]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/riscv/riscv/pmap.c
Merge ^/head r325842 through r325998.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / riscv / riscv / pmap.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-4-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
7  * All rights reserved.
8  * Copyright (c) 1994 David Greenman
9  * All rights reserved.
10  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
11  * All rights reserved.
12  * Copyright (c) 2005-2010 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
13  * All rights reserved.
14  * Copyright (c) 2014 Andrew Turner
15  * All rights reserved.
16  * Copyright (c) 2014 The FreeBSD Foundation
17  * All rights reserved.
18  * Copyright (c) 2015-2017 Ruslan Bukin <br@bsdpad.com>
19  * All rights reserved.
20  *
21  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
22  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
23  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
24  *
25  * Portions of this software were developed by Andrew Turner under
26  * sponsorship from The FreeBSD Foundation.
27  *
28  * Portions of this software were developed by SRI International and the
29  * University of Cambridge Computer Laboratory under DARPA/AFRL contract
30  * FA8750-10-C-0237 ("CTSRD"), as part of the DARPA CRASH research programme.
31  *
32  * Portions of this software were developed by the University of Cambridge
33  * Computer Laboratory as part of the CTSRD Project, with support from the
34  * UK Higher Education Innovation Fund (HEIF).
35  *
36  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
37  * modification, are permitted provided that the following conditions
38  * are met:
39  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
40  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
41  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
43  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
44  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
45  *    must display the following acknowledgement:
46  *      This product includes software developed by the University of
47  *      California, Berkeley and its contributors.
48  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
49  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
50  *    without specific prior written permission.
51  *
52  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
53  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
54  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
55  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
56  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
57  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
58  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
59  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
60  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
61  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
62  * SUCH DAMAGE.
63  *
64  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
65  */
66 /*-
67  * Copyright (c) 2003 Networks Associates Technology, Inc.
68  * All rights reserved.
69  *
70  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jake Burkholder,
71  * Safeport Network Services, and Network Associates Laboratories, the
72  * Security Research Division of Network Associates, Inc. under
73  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA
74  * CHATS research program.
75  *
76  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
77  * modification, are permitted provided that the following conditions
78  * are met:
79  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
80  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
81  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
82  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
83  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
84  *
85  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
86  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
87  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
88  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
89  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
90  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
91  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
92  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
93  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
94  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
95  * SUCH DAMAGE.
96  */
97
98 #include <sys/cdefs.h>
99 __FBSDID("$FreeBSD$");
100
101 /*
102  *      Manages physical address maps.
103  *
104  *      Since the information managed by this module is
105  *      also stored by the logical address mapping module,
106  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
107  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
108  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
109  *      requested.
110  *
111  *      In order to cope with hardware architectures which
112  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
113  *      this module may delay invalidate or reduced protection
114  *      operations until such time as they are actually
115  *      necessary.  This module is given full information as
116  *      to which processors are currently using which maps,
117  *      and to when physical maps must be made correct.
118  */
119
120 #include <sys/param.h>
121 #include <sys/bus.h>
122 #include <sys/systm.h>
123 #include <sys/kernel.h>
124 #include <sys/ktr.h>
125 #include <sys/lock.h>
126 #include <sys/malloc.h>
127 #include <sys/mman.h>
128 #include <sys/msgbuf.h>
129 #include <sys/mutex.h>
130 #include <sys/proc.h>
131 #include <sys/rwlock.h>
132 #include <sys/sx.h>
133 #include <sys/vmem.h>
134 #include <sys/vmmeter.h>
135 #include <sys/sched.h>
136 #include <sys/sysctl.h>
137 #include <sys/smp.h>
138
139 #include <vm/vm.h>
140 #include <vm/vm_param.h>
141 #include <vm/vm_kern.h>
142 #include <vm/vm_page.h>
143 #include <vm/vm_map.h>
144 #include <vm/vm_object.h>
145 #include <vm/vm_extern.h>
146 #include <vm/vm_pageout.h>
147 #include <vm/vm_pager.h>
148 #include <vm/vm_radix.h>
149 #include <vm/vm_reserv.h>
150 #include <vm/uma.h>
151
152 #include <machine/machdep.h>
153 #include <machine/md_var.h>
154 #include <machine/pcb.h>
155
156 #define NPDEPG          (PAGE_SIZE/(sizeof (pd_entry_t)))
157 #define NUPDE                   (NPDEPG * NPDEPG)
158 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE + NPDEPG)
159
160 #if !defined(DIAGNOSTIC)
161 #ifdef __GNUC_GNU_INLINE__
162 #define PMAP_INLINE     __attribute__((__gnu_inline__)) inline
163 #else
164 #define PMAP_INLINE     extern inline
165 #endif
166 #else
167 #define PMAP_INLINE
168 #endif
169
170 #ifdef PV_STATS
171 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
172 #else
173 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
174 #endif
175
176 #define pmap_l2_pindex(v)       ((v) >> L2_SHIFT)
177
178 #define NPV_LIST_LOCKS  MAXCPU
179
180 #define PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa)        \
181                         (&pv_list_locks[pa_index(pa) % NPV_LIST_LOCKS])
182
183 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, pa)  do {    \
184         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
185         struct rwlock *_new_lock;                       \
186                                                         \
187         _new_lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);           \
188         if (_new_lock != *_lockp) {                     \
189                 if (*_lockp != NULL)                    \
190                         rw_wunlock(*_lockp);            \
191                 *_lockp = _new_lock;                    \
192                 rw_wlock(*_lockp);                      \
193         }                                               \
194 } while (0)
195
196 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m)        \
197                         CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, VM_PAGE_TO_PHYS(m))
198
199 #define RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp)             do {    \
200         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
201                                                         \
202         if (*_lockp != NULL) {                          \
203                 rw_wunlock(*_lockp);                    \
204                 *_lockp = NULL;                         \
205         }                                               \
206 } while (0)
207
208 #define VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m)      \
209                         PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(VM_PAGE_TO_PHYS(m))
210
211 /* The list of all the user pmaps */
212 LIST_HEAD(pmaplist, pmap);
213 static struct pmaplist allpmaps;
214
215 static MALLOC_DEFINE(M_VMPMAP, "pmap", "PMAP L1");
216
217 struct pmap kernel_pmap_store;
218
219 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
220 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
221 vm_offset_t kernel_vm_end = 0;
222
223 struct msgbuf *msgbufp = NULL;
224
225 vm_paddr_t dmap_phys_base;      /* The start of the dmap region */
226 vm_paddr_t dmap_phys_max;       /* The limit of the dmap region */
227 vm_offset_t dmap_max_addr;      /* The virtual address limit of the dmap */
228
229 /* This code assumes all L1 DMAP entries will be used */
230 CTASSERT((DMAP_MIN_ADDRESS  & ~L1_OFFSET) == DMAP_MIN_ADDRESS);
231 CTASSERT((DMAP_MAX_ADDRESS  & ~L1_OFFSET) == DMAP_MAX_ADDRESS);
232
233 static struct rwlock_padalign pvh_global_lock;
234
235 /*
236  * Data for the pv entry allocation mechanism
237  */
238 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
239 static struct mtx pv_chunks_mutex;
240 static struct rwlock pv_list_locks[NPV_LIST_LOCKS];
241
242 static void     free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc);
243 static void     free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv);
244 static pv_entry_t get_pv_entry(pmap_t pmap, struct rwlock **lockp);
245 static vm_page_t reclaim_pv_chunk(pmap_t locked_pmap, struct rwlock **lockp);
246 static void     pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va);
247 static pv_entry_t pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap,
248                     vm_offset_t va);
249 static vm_page_t pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
250     vm_page_t m, vm_prot_t prot, vm_page_t mpte, struct rwlock **lockp);
251 static int pmap_remove_l3(pmap_t pmap, pt_entry_t *l3, vm_offset_t sva,
252     pd_entry_t ptepde, struct spglist *free, struct rwlock **lockp);
253 static boolean_t pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
254     vm_page_t m, struct rwlock **lockp);
255
256 static vm_page_t _pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex,
257                 struct rwlock **lockp);
258
259 static void _pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
260     struct spglist *free);
261 static int pmap_unuse_l3(pmap_t, vm_offset_t, pd_entry_t, struct spglist *);
262
263 /*
264  * These load the old table data and store the new value.
