]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/riscv/riscv/pmap.c
dts: Update our device tree sources file fomr Linux 4.13
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / riscv / riscv / pmap.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 David Greenman
7  * All rights reserved.
8  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
9  * All rights reserved.
10  * Copyright (c) 2005-2010 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
11  * All rights reserved.
12  * Copyright (c) 2014 Andrew Turner
13  * All rights reserved.
14  * Copyright (c) 2014 The FreeBSD Foundation
15  * All rights reserved.
16  * Copyright (c) 2015-2017 Ruslan Bukin <br@bsdpad.com>
17  * All rights reserved.
18  *
19  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
20  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
21  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
22  *
23  * Portions of this software were developed by Andrew Turner under
24  * sponsorship from The FreeBSD Foundation.
25  *
26  * Portions of this software were developed by SRI International and the
27  * University of Cambridge Computer Laboratory under DARPA/AFRL contract
28  * FA8750-10-C-0237 ("CTSRD"), as part of the DARPA CRASH research programme.
29  *
30  * Portions of this software were developed by the University of Cambridge
31  * Computer Laboratory as part of the CTSRD Project, with support from the
32  * UK Higher Education Innovation Fund (HEIF).
33  *
34  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
35  * modification, are permitted provided that the following conditions
36  * are met:
37  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
38  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
39  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
40  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
41  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
42  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
43  *    must display the following acknowledgement:
44  *      This product includes software developed by the University of
45  *      California, Berkeley and its contributors.
46  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
47  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
48  *    without specific prior written permission.
49  *
50  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
51  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
52  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
53  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
54  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
55  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
56  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
57  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
58  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
59  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
60  * SUCH DAMAGE.
61  *
62  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
63  */
64 /*-
65  * Copyright (c) 2003 Networks Associates Technology, Inc.
66  * All rights reserved.
67  *
68  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jake Burkholder,
69  * Safeport Network Services, and Network Associates Laboratories, the
70  * Security Research Division of Network Associates, Inc. under
71  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA
72  * CHATS research program.
73  *
74  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
75  * modification, are permitted provided that the following conditions
76  * are met:
77  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
78  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
79  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
80  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
81  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
82  *
83  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
84  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
85  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
86  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
87  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
88  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
89  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
90  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
91  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
92  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
93  * SUCH DAMAGE.
94  */
95
96 #include <sys/cdefs.h>
97 __FBSDID("$FreeBSD$");
98
99 /*
100  *      Manages physical address maps.
101  *
102  *      Since the information managed by this module is
103  *      also stored by the logical address mapping module,
104  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
105  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
106  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
107  *      requested.
108  *
109  *      In order to cope with hardware architectures which
110  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
111  *      this module may delay invalidate or reduced protection
112  *      operations until such time as they are actually
113  *      necessary.  This module is given full information as
114  *      to which processors are currently using which maps,
115  *      and to when physical maps must be made correct.
116  */
117
118 #include <sys/param.h>
119 #include <sys/bus.h>
120 #include <sys/systm.h>
121 #include <sys/kernel.h>
122 #include <sys/ktr.h>
123 #include <sys/lock.h>
124 #include <sys/malloc.h>
125 #include <sys/mman.h>
126 #include <sys/msgbuf.h>
127 #include <sys/mutex.h>
128 #include <sys/proc.h>
129 #include <sys/rwlock.h>
130 #include <sys/sx.h>
131 #include <sys/vmem.h>
132 #include <sys/vmmeter.h>
133 #include <sys/sched.h>
134 #include <sys/sysctl.h>
135 #include <sys/smp.h>
136
137 #include <vm/vm.h>
138 #include <vm/vm_param.h>
139 #include <vm/vm_kern.h>
140 #include <vm/vm_page.h>
141 #include <vm/vm_map.h>
142 #include <vm/vm_object.h>
143 #include <vm/vm_extern.h>
144 #include <vm/vm_pageout.h>
145 #include <vm/vm_pager.h>
146 #include <vm/vm_radix.h>
147 #include <vm/vm_reserv.h>
148 #include <vm/uma.h>
149
150 #include <machine/machdep.h>
151 #include <machine/md_var.h>
152 #include <machine/pcb.h>
153
154 #define NPDEPG          (PAGE_SIZE/(sizeof (pd_entry_t)))
155 #define NUPDE                   (NPDEPG * NPDEPG)
156 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE + NPDEPG)
157
158 #if !defined(DIAGNOSTIC)
159 #ifdef __GNUC_GNU_INLINE__
160 #define PMAP_INLINE     __attribute__((__gnu_inline__)) inline
161 #else
162 #define PMAP_INLINE     extern inline
163 #endif
164 #else
165 #define PMAP_INLINE
166 #endif
167
168 #ifdef PV_STATS
169 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
170 #else
171 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
172 #endif
173
174 #define pmap_l2_pindex(v)       ((v) >> L2_SHIFT)
175
176 #define NPV_LIST_LOCKS  MAXCPU
177
178 #define PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa)        \
179                         (&pv_list_locks[pa_index(pa) % NPV_LIST_LOCKS])
180
181 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, pa)  do {    \
182         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
183         struct rwlock *_new_lock;                       \
184                                                         \
185         _new_lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);           \
186         if (_new_lock != *_lockp) {                     \
187                 if (*_lockp != NULL)                    \
188                         rw_wunlock(*_lockp);            \
189                 *_lockp = _new_lock;                    \
190                 rw_wlock(*_lockp);                      \
191         }                                               \
192 } while (0)
193
194 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m)        \
195                         CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, VM_PAGE_TO_PHYS(m))
196
197 #define RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp)             do {    \
198         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
199                                                         \
200         if (*_lockp != NULL) {                          \
201                 rw_wunlock(*_lockp);                    \
202                 *_lockp = NULL;                         \
203         }                                               \
204 } while (0)
205
206 #define VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m)      \
207                         PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(VM_PAGE_TO_PHYS(m))
208
209 /* The list of all the user pmaps */
210 LIST_HEAD(pmaplist, pmap);
211 static struct pmaplist allpmaps;
212
213 static MALLOC_DEFINE(M_VMPMAP, "pmap", "PMAP L1");
214
215 struct pmap kernel_pmap_store;
216
217 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
218 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
219 vm_offset_t kernel_vm_end = 0;
220
221 struct msgbuf *msgbufp = NULL;
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 /* Checks if the page is dirty. */
393 static inline int
394 pmap_page_dirty(pt_entry_t pte)
395 {
396
397         return (pte & PTE_D);
398 }
399
400 static __inline void
401 pmap_resident_count_inc(pmap_t pmap, int count)
402 {
403
404         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
405         pmap->pm_stats.resident_count += count;
406 }
407
408 static __inline void
409 pmap_resident_count_dec(pmap_t pmap, int count)
410 {
411
412         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
413         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count >= count,
414             ("pmap %p resident count underflow %ld %d", pmap,
415             pmap->pm_stats.resident_count, count));
416         pmap->pm_stats.resident_count -= count;
417 }
418
419 static void
420 pmap_distribute_l1(struct pmap *pmap, vm_pindex_t l1index,
421     pt_entry_t entry)
422 {
423         struct pmap *user_pmap;
424         pd_entry_t *l1;
425
426         /* Distribute new kernel L1 entry to all the user pmaps */
427         if (pmap != kernel_pmap)
428                 return;
429
430         LIST_FOREACH(user_pmap, &allpmaps, pm_list) {
431                 l1 = &user_pmap->pm_l1[l1index];
432                 if (entry)
433                         pmap_load_store(l1, entry);
434                 else
435                         pmap_load_clear(l1);
436         }
437 }
438
439 static pt_entry_t *
440 pmap_early_page_idx(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, u_int *l1_slot,
441     u_int *l2_slot)
442 {
443         pt_entry_t *l2;
444         pd_entry_t *l1;
445
446         l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
447         *l1_slot = (va >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK;
448
449         /* Check locore has used a table L1 map */
450         KASSERT((l1[*l1_slot] & PTE_RX) == 0,
451                 ("Invalid bootstrap L1 table"));
452
453         /* Find the address of the L2 table */
454         l2 = (pt_entry_t *)init_pt_va;
455         *l2_slot = pmap_l2_index(va);
456
457         return (l2);
458 }
459
460 static vm_paddr_t
461 pmap_early_vtophys(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va)
462 {
463         u_int l1_slot, l2_slot;
464         pt_entry_t *l2;
465         u_int ret;
466
467         l2 = pmap_early_page_idx(l1pt, va, &l1_slot, &l2_slot);
468
469         /* Check locore has used L2 superpages */
470         KASSERT((l2[l2_slot] & PTE_RX) != 0,
471                 ("Invalid bootstrap L2 table"));
472
473         /* L2 is superpages */
474         ret = (l2[l2_slot] >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
475         ret += (va & L2_OFFSET);
476
477         return (ret);
478 }
479
480 static void
481 pmap_bootstrap_dmap(vm_offset_t kern_l1, vm_paddr_t min_pa, vm_paddr_t max_pa)
482 {
483         vm_offset_t va;
484         vm_paddr_t pa;
485         pd_entry_t *l1;
486         u_int l1_slot;
487         pt_entry_t entry;
488         pn_t pn;
489
490         pa = dmap_phys_base = min_pa & ~L1_OFFSET;
491         va = DMAP_MIN_ADDRESS;
492         l1 = (pd_entry_t *)kern_l1;
493         l1_slot = pmap_l1_index(DMAP_MIN_ADDRESS);
494
495         for (; va < DMAP_MAX_ADDRESS && pa < max_pa;
496             pa += L1_SIZE, va += L1_SIZE, l1_slot++) {
497                 KASSERT(l1_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L1 index"));
498
499                 /* superpages */
500                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
501                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
502                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
503                 pmap_load_store(&l1[l1_slot], entry);
504         }
505
506         /* Set the upper limit of the DMAP region */
507         dmap_phys_max = pa;
508         dmap_max_addr = va;
509
510         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)l1, PAGE_SIZE);
511         cpu_tlb_flushID();
512 }
513
514 static vm_offset_t
515 pmap_bootstrap_l3(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t l3_start)
516 {
517         vm_offset_t l2pt, l3pt;
518         pt_entry_t entry;
519         pd_entry_t *l2;
520         vm_paddr_t pa;
521         u_int l2_slot;
522         pn_t pn;
523
524         KASSERT((va & L2_OFFSET) == 0, ("Invalid virtual address"));
525
526         l2 = pmap_l2(kernel_pmap, va);
527         l2 = (pd_entry_t *)((uintptr_t)l2 & ~(PAGE_SIZE - 1));
528         l2pt = (vm_offset_t)l2;
529         l2_slot = pmap_l2_index(va);
530         l3pt = l3_start;
531
532         for (; va < VM_MAX_KERNEL_ADDRESS; l2_slot++, va += L2_SIZE) {
533                 KASSERT(l2_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L2 index"));
534
535                 pa = pmap_early_vtophys(l1pt, l3pt);
536                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
537                 entry = (PTE_V);
538                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
539                 pmap_load_store(&l2[l2_slot], entry);
540                 l3pt += PAGE_SIZE;
541         }
542
543
544         /* Clean the L2 page table */
545         memset((void *)l3_start, 0, l3pt - l3_start);
546         cpu_dcache_wb_range(l3_start, l3pt - l3_start);
547
548         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)l2, PAGE_SIZE);
549
550         return (l3pt);
551 }
552
553 /*
554  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
555  */
556 void
557 pmap_bootstrap(vm_offset_t l1pt, vm_paddr_t kernstart, vm_size_t kernlen)
558 {
559         u_int l1_slot, l2_slot, avail_slot, map_slot, used_map_slot;
560         uint64_t kern_delta;
561         pt_entry_t *l2;
562         vm_offset_t va, freemempos;
563         vm_offset_t dpcpu, msgbufpv;
564         vm_paddr_t pa, min_pa, max_pa;
565         int i;
566
567         kern_delta = KERNBASE - kernstart;
568         physmem = 0;
569
570         printf("pmap_bootstrap %lx %lx %lx\n", l1pt, kernstart, kernlen);
571         printf("%lx\n", l1pt);
572         printf("%lx\n", (KERNBASE >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK);
573
574         /* Set this early so we can use the pagetable walking functions */
575         kernel_pmap_store.pm_l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
576         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
577
578         /*
579          * Initialize the global pv list lock.
