      the specified virtual address (v) in the
2009  *      target physical map with the protection requested.
2010  *
2011  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2012  *      that the related pte can not be reclaimed.
2013  *
2014  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2015  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2016  *      insert this page into the given map NOW.
2017  */
2018 int
2019 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2020     u_int flags, int8_t psind __unused)
2021 {
2022         struct rwlock *lock;
2023         pd_entry_t *l1, *l2;
2024         pt_entry_t new_l3, orig_l3;
2025         pt_entry_t *l3;
2026         pv_entry_t pv;
2027         vm_paddr_t opa, pa, l2_pa, l3_pa;
2028         vm_page_t mpte, om, l2_m, l3_m;
2029         boolean_t nosleep;
2030         pt_entry_t entry;
2031         pn_t l2_pn;
2032         pn_t l3_pn;
2033         pn_t pn;
2034
2035         va = trunc_page(va);
2036         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 && !vm_page_xbusied(m))
2037                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
2038         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2039         pn = (pa / PAGE_SIZE);
2040
2041         new_l3 = PTE_V | PTE_R | PTE_X;
2042         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2043                 new_l3 |= PTE_W;
2044         if ((va >> 63) == 0)
2045                 new_l3 |= PTE_U;
2046
2047         new_l3 |= (pn << PTE_PPN0_S);
2048         if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0)
2049                 new_l3 |= PTE_SW_WIRED;
2050         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2051                 new_l3 |= PTE_SW_MANAGED;
2052
2053         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter: %.16lx -> %.16lx", va, pa);
2054
2055         mpte = NULL;
2056
2057         lock = NULL;
2058         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2059         PMAP_LOCK(pmap);
2060
2061         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2062                 nosleep = (flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) != 0;
2063                 mpte = pmap_alloc_l3(pmap, va, nosleep ? NULL : &lock);
2064                 if (mpte == NULL && nosleep) {
2065                         CTR0(KTR_PMAP, "pmap_enter: mpte == NULL");
2066                         if (lock != NULL)
2067                                 rw_wunlock(lock);
2068                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2069                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2070                         return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
2071                 }
2072                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
2073         } else {
2074                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
2075                 /* TODO: This is not optimal, but should mostly work */
2076                 if (l3 == NULL) {
2077                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
2078                         if (l2 == NULL) {
2079                                 l2_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2080                                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
2081                                     VM_ALLOC_ZERO);
2082                                 if (l2_m == NULL)
2083                                         panic("pmap_enter: l2 pte_m == NULL");
2084                                 if ((l2_m->flags & PG_ZERO) == 0)
2085                                         pmap_zero_page(l2_m);
2086
2087                                 l2_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l2_m);
2088                                 l2_pn = (l2_pa / PAGE_SIZE);
2089
2090                                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
2091                                 entry = (PTE_V);
2092                                 entry |= (l2_pn << PTE_PPN0_S);
2093                                 pmap_load_store(l1, entry);
2094                                 pmap_distribute_l1(pmap, pmap_l1_index(va), entry);
2095                                 PTE_SYNC(l1);
2096
2097                                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, va);
2098                         }
2099
2100                         KASSERT(l2 != NULL,
2101                             ("No l2 table after allocating one"));
2102
2103                         l3_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2104                             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
2105                         if (l3_m == NULL)
2106                                 panic("pmap_enter: l3 pte_m == NULL");
2107                         if ((l3_m->flags & PG_ZERO) == 0)
2108                                 pmap_zero_page(l3_m);
2109
2110                         l3_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l3_m);
2111                         l3_pn = (l3_pa / PAGE_SIZE);
2112                         entry = (PTE_V);
2113                         entry |= (l3_pn << PTE_PPN0_S);
2114                         pmap_load_store(l2, entry);
2115                         PTE_SYNC(l2);
2116                         l3 = pmap_l2_to_l3(l2, va);
2117                 }
2118                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2119         }
2120
2121         orig_l3 = pmap_load(l3);
2122         opa = PTE_TO_PHYS(orig_l3);
2123         pv = NULL;
2124
2125         /*
2126          * Is the specified virtual address already mapped?
2127          */
2128         if (pmap_l3_valid(orig_l3)) {
2129                 /*
2130                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2131                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2132                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2133                  * the PT page will be also.
2134                  */
2135                 if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0 &&
2136                     (orig_l3 & PTE_SW_WIRED) == 0)
2137                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2138                 else if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) == 0 &&
2139                     (orig_l3 & PTE_SW_WIRED) != 0)
2140                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2141
2142                 /*
2143                  * Remove the extra PT page reference.
2144                  */
2145                 if (mpte != NULL) {
2146                         mpte->wire_count--;
2147                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
2148                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
2149                              " va: 0x%lx", va));
2150                 }
2151
2152                 /*
2153                  * Has the physical page changed?