265  * They need to be atomic as the System MMU may write to the table at
266  * the same time as the CPU.
267  */
268 #define pmap_load_store(table, entry) atomic_swap_64(table, entry)
269 #define pmap_set(table, mask) atomic_set_64(table, mask)
270 #define pmap_load_clear(table) atomic_swap_64(table, 0)
271 #define pmap_load(table) (*table)
272
273 /********************/
274 /* Inline functions */
275 /********************/
276
277 static __inline void
278 pagecopy(void *s, void *d)
279 {
280
281         memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
282 }
283
284 static __inline void
285 pagezero(void *p)
286 {
287
288         bzero(p, PAGE_SIZE);
289 }
290
291 #define pmap_l1_index(va)       (((va) >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
292 #define pmap_l2_index(va)       (((va) >> L2_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
293 #define pmap_l3_index(va)       (((va) >> L3_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
294
295 #define PTE_TO_PHYS(pte)        ((pte >> PTE_PPN0_S) * PAGE_SIZE)
296
297 static __inline pd_entry_t *
298 pmap_l1(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
299 {
300
301         return (&pmap->pm_l1[pmap_l1_index(va)]);
302 }
303
304 static __inline pd_entry_t *
305 pmap_l1_to_l2(pd_entry_t *l1, vm_offset_t va)
306 {
307         vm_paddr_t phys;
308         pd_entry_t *l2;
309
310         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
311         l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
312
313         return (&l2[pmap_l2_index(va)]);
314 }
315
316 static __inline pd_entry_t *
317 pmap_l2(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
318 {
319         pd_entry_t *l1;
320
321         l1 = pmap_l1(pmap, va);
322         if (l1 == NULL)
323                 return (NULL);
324         if ((pmap_load(l1) & PTE_V) == 0)
325                 return (NULL);
326         if ((pmap_load(l1) & PTE_RX) != 0)
327                 return (NULL);
328
329         return (pmap_l1_to_l2(l1, va));
330 }
331
332 static __inline pt_entry_t *
333 pmap_l2_to_l3(pd_entry_t *l2, vm_offset_t va)
334 {
335         vm_paddr_t phys;
336         pt_entry_t *l3;
337
338         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
339         l3 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
340
341         return (&l3[pmap_l3_index(va)]);
342 }
343
344 static __inline pt_entry_t *
345 pmap_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
346 {
347         pd_entry_t *l2;
348
349         l2 = pmap_l2(pmap, va);
350         if (l2 == NULL)
351                 return (NULL);
352         if ((pmap_load(l2) & PTE_V) == 0)
353                 return (NULL);
354         if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
355                 return (NULL);
356
357         return (pmap_l2_to_l3(l2, va));
358 }
359
360
361 static __inline int
362 pmap_is_write(pt_entry_t entry)
363 {
364
365         return (entry & PTE_W);
366 }
367
368 static __inline int
369 pmap_is_current(pmap_t pmap)
370 {
371
372         return ((pmap == pmap_kernel()) ||
373             (pmap == curthread->td_proc->p_vmspace->vm_map.pmap));
374 }
375
376 static __inline int
377 pmap_l3_valid(pt_entry_t l3)
378 {
379
380         return (l3 & PTE_V);
381 }
382
383 static __inline int
384 pmap_l3_valid_cacheable(pt_entry_t l3)
385 {
386
387         /* TODO */
388
389         return (0);
390 }
391
392 #define PTE_SYNC(pte)   cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)pte, sizeof(*pte))
393
394 /* Checks if the page is dirty. */
395 static inline int
396 pmap_page_dirty(pt_entry_t pte)
397 {
398
399         return (pte & PTE_D);
400 }
401
402 static __inline void
403 pmap_resident_count_inc(pmap_t pmap, int count)
404 {
405
406         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
407         pmap->pm_stats.resident_count += count;
408 }
409
410 static __inline void
411 pmap_resident_count_dec(pmap_t pmap, int count)
412 {
413
414         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
415         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count >= count,
416             ("pmap %p resident count underflow %ld %d", pmap,
417             pmap->pm_stats.resident_count, count));
418         pmap->pm_stats.resident_count -= count;
419 }
420
421 static void
422 pmap_distribute_l1(struct pmap *pmap, vm_pindex_t l1index,
423     pt_entry_t entry)
424 {
425         struct pmap *user_pmap;
426         pd_entry_t *l1;
427
428         /* Distribute new kernel L1 entry to all the user pmaps */
429         if (pmap != kernel_pmap)
430                 return;
431
432         LIST_FOREACH(user_pmap, &allpmaps, pm_list) {
433                 l1 = &user_pmap->pm_l1[l1index];
434                 if (entry)
435                         pmap_load_store(l1, entry);
436                 else
437                         pmap_load_clear(l1);
438         }
439 }
440
441 static pt_entry_t *
442 pmap_early_page_idx(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, u_int *l1_slot,
443     u_int *l2_slot)
444 {
445         pt_entry_t *l2;
446         pd_entry_t *l1;
447
448         l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
449         *l1_slot = (va >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK;
450
451         /* Check locore has used a table L1 map */
452         KASSERT((l1[*l1_slot] & PTE_RX) == 0,
453                 ("Invalid bootstrap L1 table"));
454
455         /* Find the address of the L2 table */
456         l2 = (pt_entry_t *)init_pt_va;
457         *l2_slot = pmap_l2_index(va);
458
459         return (l2);
460 }
461
462 static vm_paddr_t
463 pmap_early_vtophys(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va)
464 {
465         u_int l1_slot, l2_slot;
466         pt_entry_t *l2;
467         u_int ret;
468
469         l2 = pmap_early_page_idx(l1pt, va, &l1_slot, &l2_slot);
470
471         /* Check locore has used L2 superpages */
472         KASSERT((l2[l2_slot] & PTE_RX) != 0,
473                 ("Invalid bootstrap L2 table"));
474
475         /* L2 is superpages */
476         ret = (l2[l2_slot] >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
477         ret += (va & L2_OFFSET);
478
479         return (ret);
480 }
481
482 static void
483 pmap_bootstrap_dmap(vm_offset_t kern_l1, vm_paddr_t min_pa, vm_paddr_t max_pa)
484 {
485         vm_offset_t va;
486         vm_paddr_t pa;
487         pd_entry_t *l1;
488         u_int l1_slot;
489         pt_entry_t entry;
490         pn_t pn;
491
492         pa = dmap_phys_base = min_pa & ~L1_OFFSET;
493         va = DMAP_MIN_ADDRESS;
494         l1 = (pd_entry_t *)kern_l1;
495         l1_slot = pmap_l1_index(DMAP_MIN_ADDRESS);
496
497         for (; va < DMAP_MAX_ADDRESS && pa < max_pa;
498             pa += L1_SIZE, va += L1_SIZE, l1_slot++) {
499                 KASSERT(l1_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L1 index"));
500
501                 /* superpages */
502                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
503                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
504                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
505                 pmap_load_store(&l1[l1_slot], entry);
506         }
507
508         /* Set the upper limit of the DMAP region */
509         dmap_phys_max = pa;
510         dmap_max_addr = va;
511
512         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)l1, PAGE_SIZE);
513         cpu_tlb_flushID();
514 }
515
516 static vm_offset_t
517 pmap_bootstrap_l3(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t l3_start)
518 {
519         vm_offset_t l2pt, l3pt;
520         pt_entry_t entry;
521         pd_entry_t *l2;
522         vm_paddr_t pa;
523         u_int l2_slot;
524         pn_t pn;
525
526         KASSERT((va & L2_OFFSET) == 0, ("Invalid virtual address"));
527
528         l2 = pmap_l2(kernel_pmap, va);
529         l2 = (pd_entry_t *)((uintptr_t)l2 & ~(PAGE_SIZE - 1));
530         l2pt = (vm_offset_t)l2;
531         l2_slot = pmap_l2_index(va);
532         l3pt = l3_start;
533
534         for (; va < VM_MAX_KERNEL_ADDRESS; l2_slot++, va += L2_SIZE) {
535                 KASSERT(l2_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L2 index"));
536
537                 pa = pmap_early_vtophys(l1pt, l3pt);
538                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
539                 entry = (PTE_V);
540                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
541                 pmap_load_store(&l2[l2_slot], entry);
542                 l3pt += PAGE_SIZE;
543         }
544
545
546         /* Clean the L2 page table */
547         memset((void *)l3_start, 0, l3pt - l3_start);
548         cpu_dcache_wb_range(l3_start, l3pt - l3_start);
549
550         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)l2, PAGE_SIZE);
551
552         return (l3pt);
553 }
554
555 /*
556  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
557  */
558 void
559 pmap_bootstrap(vm_offset_t l1pt, vm_paddr_t kernstart, vm_size_t kernlen)
560 {
561         u_int l1_slot, l2_slot, avail_slot, map_slot, used_map_slot;
562         uint64_t kern_delta;
563         pt_entry_t *l2;
564         vm_offset_t va, freemempos;
565         vm_offset_t dpcpu, msgbufpv;
566         vm_paddr_t pa, min_pa, max_pa;
567         int i;
568
569         kern_delta = KERNBASE - kernstart;
570         physmem = 0;
571
572         printf("pmap_bootstrap %lx %lx %lx\n", l1pt, kernstart, kernlen);
573         printf("%lx\n", l1pt);
574         printf("%lx\n", (KERNBASE >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK);
575
576         /* Set this early so we can use the pagetable walking functions */
577         kernel_pmap_store.pm_l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
578         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
579
580         /*
581          * Initialize the global pv list lock.