580          */
581         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
582
583         LIST_INIT(&allpmaps);
584
585         /* Assume the address we were loaded to is a valid physical address */
586         min_pa = max_pa = KERNBASE - kern_delta;
587
588         /*
589          * Find the minimum physical address. physmap is sorted,
590          * but may contain empty ranges.
591          */
592         for (i = 0; i < (physmap_idx * 2); i += 2) {
593                 if (physmap[i] == physmap[i + 1])
594                         continue;
595                 if (physmap[i] <= min_pa)
596                         min_pa = physmap[i];
597                 if (physmap[i + 1] > max_pa)
598                         max_pa = physmap[i + 1];
599         }
600         printf("physmap_idx %lx\n", physmap_idx);
601         printf("min_pa %lx\n", min_pa);
602         printf("max_pa %lx\n", max_pa);
603
604         /* Create a direct map region early so we can use it for pa -> va */
605         pmap_bootstrap_dmap(l1pt, min_pa, max_pa);
606
607         va = KERNBASE;
608         pa = KERNBASE - kern_delta;
609
610         /*
611          * Start to initialize phys_avail by copying from physmap
612          * up to the physical address KERNBASE points at.
613          */
614         map_slot = avail_slot = 0;
615         for (; map_slot < (physmap_idx * 2); map_slot += 2) {
616                 if (physmap[map_slot] == physmap[map_slot + 1])
617                         continue;
618
619                 if (physmap[map_slot] <= pa &&
620                     physmap[map_slot + 1] > pa)
621                         break;
622
623                 phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
624                 phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
625                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
626                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
627                 avail_slot += 2;
628         }
629
630         /* Add the memory before the kernel */
631         if (physmap[avail_slot] < pa) {
632                 phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
633                 phys_avail[avail_slot + 1] = pa;
634                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
635                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
636                 avail_slot += 2;
637         }
638         used_map_slot = map_slot;
639
640         /*
641          * Read the page table to find out what is already mapped.
642          * This assumes we have mapped a block of memory from KERNBASE
643          * using a single L1 entry.
644          */
645         l2 = pmap_early_page_idx(l1pt, KERNBASE, &l1_slot, &l2_slot);
646
647         /* Sanity check the index, KERNBASE should be the first VA */
648         KASSERT(l2_slot == 0, ("The L2 index is non-zero"));
649
650         /* Find how many pages we have mapped */
651         for (; l2_slot < Ln_ENTRIES; l2_slot++) {
652                 if ((l2[l2_slot] & PTE_V) == 0)
653                         break;
654
655                 /* Check locore used L2 superpages */
656                 KASSERT((l2[l2_slot] & PTE_RX) != 0,
657                     ("Invalid bootstrap L2 table"));
658
659                 va += L2_SIZE;
660                 pa += L2_SIZE;
661         }
662
663         va = roundup2(va, L2_SIZE);
664
665         freemempos = KERNBASE + kernlen;
666         freemempos = roundup2(freemempos, PAGE_SIZE);
667
668         /* Create the l3 tables for the early devmap */
669         freemempos = pmap_bootstrap_l3(l1pt,
670             VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE, freemempos);
671
672         cpu_tlb_flushID();
673
674 #define alloc_pages(var, np)                                            \
675         (var) = freemempos;                                             \
676         freemempos += (np * PAGE_SIZE);                                 \
677         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
678
679         /* Allocate dynamic per-cpu area. */
680         alloc_pages(dpcpu, DPCPU_SIZE / PAGE_SIZE);
681         dpcpu_init((void *)dpcpu, 0);
682
683         /* Allocate memory for the msgbuf, e.g. for /sbin/dmesg */
684         alloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
685         msgbufp = (void *)msgbufpv;
686
687         virtual_avail = roundup2(freemempos, L2_SIZE);
688         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE;
689         kernel_vm_end = virtual_avail;
690         
691         pa = pmap_early_vtophys(l1pt, freemempos);
692
693         /* Finish initialising physmap */
694         map_slot = used_map_slot;
695         for (; avail_slot < (PHYS_AVAIL_SIZE - 2) &&
696             map_slot < (physmap_idx * 2); map_slot += 2) {
697                 if (physmap[map_slot] == physmap[map_slot + 1]) {
698                         continue;
699                 }
700
701                 /* Have we used the current range? */
702                 if (physmap[map_slot + 1] <= pa) {
703                         continue;
704                 }
705
706                 /* Do we need to split the entry? */
707                 if (physmap[map_slot] < pa) {
708                         phys_avail[avail_slot] = pa;
709                         phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
710                 } else {
711                         phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
712                         phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
713                 }
714                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
715                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
716
717                 avail_slot += 2;
718         }
719         phys_avail[avail_slot] = 0;
720         phys_avail[avail_slot + 1] = 0;
721
722         /*
723          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
724          * highest page of the physical address space.  It should be
725          * called something like "Maxphyspage".
726          */
727         Maxmem = atop(phys_avail[avail_slot - 1]);
728
729         cpu_tlb_flushID();
730 }
731
732 /*
733  *      Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
734  */
735 void
736 pmap_page_init(vm_page_t m)
737 {
738
739         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
740         m->md.pv_memattr = VM_MEMATTR_WRITE_BACK;
741 }
742
743 /*
744  *      Initialize the pmap module.
745  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
746  *      system needs to map virtual memory.
747  */
748 void
749 pmap_init(void)
750 {
751         int i;
752
753         /*
754          * Initialize the pv chunk list mutex.
755          */
756         mtx_init(&pv_chunks_mutex, "pmap pv chunk list", NULL, MTX_DEF);
757
758         /*
759          * Initialize the pool of pv list locks.
760          */
761         for (i = 0; i < NPV_LIST_LOCKS; i++)
762                 rw_init(&pv_list_locks[i], "pmap pv list");
763 }
764
765 /*
766  * Normal, non-SMP, invalidation functions.
767  * We inline these within pmap.c for speed.
768  */
769 PMAP_INLINE void
770 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
771 {
772
773         /* TODO */
774
775         sched_pin();
776         __asm __volatile("sfence.vma %0" :: "r" (va) : "memory");
777         sched_unpin();
778 }
779
780 PMAP_INLINE void
781 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
782 {
783
784         /* TODO */
785
786         sched_pin();
787         __asm __volatile("sfence.vma");
788         sched_unpin();
789 }
790
791 PMAP_INLINE void
792 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
793 {
794
795         /* TODO */
796
797         sched_pin();
798         __asm __volatile("sfence.vma");
799         sched_unpin();
800 }
801
802 /*
803  *      Routine:        pmap_extract
804  *      Function:
805  *              Extract the physical page address associated
806  *              with the given map/virtual_address pair.
807  */
808 vm_paddr_t 
809 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
810 {
811         pd_entry_t *l2p, l2;
812         pt_entry_t *l3p, l3;
813         vm_paddr_t pa;
814
815         pa = 0;
816         PMAP_LOCK(pmap);
817         /*
818          * Start with the l2 tabel. We are unable to allocate
819          * pages in the l1 table.
820          */
821         l2p = pmap_l2(pmap, va);
822         if (l2p != NULL) {
823                 l2 = pmap_load(l2p);
824                 if ((l2 & PTE_RX) == 0) {
825                         l3p = pmap_l2_to_l3(l2p, va);
826                         if (l3p != NULL) {
827                                 l3 = pmap_load(l3p);
828                                 pa = PTE_TO_PHYS(l3);
829                                 pa |= (va & L3_OFFSET);
830                         }
831                 } else {
832                         /* L2 is superpages */
833                         pa = (l2 >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
834                         pa |= (va & L2_OFFSET);
835                 }
836         }
837         PMAP_UNLOCK(pmap);
838         return (pa);
839 }
840
841 /*
842  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
843  *      Function:
844  *              Atomically extract and hold the physical page
845  *              with the given pmap and virtual address pair
846  *              if that mapping permits the given protection.
847  */
848 vm_page_t
849 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
850 {
851         pt_entry_t *l3p, l3;
852         vm_paddr_t phys;
853         vm_paddr_t pa;
854         vm_page_t m;
855
856         pa = 0;
857         m = NULL;
858         PMAP_LOCK(pmap);
859 retry:
860         l3p = pmap_l3(pmap, va);
861         if (l3p != NULL && (l3 = pmap_load(l3p)) != 0) {
862                 if ((pmap_is_write(l3)) || ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
863                         phys = PTE_TO_PHYS(l3);
864                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, phys, &pa))
865                                 goto retry;
866                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
867                         vm_page_hold(m);
868                 }
869         }
870         PA_UNLOCK_COND(pa);
871         PMAP_UNLOCK(pmap);
872         return (m);
873 }
874
875 vm_paddr_t
876 pmap_kextract(vm_offset_t va)
877 {
878         pd_entry_t *l2;
879         pt_entry_t *l3;
880         vm_paddr_t pa;
881
882         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
883                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
884         } else {
885                 l2 = pmap_l2(kernel_pmap, va);
886                 if (l2 == NULL)
887                         panic("pmap_kextract: No l2");
888                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0) {
889                         /* superpages */
890                         pa = (pmap_load(l2) >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
891                         pa |= (va & L2_OFFSET);
892                         return (pa);
893                 }
894
895                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, va);
896                 if (l3 == NULL)
897                         panic("pmap_kextract: No l3...");
898                 pa = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l3));
899                 pa |= (va & PAGE_MASK);
900         }
901         return (pa);
902 }
903
904 /***************************************************
905  * Low level mapping routines.....