2154                  */
2155                 if (opa == pa) {
2156                         /*
2157                          * No, might be a protection or wiring change.
2158                          */
2159                         if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0) {
2160                                 if (pmap_is_write(new_l3))
2161                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2162                         }
2163                         goto validate;
2164                 }
2165
2166                 /* Flush the cache, there might be uncommitted data in it */
2167                 if (pmap_is_current(pmap) && pmap_l3_valid_cacheable(orig_l3))
2168                         cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
2169
2170                 /*
2171                  * The physical page has changed.  Temporarily invalidate
2172                  * the mapping.  This ensures that all threads sharing the
2173                  * pmap keep a consistent view of the mapping, which is
2174                  * necessary for the correct handling of COW faults.  It
2175                  * also permits reuse of the old mapping's PV entry,
2176                  * avoiding an allocation.
2177                  *
2178                  * For consistency, handle unmanaged mappings the same way.
2179                  */
2180                 orig_l3 = pmap_load_clear(l3);
2181                 KASSERT(PTE_TO_PHYS(orig_l3) == opa,
2182                     ("pmap_enter: unexpected pa update for %#lx", va));
2183                 if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0) {
2184                         om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2185
2186                         /*
2187                          * The pmap lock is sufficient to synchronize with
2188                          * concurrent calls to pmap_page_test_mappings() and
2189                          * pmap_ts_referenced().
2190                          */
2191                         if (pmap_page_dirty(orig_l3))
2192                                 vm_page_dirty(om);
2193                         if ((orig_l3 & PTE_A) != 0)
2194                                 vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
2195                         CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, opa);
2196                         pv = pmap_pvh_remove(&om->md, pmap, va);
2197                         if ((new_l3 & PTE_SW_MANAGED) == 0)
2198                                 free_pv_entry(pmap, pv);
2199                         if ((om->aflags & PGA_WRITEABLE) != 0 &&
2200                             TAILQ_EMPTY(&om->md.pv_list))
2201                                 vm_page_aflag_clear(om, PGA_WRITEABLE);
2202                 }
2203                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2204                 orig_l3 = 0;
2205         } else {
2206                 /*
2207                  * Increment the counters.
2208                  */
2209                 if ((new_l3 & PTE_SW_WIRED) != 0)
2210                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2211                 pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2212         }
2213         /*
2214          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2215          */
2216         if ((new_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0) {
2217                 if (pv == NULL) {
2218                         pv = get_pv_entry(pmap, &lock);
2219                         pv->pv_va = va;
2220                 }
2221                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, pa);
2222                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2223                 m->md.pv_gen++;
2224                 if (pmap_is_write(new_l3))
2225                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2226         }
2227
2228         /*
2229          * Update the L3 entry.
2230          */
2231         if (orig_l3 != 0) {
2232 validate:
2233                 orig_l3 = pmap_load_store(l3, new_l3);
2234                 PTE_SYNC(l3);
2235                 KASSERT(PTE_TO_PHYS(orig_l3) == pa,
2236                     ("pmap_enter: invalid update"));
2237                 if (pmap_page_dirty(orig_l3) &&
2238                     (orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0)
2239                         vm_page_dirty(m);
2240         } else {
2241                 pmap_load_store(l3, new_l3);
2242                 PTE_SYNC(l3);
2243         }
2244         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2245         if ((pmap != pmap_kernel()) && (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap))
2246             cpu_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
2247
2248         if (lock != NULL)
2249                 rw_wunlock(lock);
2250         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2251         PMAP_UNLOCK(pmap);
2252         return (KERN_SUCCESS);
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2257  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2258  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2259  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2260  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2261  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2262  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2263  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2264  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2265  * corresponding offset from m_start are mapped.
2266  */
2267 void
2268 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2269     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2270 {
2271         struct rwlock *lock;
2272         vm_offset_t va;
2273         vm_page_t m, mpte;
2274         vm_pindex_t diff, psize;
2275
2276         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
2277
2278         psize = atop(end - start);
2279         mpte = NULL;
2280         m = m_start;
2281         lock = NULL;
2282         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2283         PMAP_LOCK(pmap);
2284         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2285                 va = start + ptoa(diff);
2286                 mpte = pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, mpte, &lock);
2287                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2288         }
2289         if (lock != NULL)
2290                 rw_wunlock(lock);
2291         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2292         PMAP_UNLOCK(pmap);
2293 }
2294
2295 /*
2296  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2297  * 1. Current pmap & pmap exists.
2298  * 2. Not wired.
2299  * 3. Read access.
2300  * 4. No page table pages.