582          */
583         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
584
585         LIST_INIT(&allpmaps);
586
587         /* Assume the address we were loaded to is a valid physical address */
588         min_pa = max_pa = KERNBASE - kern_delta;
589
590         /*
591          * Find the minimum physical address. physmap is sorted,
592          * but may contain empty ranges.
593          */
594         for (i = 0; i < (physmap_idx * 2); i += 2) {
595                 if (physmap[i] == physmap[i + 1])
596                         continue;
597                 if (physmap[i] <= min_pa)
598                         min_pa = physmap[i];
599                 if (physmap[i + 1] > max_pa)
600                         max_pa = physmap[i + 1];
601         }
602         printf("physmap_idx %lx\n", physmap_idx);
603         printf("min_pa %lx\n", min_pa);
604         printf("max_pa %lx\n", max_pa);
605
606         /* Create a direct map region early so we can use it for pa -> va */
607         pmap_bootstrap_dmap(l1pt, min_pa, max_pa);
608
609         va = KERNBASE;
610         pa = KERNBASE - kern_delta;
611
612         /*
613          * Start to initialize phys_avail by copying from physmap
614          * up to the physical address KERNBASE points at.
615          */
616         map_slot = avail_slot = 0;
617         for (; map_slot < (physmap_idx * 2); map_slot += 2) {
618                 if (physmap[map_slot] == physmap[map_slot + 1])
619                         continue;
620
621                 if (physmap[map_slot] <= pa &&
622                     physmap[map_slot + 1] > pa)
623                         break;
624
625                 phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
626                 phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
627                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
628                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
629                 avail_slot += 2;
630         }
631
632         /* Add the memory before the kernel */
633         if (physmap[avail_slot] < pa) {
634                 phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
635                 phys_avail[avail_slot + 1] = pa;
636                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
637                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
638                 avail_slot += 2;
639         }
640         used_map_slot = map_slot;
641
642         /*
643          * Read the page table to find out what is already mapped.
644          * This assumes we have mapped a block of memory from KERNBASE
645          * using a single L1 entry.
646          */
647         l2 = pmap_early_page_idx(l1pt, KERNBASE, &l1_slot, &l2_slot);
648
649         /* Sanity check the index, KERNBASE should be the first VA */
650         KASSERT(l2_slot == 0, ("The L2 index is non-zero"));
651
652         /* Find how many pages we have mapped */
653         for (; l2_slot < Ln_ENTRIES; l2_slot++) {
654                 if ((l2[l2_slot] & PTE_V) == 0)
655                         break;
656
657                 /* Check locore used L2 superpages */
658                 KASSERT((l2[l2_slot] & PTE_RX) != 0,
659                     ("Invalid bootstrap L2 table"));
660
661                 va += L2_SIZE;
662                 pa += L2_SIZE;
663         }
664
665         va = roundup2(va, L2_SIZE);
666
667         freemempos = KERNBASE + kernlen;
668         freemempos = roundup2(freemempos, PAGE_SIZE);
669
670         /* Create the l3 tables for the early devmap */
671         freemempos = pmap_bootstrap_l3(l1pt,
672             VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE, freemempos);
673
674         cpu_tlb_flushID();
675
676 #define alloc_pages(var, np)                                            \
677         (var) = freemempos;                                             \
678         freemempos += (np * PAGE_SIZE);                                 \
679         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
680
681         /* Allocate dynamic per-cpu area. */
682         alloc_pages(dpcpu, DPCPU_SIZE / PAGE_SIZE);
683         dpcpu_init((void *)dpcpu, 0);
684
685         /* Allocate memory for the msgbuf, e.g. for /sbin/dmesg */
686         alloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
687         msgbufp = (void *)msgbufpv;
688
689         virtual_avail = roundup2(freemempos, L2_SIZE);
690         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE;
691         kernel_vm_end = virtual_avail;
692         
693         pa = pmap_early_vtophys(l1pt, freemempos);
694
695         /* Finish initialising physmap */
696         map_slot = used_map_slot;
697         for (; avail_slot < (PHYS_AVAIL_SIZE - 2) &&
698             map_slot < (physmap_idx * 2); map_slot += 2) {
699                 if (physmap[map_slot] == physmap[map_slot + 1]) {
700                         continue;
701                 }
702
703                 /* Have we used the current range? */
704                 if (physmap[map_slot + 1] <= pa) {
705                         continue;
706                 }
707
708                 /* Do we need to split the entry? */
709                 if (physmap[map_slot] < pa) {
710                         phys_avail[avail_slot] = pa;
711                         phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
712                 } else {
713                         phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
714                         phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
715                 }
716                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
717                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
718
719                 avail_slot += 2;
720         }
721         phys_avail[avail_slot] = 0;
722         phys_avail[avail_slot + 1] = 0;
723
724         /*
725          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
726          * highest page of the physical address space.  It should be
727          * called something like "Maxphyspage".
728          */
729         Maxmem = atop(phys_avail[avail_slot - 1]);
730
731         cpu_tlb_flushID();
732 }
733
734 /*
735  *      Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
736  */
737 void
738 pmap_page_init(vm_page_t m)
739 {
740
741         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
742         m->md.pv_memattr = VM_MEMATTR_WRITE_BACK;
743 }
744
745 /*
746  *      Initialize the pmap module.
747  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
748  *      system needs to map virtual memory.
749  */
750 void
751 pmap_init(void)
752 {
753         int i;
754
755         /*
756          * Initialize the pv chunk list mutex.
757          */
758         mtx_init(&pv_chunks_mutex, "pmap pv chunk list", NULL, MTX_DEF);
759
760         /*
761          * Initialize the pool of pv list locks.
762          */
763         for (i = 0; i < NPV_LIST_LOCKS; i++)
764                 rw_init(&pv_list_locks[i], "pmap pv list");
765 }
766
767 /*
768  * Normal, non-SMP, invalidation functions.
769  * We inline these within pmap.c for speed.
770  */
771 PMAP_INLINE void
772 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
773 {
774
775         /* TODO */
776
777         sched_pin();
778         __asm __volatile("sfence.vma %0" :: "r" (va) : "memory");
779         sched_unpin();
780 }
781
782 PMAP_INLINE void
783 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
784 {
785
786         /* TODO */
787
788         sched_pin();
789         __asm __volatile("sfence.vma");
790         sched_unpin();
791 }
792
793 PMAP_INLINE void
794 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
795 {
796
797         /* TODO */
798
799         sched_pin();
800         __asm __volatile("sfence.vma");
801         sched_unpin();
802 }
803
804 /*
805  *      Routine:        pmap_extract
806  *      Function:
807  *              Extract the physical page address associated
808  *              with the given map/virtual_address pair.
809  */
810 vm_paddr_t 
811 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
812 {
813         pd_entry_t *l2p, l2;
814         pt_entry_t *l3p, l3;
815         vm_paddr_t pa;
816
817         pa = 0;
818         PMAP_LOCK(pmap);
819         /*
820          * Start with the l2 tabel. We are unable to allocate
821          * pages in the l1 table.