906  ***************************************************/
907
908 void
909 pmap_kenter_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size, vm_paddr_t pa)
910 {
911         pt_entry_t entry;
912         pt_entry_t *l3;
913         vm_offset_t va;
914         pn_t pn;
915
916         KASSERT((pa & L3_OFFSET) == 0,
917            ("pmap_kenter_device: Invalid physical address"));
918         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
919            ("pmap_kenter_device: Invalid virtual address"));
920         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
921             ("pmap_kenter_device: Mapping is not page-sized"));
922
923         va = sva;
924         while (size != 0) {
925                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
926                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
927
928                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
929                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
930                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
931                 pmap_load_store(l3, entry);
932
933                 PTE_SYNC(l3);
934
935                 va += PAGE_SIZE;
936                 pa += PAGE_SIZE;
937                 size -= PAGE_SIZE;
938         }
939         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
940 }
941
942 /*
943  * Remove a page from the kernel pagetables.
944  * Note: not SMP coherent.
945  */
946 PMAP_INLINE void
947 pmap_kremove(vm_offset_t va)
948 {
949         pt_entry_t *l3;
950
951         l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
952         KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
953
954         if (pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
955                 cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
956         pmap_load_clear(l3);
957         PTE_SYNC(l3);
958         pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
959 }
960
961 void
962 pmap_kremove_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size)
963 {
964         pt_entry_t *l3;
965         vm_offset_t va;
966
967         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
968            ("pmap_kremove_device: Invalid virtual address"));
969         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
970             ("pmap_kremove_device: Mapping is not page-sized"));
971
972         va = sva;
973         while (size != 0) {
974                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
975                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
976                 pmap_load_clear(l3);
977                 PTE_SYNC(l3);
978
979                 va += PAGE_SIZE;
980                 size -= PAGE_SIZE;
981         }
982         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
983 }
984
985 /*
986  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
987  *      virtual address space.
988  *
989  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
990  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
991  *      physical to virtual region can return the appropriate address
992  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
993  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
994  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
995  *      region.
996  */
997 vm_offset_t
998 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
999 {
1000
1001         return PHYS_TO_DMAP(start);
1002 }
1003
1004
1005 /*
1006  * Add a list of wired pages to the kva
1007  * this routine is only used for temporary
1008  * kernel mappings that do not need to have
1009  * page modification or references recorded.
1010  * Note that old mappings are simply written
1011  * over.  The page *must* be wired.
1012  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1013  */
1014 void
1015 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
1016 {
1017         pt_entry_t *l3, pa;
1018         vm_offset_t va;
1019         vm_page_t m;
1020         pt_entry_t entry;
1021         pn_t pn;
1022         int i;
1023
1024         va = sva;
1025         for (i = 0; i < count; i++) {
1026                 m = ma[i];
1027                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1028                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
1029                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
1030
1031                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
1032                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1033                 pmap_load_store(l3, entry);
1034
1035                 PTE_SYNC(l3);
1036                 va += L3_SIZE;
1037         }
1038         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1039 }
1040
1041 /*
1042  * This routine tears out page mappings from the
1043  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1044  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1045  */
1046 void
1047 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
1048 {
1049         pt_entry_t *l3;
1050         vm_offset_t va;
1051
1052         KASSERT(sva >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, ("usermode va %lx", sva));
1053
1054         va = sva;
1055         while (count-- > 0) {
1056                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
1057                 KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
1058
1059                 if (pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1060                         cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
1061                 pmap_load_clear(l3);
1062                 PTE_SYNC(l3);
1063
1064                 va += PAGE_SIZE;
1065         }
1066         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1067 }
1068
1069 /***************************************************
1070  * Page table page management routines.....
1071  ***************************************************/
1072 static __inline void
1073 pmap_free_zero_pages(struct spglist *free)
1074 {
1075         vm_page_t m;
1076
1077         while ((m = SLIST_FIRST(free)) != NULL) {
1078                 SLIST_REMOVE_HEAD(free, plinks.s.ss);
1079                 /* Preserve the page's PG_ZERO setting. */
1080                 vm_page_free_toq(m);
1081         }
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Schedule the specified unused page table page to be freed.  Specifically,
1086  * add the page to the specified list of pages that will be released to the
1087  * physical memory manager after the TLB has been updated.
1088  */
1089 static __inline void
1090 pmap_add_delayed_free_list(vm_page_t m, struct spglist *free,
1091     boolean_t set_PG_ZERO)
1092 {
1093
1094         if (set_PG_ZERO)
1095                 m->flags |= PG_ZERO;
1096         else
1097                 m->flags &= ~PG_ZERO;
1098         SLIST_INSERT_HEAD(free, m, plinks.s.ss);
1099 }
1100         
1101 /*
1102  * Decrements a page table page's wire count, which is used to record the
1103  * number of valid page table entries within the page.  If the wire count
1104  * drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
1105  * page table page was unmapped and FALSE otherwise.
1106  */
1107 static inline boolean_t
1108 pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1109 {
1110
1111         --m->wire_count;
1112         if (m->wire_count == 0) {
1113                 _pmap_unwire_l3(pmap, va, m, free);
1114                 return (TRUE);
1115         } else {
1116                 return (FALSE);
1117         }
1118 }
1119
1120 static void
1121 _pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1122 {
1123         vm_paddr_t phys;
1124
1125         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1126         /*
1127          * unmap the page table page
1128          */
1129         if (m->pindex >= NUPDE) {
1130                 /* PD page */
1131                 pd_entry_t *l1;
1132                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1133                 pmap_load_clear(l1);
1134                 pmap_distribute_l1(pmap, pmap_l1_index(va), 0);
1135                 PTE_SYNC(l1);
1136         } else {
1137                 /* PTE page */
1138                 pd_entry_t *l2;
1139                 l2 = pmap_l2(pmap, va);
1140                 pmap_load_clear(l2);
1141                 PTE_SYNC(l2);
1142         }
1143         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1144         if (m->pindex < NUPDE) {
1145                 pd_entry_t *l1;
1146                 /* We just released a PT, unhold the matching PD */
1147                 vm_page_t pdpg;
1148
1149                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1150                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1151                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1152                 pmap_unwire_l3(pmap, va, pdpg, free);
1153         }
1154         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1155
1156         /*
1157          * This is a release store so that the ordinary store unmapping
1158          * the page table page is globally performed before TLB shoot-
1159          * down is begun.
1160          */
1161         atomic_subtract_rel_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1162
1163         /* 
1164          * Put page on a list so that it is released after
1165          * *ALL* TLB shootdown is done
1166          */
1167         pmap_add_delayed_free_list(m, free, TRUE);
1168 }
1169
1170 /*
1171  * After removing an l3 entry, this routine is used to
1172  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1173  */
1174 static int
1175 pmap_unuse_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t ptepde,
1176     struct spglist *free)
1177 {
1178         vm_paddr_t phys;
1179         vm_page_t mpte;
1180
1181         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1182                 return (0);
1183         KASSERT(ptepde != 0, ("pmap_unuse_pt: ptepde != 0"));
1184
1185         phys = PTE_TO_PHYS(ptepde);
1186
1187         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1188         return (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, free));
1189 }
1190
1191 void
1192 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1193 {
1194
1195         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1196         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1197         pmap->pm_l1 = kernel_pmap->pm_l1;
1198 }
1199
1200 int
1201 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1202 {
1203         vm_paddr_t l1phys;
1204         vm_page_t l1pt;
1205
1206         /*
1207          * allocate the l1 page
1208          */
1209         while ((l1pt = vm_page_alloc(NULL, 0xdeadbeef, VM_ALLOC_NORMAL |
1210             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL)
1211                 VM_WAIT;
1212
1213         l1phys = VM_PAGE_TO_PHYS(l1pt);
1214         pmap->pm_l1 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(l1phys);
1215
1216         if ((l1pt->flags & PG_ZERO) == 0)
1217                 pagezero(pmap->pm_l1);
1218
1219         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1220
1221         /* Install kernel pagetables */
1222         memcpy(pmap->pm_l1, kernel_pmap->pm_l1, PAGE_SIZE);
1223
1224         /* Add to the list of all user pmaps */
1225         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, pmap, pm_list);
1226
1227         return (1);
1228 }
1229
1230 /*
1231  * This routine is called if the desired page table page does not exist.
1232  *
1233  * If page table page allocation fails, this routine may sleep before
1234  * returning NULL.  It sleeps only if a lock pointer was given.
1235  *
1236  * Note: If a page allocation fails at page table level two or three,
1237  * one or two pages may be held during the wait, only to be released
1238  * afterwards.  This conservative approach is easily argued to avoid
1239  * race conditions.
1240  */
1241 static vm_page_t
1242 _pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex, struct rwlock **lockp)
1243 {
1244         vm_page_t m, /*pdppg, */pdpg;
1245         pt_entry_t entry;
1246         vm_paddr_t phys;
1247         pn_t pn;
1248
1249         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1250
1251         /*
1252          * Allocate a page table page.
1253          */
1254         if ((m = vm_page_alloc(NULL, ptepindex, VM_ALLOC_NOOBJ |
1255             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL) {
1256                 if (lockp != NULL) {
1257                         RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp);
1258                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1259                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
1260                         VM_WAIT;
1261                         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1262                         PMAP_LOCK(pmap);
1263                 }
1264
1265                 /*
1266                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page table
1267                  * page may have been allocated.
1268                  */
1269                 return (NULL);
1270         }
1271
1272         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1273                 pmap_zero_page(m);
1274
1275         /*
1276          * Map the pagetable page into the process address space, if
1277          * it isn't already there.
1278          */
1279
1280         if (ptepindex >= NUPDE) {
1281                 pd_entry_t *l1;
1282                 vm_pindex_t l1index;
1283
1284                 l1index = ptepindex - NUPDE;
1285                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1286
1287                 pn = (VM_PAGE_TO_PHYS(m) / PAGE_SIZE);
1288                 entry = (PTE_V);
1289                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1290                 pmap_load_store(l1, entry);
1291                 pmap_distribute_l1(pmap, l1index, entry);
1292
1293                 PTE_SYNC(l1);
1294
1295         } else {
1296                 vm_pindex_t l1index;
1297                 pd_entry_t *l1, *l2;
1298
1299                 l1index = ptepindex >> (L1_SHIFT - L2_SHIFT);
1300                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1301                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1302                         /* recurse for allocating page dir */
1303                         if (_pmap_alloc_l3(pmap, NUPDE + l1index,
1304                             lockp) == NULL) {
1305                                 --m->wire_count;
1306                                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1307                                 vm_page_free_zero(m);
1308                                 return (NULL);
1309                         }
1310                 } else {
1311                         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1312                         pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1313                         pdpg->wire_count++;
1314                 }
1315
1316                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1317                 l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
1318                 l2 = &l2[ptepindex & Ln_ADDR_MASK];
1319
1320                 pn = (VM_PAGE_TO_PHYS(m) / PAGE_SIZE);
1321                 entry = (PTE_V);
1322                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1323                 pmap_load_store(l2, entry);
1324
1325                 PTE_SYNC(l2);
1326         }
1327
1328         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
1329
1330         return (m);
1331 }
1332
1333 static vm_page_t
1334 pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, struct rwlock **lockp)
1335 {
1336         vm_pindex_t ptepindex;
1337         pd_entry_t *l2;
1338         vm_paddr_t phys;
1339         vm_page_t m;
1340
1341         /*
1342          * Calculate pagetable page index
1343          */
1344         ptepindex = pmap_l2_pindex(va);
1345 retry:
1346         /*
1347          * Get the page directory entry
1348          */
1349         l2 = pmap_l2(pmap, va);
1350
1351         /*
1352          * If the page table page is mapped, we just increment the
1353          * hold count, and activate it.