2301  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2302  */
2303
2304 void
2305 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2306 {
2307         struct rwlock *lock;
2308
2309         lock = NULL;
2310         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2311         PMAP_LOCK(pmap);
2312         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL, &lock);
2313         if (lock != NULL)
2314                 rw_wunlock(lock);
2315         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2316         PMAP_UNLOCK(pmap);
2317 }
2318
2319 static vm_page_t
2320 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2321     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte, struct rwlock **lockp)
2322 {
2323         struct spglist free;
2324         vm_paddr_t phys;
2325         pd_entry_t *l2;
2326         pt_entry_t *l3;
2327         vm_paddr_t pa;
2328         pt_entry_t entry;
2329         pn_t pn;
2330
2331         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2332             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
2333             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2334         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
2335         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2336
2337         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_quick_locked: %p %lx", pmap, va);
2338         /*
2339          * In the case that a page table page is not
2340          * resident, we are creating it here.
2341          */
2342         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2343                 vm_pindex_t l2pindex;
2344
2345                 /*
2346                  * Calculate pagetable page index
2347                  */
2348                 l2pindex = pmap_l2_pindex(va);
2349                 if (mpte && (mpte->pindex == l2pindex)) {
2350                         mpte->wire_count++;
2351                 } else {
2352                         /*
2353                          * Get the l2 entry
2354                          */
2355                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
2356
2357                         /*
2358                          * If the page table page is mapped, we just increment
2359                          * the hold count, and activate it.  Otherwise, we
2360                          * attempt to allocate a page table page.  If this
2361                          * attempt fails, we don't retry.  Instead, we give up.
2362                          */
2363                         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
2364                                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
2365                                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
2366                                 mpte->wire_count++;
2367                         } else {
2368                                 /*
2369                                  * Pass NULL instead of the PV list lock
2370                                  * pointer, because we don't intend to sleep.
2371                                  */
2372                                 mpte = _pmap_alloc_l3(pmap, l2pindex, NULL);
2373                                 if (mpte == NULL)
2374                                         return (mpte);
2375                         }
2376                 }
2377                 l3 = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mpte));
2378                 l3 = &l3[pmap_l3_index(va)];
2379         } else {
2380                 mpte = NULL;
2381                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
2382         }
2383         if (l3 == NULL)
2384                 panic("pmap_enter_quick_locked: No l3");
2385         if (pmap_load(l3) != 0) {
2386                 if (mpte != NULL) {
2387                         mpte->wire_count--;
2388                         mpte = NULL;
2389                 }
2390                 return (mpte);
2391         }
2392
2393         /*
2394          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2395          */
2396         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
2397             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m, lockp)) {
2398                 if (mpte != NULL) {
2399                         SLIST_INIT(&free);
2400                         if (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, &free)) {
2401                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2402                                 vm_page_free_pages_toq(&free, false);
2403                         }
2404                         mpte = NULL;
2405                 }
2406                 return (mpte);
2407         }
2408
2409         /*
2410          * Increment counters
2411          */
2412         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2413
2414         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2415         pn = (pa / PAGE_SIZE);
2416
2417         /* RISCVTODO: check permissions */
2418         entry = (PTE_V | PTE_RWX);
2419         entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
2420
2421         /*
2422          * Now validate mapping with RO protection
2423          */
2424         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2425                 entry |= PTE_SW_MANAGED;
2426         pmap_load_store(l3, entry);
2427
2428         PTE_SYNC(l3);
2429         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2430         return (mpte);
2431 }
2432
2433 /*
2434  * This code maps large physical mmap regions into the
2435  * processor address space.  Note that some shortcuts
2436  * are taken, but the code works.
2437  */
2438 void
2439 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
2440     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2441 {
2442
2443         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2444         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2445             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
2446 }
2447
2448 /*
2449  *      Clear the wired attribute from the mappings for the specified range of
2450  *      addresses in the given pmap.  Every valid mapping within that range
2451  *      must have the wired attribute set.  In contrast, invalid mappings
2452  *      cannot have the wired attribute set, so they are ignored.
2453  *
2454  *      The wired attribute of the page table entry is not a hardware feature,
2455  *      so there is no need to invalidate any TLB entries.
2456  */
2457 void
2458 pmap_unwire(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2459 {
2460         vm_offset_t va_next;
2461         pd_entry_t *l1, *l2;
2462         pt_entry_t *l3;
2463         boolean_t pv_lists_locked;
2464
2465         pv_lists_locked = FALSE;
2466         PMAP_LOCK(pmap);
2467         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2468                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
2469                 if (pmap_load(l1) == 0) {
2470                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
2471                         if (va_next < sva)
2472                                 va_next = eva;
2473                         continue;
2474                 }
2475
2476                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
2477                 if (va_next < sva)
2478                         va_next = eva;
2479
2480                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
2481                 if (pmap_load(l2) == 0)
2482                         continue;
2483
2484                 if (va_next > eva)
2485                         va_next = eva;
2486                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
2487                     sva += L3_SIZE) {
2488                         if (pmap_load(l3) == 0)
2489                                 continue;
2490                         if ((pmap_load(l3) & PTE_SW_WIRED) == 0)
2491                                 panic("pmap_unwire: l3 %#jx is missing "
2492                                     "PTE_SW_WIRED", (uintmax_t)*l3);
2493
2494                         /*
2495                          * PG_W must be cleared atomically.  Although the pmap
2496                          * lock synchronizes access to PG_W, another processor
2497                          * could be setting PG_M and/or PG_A concurrently.