822          */
823         l2p = pmap_l2(pmap, va);
824         if (l2p != NULL) {
825                 l2 = pmap_load(l2p);
826                 if ((l2 & PTE_RX) == 0) {
827                         l3p = pmap_l2_to_l3(l2p, va);
828                         if (l3p != NULL) {
829                                 l3 = pmap_load(l3p);
830                                 pa = PTE_TO_PHYS(l3);
831                                 pa |= (va & L3_OFFSET);
832                         }
833                 } else {
834                         /* L2 is superpages */
835                         pa = (l2 >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
836                         pa |= (va & L2_OFFSET);
837                 }
838         }
839         PMAP_UNLOCK(pmap);
840         return (pa);
841 }
842
843 /*
844  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
845  *      Function:
846  *              Atomically extract and hold the physical page
847  *              with the given pmap and virtual address pair
848  *              if that mapping permits the given protection.
849  */
850 vm_page_t
851 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
852 {
853         pt_entry_t *l3p, l3;
854         vm_paddr_t phys;
855         vm_paddr_t pa;
856         vm_page_t m;
857
858         pa = 0;
859         m = NULL;
860         PMAP_LOCK(pmap);
861 retry:
862         l3p = pmap_l3(pmap, va);
863         if (l3p != NULL && (l3 = pmap_load(l3p)) != 0) {
864                 if ((pmap_is_write(l3)) || ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
865                         phys = PTE_TO_PHYS(l3);
866                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, phys, &pa))
867                                 goto retry;
868                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
869                         vm_page_hold(m);
870                 }
871         }
872         PA_UNLOCK_COND(pa);
873         PMAP_UNLOCK(pmap);
874         return (m);
875 }
876
877 vm_paddr_t
878 pmap_kextract(vm_offset_t va)
879 {
880         pd_entry_t *l2;
881         pt_entry_t *l3;
882         vm_paddr_t pa;
883
884         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
885                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
886         } else {
887                 l2 = pmap_l2(kernel_pmap, va);
888                 if (l2 == NULL)
889                         panic("pmap_kextract: No l2");
890                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0) {
891                         /* superpages */
892                         pa = (pmap_load(l2) >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
893                         pa |= (va & L2_OFFSET);
894                         return (pa);
895                 }
896
897                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, va);
898                 if (l3 == NULL)
899                         panic("pmap_kextract: No l3...");
900                 pa = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l3));
901                 pa |= (va & PAGE_MASK);
902         }
903         return (pa);
904 }
905
906 /***************************************************
907  * Low level mapping routines.....
908  ***************************************************/
909
910 void
911 pmap_kenter_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size, vm_paddr_t pa)
912 {
913         pt_entry_t entry;
914         pt_entry_t *l3;
915         vm_offset_t va;
916         pn_t pn;
917
918         KASSERT((pa & L3_OFFSET) == 0,
919            ("pmap_kenter_device: Invalid physical address"));
920         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
921            ("pmap_kenter_device: Invalid virtual address"));
922         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
923             ("pmap_kenter_device: Mapping is not page-sized"));
924
925         va = sva;
926         while (size != 0) {
927                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
928                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
929
930                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
931                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
932                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
933                 pmap_load_store(l3, entry);
934
935                 PTE_SYNC(l3);
936
937                 va += PAGE_SIZE;
938                 pa += PAGE_SIZE;
939                 size -= PAGE_SIZE;
940         }
941         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
942 }
943
944 /*
945  * Remove a page from the kernel pagetables.
946  * Note: not SMP coherent.
947  */
948 PMAP_INLINE void
949 pmap_kremove(vm_offset_t va)
950 {
951         pt_entry_t *l3;
952
953         l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
954         KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
955
956         if (pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
957                 cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
958         pmap_load_clear(l3);
959         PTE_SYNC(l3);
960         pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
961 }
962
963 void
964 pmap_kremove_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size)
965 {
966         pt_entry_t *l3;
967         vm_offset_t va;
968
969         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
970            ("pmap_kremove_device: Invalid virtual address"));
971         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
972             ("pmap_kremove_device: Mapping is not page-sized"));
973
974         va = sva;
975         while (size != 0) {
976                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
977                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
978                 pmap_load_clear(l3);
979                 PTE_SYNC(l3);
980
981                 va += PAGE_SIZE;
982                 size -= PAGE_SIZE;
983         }
984         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
985 }
986
987 /*
988  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
989  *      virtual address space.
990  *
991  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
992  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
993  *      physical to virtual region can return the appropriate address
994  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
995  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
996  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
997  *      region.
998  */
999 vm_offset_t
1000 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1001 {
1002
1003         return PHYS_TO_DMAP(start);
1004 }
1005
1006
1007 /*
1008  * Add a list of wired pages to the kva
1009  * this routine is only used for temporary
1010  * kernel mappings that do not need to have
1011  * page modification or references recorded.
1012  * Note that old mappings are simply written
1013  * over.  The page *must* be wired.
1014  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1015  */
1016 void
1017 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
1018 {
1019         pt_entry_t *l3, pa;
1020         vm_offset_t va;
1021         vm_page_t m;
1022         pt_entry_t entry;
1023         pn_t pn;
1024         int i;
1025
1026         va = sva;
1027         for (i = 0; i < count; i++) {
1028                 m = ma[i];
1029                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1030                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
1031                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
1032
1033                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
1034                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1035                 pmap_load_store(l3, entry);
1036
1037                 PTE_SYNC(l3);
1038                 va += L3_SIZE;
1039         }
1040         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1041 }
1042
1043 /*
1044  * This routine tears out page mappings from the
1045  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1046  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1047  */
1048 void
1049 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
1050 {
1051         pt_entry_t *l3;
1052         vm_offset_t va;
1053
1054         KASSERT(sva >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, ("usermode va %lx", sva));
1055
1056         va = sva;
1057         while (count-- > 0) {
1058                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
1059                 KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
1060
1061                 if (pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1062                         cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
1063                 pmap_load_clear(l3);
1064                 PTE_SYNC(l3);
1065
1066                 va += PAGE_SIZE;
1067         }
1068         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1069 }
1070
1071 /***************************************************
1072  * Page table page management routines.....
1073  ***************************************************/
1074 static __inline void
1075 pmap_free_zero_pages(struct spglist *free)
1076 {
1077         vm_page_t m;
1078
1079         while ((m = SLIST_FIRST(free)) != NULL) {
1080                 SLIST_REMOVE_HEAD(free, plinks.s.ss);
1081                 /* Preserve the page's PG_ZERO setting. */
1082                 vm_page_free_toq(m);
1083         }
1084 }
1085
1086 /*
1087  * Schedule the specified unused page table page to be freed.  Specifically,
1088  * add the page to the specified list of pages that will be released to the
1089  * physical memory manager after the TLB has been updated.
1090  */
1091 static __inline void
1092 pmap_add_delayed_free_list(vm_page_t m, struct spglist *free,
1093     boolean_t set_PG_ZERO)
1094 {
1095
1096         if (set_PG_ZERO)
1097                 m->flags |= PG_ZERO;
1098         else
1099                 m->flags &= ~PG_ZERO;
1100         SLIST_INSERT_HEAD(free, m, plinks.s.ss);
1101 }
1102         
1103 /*
1104  * Decrements a page table page's wire count, which is used to record the
1105  * number of valid page table entries within the page.  If the wire count
1106  * drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
1107  * page table page was unmapped and FALSE otherwise.
1108  */
1109 static inline boolean_t
1110 pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1111 {
1112
1113         --m->wire_count;
1114         if (m->wire_count == 0) {
1115                 _pmap_unwire_l3(pmap, va, m, free);
1116                 return (TRUE);
1117         } else {
1118                 return (FALSE);
1119         }
1120 }
1121
1122 static void
1123 _pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1124 {
1125         vm_paddr_t phys;
1126
1127         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1128         /*
1129          * unmap the page table page
1130          */
1131         if (m->pindex >= NUPDE) {
1132                 /* PD page */
1133                 pd_entry_t *l1;
1134                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1135                 pmap_load_clear(l1);
1136                 pmap_distribute_l1(pmap, pmap_l1_index(va), 0);
1137                 PTE_SYNC(l1);
1138         } else {
1139                 /* PTE page */
1140                 pd_entry_t *l2;
1141                 l2 = pmap_l2(pmap, va);
1142                 pmap_load_clear(l2);
1143                 PTE_SYNC(l2);
1144         }
1145         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1146         if (m->pindex < NUPDE) {
1147                 pd_entry_t *l1;
1148                 /* We just released a PT, unhold the matching PD */
1149                 vm_page_t pdpg;
1150
1151                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1152                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1153                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1154                 pmap_unwire_l3(pmap, va, pdpg, free);
1155         }
1156         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1157
1158         /*
1159          * This is a release store so that the ordinary store unmapping
1160          * the page table page is globally performed before TLB shoot-
1161          * down is begun.