1354          */
1355         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
1356                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
1357                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1358                 m->wire_count++;
1359         } else {
1360                 /*
1361                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been
1362                  * deallocated.
1363                  */
1364                 m = _pmap_alloc_l3(pmap, ptepindex, lockp);
1365                 if (m == NULL && lockp != NULL)
1366                         goto retry;
1367         }
1368         return (m);
1369 }
1370
1371
1372 /***************************************************
1373  * Pmap allocation/deallocation routines.
1374  ***************************************************/
1375
1376 /*
1377  * Release any resources held by the given physical map.
1378  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1379  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1380  */
1381 void
1382 pmap_release(pmap_t pmap)
1383 {
1384         vm_page_t m;
1385
1386         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1387             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1388             pmap->pm_stats.resident_count));
1389
1390         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pmap->pm_l1));
1391         m->wire_count--;
1392         atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1393         vm_page_free_zero(m);
1394
1395         /* Remove pmap from the allpmaps list */
1396         LIST_REMOVE(pmap, pm_list);
1397
1398         /* Remove kernel pagetables */
1399         bzero(pmap->pm_l1, PAGE_SIZE);
1400 }
1401
1402 #if 0
1403 static int
1404 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1405 {
1406         unsigned long ksize = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
1407
1408         return sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req);
1409 }
1410 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1411     0, 0, kvm_size, "LU", "Size of KVM");
1412
1413 static int
1414 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1415 {
1416         unsigned long kfree = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - kernel_vm_end;
1417
1418         return sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req);
1419 }
1420 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1421     0, 0, kvm_free, "LU", "Amount of KVM free");
1422 #endif /* 0 */
1423
1424 /*
1425  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1426  */
1427 void
1428 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1429 {
1430         vm_paddr_t paddr;
1431         vm_page_t nkpg;
1432         pd_entry_t *l1, *l2;
1433         pt_entry_t entry;
1434         pn_t pn;
1435
1436         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1437
1438         addr = roundup2(addr, L2_SIZE);
1439         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
1440                 addr = kernel_map->max_offset;
1441         while (kernel_vm_end < addr) {
1442                 l1 = pmap_l1(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1443                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1444                         /* We need a new PDP entry */
1445                         nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L1_SHIFT,
1446                             VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ |
1447                             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
1448                         if (nkpg == NULL)
1449                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1450                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1451                                 pmap_zero_page(nkpg);
1452                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1453
1454                         pn = (paddr / PAGE_SIZE);
1455                         entry = (PTE_V);
1456                         entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1457                         pmap_load_store(l1, entry);
1458                         pmap_distribute_l1(kernel_pmap,
1459                             pmap_l1_index(kernel_vm_end), entry);
1460
1461                         PTE_SYNC(l1);
1462                         continue; /* try again */
1463                 }
1464                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, kernel_vm_end);
1465                 if ((pmap_load(l2) & PTE_A) != 0) {
1466                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1467                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1468                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1469                                 break;
1470                         }
1471                         continue;
1472                 }
1473
1474                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L2_SHIFT,
1475                     VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
1476                     VM_ALLOC_ZERO);
1477                 if (nkpg == NULL)
1478                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1479                 if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0) {
1480                         pmap_zero_page(nkpg);
1481                 }
1482                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1483
1484                 pn = (paddr / PAGE_SIZE);
1485                 entry = (PTE_V);
1486                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1487                 pmap_load_store(l2, entry);
1488
1489                 PTE_SYNC(l2);
1490                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1491
1492                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1493                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1494                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1495                         break;                       
1496                 }
1497         }
1498 }
1499
1500
1501 /***************************************************
1502  * page management routines.
1503  ***************************************************/
1504
1505 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
1506 CTASSERT(_NPCM == 3);
1507 CTASSERT(_NPCPV == 168);
1508
1509 static __inline struct pv_chunk *
1510 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
1511 {
1512
1513         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
1514 }
1515
1516 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
1517
1518 #define PC_FREE0        0xfffffffffffffffful
1519 #define PC_FREE1        0xfffffffffffffffful
1520 #define PC_FREE2        0x000000fffffffffful
1521
1522 static const uint64_t pc_freemask[_NPCM] = { PC_FREE0, PC_FREE1, PC_FREE2 };
1523
1524 #if 0
1525 #ifdef PV_STATS
1526 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
1527
1528 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
1529         "Current number of pv entry chunks");
1530 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
1531         "Current number of pv entry chunks allocated");
1532 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
1533         "Current number of pv entry chunks frees");
1534 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
1535         "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
1536
1537 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs, pv_entry_count;
1538 static int pv_entry_spare;
1539
1540 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
1541         "Current number of pv entry frees");
1542 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
1543         "Current number of pv entry allocs");
1544 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
1545         "Current number of pv entries");
1546 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
1547         "Current number of spare pv entries");
1548 #endif
1549 #endif /* 0 */
1550
1551 /*
1552  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
1553  * drastic measures to free some pages so we can allocate
1554  * another pv entry chunk.
1555  *
1556  * Returns NULL if PV entries were reclaimed from the specified pmap.
1557  *
1558  * We do not, however, unmap 2mpages because subsequent accesses will
1559  * allocate per-page pv entries until repromotion occurs, thereby
1560  * exacerbating the shortage of free pv entries.
1561  */
1562 static vm_page_t
1563 reclaim_pv_chunk(pmap_t locked_pmap, struct rwlock **lockp)
1564 {
1565
1566         panic("RISCVTODO: reclaim_pv_chunk");
1567 }
1568
1569 /*
1570  * free the pv_entry back to the free list
1571  */
1572 static void
1573 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
1574 {
1575         struct pv_chunk *pc;
1576         int idx, field, bit;
1577
1578         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1579         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1580         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, 1));
1581         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, 1));
1582         PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, 1));
1583         pc = pv_to_chunk(pv);
1584         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
1585         field = idx / 64;
1586         bit = idx % 64;
1587         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
1588         if (pc->pc_map[0] != PC_FREE0 || pc->pc_map[1] != PC_FREE1 ||
1589             pc->pc_map[2] != PC_FREE2) {
1590                 /* 98% of the time, pc is already at the head of the list. */
1591                 if (__predict_false(pc != TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk))) {
1592                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1593                         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1594                 }
1595                 return;
1596         }
1597         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1598         free_pv_chunk(pc);
1599 }
1600
1601 static void
1602 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
1603 {
1604         vm_page_t m;
1605
1606         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1607         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1608         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1609         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, _NPCPV));
1610         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pc_chunk_count, 1));
1611         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_frees, 1));
1612         /* entire chunk is free, return it */
1613         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pc));
1614 #if 0 /* TODO: For minidump */
1615         dump_drop_page(m->phys_addr);
1616 #endif
1617         vm_page_unwire(m, PQ_NONE);
1618         vm_page_free(m);
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Returns a new PV entry, allocating a new PV chunk from the system when
1623  * needed.  If this PV chunk allocation fails and a PV list lock pointer was
1624  * given, a PV chunk is reclaimed from an arbitrary pmap.  Otherwise, NULL is
1625  * returned.
1626  *
1627  * The given PV list lock may be released.
1628  */
1629 static pv_entry_t
1630 get_pv_entry(pmap_t pmap, struct rwlock **lockp)
1631 {
1632         int bit, field;
1633         pv_entry_t pv;
1634         struct pv_chunk *pc;
1635         vm_page_t m;
1636
1637         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1638         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1639         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_allocs, 1));
1640 retry:
1641         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
1642         if (pc != NULL) {
1643                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
1644                         if (pc->pc_map[field]) {
1645                                 bit = ffsl(pc->pc_map[field]) - 1;
1646                                 break;
1647                         }
1648                 }
1649                 if (field < _NPCM) {
1650                         pv = &pc->pc_pventry[field * 64 + bit];
1651                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
1652                         /* If this was the last item, move it to tail */
1653                         if (pc->pc_map[0] == 0 && pc->pc_map[1] == 0 &&
1654                             pc->pc_map[2] == 0) {
1655                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1656                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc,
1657                                     pc_list);
1658                         }
1659                         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1660                         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, 1));
1661                         return (pv);
1662                 }
1663         }
1664         /* No free items, allocate another chunk */
1665         m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ |
1666             VM_ALLOC_WIRED);
1667         if (m == NULL) {
1668                 if (lockp == NULL) {
1669                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
1670                         return (NULL);
1671                 }
1672                 m = reclaim_pv_chunk(pmap, lockp);
1673                 if (m == NULL)
1674                         goto retry;
1675         }
1676         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_count, 1));
1677         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_allocs, 1));
1678 #if 0 /* TODO: This is for minidump */
1679         dump_add_page(m->phys_addr);
1680 #endif
1681         pc = (void *)PHYS_TO_DMAP(m->phys_addr);
1682         pc->pc_pmap = pmap;
1683         pc->pc_map[0] = PC_FREE0 & ~1ul;        /* preallocated bit 0 */
1684         pc->pc_map[1] = PC_FREE1;
1685         pc->pc_map[2] = PC_FREE2;
1686         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1687         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1688         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1689         pv = &pc->pc_pventry[0];
1690         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1691         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1692         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, _NPCPV - 1));
1693         return (pv);
1694 }
1695
1696 /*
1697  * First find and then remove the pv entry for the specified pmap and virtual
1698  * address from the specified pv list.  Returns the pv entry if found and NULL
1699  * otherwise.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or
1700  * 2MB page mappings.
1701  */
1702 static __inline pv_entry_t
1703 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1704 {
1705         pv_entry_t pv;
1706
1707         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1708         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
1709                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
1710                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
1711                         pvh->pv_gen++;
1712                         break;
1713                 }
1714         }
1715         return (pv);
1716 }
1717
1718 /*
1719  * First find and then destroy the pv entry for the specified pmap and virtual
1720  * address.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or 2MB
1721  * page mappings.