2498                          */
2499                         atomic_clear_long(l3, PTE_SW_WIRED);
2500                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2501                 }
2502         }
2503         if (pv_lists_locked)
2504                 rw_runlock(&pvh_global_lock);
2505         PMAP_UNLOCK(pmap);
2506 }
2507
2508 /*
2509  *      Copy the range specified by src_addr/len
2510  *      from the source map to the range dst_addr/len
2511  *      in the destination map.
2512  *
2513  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2514  */
2515
2516 void
2517 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
2518     vm_offset_t src_addr)
2519 {
2520
2521 }
2522
2523 /*
2524  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
2525  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2526  */
2527 void
2528 pmap_zero_page(vm_page_t m)
2529 {
2530         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2531
2532         pagezero((void *)va);
2533 }
2534
2535 /*
2536  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping 
2537  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2538  *
2539  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2540  */
2541 void
2542 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
2543 {
2544         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2545
2546         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2547                 pagezero((void *)va);
2548         else
2549                 bzero((char *)va + off, size);
2550 }
2551
2552 /*
2553  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
2554  *      page by mapping the page into virtual memory and using
2555  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
2556  *      time.
2557  */
2558 void
2559 pmap_copy_page(vm_page_t msrc, vm_page_t mdst)
2560 {
2561         vm_offset_t src = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(msrc));
2562         vm_offset_t dst = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mdst));
2563
2564         pagecopy((void *)src, (void *)dst);
2565 }
2566
2567 int unmapped_buf_allowed = 1;
2568
2569 void
2570 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
2571     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
2572 {
2573         void *a_cp, *b_cp;
2574         vm_page_t m_a, m_b;
2575         vm_paddr_t p_a, p_b;
2576         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
2577         int cnt;
2578
2579         while (xfersize > 0) {
2580                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
2581                 m_a = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
2582                 p_a = m_a->phys_addr;
2583                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
2584                 m_b = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
2585                 p_b = m_b->phys_addr;
2586                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
2587                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
2588                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_a))) {
2589                         panic("!DMAP a %lx", p_a);
2590                 } else {
2591                         a_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_a) + a_pg_offset;
2592                 }
2593                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_b))) {
2594                         panic("!DMAP b %lx", p_b);
2595                 } else {
2596                         b_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_b) + b_pg_offset;
2597                 }
2598                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
2599                 a_offset += cnt;
2600                 b_offset += cnt;
2601                 xfersize -= cnt;
2602         }
2603 }
2604
2605 vm_offset_t
2606 pmap_quick_enter_page(vm_page_t m)
2607 {
2608
2609         return (PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)));
2610 }
2611
2612 void
2613 pmap_quick_remove_page(vm_offset_t addr)
2614 {
2615 }
2616
2617 /*
2618  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2619  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2620  * be changed upwards or downwards in the future; it
2621  * is only necessary that true be returned for a small
2622  * subset of pmaps for proper page aging.
2623  */
2624 boolean_t
2625 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2626 {
2627         struct rwlock *lock;
2628         pv_entry_t pv;
2629         int loops = 0;
2630         boolean_t rv;
2631
2632         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2633             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2634         rv = FALSE;
2635         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2636         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2637         rw_rlock(lock);
2638         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2639                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
2640                         rv = TRUE;
2641                         break;
2642                 }
2643                 loops++;
2644                 if (loops >= 16)
2645                         break;
2646         }
2647         rw_runlock(lock);
2648         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2649         return (rv);
2650 }
2651
2652 /*
2653  *      pmap_page_wired_mappings:
2654  *
2655  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
2656  *      that are wired.
2657  */
2658 int
2659 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
2660 {
2661         struct rwlock *lock;
2662         pmap_t pmap;
2663         pt_entry_t *l3;
2664         pv_entry_t pv;
2665         int count, md_gen;
2666
2667         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2668                 return (0);
2669         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2670         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2671         rw_rlock(lock);
2672 restart:
2673         count = 0;
2674         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2675                 pmap = PV_PMAP(pv);
2676                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2677                         md_gen = m->md.pv_gen;
2678                         rw_runlock(lock);
2679                         PMAP_LOCK(pmap);
2680                         rw_rlock(lock);
2681                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2682                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2683                                 goto restart;
2684                         }
2685                 }
2686                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2687                 if (l3 != NULL && (pmap_load(l3) & PTE_SW_WIRED) != 0)
2688                         count++;
2689                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2690         }
2691         rw_runlock(lock);
2692         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2693         return (count);
2694 }
2695
2696 /*
2697  * Destroy all managed, non-wired mappings in the given user-space
2698  * pmap.  This pmap cannot be active on any processor besides the
2699  * caller.