1162          */
1163         atomic_subtract_rel_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1164
1165         /* 
1166          * Put page on a list so that it is released after
1167          * *ALL* TLB shootdown is done
1168          */
1169         pmap_add_delayed_free_list(m, free, TRUE);
1170 }
1171
1172 /*
1173  * After removing an l3 entry, this routine is used to
1174  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1175  */
1176 static int
1177 pmap_unuse_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t ptepde,
1178     struct spglist *free)
1179 {
1180         vm_paddr_t phys;
1181         vm_page_t mpte;
1182
1183         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1184                 return (0);
1185         KASSERT(ptepde != 0, ("pmap_unuse_pt: ptepde != 0"));
1186
1187         phys = PTE_TO_PHYS(ptepde);
1188
1189         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1190         return (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, free));
1191 }
1192
1193 void
1194 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1195 {
1196
1197         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1198         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1199         pmap->pm_l1 = kernel_pmap->pm_l1;
1200 }
1201
1202 int
1203 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1204 {
1205         vm_paddr_t l1phys;
1206         vm_page_t l1pt;
1207
1208         /*
1209          * allocate the l1 page
1210          */
1211         while ((l1pt = vm_page_alloc(NULL, 0xdeadbeef, VM_ALLOC_NORMAL |
1212             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL)
1213                 VM_WAIT;
1214
1215         l1phys = VM_PAGE_TO_PHYS(l1pt);
1216         pmap->pm_l1 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(l1phys);
1217
1218         if ((l1pt->flags & PG_ZERO) == 0)
1219                 pagezero(pmap->pm_l1);
1220
1221         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1222
1223         /* Install kernel pagetables */
1224         memcpy(pmap->pm_l1, kernel_pmap->pm_l1, PAGE_SIZE);
1225
1226         /* Add to the list of all user pmaps */
1227         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, pmap, pm_list);
1228
1229         return (1);
1230 }
1231
1232 /*
1233  * This routine is called if the desired page table page does not exist.
1234  *
1235  * If page table page allocation fails, this routine may sleep before
1236  * returning NULL.  It sleeps only if a lock pointer was given.
1237  *
1238  * Note: If a page allocation fails at page table level two or three,
1239  * one or two pages may be held during the wait, only to be released
1240  * afterwards.  This conservative approach is easily argued to avoid
1241  * race conditions.
1242  */
1243 static vm_page_t
1244 _pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex, struct rwlock **lockp)
1245 {
1246         vm_page_t m, /*pdppg, */pdpg;
1247         pt_entry_t entry;
1248         vm_paddr_t phys;
1249         pn_t pn;
1250
1251         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1252
1253         /*
1254          * Allocate a page table page.
1255          */
1256         if ((m = vm_page_alloc(NULL, ptepindex, VM_ALLOC_NOOBJ |
1257             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL) {
1258                 if (lockp != NULL) {
1259                         RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp);
1260                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1261                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
1262                         VM_WAIT;
1263                         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1264                         PMAP_LOCK(pmap);
1265                 }
1266
1267                 /*
1268                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page table
1269                  * page may have been allocated.
1270                  */
1271                 return (NULL);
1272         }
1273
1274         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1275                 pmap_zero_page(m);
1276
1277         /*
1278          * Map the pagetable page into the process address space, if
1279          * it isn't already there.
1280          */
1281
1282         if (ptepindex >= NUPDE) {
1283                 pd_entry_t *l1;
1284                 vm_pindex_t l1index;
1285
1286                 l1index = ptepindex - NUPDE;
1287                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1288
1289                 pn = (VM_PAGE_TO_PHYS(m) / PAGE_SIZE);
1290                 entry = (PTE_V);
1291                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1292                 pmap_load_store(l1, entry);
1293                 pmap_distribute_l1(pmap, l1index, entry);
1294
1295                 PTE_SYNC(l1);
1296
1297         } else {
1298                 vm_pindex_t l1index;
1299                 pd_entry_t *l1, *l2;
1300
1301                 l1index = ptepindex >> (L1_SHIFT - L2_SHIFT);
1302                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1303                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1304                         /* recurse for allocating page dir */
1305                         if (_pmap_alloc_l3(pmap, NUPDE + l1index,
1306                             lockp) == NULL) {
1307                                 --m->wire_count;
1308                                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1309                                 vm_page_free_zero(m);
1310                                 return (NULL);
1311                         }
1312                 } else {
1313                         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1314                         pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1315                         pdpg->wire_count++;
1316                 }
1317
1318                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1319                 l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
1320                 l2 = &l2[ptepindex & Ln_ADDR_MASK];
1321
1322                 pn = (VM_PAGE_TO_PHYS(m) / PAGE_SIZE);
1323                 entry = (PTE_V);
1324                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1325                 pmap_load_store(l2, entry);
1326
1327                 PTE_SYNC(l2);
1328         }
1329
1330         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
1331
1332         return (m);
1333 }
1334
1335 static vm_page_t
1336 pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, struct rwlock **lockp)
1337 {
1338         vm_pindex_t ptepindex;
1339         pd_entry_t *l2;
1340         vm_paddr_t phys;
1341         vm_page_t m;
1342
1343         /*
1344          * Calculate pagetable page index
1345          */
1346         ptepindex = pmap_l2_pindex(va);
1347 retry:
1348         /*
1349          * Get the page directory entry
1350          */
1351         l2 = pmap_l2(pmap, va);
1352
1353         /*
1354          * If the page table page is mapped, we just increment the
1355          * hold count, and activate it.
1356          */
1357         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
1358                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
1359                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1360                 m->wire_count++;
1361         } else {
1362                 /*
1363                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been
1364                  * deallocated.
1365                  */
1366                 m = _pmap_alloc_l3(pmap, ptepindex, lockp);
1367                 if (m == NULL && lockp != NULL)
1368                         goto retry;
1369         }
1370         return (m);
1371 }
1372
1373
1374 /***************************************************
1375  * Pmap allocation/deallocation routines.
1376  ***************************************************/
1377
1378 /*
1379  * Release any resources held by the given physical map.
1380  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1381  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1382  */
1383 void
1384 pmap_release(pmap_t pmap)
1385 {
1386         vm_page_t m;
1387
1388         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1389             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1390             pmap->pm_stats.resident_count));
1391
1392         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pmap->pm_l1));
1393         m->wire_count--;
1394         atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1395         vm_page_free_zero(m);
1396
1397         /* Remove pmap from the allpmaps list */
1398         LIST_REMOVE(pmap, pm_list);
1399
1400         /* Remove kernel pagetables */
1401         bzero(pmap->pm_l1, PAGE_SIZE);
1402 }
1403
1404 #if 0
1405 static int
1406 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1407 {
1408         unsigned long ksize = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
1409
1410         return sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req);
1411 }
1412 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1413     0, 0, kvm_size, "LU", "Size of KVM");
1414
1415 static int
1416 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1417 {
1418         unsigned long kfree = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - kernel_vm_end;
1419
1420         return sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req);
1421 }
1422 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1423     0, 0, kvm_free, "LU", "Amount of KVM free");
1424 #endif /* 0 */
1425
1426 /*
1427  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1428  */
1429 void
1430 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1431 {
1432         vm_paddr_t paddr;
1433         vm_page_t nkpg;
1434         pd_entry_t *l1, *l2;
1435         pt_entry_t entry;
1436         pn_t pn;
1437
1438         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1439
1440         addr = roundup2(addr, L2_SIZE);
1441         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
1442                 addr = kernel_map->max_offset;
1443         while (kernel_vm_end < addr) {
1444                 l1 = pmap_l1(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1445                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1446                         /* We need a new PDP entry */
1447                         nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L1_SHIFT,
1448                             VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ |
1449                             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
1450                         if (nkpg == NULL)
1451                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1452                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1453                                 pmap_zero_page(nkpg);
1454                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1455
1456                         pn = (paddr / PAGE_SIZE);
1457                         entry = (PTE_V);
1458                         entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1459                         pmap_load_store(l1, entry);
1460                         pmap_distribute_l1(kernel_pmap,
1461                             pmap_l1_index(kernel_vm_end), entry);
1462
1463                         PTE_SYNC(l1);
1464                         continue; /* try again */
1465                 }
1466                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, kernel_vm_end);
1467                 if ((pmap_load(l2) & PTE_A) != 0) {
1468                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1469                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1470                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1471                                 break;
1472                         }
1473                         continue;
1474                 }
1475
1476                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L2_SHIFT,
1477                     VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
1478                     VM_ALLOC_ZERO);
1479                 if (nkpg == NULL)
1480                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1481                 if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0) {
1482                         pmap_zero_page(nkpg);
1483                 }
1484                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1485
1486                 pn = (paddr / PAGE_SIZE);
1487                 entry = (PTE_V);
1488                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1489                 pmap_load_store(l2, entry);
1490
1491                 PTE_SYNC(l2);
1492                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1493
1494                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1495                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1496                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1497                         break;                       
1498                 }
1499         }
1500 }
1501
1502
1503 /***************************************************
1504  * page management routines.