1722  */
1723 static void
1724 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1725 {
1726         pv_entry_t pv;
1727
1728         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
1729
1730         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
1731         free_pv_entry(pmap, pv);
1732 }
1733
1734 /*
1735  * Conditionally create the PV entry for a 4KB page mapping if the required
1736  * memory can be allocated without resorting to reclamation.
1737  */
1738 static boolean_t
1739 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1740     struct rwlock **lockp)
1741 {
1742         pv_entry_t pv;
1743
1744         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1745         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1746         /* Pass NULL instead of the lock pointer to disable reclamation. */
1747         if ((pv = get_pv_entry(pmap, NULL)) != NULL) {
1748                 pv->pv_va = va;
1749                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1750                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1751                 m->md.pv_gen++;
1752                 return (TRUE);
1753         } else
1754                 return (FALSE);
1755 }
1756
1757 /*
1758  * pmap_remove_l3: do the things to unmap a page in a process
1759  */
1760 static int
1761 pmap_remove_l3(pmap_t pmap, pt_entry_t *l3, vm_offset_t va, 
1762     pd_entry_t l2e, struct spglist *free, struct rwlock **lockp)
1763 {
1764         pt_entry_t old_l3;
1765         vm_paddr_t phys;
1766         vm_page_t m;
1767
1768         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1769         if (pmap_is_current(pmap) && pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1770                 cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
1771         old_l3 = pmap_load_clear(l3);
1772         PTE_SYNC(l3);
1773         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1774         if (old_l3 & PTE_SW_WIRED)
1775                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1776         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1777         if (old_l3 & PTE_SW_MANAGED) {
1778                 phys = PTE_TO_PHYS(old_l3);
1779                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1780                 if (pmap_page_dirty(old_l3))
1781                         vm_page_dirty(m);
1782                 if (old_l3 & PTE_A)
1783                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1784                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1785                 pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
1786         }
1787
1788         return (pmap_unuse_l3(pmap, va, l2e, free));
1789 }
1790
1791 /*
1792  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1793  *
1794  *      It is assumed that the start and end are properly
1795  *      rounded to the page size.
1796  */
1797 void
1798 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1799 {
1800         struct rwlock *lock;
1801         vm_offset_t va, va_next;
1802         pd_entry_t *l1, *l2;
1803         pt_entry_t l3_pte, *l3;
1804         struct spglist free;
1805         int anyvalid;
1806
1807         /*
1808          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
1809          */
1810         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1811                 return;
1812
1813         anyvalid = 0;
1814         SLIST_INIT(&free);
1815
1816         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1817         PMAP_LOCK(pmap);
1818
1819         lock = NULL;
1820         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1821                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1822                         break;
1823
1824                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1825                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1826                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1827                         if (va_next < sva)
1828                                 va_next = eva;
1829                         continue;
1830                 }
1831
1832                 /*
1833                  * Calculate index for next page table.
1834                  */
1835                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1836                 if (va_next < sva)
1837                         va_next = eva;
1838
1839                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1840                 if (l2 == NULL)
1841                         continue;
1842
1843                 l3_pte = pmap_load(l2);
1844
1845                 /*
1846                  * Weed out invalid mappings.
1847                  */
1848                 if (l3_pte == 0)
1849                         continue;
1850                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
1851                         continue;
1852
1853                 /*
1854                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1855                  * by the current page table page, or to the end of the
1856                  * range being removed.
1857                  */
1858                 if (va_next > eva)
1859                         va_next = eva;
1860
1861                 va = va_next;
1862                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
1863                     sva += L3_SIZE) {
1864                         if (l3 == NULL)
1865                                 panic("l3 == NULL");
1866                         if (pmap_load(l3) == 0) {
1867                                 if (va != va_next) {
1868                                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1869                                         va = va_next;
1870                                 }
1871                                 continue;
1872                         }
1873                         if (va == va_next)
1874                                 va = sva;
1875                         if (pmap_remove_l3(pmap, l3, sva, l3_pte, &free,
1876                             &lock)) {
1877                                 sva += L3_SIZE;
1878                                 break;
1879                         }
1880                 }
1881                 if (va != va_next)
1882                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1883         }
1884         if (lock != NULL)
1885                 rw_wunlock(lock);
1886         if (anyvalid)
1887                 pmap_invalidate_all(pmap);
1888         rw_runlock(&pvh_global_lock);   
1889         PMAP_UNLOCK(pmap);
1890         pmap_free_zero_pages(&free);
1891 }
1892
1893 /*
1894  *      Routine:        pmap_remove_all
1895  *      Function:
1896  *              Removes this physical page from
1897  *              all physical maps in which it resides.
1898  *              Reflects back modify bits to the pager.
1899  *
1900  *      Notes:
1901  *              Original versions of this routine were very
1902  *              inefficient because they iteratively called
1903  *              pmap_remove (slow...)
1904  */
1905
1906 void
1907 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1908 {
1909         pv_entry_t pv;
1910         pmap_t pmap;
1911         pt_entry_t *l3, tl3;
1912         pd_entry_t *l2, tl2;
1913         struct spglist free;
1914
1915         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1916             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
1917         SLIST_INIT(&free);
1918         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1919         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1920                 pmap = PV_PMAP(pv);
1921                 PMAP_LOCK(pmap);
1922                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1923                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
1924                 KASSERT(l2 != NULL, ("pmap_remove_all: no l2 table found"));
1925                 tl2 = pmap_load(l2);
1926
1927                 KASSERT((tl2 & PTE_RX) == 0,
1928                     ("pmap_remove_all: found a table when expecting "
1929                     "a block in %p's pv list", m));
1930
1931                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
1932                 if (pmap_is_current(pmap) &&
1933                     pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1934                         cpu_dcache_wb_range(pv->pv_va, L3_SIZE);
1935                 tl3 = pmap_load_clear(l3);
1936                 PTE_SYNC(l3);
1937                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
1938                 if (tl3 & PTE_SW_WIRED)
1939                         pmap->pm_stats.wired_count--;
1940                 if ((tl3 & PTE_A) != 0)
1941                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1942
1943                 /*
1944                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1945                  */
1946                 if (pmap_page_dirty(tl3))
1947                         vm_page_dirty(m);
1948                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, pmap_load(l2), &free);
1949                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1950                 m->md.pv_gen++;
1951                 free_pv_entry(pmap, pv);
1952                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1953         }
1954         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1955         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1956         pmap_free_zero_pages(&free);
1957 }
1958
1959 /*
1960  *      Set the physical protection on the
1961  *      specified range of this map as requested.
1962  */
1963 void
1964 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1965 {
1966         vm_offset_t va, va_next;
1967         pd_entry_t *l1, *l2;
1968         pt_entry_t *l3p, l3;
1969         pt_entry_t entry;
1970
1971         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1972                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1973                 return;
1974         }
1975
1976         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == VM_PROT_WRITE)
1977                 return;
1978
1979         PMAP_LOCK(pmap);
1980         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1981
1982                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1983                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1984                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1985                         if (va_next < sva)
1986                                 va_next = eva;
1987                         continue;
1988                 }
1989
1990                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1991                 if (va_next < sva)
1992                         va_next = eva;
1993
1994                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1995                 if (l2 == NULL)
1996                         continue;
1997                 if (pmap_load(l2) == 0)
1998                         continue;
1999                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
2000                         continue;
2001
2002                 if (va_next > eva)
2003                         va_next = eva;
2004
2005                 va = va_next;
2006                 for (l3p = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3p++,
2007                     sva += L3_SIZE) {
2008                         l3 = pmap_load(l3p);
2009                         if (pmap_l3_valid(l3)) {
2010                                 entry = pmap_load(l3p);
2011                                 entry &= ~(PTE_W);
2012                                 pmap_load_store(l3p, entry);
2013                                 PTE_SYNC(l3p);
2014                                 /* XXX: Use pmap_invalidate_range */
2015                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2016                         }
2017                 }
2018         }
2019         PMAP_UNLOCK(pmap);
2020
2021         /* TODO: Only invalidate entries we are touching */
2022         pmap_invalidate_all(pmap);
2023 }
2024
2025 /*
2026  *      Insert the given physical page (p) at
2027  *      the specified virtual address (v) in the
2028  *      target physical map with the protection requested.
2029  *
2030  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2031  *      that the related pte can not be reclaimed.
2032  *
2033  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2034  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2035  *      insert this page into the given map NOW.
2036  */
2037 int
2038 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2039     u_int flags, int8_t psind __unused)
2040 {
2041         struct rwlock *lock;
2042         pd_entry_t *l1, *l2;
2043         pt_entry_t new_l3, orig_l3;
2044         pt_entry_t *l3;
2045         pv_entry_t pv;
2046         vm_paddr_t opa, pa, l2_pa, l3_pa;
2047         vm_page_t mpte, om, l2_m, l3_m;
2048         boolean_t nosleep;
2049         pt_entry_t entry;
2050         pn_t l2_pn;
2051         pn_t l3_pn;
2052         pn_t pn;
2053
2054         va = trunc_page(va);
2055         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 && !vm_page_xbusied(m))
2056                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
2057         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2058         pn = (pa / PAGE_SIZE);
2059
2060         new_l3 = PTE_V | PTE_R | PTE_X;
2061         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2062                 new_l3 |= PTE_W;
2063         if ((va >> 63) == 0)
2064                 new_l3 |= PTE_U;
2065
2066         new_l3 |= (pn << PTE_PPN0_S);
2067         if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0)
2068                 new_l3 |= PTE_SW_WIRED;
2069
2070         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter: %.16lx -> %.16lx", va, pa);
2071
2072         mpte = NULL;
2073
2074         lock = NULL;
2075         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2076         PMAP_LOCK(pmap);
2077
2078         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2079                 nosleep = (flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) != 0;
2080                 mpte = pmap_alloc_l3(pmap, va, nosleep ? NULL : &lock);
2081                 if (mpte == NULL && nosleep) {
2082                         CTR0(KTR_PMAP, "pmap_enter: mpte == NULL");
2083                         if (lock != NULL)
2084                                 rw_wunlock(lock);
2085                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2086                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2087                         return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
2088                 }
2089                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
2090         } else {
2091                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
2092                 /* TODO: This is not optimal, but should mostly work */
2093                 if (l3 == NULL) {
2094                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
2095                         if (l2 == NULL) {
2096                                 l2_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2097                                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
2098                                     VM_ALLOC_ZERO);
2099                                 if (l2_m == NULL)
2100                                         panic("pmap_enter: l2 pte_m == NULL");
2101                                 if ((l2_m->flags & PG_ZERO) == 0)
2102                                         pmap_zero_page(l2_m);
2103
2104                                 l2_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l2_m);
2105                                 l2_pn = (l2_pa / PAGE_SIZE);
2106
2107                                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
2108                                 entry = (PTE_V);
2109                                 entry |= (l2_pn << PTE_PPN0_S);
2110                                 pmap_load_store(l1, entry);
2111                                 pmap_distribute_l1(pmap, pmap_l1_index(va), entry);
2112                                 PTE_SYNC(l1);
2113
2114                                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, va);
2115                         }
2116
2117                         KASSERT(l2 != NULL,
2118                             ("No l2 table after allocating one"));
2119
2120                         l3_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2121                             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
2122                         if (l3_m == NULL)
2123                                 panic("pmap_enter: l3 pte_m == NULL");
2124                         if ((l3_m->flags & PG_ZERO) == 0)
2125                                 pmap_zero_page(l3_m);
2126
2127                         l3_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l3_m);
2128                         l3_pn = (l3_pa / PAGE_SIZE);
2129                         entry = (PTE_V);
2130                         entry |= (l3_pn << PTE_PPN0_S);
2131                         pmap_load_store(l2, entry);
2132                         PTE_SYNC(l2);
2133                         l3 = pmap_l2_to_l3(l2, va);
2134                 }
2135                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2136         }
2137
2138         om = NULL;
2139         orig_l3 = pmap_load(l3);
2140         opa = PTE_TO_PHYS(orig_l3);
2141
2142         /*
2143          * Is the specified virtual address already mapped?