2700  *
2701  * This function cannot be applied to the kernel pmap.  Moreover, it
2702  * is not intended for general use.  It is only to be used during
2703  * process termination.  Consequently, it can be implemented in ways
2704  * that make it faster than pmap_remove().  First, it can more quickly
2705  * destroy mappings by iterating over the pmap's collection of PV
2706  * entries, rather than searching the page table.  Second, it doesn't
2707  * have to test and clear the page table entries atomically, because
2708  * no processor is currently accessing the user address space.  In
2709  * particular, a page table entry's dirty bit won't change state once
2710  * this function starts.
2711  */
2712 void
2713 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
2714 {
2715         pd_entry_t ptepde, *l2;
2716         pt_entry_t *l3, tl3;
2717         struct spglist free;
2718         vm_page_t m;
2719         pv_entry_t pv;
2720         struct pv_chunk *pc, *npc;
2721         struct rwlock *lock;
2722         int64_t bit;
2723         uint64_t inuse, bitmask;
2724         int allfree, field, freed, idx;
2725         vm_paddr_t pa;
2726
2727         lock = NULL;
2728
2729         SLIST_INIT(&free);
2730         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2731         PMAP_LOCK(pmap);
2732         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
2733                 allfree = 1;
2734                 freed = 0;
2735                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2736                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2737                         while (inuse != 0) {
2738                                 bit = ffsl(inuse) - 1;
2739                                 bitmask = 1UL << bit;
2740                                 idx = field * 64 + bit;
2741                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
2742                                 inuse &= ~bitmask;
2743
2744                                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
2745                                 ptepde = pmap_load(l2);
2746                                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
2747                                 tl3 = pmap_load(l3);
2748
2749 /*
2750  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
2751  */
2752                                 if (tl3 & PTE_SW_WIRED) {
2753                                         allfree = 0;
2754                                         continue;
2755                                 }
2756
2757                                 pa = PTE_TO_PHYS(tl3);
2758                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2759                                 KASSERT(m->phys_addr == pa,
2760                                     ("vm_page_t %p phys_addr mismatch %016jx %016jx",
2761                                     m, (uintmax_t)m->phys_addr,
2762                                     (uintmax_t)tl3));
2763
2764                                 KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
2765                                     m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2766                                     ("pmap_remove_pages: bad l3 %#jx",
2767                                     (uintmax_t)tl3));
2768
2769                                 if (pmap_is_current(pmap) &&
2770                                     pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
2771                                         cpu_dcache_wb_range(pv->pv_va, L3_SIZE);
2772                                 pmap_load_clear(l3);
2773                                 PTE_SYNC(l3);
2774                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2775
2776                                 /*
2777                                  * Update the vm_page_t clean/reference bits.
2778                                  */
2779                                 if (pmap_page_dirty(tl3))
2780                                         vm_page_dirty(m);
2781
2782                                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(&lock, m);
2783
2784                                 /* Mark free */
2785                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
2786
2787                                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
2788                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2789                                 m->md.pv_gen++;
2790
2791                                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, ptepde, &free);
2792                                 freed++;
2793                         }
2794                 }
2795                 PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, freed));
2796                 PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, freed));
2797                 PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, freed));
2798                 if (allfree) {
2799                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2800                         free_pv_chunk(pc);
2801                 }
2802         }
2803         pmap_invalidate_all(pmap);
2804         if (lock != NULL)
2805                 rw_wunlock(lock);
2806         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2807         PMAP_UNLOCK(pmap);
2808         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
2809 }
2810
2811 /*
2812  * This is used to check if a page has been accessed or modified. As we
2813  * don't have a bit to see if it has been modified we have to assume it
2814  * has been if the page is read/write.
2815  */
2816 static boolean_t
2817 pmap_page_test_mappings(vm_page_t m, boolean_t accessed, boolean_t modified)
2818 {
2819         struct rwlock *lock;
2820         pv_entry_t pv;
2821         pt_entry_t *l3, mask, value;
2822         pmap_t pmap;
2823         int md_gen;
2824         boolean_t rv;
2825
2826         rv = FALSE;
2827         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2828         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2829         rw_rlock(lock);
2830 restart:
2831         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2832                 pmap = PV_PMAP(pv);
2833                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2834                         md_gen = m->md.pv_gen;
2835                         rw_runlock(lock);
2836                         PMAP_LOCK(pmap);
2837                         rw_rlock(lock);
2838                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2839                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2840                                 goto restart;
2841                         }
2842                 }
2843                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2844                 mask = 0;
2845                 value = 0;
2846                 if (modified) {
2847                         mask |= PTE_D;
2848                         value |= PTE_D;
2849                 }
2850                 if (accessed) {
2851                         mask |= PTE_A;
2852                         value |= PTE_A;
2853                 }
2854
2855 #if 0
2856                 if (modified) {
2857                         mask |= ATTR_AP_RW_BIT;
2858                         value |= ATTR_AP(ATTR_AP_RW);
2859                 }
2860                 if (accessed) {
2861                         mask |= ATTR_AF | ATTR_DESCR_MASK;
2862                         value |= ATTR_AF | L3_PAGE;
2863                 }
2864 #endif
2865
2866                 rv = (pmap_load(l3) & mask) == value;
2867                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2868                 if (rv)
2869                         goto out;
2870         }
2871 out:
2872         rw_runlock(lock);
2873         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2874         return (rv);
2875 }
2876
2877 /*
2878  *      pmap_is_modified:
2879  *
2880  *      Return whether or not the specified physical page was modified
2881  *      in any physical maps.