1505  ***************************************************/
1506
1507 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
1508 CTASSERT(_NPCM == 3);
1509 CTASSERT(_NPCPV == 168);
1510
1511 static __inline struct pv_chunk *
1512 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
1513 {
1514
1515         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
1516 }
1517
1518 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
1519
1520 #define PC_FREE0        0xfffffffffffffffful
1521 #define PC_FREE1        0xfffffffffffffffful
1522 #define PC_FREE2        0x000000fffffffffful
1523
1524 static const uint64_t pc_freemask[_NPCM] = { PC_FREE0, PC_FREE1, PC_FREE2 };
1525
1526 #if 0
1527 #ifdef PV_STATS
1528 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
1529
1530 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
1531         "Current number of pv entry chunks");
1532 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
1533         "Current number of pv entry chunks allocated");
1534 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
1535         "Current number of pv entry chunks frees");
1536 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
1537         "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
1538
1539 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs, pv_entry_count;
1540 static int pv_entry_spare;
1541
1542 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
1543         "Current number of pv entry frees");
1544 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
1545         "Current number of pv entry allocs");
1546 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
1547         "Current number of pv entries");
1548 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
1549         "Current number of spare pv entries");
1550 #endif
1551 #endif /* 0 */
1552
1553 /*
1554  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
1555  * drastic measures to free some pages so we can allocate
1556  * another pv entry chunk.
1557  *
1558  * Returns NULL if PV entries were reclaimed from the specified pmap.
1559  *
1560  * We do not, however, unmap 2mpages because subsequent accesses will
1561  * allocate per-page pv entries until repromotion occurs, thereby
1562  * exacerbating the shortage of free pv entries.
1563  */
1564 static vm_page_t
1565 reclaim_pv_chunk(pmap_t locked_pmap, struct rwlock **lockp)
1566 {
1567
1568         panic("RISCVTODO: reclaim_pv_chunk");
1569 }
1570
1571 /*
1572  * free the pv_entry back to the free list
1573  */
1574 static void
1575 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
1576 {
1577         struct pv_chunk *pc;
1578         int idx, field, bit;
1579
1580         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1581         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1582         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, 1));
1583         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, 1));
1584         PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, 1));
1585         pc = pv_to_chunk(pv);
1586         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
1587         field = idx / 64;
1588         bit = idx % 64;
1589         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
1590         if (pc->pc_map[0] != PC_FREE0 || pc->pc_map[1] != PC_FREE1 ||
1591             pc->pc_map[2] != PC_FREE2) {
1592                 /* 98% of the time, pc is already at the head of the list. */
1593                 if (__predict_false(pc != TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk))) {
1594                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1595                         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1596                 }
1597                 return;
1598         }
1599         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1600         free_pv_chunk(pc);
1601 }
1602
1603 static void
1604 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
1605 {
1606         vm_page_t m;
1607
1608         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1609         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1610         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1611         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, _NPCPV));
1612         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pc_chunk_count, 1));
1613         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_frees, 1));
1614         /* entire chunk is free, return it */
1615         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pc));
1616 #if 0 /* TODO: For minidump */
1617         dump_drop_page(m->phys_addr);
1618 #endif
1619         vm_page_unwire(m, PQ_NONE);
1620         vm_page_free(m);
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Returns a new PV entry, allocating a new PV chunk from the system when
1625  * needed.  If this PV chunk allocation fails and a PV list lock pointer was
1626  * given, a PV chunk is reclaimed from an arbitrary pmap.  Otherwise, NULL is
1627  * returned.
1628  *
1629  * The given PV list lock may be released.
1630  */
1631 static pv_entry_t
1632 get_pv_entry(pmap_t pmap, struct rwlock **lockp)
1633 {
1634         int bit, field;
1635         pv_entry_t pv;
1636         struct pv_chunk *pc;
1637         vm_page_t m;
1638
1639         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1640         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1641         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_allocs, 1));
1642 retry:
1643         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
1644         if (pc != NULL) {
1645                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
1646                         if (pc->pc_map[field]) {
1647                                 bit = ffsl(pc->pc_map[field]) - 1;
1648                                 break;
1649                         }
1650                 }
1651                 if (field < _NPCM) {
1652                         pv = &pc->pc_pventry[field * 64 + bit];
1653                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
1654                         /* If this was the last item, move it to tail */
1655                         if (pc->pc_map[0] == 0 && pc->pc_map[1] == 0 &&
1656                             pc->pc_map[2] == 0) {
1657                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1658                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc,
1659                                     pc_list);
1660                         }
1661                         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1662                         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, 1));
1663                         return (pv);
1664                 }
1665         }
1666         /* No free items, allocate another chunk */
1667         m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ |
1668             VM_ALLOC_WIRED);
1669         if (m == NULL) {
1670                 if (lockp == NULL) {
1671                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
1672                         return (NULL);
1673                 }
1674                 m = reclaim_pv_chunk(pmap, lockp);
1675                 if (m == NULL)
1676                         goto retry;
1677         }
1678         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_count, 1));
1679         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_allocs, 1));
1680 #if 0 /* TODO: This is for minidump */
1681         dump_add_page(m->phys_addr);
1682 #endif
1683         pc = (void *)PHYS_TO_DMAP(m->phys_addr);
1684         pc->pc_pmap = pmap;
1685         pc->pc_map[0] = PC_FREE0 & ~1ul;        /* preallocated bit 0 */
1686         pc->pc_map[1] = PC_FREE1;
1687         pc->pc_map[2] = PC_FREE2;
1688         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1689         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1690         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1691         pv = &pc->pc_pventry[0];
1692         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1693         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1694         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, _NPCPV - 1));
1695         return (pv);
1696 }
1697
1698 /*
1699  * First find and then remove the pv entry for the specified pmap and virtual
1700  * address from the specified pv list.  Returns the pv entry if found and NULL
1701  * otherwise.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or
1702  * 2MB page mappings.
1703  */
1704 static __inline pv_entry_t
1705 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1706 {
1707         pv_entry_t pv;
1708
1709         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1710         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
1711                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
1712                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
1713                         pvh->pv_gen++;
1714                         break;
1715                 }
1716         }
1717         return (pv);
1718 }
1719
1720 /*
1721  * First find and then destroy the pv entry for the specified pmap and virtual
1722  * address.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or 2MB
1723  * page mappings.
1724  */
1725 static void
1726 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1727 {
1728         pv_entry_t pv;
1729
1730         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
1731
1732         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
1733         free_pv_entry(pmap, pv);
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Conditionally create the PV entry for a 4KB page mapping if the required
1738  * memory can be allocated without resorting to reclamation.