2144          */
2145         if (pmap_l3_valid(orig_l3)) {
2146                 /*
2147                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2148                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2149                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2150                  * the PT page will be also.
2151                  */
2152                 if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0 &&
2153                     (orig_l3 & PTE_SW_WIRED) == 0)
2154                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2155                 else if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) == 0 &&
2156                     (orig_l3 & PTE_SW_WIRED) != 0)
2157                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2158
2159                 /*
2160                  * Remove the extra PT page reference.
2161                  */
2162                 if (mpte != NULL) {
2163                         mpte->wire_count--;
2164                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
2165                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
2166                              " va: 0x%lx", va));
2167                 }
2168
2169                 /*
2170                  * Has the physical page changed?
2171                  */
2172                 if (opa == pa) {
2173                         /*
2174                          * No, might be a protection or wiring change.
2175                          */
2176                         if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0) {
2177                                 new_l3 |= PTE_SW_MANAGED;
2178                                 if (pmap_is_write(new_l3))
2179                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2180                         }
2181                         goto validate;
2182                 }
2183
2184                 /* Flush the cache, there might be uncommitted data in it */
2185                 if (pmap_is_current(pmap) && pmap_l3_valid_cacheable(orig_l3))
2186                         cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
2187         } else {
2188                 /*
2189                  * Increment the counters.
2190                  */
2191                 if ((new_l3 & PTE_SW_WIRED) != 0)
2192                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2193                 pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2194         }
2195         /*
2196          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2197          */
2198         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2199                 new_l3 |= PTE_SW_MANAGED;
2200                 pv = get_pv_entry(pmap, &lock);
2201                 pv->pv_va = va;
2202                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, pa);
2203                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2204                 m->md.pv_gen++;
2205                 if (pmap_is_write(new_l3))
2206                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2207         }
2208
2209         /*
2210          * Update the L3 entry.
2211          */
2212         if (orig_l3 != 0) {
2213 validate:
2214                 orig_l3 = pmap_load_store(l3, new_l3);
2215                 PTE_SYNC(l3);
2216                 opa = PTE_TO_PHYS(orig_l3);
2217
2218                 if (opa != pa) {
2219                         if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0) {
2220                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2221                                 if (pmap_page_dirty(orig_l3))
2222                                         vm_page_dirty(om);
2223                                 if ((orig_l3 & PTE_A) != 0)
2224                                         vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
2225                                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, opa);
2226                                 pmap_pvh_free(&om->md, pmap, va);
2227                         }
2228                 } else if (pmap_page_dirty(orig_l3)) {
2229                         if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0)
2230                                 vm_page_dirty(m);
2231                 }
2232         } else {
2233                 pmap_load_store(l3, new_l3);
2234                 PTE_SYNC(l3);
2235         }
2236         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2237         if ((pmap != pmap_kernel()) && (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap))
2238             cpu_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
2239
2240         if (lock != NULL)
2241                 rw_wunlock(lock);
2242         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2243         PMAP_UNLOCK(pmap);
2244         return (KERN_SUCCESS);
2245 }
2246
2247 /*
2248  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2249  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2250  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2251  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2252  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2253  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2254  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2255  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2256  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2257  * corresponding offset from m_start are mapped.
2258  */
2259 void
2260 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2261     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2262 {
2263         struct rwlock *lock;
2264         vm_offset_t va;
2265         vm_page_t m, mpte;
2266         vm_pindex_t diff, psize;
2267
2268         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
2269
2270         psize = atop(end - start);
2271         mpte = NULL;
2272         m = m_start;
2273         lock = NULL;
2274         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2275         PMAP_LOCK(pmap);
2276         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2277                 va = start + ptoa(diff);
2278                 mpte = pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, mpte, &lock);
2279                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2280         }
2281         if (lock != NULL)
2282                 rw_wunlock(lock);
2283         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2284         PMAP_UNLOCK(pmap);
2285 }
2286
2287 /*
2288  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2289  * 1. Current pmap & pmap exists.
2290  * 2. Not wired.
2291  * 3. Read access.
2292  * 4. No page table pages.
2293  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2294  */
2295
2296 void
2297 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2298 {
2299         struct rwlock *lock;
2300
2301         lock = NULL;
2302         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2303         PMAP_LOCK(pmap);
2304         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL, &lock);
2305         if (lock != NULL)
2306                 rw_wunlock(lock);
2307         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2308         PMAP_UNLOCK(pmap);
2309 }
2310
2311 static vm_page_t
2312 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2313     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte, struct rwlock **lockp)
2314 {
2315         struct spglist free;
2316         vm_paddr_t phys;
2317         pd_entry_t *l2;
2318         pt_entry_t *l3;
2319         vm_paddr_t pa;
2320         pt_entry_t entry;
2321         pn_t pn;
2322
2323         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2324             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
2325             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2326         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
2327         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2328
2329         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_quick_locked: %p %lx", pmap, va);
2330         /*
2331          * In the case that a page table page is not
2332          * resident, we are creating it here.
2333          */
2334         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2335                 vm_pindex_t l2pindex;
2336
2337                 /*
2338                  * Calculate pagetable page index
2339                  */
2340                 l2pindex = pmap_l2_pindex(va);
2341                 if (mpte && (mpte->pindex == l2pindex)) {
2342                         mpte->wire_count++;
2343                 } else {
2344                         /*
2345                          * Get the l2 entry
2346                          */
2347                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
2348
2349                         /*
2350                          * If the page table page is mapped, we just increment
2351                          * the hold count, and activate it.  Otherwise, we
2352                          * attempt to allocate a page table page.  If this
2353                          * attempt fails, we don't retry.  Instead, we give up.
2354                          */
2355                         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
2356                                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
2357                                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
2358                                 mpte->wire_count++;
2359                         } else {
2360                                 /*
2361                                  * Pass NULL instead of the PV list lock
2362                                  * pointer, because we don't intend to sleep.
2363                                  */
2364                                 mpte = _pmap_alloc_l3(pmap, l2pindex, NULL);
2365                                 if (mpte == NULL)
2366                                         return (mpte);
2367                         }
2368                 }
2369                 l3 = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mpte));
2370                 l3 = &l3[pmap_l3_index(va)];
2371         } else {
2372                 mpte = NULL;
2373                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
2374         }
2375         if (l3 == NULL)
2376                 panic("pmap_enter_quick_locked: No l3");
2377         if (pmap_load(l3) != 0) {
2378                 if (mpte != NULL) {
2379                         mpte->wire_count--;
2380                         mpte = NULL;
2381                 }
2382                 return (mpte);
2383         }
2384
2385         /*
2386          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2387          */
2388         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
2389             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m, lockp)) {
2390                 if (mpte != NULL) {
2391                         SLIST_INIT(&free);
2392                         if (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, &free)) {
2393                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2394                                 pmap_free_zero_pages(&free);
2395                         }
2396                         mpte = NULL;
2397                 }
2398                 return (mpte);
2399         }
2400
2401         /*
2402          * Increment counters
2403          */
2404         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2405
2406         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2407         pn = (pa / PAGE_SIZE);
2408
2409         /* RISCVTODO: check permissions */
2410         entry = (PTE_V | PTE_RWX);
2411         entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
2412
2413         /*
2414          * Now validate mapping with RO protection
2415          */
2416         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2417                 entry |= PTE_SW_MANAGED;
2418         pmap_load_store(l3, entry);
2419
2420         PTE_SYNC(l3);
2421         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2422         return (mpte);
2423 }
2424
2425 /*
2426  * This code maps large physical mmap regions into the
2427  * processor address space.  Note that some shortcuts
2428  * are taken, but the code works.
2429  */
2430 void
2431 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
2432     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2433 {
2434
2435         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2436         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2437             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
2438 }
2439
2440 /*
2441  *      Clear the wired attribute from the mappings for the specified range of
2442  *      addresses in the given pmap.  Every valid mapping within that range
2443  *      must have the wired attribute set.  In contrast, invalid mappings
2444  *      cannot have the wired attribute set, so they are ignored.
2445  *
2446  *      The wired attribute of the page table entry is not a hardware feature,
2447  *      so there is no need to invalidate any TLB entries.
2448  */
2449 void
2450 pmap_unwire(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2451 {
2452         vm_offset_t va_next;
2453         pd_entry_t *l1, *l2;
2454         pt_entry_t *l3;
2455         boolean_t pv_lists_locked;
2456
2457         pv_lists_locked = FALSE;
2458         PMAP_LOCK(pmap);
2459         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2460                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
2461                 if (pmap_load(l1) == 0) {
2462                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
2463                         if (va_next < sva)
2464                                 va_next = eva;
2465                         continue;
2466                 }
2467
2468                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
2469                 if (va_next < sva)
2470                         va_next = eva;
2471
2472                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
2473                 if (pmap_load(l2) == 0)
2474                         continue;
2475
2476                 if (va_next > eva)
2477                         va_next = eva;
2478                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
2479                     sva += L3_SIZE) {
2480                         if (pmap_load(l3) == 0)
2481                                 continue;
2482                         if ((pmap_load(l3) & PTE_SW_WIRED) == 0)
2483                                 panic("pmap_unwire: l3 %#jx is missing "
2484                                     "PTE_SW_WIRED", (uintmax_t)*l3);
2485
2486                         /*
2487                          * PG_W must be cleared atomically.  Although the pmap
2488                          * lock synchronizes access to PG_W, another processor
2489                          * could be setting PG_M and/or PG_A concurrently.