2882  */
2883 boolean_t
2884 pmap_is_modified(vm_page_t m)
2885 {
2886
2887         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2888             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
2889
2890         /*
2891          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2892          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2893          * is clear, no PTEs can have PG_M set.
2894          */
2895         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2896         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2897                 return (FALSE);
2898         return (pmap_page_test_mappings(m, FALSE, TRUE));
2899 }
2900
2901 /*
2902  *      pmap_is_prefaultable:
2903  *
2904  *      Return whether or not the specified virtual address is eligible
2905  *      for prefault.
2906  */
2907 boolean_t
2908 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2909 {
2910         pt_entry_t *l3;
2911         boolean_t rv;
2912
2913         rv = FALSE;
2914         PMAP_LOCK(pmap);
2915         l3 = pmap_l3(pmap, addr);
2916         if (l3 != NULL && pmap_load(l3) != 0) {
2917                 rv = TRUE;
2918         }
2919         PMAP_UNLOCK(pmap);
2920         return (rv);
2921 }
2922
2923 /*
2924  *      pmap_is_referenced:
2925  *
2926  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
2927  *      in any physical maps.
2928  */
2929 boolean_t
2930 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
2931 {
2932
2933         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2934             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
2935         return (pmap_page_test_mappings(m, TRUE, FALSE));
2936 }
2937
2938 /*
2939  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
2940  */
2941 void
2942 pmap_remove_write(vm_page_t m)
2943 {
2944         pmap_t pmap;
2945         struct rwlock *lock;
2946         pv_entry_t pv;
2947         pt_entry_t *l3, oldl3;
2948         pt_entry_t newl3;
2949         int md_gen;
2950
2951         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2952             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
2953
2954         /*
2955          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2956          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
2957          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
2958          */
2959         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2960         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2961                 return;
2962         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2963         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2964 retry_pv_loop:
2965         rw_wlock(lock);
2966         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2967                 pmap = PV_PMAP(pv);
2968                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2969                         md_gen = m->md.pv_gen;
2970                         rw_wunlock(lock);
2971                         PMAP_LOCK(pmap);
2972                         rw_wlock(lock);
2973                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2974                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2975                                 rw_wunlock(lock);
2976                                 goto retry_pv_loop;
2977                         }
2978                 }
2979                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2980 retry:
2981                 oldl3 = pmap_load(l3);
2982
2983                 if (pmap_is_write(oldl3)) {
2984                         newl3 = oldl3 & ~(PTE_W);
2985                         if (!atomic_cmpset_long(l3, oldl3, newl3))
2986                                 goto retry;
2987                         /* TODO: use pmap_page_dirty(oldl3) ? */
2988                         if ((oldl3 & PTE_A) != 0)
2989                                 vm_page_dirty(m);
2990                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2991                 }
2992                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2993         }
2994         rw_wunlock(lock);
2995         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2996         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2997 }
2998
2999 static __inline boolean_t
3000 safe_to_clear_referenced(pmap_t pmap, pt_entry_t pte)
3001 {
3002
3003         return (FALSE);
3004 }
3005
3006 /*
3007  *      pmap_ts_referenced:
3008  *
3009  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3010  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3011  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3012  *      reference bits set.
3013  *
3014  *      As an optimization, update the page's dirty field if a modified bit is
3015  *      found while counting reference bits.  This opportunistic update can be
3016  *      performed at low cost and can eliminate the need for some future calls
3017  *      to pmap_is_modified().  However, since this function stops after
3018  *      finding PMAP_TS_REFERENCED_MAX reference bits, it may not detect some
3019  *      dirty pages.  Those dirty pages will only be detected by a future call
3020  *      to pmap_is_modified().