1739  */
1740 static boolean_t
1741 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1742     struct rwlock **lockp)
1743 {
1744         pv_entry_t pv;
1745
1746         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1747         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1748         /* Pass NULL instead of the lock pointer to disable reclamation. */
1749         if ((pv = get_pv_entry(pmap, NULL)) != NULL) {
1750                 pv->pv_va = va;
1751                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1752                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1753                 m->md.pv_gen++;
1754                 return (TRUE);
1755         } else
1756                 return (FALSE);
1757 }
1758
1759 /*
1760  * pmap_remove_l3: do the things to unmap a page in a process
1761  */
1762 static int
1763 pmap_remove_l3(pmap_t pmap, pt_entry_t *l3, vm_offset_t va, 
1764     pd_entry_t l2e, struct spglist *free, struct rwlock **lockp)
1765 {
1766         pt_entry_t old_l3;
1767         vm_paddr_t phys;
1768         vm_page_t m;
1769
1770         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1771         if (pmap_is_current(pmap) && pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1772                 cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
1773         old_l3 = pmap_load_clear(l3);
1774         PTE_SYNC(l3);
1775         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1776         if (old_l3 & PTE_SW_WIRED)
1777                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1778         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1779         if (old_l3 & PTE_SW_MANAGED) {
1780                 phys = PTE_TO_PHYS(old_l3);
1781                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1782                 if (pmap_page_dirty(old_l3))
1783                         vm_page_dirty(m);
1784                 if (old_l3 & PTE_A)
1785                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1786                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1787                 pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
1788         }
1789
1790         return (pmap_unuse_l3(pmap, va, l2e, free));
1791 }
1792
1793 /*
1794  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1795  *
1796  *      It is assumed that the start and end are properly
1797  *      rounded to the page size.
1798  */
1799 void
1800 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1801 {
1802         struct rwlock *lock;
1803         vm_offset_t va, va_next;
1804         pd_entry_t *l1, *l2;
1805         pt_entry_t l3_pte, *l3;
1806         struct spglist free;
1807         int anyvalid;
1808
1809         /*
1810          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
1811          */
1812         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1813                 return;
1814
1815         anyvalid = 0;
1816         SLIST_INIT(&free);
1817
1818         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1819         PMAP_LOCK(pmap);
1820
1821         lock = NULL;
1822         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1823                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1824                         break;
1825
1826                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1827                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1828                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1829                         if (va_next < sva)
1830                                 va_next = eva;
1831                         continue;
1832                 }
1833
1834                 /*
1835                  * Calculate index for next page table.
1836                  */
1837                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1838                 if (va_next < sva)
1839                         va_next = eva;
1840
1841                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1842                 if (l2 == NULL)
1843                         continue;
1844
1845                 l3_pte = pmap_load(l2);
1846
1847                 /*
1848                  * Weed out invalid mappings.
1849                  */
1850                 if (l3_pte == 0)
1851                         continue;
1852                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
1853                         continue;
1854
1855                 /*
1856                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1857                  * by the current page table page, or to the end of the
1858                  * range being removed.
1859                  */
1860                 if (va_next > eva)
1861                         va_next = eva;
1862
1863                 va = va_next;
1864                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
1865                     sva += L3_SIZE) {
1866                         if (l3 == NULL)
1867                                 panic("l3 == NULL");
1868                         if (pmap_load(l3) == 0) {
1869                                 if (va != va_next) {
1870                                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1871                                         va = va_next;
1872                                 }
1873                                 continue;
1874                         }
1875                         if (va == va_next)
1876                                 va = sva;
1877                         if (pmap_remove_l3(pmap, l3, sva, l3_pte, &free,
1878                             &lock)) {
1879                                 sva += L3_SIZE;
1880                                 break;
1881                         }
1882                 }
1883                 if (va != va_next)
1884                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1885         }
1886         if (lock != NULL)
1887                 rw_wunlock(lock);
1888         if (anyvalid)
1889                 pmap_invalidate_all(pmap);
1890         rw_runlock(&pvh_global_lock);   
1891         PMAP_UNLOCK(pmap);
1892         pmap_free_zero_pages(&free);
1893 }
1894
1895 /*
1896  *      Routine:        pmap_remove_all
1897  *      Function:
1898  *              Removes this physical page from
1899  *              all physical maps in which it resides.
1900  *              Reflects back modify bits to the pager.
1901  *
1902  *      Notes:
1903  *              Original versions of this routine were very
1904  *              inefficient because they iteratively called
1905  *              pmap_remove (slow...)
1906  */
1907
1908 void
1909 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1910 {
1911         pv_entry_t pv;
1912         pmap_t pmap;
1913         pt_entry_t *l3, tl3;
1914         pd_entry_t *l2, tl2;
1915         struct spglist free;
1916
1917         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1918             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
1919         SLIST_INIT(&free);
1920         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1921         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1922                 pmap = PV_PMAP(pv);
1923                 PMAP_LOCK(pmap);
1924                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1925                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
1926                 KASSERT(l2 != NULL, ("pmap_remove_all: no l2 table found"));
1927                 tl2 = pmap_load(l2);
1928
1929                 KASSERT((tl2 & PTE_RX) == 0,
1930                     ("pmap_remove_all: found a table when expecting "
1931                     "a block in %p's pv list", m));
1932
1933                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
1934                 if (pmap_is_current(pmap) &&
1935                     pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1936                         cpu_dcache_wb_range(pv->pv_va, L3_SIZE);
1937                 tl3 = pmap_load_clear(l3);
1938                 PTE_SYNC(l3);
1939                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
1940                 if (tl3 & PTE_SW_WIRED)
1941                         pmap->pm_stats.wired_count--;
1942                 if ((tl3 & PTE_A) != 0)
1943                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1944
1945                 /*
1946                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1947                  */
1948                 if (pmap_page_dirty(tl3))
1949                         vm_page_dirty(m);
1950                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, pmap_load(l2), &free);
1951                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1952                 m->md.pv_gen++;
1953                 free_pv_entry(pmap, pv);
1954                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1955         }
1956         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1957         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1958         pmap_free_zero_pages(&free);
1959 }
1960
1961 /*
1962  *      Set the physical protection on the
1963  *      specified range of this map as requested.
1964  */
1965 void
1966 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1967 {
1968         vm_offset_t va, va_next;
1969         pd_entry_t *l1, *l2;
1970         pt_entry_t *l3p, l3;
1971         pt_entry_t entry;
1972
1973         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1974                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1975                 return;
1976         }
1977
1978         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == VM_PROT_WRITE)
1979                 return;
1980
1981         PMAP_LOCK(pmap);
1982         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1983
1984                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1985                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1986                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1987                         if (va_next < sva)
1988                                 va_next = eva;
1989                         continue;
1990                 }
1991
1992                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1993                 if (va_next < sva)
1994                         va_next = eva;
1995
1996                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1997                 if (l2 == NULL)
1998                         continue;
1999                 if (pmap_load(l2) == 0)
2000                         continue;
2001                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
2002                         continue;
2003
2004                 if (va_next > eva)
2005                         va_next = eva;
2006
2007                 va = va_next;
2008                 for (l3p = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3p++,
2009                     sva += L3_SIZE) {
2010                         l3 = pmap_load(l3p);
2011                         if (pmap_l3_valid(l3)) {
2012                                 entry = pmap_load(l3p);
2013                                 entry &= ~(PTE_W);
2014                                 pmap_load_store(l3p, entry);
2015                                 PTE_SYNC(l3p);
2016                                 /* XXX: Use pmap_invalidate_range */
2017                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2018                         }
2019                 }
2020         }
2021         PMAP_UNLOCK(pmap);
2022
2023         /* TODO: Only invalidate entries we are touching */
2024         pmap_invalidate_all(pmap);
2025 }
2026
2027 /*
2028  *      Insert the given physical page (p) at
2029  *      the specified virtual address (v) in the
2030  *      target physical map with the protection requested.
2031  *
2032  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2033  *      that the related pte can not be reclaimed.
2034  *
2035  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2036  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2037  *      insert this page into the given map NOW.