2490                          */
2491                         atomic_clear_long(l3, PTE_SW_WIRED);
2492                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2493                 }
2494         }
2495         if (pv_lists_locked)
2496                 rw_runlock(&pvh_global_lock);
2497         PMAP_UNLOCK(pmap);
2498 }
2499
2500 /*
2501  *      Copy the range specified by src_addr/len
2502  *      from the source map to the range dst_addr/len
2503  *      in the destination map.
2504  *
2505  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2506  */
2507
2508 void
2509 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
2510     vm_offset_t src_addr)
2511 {
2512
2513 }
2514
2515 /*
2516  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
2517  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2518  */
2519 void
2520 pmap_zero_page(vm_page_t m)
2521 {
2522         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2523
2524         pagezero((void *)va);
2525 }
2526
2527 /*
2528  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping 
2529  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2530  *
2531  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2532  */
2533 void
2534 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
2535 {
2536         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2537
2538         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2539                 pagezero((void *)va);
2540         else
2541                 bzero((char *)va + off, size);
2542 }
2543
2544 /*
2545  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
2546  *      page by mapping the page into virtual memory and using
2547  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
2548  *      time.
2549  */
2550 void
2551 pmap_copy_page(vm_page_t msrc, vm_page_t mdst)
2552 {
2553         vm_offset_t src = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(msrc));
2554         vm_offset_t dst = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mdst));
2555
2556         pagecopy((void *)src, (void *)dst);
2557 }
2558
2559 int unmapped_buf_allowed = 1;
2560
2561 void
2562 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
2563     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
2564 {
2565         void *a_cp, *b_cp;
2566         vm_page_t m_a, m_b;
2567         vm_paddr_t p_a, p_b;
2568         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
2569         int cnt;
2570
2571         while (xfersize > 0) {
2572                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
2573                 m_a = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
2574                 p_a = m_a->phys_addr;
2575                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
2576                 m_b = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
2577                 p_b = m_b->phys_addr;
2578                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
2579                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
2580                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_a))) {
2581                         panic("!DMAP a %lx", p_a);
2582                 } else {
2583                         a_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_a) + a_pg_offset;
2584                 }
2585                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_b))) {
2586                         panic("!DMAP b %lx", p_b);
2587                 } else {
2588                         b_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_b) + b_pg_offset;
2589                 }
2590                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
2591                 a_offset += cnt;
2592                 b_offset += cnt;
2593                 xfersize -= cnt;
2594         }
2595 }
2596
2597 vm_offset_t
2598 pmap_quick_enter_page(vm_page_t m)
2599 {
2600
2601         return (PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)));
2602 }
2603
2604 void
2605 pmap_quick_remove_page(vm_offset_t addr)
2606 {
2607 }
2608
2609 /*
2610  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2611  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2612  * be changed upwards or downwards in the future; it
2613  * is only necessary that true be returned for a small
2614  * subset of pmaps for proper page aging.
2615  */
2616 boolean_t
2617 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2618 {
2619         struct rwlock *lock;
2620         pv_entry_t pv;
2621         int loops = 0;
2622         boolean_t rv;
2623
2624         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2625             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2626         rv = FALSE;
2627         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2628         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2629         rw_rlock(lock);
2630         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2631                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
2632                         rv = TRUE;
2633                         break;
2634                 }
2635                 loops++;
2636                 if (loops >= 16)
2637                         break;
2638         }
2639         rw_runlock(lock);
2640         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2641         return (rv);
2642 }
2643
2644 /*
2645  *      pmap_page_wired_mappings:
2646  *
2647  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
2648  *      that are wired.
2649  */
2650 int
2651 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
2652 {
2653         struct rwlock *lock;
2654         pmap_t pmap;
2655         pt_entry_t *l3;
2656         pv_entry_t pv;
2657         int count, md_gen;
2658
2659         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2660                 return (0);
2661         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2662         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2663         rw_rlock(lock);
2664 restart:
2665         count = 0;
2666         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2667                 pmap = PV_PMAP(pv);
2668                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2669                         md_gen = m->md.pv_gen;
2670                         rw_runlock(lock);
2671                         PMAP_LOCK(pmap);
2672                         rw_rlock(lock);
2673                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2674                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2675                                 goto restart;
2676                         }
2677                 }
2678                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2679                 if (l3 != NULL && (pmap_load(l3) & PTE_SW_WIRED) != 0)
2680                         count++;
2681                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2682         }
2683         rw_runlock(lock);
2684         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2685         return (count);
2686 }
2687
2688 /*
2689  * Destroy all managed, non-wired mappings in the given user-space
2690  * pmap.  This pmap cannot be active on any processor besides the
2691  * caller.
2692  *
2693  * This function cannot be applied to the kernel pmap.  Moreover, it
2694  * is not intended for general use.  It is only to be used during
2695  * process termination.  Consequently, it can be implemented in ways
2696  * that make it faster than pmap_remove().  First, it can more quickly
2697  * destroy mappings by iterating over the pmap's collection of PV
2698  * entries, rather than searching the page table.  Second, it doesn't
2699  * have to test and clear the page table entries atomically, because
2700  * no processor is currently accessing the user address space.  In
2701  * particular, a page table entry's dirty bit won't change state once
2702  * this function starts.
2703  */
2704 void
2705 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
2706 {
2707         pd_entry_t ptepde, *l2;
2708         pt_entry_t *l3, tl3;
2709         struct spglist free;
2710         vm_page_t m;
2711         pv_entry_t pv;
2712         struct pv_chunk *pc, *npc;
2713         struct rwlock *lock;
2714         int64_t bit;
2715         uint64_t inuse, bitmask;
2716         int allfree, field, freed, idx;
2717         vm_paddr_t pa;
2718
2719         lock = NULL;
2720
2721         SLIST_INIT(&free);
2722         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2723         PMAP_LOCK(pmap);
2724         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
2725                 allfree = 1;
2726                 freed = 0;
2727                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2728                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2729                         while (inuse != 0) {
2730                                 bit = ffsl(inuse) - 1;
2731                                 bitmask = 1UL << bit;
2732                                 idx = field * 64 + bit;
2733                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
2734                                 inuse &= ~bitmask;
2735
2736                                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
2737                                 ptepde = pmap_load(l2);
2738                                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
2739                                 tl3 = pmap_load(l3);
2740
2741 /*
2742  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
2743  */
2744                                 if (tl3 & PTE_SW_WIRED) {
2745                                         allfree = 0;
2746                                         continue;
2747                                 }
2748
2749                                 pa = PTE_TO_PHYS(tl3);
2750                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2751                                 KASSERT(m->phys_addr == pa,
2752                                     ("vm_page_t %p phys_addr mismatch %016jx %016jx",
2753                                     m, (uintmax_t)m->phys_addr,
2754                                     (uintmax_t)tl3));
2755
2756                                 KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
2757                                     m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2758                                     ("pmap_remove_pages: bad l3 %#jx",
2759                                     (uintmax_t)tl3));
2760
2761                                 if (pmap_is_current(pmap) &&
2762                                     pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
2763                                         cpu_dcache_wb_range(pv->pv_va, L3_SIZE);
2764                                 pmap_load_clear(l3);
2765                                 PTE_SYNC(l3);
2766                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2767
2768                                 /*
2769                                  * Update the vm_page_t clean/reference bits.
2770                                  */
2771                                 if (pmap_page_dirty(tl3))
2772                                         vm_page_dirty(m);
2773
2774                                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(&lock, m);
2775
2776                                 /* Mark free */
2777                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
2778
2779                                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
2780                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2781                                 m->md.pv_gen++;
2782
2783                                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, ptepde, &free);
2784                                 freed++;
2785                         }
2786                 }
2787                 PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, freed));
2788                 PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, freed));
2789                 PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, freed));
2790                 if (allfree) {
2791                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2792                         free_pv_chunk(pc);
2793                 }
2794         }
2795         pmap_invalidate_all(pmap);
2796         if (lock != NULL)
2797                 rw_wunlock(lock);
2798         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2799         PMAP_UNLOCK(pmap);
2800         pmap_free_zero_pages(&free);
2801 }
2802
2803 /*
2804  * This is used to check if a page has been accessed or modified. As we
2805  * don't have a bit to see if it has been modified we have to assume it
2806  * has been if the page is read/write.
2807  */
2808 static boolean_t
2809 pmap_page_test_mappings(vm_page_t m, boolean_t accessed, boolean_t modified)
2810 {
2811         struct rwlock *lock;
2812         pv_entry_t pv;
2813         pt_entry_t *l3, mask, value;
2814         pmap_t pmap;
2815         int md_gen;
2816         boolean_t rv;
2817
2818         rv = FALSE;
2819         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2820         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2821         rw_rlock(lock);
2822 restart:
2823         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2824                 pmap = PV_PMAP(pv);
2825                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2826                         md_gen = m->md.pv_gen;
2827                         rw_runlock(lock);
2828                         PMAP_LOCK(pmap);
2829                         rw_rlock(lock);
2830                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2831                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2832                                 goto restart;
2833                         }
2834                 }
2835                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2836                 mask = 0;
2837                 value = 0;
2838                 if (modified) {
2839                         mask |= PTE_D;
2840                         value |= PTE_D;
2841                 }
2842                 if (accessed) {
2843                         mask |= PTE_A;
2844                         value |= PTE_A;
2845                 }
2846
2847 #if 0
2848                 if (modified) {
2849                         mask |= ATTR_AP_RW_BIT;
2850                         value |= ATTR_AP(ATTR_AP_RW);
2851                 }
2852                 if (accessed) {
2853                         mask |= ATTR_AF | ATTR_DESCR_MASK;
2854                         value |= ATTR_AF | L3_PAGE;
2855                 }
2856 #endif
2857
2858                 rv = (pmap_load(l3) & mask) == value;
2859                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2860                 if (rv)
2861                         goto out;
2862         }
2863 out:
2864         rw_runlock(lock);
2865         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2866         return (rv);
2867 }
2868
2869 /*
2870  *      pmap_is_modified:
2871  *
2872  *      Return whether or not the specified physical page was modified
2873  *      in any physical maps.
2874  */
2875 boolean_t
2876 pmap_is_modified(vm_page_t m)
2877 {
2878
2879         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2880             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
2881
2882         /*
2883          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2884          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2885          * is clear, no PTEs can have PG_M set.
2886          */
2887         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2888         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2889                 return (FALSE);
2890         return (pmap_page_test_mappings(m, FALSE, TRUE));
2891 }
2892
2893 /*
2894  *      pmap_is_prefaultable:
2895  *
2896  *      Return whether or not the specified virtual address is eligible
2897  *      for prefault.
2898  */
2899 boolean_t
2900 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2901 {
2902         pt_entry_t *l3;
2903         boolean_t rv;
2904
2905         rv = FALSE;
2906         PMAP_LOCK(pmap);
2907         l3 = pmap_l3(pmap, addr);
2908         if (l3 != NULL && pmap_load(l3) != 0) {
2909                 rv = TRUE;
2910         }
2911         PMAP_UNLOCK(pmap);
2912         return (rv);
2913 }
2914
2915 /*
2916  *      pmap_is_referenced:
2917  *
2918  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
2919  *      in any physical maps.