3021  */
3022 int
3023 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3024 {
3025         pv_entry_t pv, pvf;
3026         pmap_t pmap;
3027         struct rwlock *lock;
3028         pd_entry_t *l2;
3029         pt_entry_t *l3, old_l3;
3030         vm_paddr_t pa;
3031         int cleared, md_gen, not_cleared;
3032         struct spglist free;
3033
3034         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3035             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
3036         SLIST_INIT(&free);
3037         cleared = 0;
3038         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3039         lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);
3040         rw_rlock(&pvh_global_lock);
3041         rw_wlock(lock);
3042 retry:
3043         not_cleared = 0;
3044         if ((pvf = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) == NULL)
3045                 goto out;
3046         pv = pvf;
3047         do {
3048                 if (pvf == NULL)
3049                         pvf = pv;
3050                 pmap = PV_PMAP(pv);
3051                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
3052                         md_gen = m->md.pv_gen;
3053                         rw_wunlock(lock);
3054                         PMAP_LOCK(pmap);
3055                         rw_wlock(lock);
3056                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
3057                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3058                                 goto retry;
3059                         }
3060                 }
3061                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
3062
3063                 KASSERT((pmap_load(l2) & PTE_RX) == 0,
3064                     ("pmap_ts_referenced: found an invalid l2 table"));
3065
3066                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
3067                 old_l3 = pmap_load(l3);
3068                 if (pmap_page_dirty(old_l3))
3069                         vm_page_dirty(m);
3070                 if ((old_l3 & PTE_A) != 0) {
3071                         if (safe_to_clear_referenced(pmap, old_l3)) {
3072                                 /*
3073                                  * TODO: We don't handle the access flag
3074                                  * at all. We need to be able to set it in
3075                                  * the exception handler.
3076                                  */
3077                                 panic("RISCVTODO: safe_to_clear_referenced\n");
3078                         } else if ((old_l3 & PTE_SW_WIRED) == 0) {
3079                                 /*
3080                                  * Wired pages cannot be paged out so
3081                                  * doing accessed bit emulation for
3082                                  * them is wasted effort. We do the
3083                                  * hard work for unwired pages only.
3084                                  */
3085                                 pmap_remove_l3(pmap, l3, pv->pv_va,
3086                                     pmap_load(l2), &free, &lock);
3087                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3088                                 cleared++;
3089                                 if (pvf == pv)
3090                                         pvf = NULL;
3091                                 pv = NULL;
3092                                 KASSERT(lock == VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m),
3093                                     ("inconsistent pv lock %p %p for page %p",
3094                                     lock, VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m), m));
3095                         } else
3096                                 not_cleared++;
3097                 }
3098                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3099                 /* Rotate the PV list if it has more than one entry. */
3100                 if (pv != NULL && TAILQ_NEXT(pv, pv_next) != NULL) {
3101                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3102                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3103                         m->md.pv_gen++;
3104                 }
3105         } while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != pvf && cleared +
3106             not_cleared < PMAP_TS_REFERENCED_MAX);
3107 out:
3108         rw_wunlock(lock);
3109         rw_runlock(&pvh_global_lock);
3110         vm_page_free_pages_toq(&free, false);
3111         return (cleared + not_cleared);
3112 }
3113
3114 /*
3115  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
3116  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
3117  *      modified flags in each mapping and set the mapped page's dirty field.
3118  */
3119 void
3120 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
3121 {
3122 }
3123
3124 /*
3125  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3126  */
3127 void
3128 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3129 {
3130
3131         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3132             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
3133         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3134         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
3135             ("pmap_clear_modify: page %p is exclusive busied", m));
3136
3137         /*
3138          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PG_M set.
3139          * If the object containing the page is locked and the page is not
3140          * exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
3141          */
3142         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3143                 return;
3144
3145         /* RISCVTODO: We lack support for tracking if a page is modified */
3146 }
3147
3148 void *
3149 pmap_mapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3150 {
3151
3152         return ((void *)PHYS_TO_DMAP(pa));
3153 }
3154
3155 void
3156 pmap_unmapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3157 {
3158 }
3159
3160 /*
3161  * Sets the memory attribute for the specified page.
3162  */
3163 void
3164 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
3165 {
3166
3167         m->md.pv_memattr = ma;
3168
3169         /*
3170          * RISCVTODO: Implement the below (from the amd64 pmap)
3171          * If "m" is a normal page, update its direct mapping.  This update
3172          * can be relied upon to perform any cache operations that are
3173          * required for data coherence.
3174          */
3175         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
3176             PHYS_IN_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)))
3177                 panic("RISCVTODO: pmap_page_set_memattr");
3178 }
3179
3180 /*
3181  * perform the pmap work for mincore
3182  */
3183 int
3184 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
3185 {
3186         pt_entry_t *l2, *l3, tpte;
3187         vm_paddr_t pa;
3188         int val;
3189         bool managed;
3190
3191         PMAP_LOCK(pmap);
3192 retry:
3193         managed = false;
3194         val = 0;
3195
3196         l2 = pmap_l2(pmap, addr);
3197         if (l2 != NULL && ((tpte = pmap_load(l2)) & PTE_V) != 0) {
3198                 if ((tpte & (PTE_R | PTE_W | PTE_X)) != 0) {
3199                         pa = PTE_TO_PHYS(tpte) | (addr & L2_OFFSET);
3200                         val = MINCORE_INCORE | MINCORE_SUPER;
3201                 } else {
3202                         l3 = pmap_l2_to_l3(l2, addr);
3203                         tpte = pmap_load(l3);
3204                         if ((tpte & PTE_V) == 0)
3205                                 goto done;
3206                         pa = PTE_TO_PHYS(tpte) | (addr & L3_OFFSET);
3207                         val = MINCORE_INCORE;
3208                 }
3209
3210                 if (pmap_page_dirty(tpte))
3211                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3212                 if (pmap_page_accessed(tpte))
3213                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3214                 managed = (tpte & PTE_SW_MANAGED) == PTE_SW_MANAGED;
3215         }
3216
3217 done:
3218         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
3219             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) && managed) {
3220                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
3221                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
3222                         goto retry;
3223         } else
3224                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
3225         PMAP_UNLOCK(pmap);
3226         return (val);
3227 }
3228
3229 void
3230 pmap_activate(struct thread *td)
3231 {
3232         pmap_t pmap;
3233         uint64_t reg;
3234
3235         critical_enter();
3236         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
3237         td->td_pcb->pcb_l1addr = vtophys(pmap->pm_l1);
3238
3239         reg = SATP_MODE_SV39;
3240         reg |= (td->td_pcb->pcb_l1addr >> PAGE_SHIFT);
3241         __asm __volatile("csrw sptbr, %0" :: "r"(reg));
3242
3243         pmap_invalidate_all(pmap);
3244         critical_exit();
3245 }
3246
3247 void
3248 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
3249 {
3250
3251         panic("RISCVTODO: pmap_sync_icache");
3252 }
3253
3254 /*
3255  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
3256  *      different alignment might result in more superpage mappings.
3257  */
3258 void
3259 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
3260     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
3261 {
3262 }
3263
3264 /**
3265  * Get the kernel virtual address of a set of physical pages. If there are
3266  * physical addresses not covered by the DMAP perform a transient mapping
3267  * that will be removed when calling pmap_unmap_io_transient.
3268  *
3269  * \param page        The pages the caller wishes to obtain the virtual
3270  *                    address on the kernel memory map.
3271  * \param vaddr       On return contains the kernel virtual memory address
3272  *                    of the pages passed in the page parameter.
3273  * \param count       Number of pages passed in.
3274  * \param can_fault   TRUE if the thread using the mapped pages can take
3275  *                    page faults, FALSE otherwise.
3276  *
3277  * \returns TRUE if the caller must call pmap_unmap_io_transient when
3278  *          finished or FALSE otherwise.
3279  *
3280  */
3281 boolean_t
3282 pmap_map_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3283     boolean_t can_fault)
3284 {
3285         vm_paddr_t paddr;
3286         boolean_t needs_mapping;
3287         int error, i;
3288
3289         /*
3290          * Allocate any KVA space that we need, this is done in a separate
3291          * loop to prevent calling vmem_alloc while pinned.
3292          */
3293         needs_mapping = FALSE;
3294         for (i = 0; i < count; i++) {
3295                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3296                 if (__predict_false(paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR)) {
3297                         error = vmem_alloc(kernel_arena, PAGE_SIZE,
3298                             M_BESTFIT | M_WAITOK, &vaddr[i]);
3299                         KASSERT(error == 0, ("vmem_alloc failed: %d", error));
3300                         needs_mapping = TRUE;
3301                 } else {
3302                         vaddr[i] = PHYS_TO_DMAP(paddr);
3303                 }
3304         }
3305
3306         /* Exit early if everything is covered by the DMAP */
3307         if (!needs_mapping)
3308                 return (FALSE);
3309
3310         if (!can_fault)
3311                 sched_pin();
3312         for (i = 0; i < count; i++) {
3313                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3314                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3315                         panic(
3316                            "pmap_map_io_transient: TODO: Map out of DMAP data");
3317                 }
3318         }
3319
3320         return (needs_mapping);
3321 }
3322
3323 void
3324 pmap_unmap_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3325     boolean_t can_fault)
3326 {
3327         vm_paddr_t paddr;
3328         int i;
3329
3330         if (!can_fault)
3331                 sched_unpin();
3332         for (i = 0; i < count; i++) {
3333                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3334                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3335                         panic("RISCVTODO: pmap_unmap_io_transient: Unmap data");
3336                 }
3337         }
3338 }
3339
3340 boolean_t
3341 pmap_is_valid_memattr(pmap_t pmap __unused, vm_memattr_t mode)
3342 {
3343
3344         return (mode >= VM_MEMATTR_DEVICE && mode <= VM_MEMATTR_WRITE_BACK);
3345 }