2920  */
2921 boolean_t
2922 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
2923 {
2924
2925         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2926             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
2927         return (pmap_page_test_mappings(m, TRUE, FALSE));
2928 }
2929
2930 /*
2931  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
2932  */
2933 void
2934 pmap_remove_write(vm_page_t m)
2935 {
2936         pmap_t pmap;
2937         struct rwlock *lock;
2938         pv_entry_t pv;
2939         pt_entry_t *l3, oldl3;
2940         pt_entry_t newl3;
2941         int md_gen;
2942
2943         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2944             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
2945
2946         /*
2947          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2948          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
2949          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
2950          */
2951         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2952         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2953                 return;
2954         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2955         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2956 retry_pv_loop:
2957         rw_wlock(lock);
2958         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2959                 pmap = PV_PMAP(pv);
2960                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2961                         md_gen = m->md.pv_gen;
2962                         rw_wunlock(lock);
2963                         PMAP_LOCK(pmap);
2964                         rw_wlock(lock);
2965                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2966                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2967                                 rw_wunlock(lock);
2968                                 goto retry_pv_loop;
2969                         }
2970                 }
2971                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2972 retry:
2973                 oldl3 = pmap_load(l3);
2974
2975                 if (pmap_is_write(oldl3)) {
2976                         newl3 = oldl3 & ~(PTE_W);
2977                         if (!atomic_cmpset_long(l3, oldl3, newl3))
2978                                 goto retry;
2979                         /* TODO: use pmap_page_dirty(oldl3) ? */
2980                         if ((oldl3 & PTE_A) != 0)
2981                                 vm_page_dirty(m);
2982                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2983                 }
2984                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2985         }
2986         rw_wunlock(lock);
2987         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2988         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2989 }
2990
2991 static __inline boolean_t
2992 safe_to_clear_referenced(pmap_t pmap, pt_entry_t pte)
2993 {
2994
2995         return (FALSE);
2996 }
2997
2998 /*
2999  *      pmap_ts_referenced:
3000  *
3001  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3002  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3003  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3004  *      reference bits set.
3005  *
3006  *      As an optimization, update the page's dirty field if a modified bit is
3007  *      found while counting reference bits.  This opportunistic update can be
3008  *      performed at low cost and can eliminate the need for some future calls
3009  *      to pmap_is_modified().  However, since this function stops after
3010  *      finding PMAP_TS_REFERENCED_MAX reference bits, it may not detect some
3011  *      dirty pages.  Those dirty pages will only be detected by a future call
3012  *      to pmap_is_modified().
3013  */
3014 int
3015 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3016 {
3017         pv_entry_t pv, pvf;
3018         pmap_t pmap;
3019         struct rwlock *lock;
3020         pd_entry_t *l2;
3021         pt_entry_t *l3, old_l3;
3022         vm_paddr_t pa;
3023         int cleared, md_gen, not_cleared;
3024         struct spglist free;
3025
3026         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3027             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
3028         SLIST_INIT(&free);
3029         cleared = 0;
3030         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3031         lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);
3032         rw_rlock(&pvh_global_lock);
3033         rw_wlock(lock);
3034 retry:
3035         not_cleared = 0;
3036         if ((pvf = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) == NULL)
3037                 goto out;
3038         pv = pvf;
3039         do {
3040                 if (pvf == NULL)
3041                         pvf = pv;
3042                 pmap = PV_PMAP(pv);
3043                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
3044                         md_gen = m->md.pv_gen;
3045                         rw_wunlock(lock);
3046                         PMAP_LOCK(pmap);
3047                         rw_wlock(lock);
3048                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
3049                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3050                                 goto retry;
3051                         }
3052                 }
3053                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
3054
3055                 KASSERT((pmap_load(l2) & PTE_RX) == 0,
3056                     ("pmap_ts_referenced: found an invalid l2 table"));
3057
3058                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
3059                 old_l3 = pmap_load(l3);
3060                 if (pmap_page_dirty(old_l3))
3061                         vm_page_dirty(m);
3062                 if ((old_l3 & PTE_A) != 0) {
3063                         if (safe_to_clear_referenced(pmap, old_l3)) {
3064                                 /*
3065                                  * TODO: We don't handle the access flag
3066                                  * at all. We need to be able to set it in
3067                                  * the exception handler.
3068                                  */
3069                                 panic("RISCVTODO: safe_to_clear_referenced\n");
3070                         } else if ((old_l3 & PTE_SW_WIRED) == 0) {
3071                                 /*
3072                                  * Wired pages cannot be paged out so
3073                                  * doing accessed bit emulation for
3074                                  * them is wasted effort. We do the
3075                                  * hard work for unwired pages only.
3076                                  */
3077                                 pmap_remove_l3(pmap, l3, pv->pv_va,
3078                                     pmap_load(l2), &free, &lock);
3079                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3080                                 cleared++;
3081                                 if (pvf == pv)
3082                                         pvf = NULL;
3083                                 pv = NULL;
3084                                 KASSERT(lock == VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m),
3085                                     ("inconsistent pv lock %p %p for page %p",
3086                                     lock, VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m), m));
3087                         } else
3088                                 not_cleared++;
3089                 }
3090                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3091                 /* Rotate the PV list if it has more than one entry. */
3092                 if (pv != NULL && TAILQ_NEXT(pv, pv_next) != NULL) {
3093                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3094                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3095                         m->md.pv_gen++;
3096                 }
3097         } while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != pvf && cleared +
3098             not_cleared < PMAP_TS_REFERENCED_MAX);
3099 out:
3100         rw_wunlock(lock);
3101         rw_runlock(&pvh_global_lock);
3102         pmap_free_zero_pages(&free);
3103         return (cleared + not_cleared);
3104 }
3105
3106 /*
3107  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
3108  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
3109  *      modified flags in each mapping and set the mapped page's dirty field.
3110  */
3111 void
3112 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
3113 {
3114 }
3115
3116 /*
3117  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3118  */
3119 void
3120 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3121 {
3122
3123         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3124             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
3125         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3126         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
3127             ("pmap_clear_modify: page %p is exclusive busied", m));
3128
3129         /*
3130          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PG_M set.
3131          * If the object containing the page is locked and the page is not
3132          * exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
3133          */
3134         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3135                 return;
3136
3137         /* RISCVTODO: We lack support for tracking if a page is modified */
3138 }
3139
3140 void *
3141 pmap_mapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3142 {
3143
3144         return ((void *)PHYS_TO_DMAP(pa));
3145 }
3146
3147 void
3148 pmap_unmapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3149 {
3150 }
3151
3152 /*
3153  * Sets the memory attribute for the specified page.
3154  */
3155 void
3156 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
3157 {
3158
3159         m->md.pv_memattr = ma;
3160
3161         /*
3162          * RISCVTODO: Implement the below (from the amd64 pmap)
3163          * If "m" is a normal page, update its direct mapping.  This update
3164          * can be relied upon to perform any cache operations that are
3165          * required for data coherence.
3166          */
3167         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
3168             PHYS_IN_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)))
3169                 panic("RISCVTODO: pmap_page_set_memattr");
3170 }
3171
3172 /*
3173  * perform the pmap work for mincore
3174  */
3175 int
3176 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
3177 {
3178
3179         panic("RISCVTODO: pmap_mincore");
3180 }
3181
3182 void
3183 pmap_activate(struct thread *td)
3184 {
3185         pmap_t pmap;
3186         uint64_t reg;
3187
3188         critical_enter();
3189         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
3190         td->td_pcb->pcb_l1addr = vtophys(pmap->pm_l1);
3191
3192         reg = SATP_MODE_SV39;
3193         reg |= (td->td_pcb->pcb_l1addr >> PAGE_SHIFT);
3194         __asm __volatile("csrw sptbr, %0" :: "r"(reg));
3195
3196         pmap_invalidate_all(pmap);
3197         critical_exit();
3198 }
3199
3200 void
3201 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
3202 {
3203
3204         panic("RISCVTODO: pmap_sync_icache");
3205 }
3206
3207 /*
3208  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
3209  *      different alignment might result in more superpage mappings.
3210  */
3211 void
3212 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
3213     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
3214 {
3215 }
3216
3217 /**
3218  * Get the kernel virtual address of a set of physical pages. If there are
3219  * physical addresses not covered by the DMAP perform a transient mapping
3220  * that will be removed when calling pmap_unmap_io_transient.
3221  *
3222  * \param page        The pages the caller wishes to obtain the virtual
3223  *                    address on the kernel memory map.
3224  * \param vaddr       On return contains the kernel virtual memory address
3225  *                    of the pages passed in the page parameter.
3226  * \param count       Number of pages passed in.
3227  * \param can_fault   TRUE if the thread using the mapped pages can take
3228  *                    page faults, FALSE otherwise.
3229  *
3230  * \returns TRUE if the caller must call pmap_unmap_io_transient when
3231  *          finished or FALSE otherwise.
3232  *
3233  */
3234 boolean_t
3235 pmap_map_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3236     boolean_t can_fault)
3237 {
3238         vm_paddr_t paddr;
3239         boolean_t needs_mapping;
3240         int error, i;
3241
3242         /*
3243          * Allocate any KVA space that we need, this is done in a separate
3244          * loop to prevent calling vmem_alloc while pinned.
3245          */
3246         needs_mapping = FALSE;
3247         for (i = 0; i < count; i++) {
3248                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3249                 if (__predict_false(paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR)) {
3250                         error = vmem_alloc(kernel_arena, PAGE_SIZE,
3251                             M_BESTFIT | M_WAITOK, &vaddr[i]);
3252                         KASSERT(error == 0, ("vmem_alloc failed: %d", error));
3253                         needs_mapping = TRUE;
3254                 } else {
3255                         vaddr[i] = PHYS_TO_DMAP(paddr);
3256                 }
3257         }
3258
3259         /* Exit early if everything is covered by the DMAP */
3260         if (!needs_mapping)
3261                 return (FALSE);
3262
3263         if (!can_fault)
3264                 sched_pin();
3265         for (i = 0; i < count; i++) {
3266                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3267                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3268                         panic(
3269                            "pmap_map_io_transient: TODO: Map out of DMAP data");
3270                 }
3271         }
3272
3273         return (needs_mapping);
3274 }
3275
3276 void
3277 pmap_unmap_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3278     boolean_t can_fault)
3279 {
3280         vm_paddr_t paddr;
3281         int i;
3282
3283         if (!can_fault)
3284                 sched_unpin();
3285         for (i = 0; i < count; i++) {
3286                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3287                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3288                         panic("RISCVTODO: pmap_unmap_io_transient: Unmap data");
3289                 }
3290         }
3291 }