2038  */
2039 int
2040 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2041     u_int flags, int8_t psind __unused)
2042 {
2043         struct rwlock *lock;
2044         pd_entry_t *l1, *l2;
2045         pt_entry_t new_l3, orig_l3;
2046         pt_entry_t *l3;
2047         pv_entry_t pv;
2048         vm_paddr_t opa, pa, l2_pa, l3_pa;
2049         vm_page_t mpte, om, l2_m, l3_m;
2050         boolean_t nosleep;
2051         pt_entry_t entry;
2052         pn_t l2_pn;
2053         pn_t l3_pn;
2054         pn_t pn;
2055
2056         va = trunc_page(va);
2057         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 && !vm_page_xbusied(m))
2058                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
2059         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2060         pn = (pa / PAGE_SIZE);
2061
2062         new_l3 = PTE_V | PTE_R | PTE_X;
2063         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2064                 new_l3 |= PTE_W;
2065         if ((va >> 63) == 0)
2066                 new_l3 |= PTE_U;
2067
2068         new_l3 |= (pn << PTE_PPN0_S);
2069         if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0)
2070                 new_l3 |= PTE_SW_WIRED;
2071
2072         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter: %.16lx -> %.16lx", va, pa);
2073
2074         mpte = NULL;
2075
2076         lock = NULL;
2077         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2078         PMAP_LOCK(pmap);
2079
2080         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2081                 nosleep = (flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) != 0;
2082                 mpte = pmap_alloc_l3(pmap, va, nosleep ? NULL : &lock);
2083                 if (mpte == NULL && nosleep) {
2084                         CTR0(KTR_PMAP, "pmap_enter: mpte == NULL");
2085                         if (lock != NULL)
2086                                 rw_wunlock(lock);
2087                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2088                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2089                         return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
2090                 }
2091                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
2092         } else {
2093                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
2094                 /* TODO: This is not optimal, but should mostly work */
2095                 if (l3 == NULL) {
2096                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
2097                         if (l2 == NULL) {
2098                                 l2_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2099                                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
2100                                     VM_ALLOC_ZERO);
2101                                 if (l2_m == NULL)
2102                                         panic("pmap_enter: l2 pte_m == NULL");
2103                                 if ((l2_m->flags & PG_ZERO) == 0)
2104                                         pmap_zero_page(l2_m);
2105
2106                                 l2_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l2_m);
2107                                 l2_pn = (l2_pa / PAGE_SIZE);
2108
2109                                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
2110                                 entry = (PTE_V);
2111                                 entry |= (l2_pn << PTE_PPN0_S);
2112                                 pmap_load_store(l1, entry);
2113                                 pmap_distribute_l1(pmap, pmap_l1_index(va), entry);
2114                                 PTE_SYNC(l1);
2115
2116                                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, va);
2117                         }
2118
2119                         KASSERT(l2 != NULL,
2120                             ("No l2 table after allocating one"));
2121
2122                         l3_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2123                             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
2124                         if (l3_m == NULL)
2125                                 panic("pmap_enter: l3 pte_m == NULL");
2126                         if ((l3_m->flags & PG_ZERO) == 0)
2127                                 pmap_zero_page(l3_m);
2128
2129                         l3_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l3_m);
2130                         l3_pn = (l3_pa / PAGE_SIZE);
2131                         entry = (PTE_V);
2132                         entry |= (l3_pn << PTE_PPN0_S);
2133                         pmap_load_store(l2, entry);
2134                         PTE_SYNC(l2);
2135                         l3 = pmap_l2_to_l3(l2, va);
2136                 }
2137                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2138         }
2139
2140         om = NULL;
2141         orig_l3 = pmap_load(l3);
2142         opa = PTE_TO_PHYS(orig_l3);
2143
2144         /*
2145          * Is the specified virtual address already mapped?
2146          */
2147         if (pmap_l3_valid(orig_l3)) {
2148                 /*
2149                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2150                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2151                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2152                  * the PT page will be also.
2153                  */
2154                 if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0 &&
2155                     (orig_l3 & PTE_SW_WIRED) == 0)
2156                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2157                 else if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) == 0 &&
2158                     (orig_l3 & PTE_SW_WIRED) != 0)
2159                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2160
2161                 /*
2162                  * Remove the extra PT page reference.
2163                  */
2164                 if (mpte != NULL) {
2165                         mpte->wire_count--;
2166                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
2167                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
2168                              " va: 0x%lx", va));
2169                 }
2170
2171                 /*
2172                  * Has the physical page changed?
2173                  */
2174                 if (opa == pa) {
2175                         /*
2176                          * No, might be a protection or wiring change.
2177                          */
2178                         if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0) {
2179                                 new_l3 |= PTE_SW_MANAGED;
2180                                 if (pmap_is_write(new_l3))
2181                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2182                         }
2183                         goto validate;
2184                 }
2185
2186                 /* Flush the cache, there might be uncommitted data in it */
2187                 if (pmap_is_current(pmap) && pmap_l3_valid_cacheable(orig_l3))
2188                         cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
2189         } else {
2190                 /*
2191                  * Increment the counters.
2192                  */
2193                 if ((new_l3 & PTE_SW_WIRED) != 0)
2194                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2195                 pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2196         }
2197         /*
2198          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2199          */
2200         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2201                 new_l3 |= PTE_SW_MANAGED;
2202                 pv = get_pv_entry(pmap, &lock);
2203                 pv->pv_va = va;
2204                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, pa);
2205                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2206                 m->md.pv_gen++;
2207                 if (pmap_is_write(new_l3))
2208                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2209         }
2210
2211         /*
2212          * Update the L3 entry.
2213          */
2214         if (orig_l3 != 0) {
2215 validate:
2216                 orig_l3 = pmap_load_store(l3, new_l3);
2217                 PTE_SYNC(l3);
2218                 opa = PTE_TO_PHYS(orig_l3);
2219
2220                 if (opa != pa) {
2221                         if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0) {
2222                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2223                                 if (pmap_page_dirty(orig_l3))
2224                                         vm_page_dirty(om);
2225                                 if ((orig_l3 & PTE_A) != 0)
2226                                         vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
2227                                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, opa);
2228                                 pmap_pvh_free(&om->md, pmap, va);
2229                         }
2230                 } else if (pmap_page_dirty(orig_l3)) {
2231                         if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0)
2232                                 vm_page_dirty(m);
2233                 }
2234         } else {
2235                 pmap_load_store(l3, new_l3);
2236                 PTE_SYNC(l3);
2237         }
2238         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2239         if ((pmap != pmap_kernel()) && (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap))
2240             cpu_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
2241
2242         if (lock != NULL)
2243                 rw_wunlock(lock);
2244         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2245         PMAP_UNLOCK(pmap);
2246         return (KERN_SUCCESS);
2247 }
2248
2249 /*
2250  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2251  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2252  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2253  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2254  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2255  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2256  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2257  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2258  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2259  * corresponding offset from m_start are mapped.
2260  */
2261 void
2262 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2263     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2264 {
2265         struct rwlock *lock;
2266         vm_offset_t va;
2267         vm_page_t m, mpte;
2268         vm_pindex_t diff, psize;
2269
2270         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
2271
2272         psize = atop(end - start);
2273         mpte = NULL;
2274         m = m_start;
2275         lock = NULL;
2276         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2277         PMAP_LOCK(pmap);
2278         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2279                 va = start + ptoa(diff);
2280                 mpte = pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, mpte, &lock);
2281                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2282         }
2283         if (lock != NULL)
2284                 rw_wunlock(lock);
2285         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2286         PMAP_UNLOCK(pmap);
2287 }
2288
2289 /*
2290  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2291  * 1. Current pmap & pmap exists.
2292  * 2. Not wired.
2293  * 3. Read access.
2294  * 4. No page table pages.
2295  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2296  */
2297
2298 void
2299 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2300 {
2301         struct rwlock *lock;
2302
2303         lock = NULL;
2304         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2305         PMAP_LOCK(pmap);
2306         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL, &lock);
2307         if (lock != NULL)
2308                 rw_wunlock(lock);
2309         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2310         PMAP_UNLOCK(pmap);
2311 }
2312
2313 static vm_page_t
2314 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2315     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte, struct rwlock **lockp)
2316 {
2317         struct spglist free;
2318         vm_paddr_t phys;
2319         pd_entry_t *l2;
2320         pt_entry_t *l3;
2321         vm_paddr_t pa;
2322         pt_entry_t entry;
2323         pn_t pn;
2324
2325         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2326             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
2327             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2328         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
2329         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2330
2331         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_quick_locked: %p %lx", pmap, va);
2332         /*
2333          * In the case that a page table page is not
2334          * resident, we are creating it here.
2335          */
2336         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2337                 vm_pindex_t l2pindex;
2338
2339                 /*
2340                  * Calculate pagetable page index
2341                  */
2342                 l2pindex = pmap_l2_pindex(va);
2343                 if (mpte && (mpte->pindex == l2pindex)) {
2344                         mpte->wire_count++;
2345                 } else {
2346                         /*
2347                          * Get the l2 entry
2348                          */
2349                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
2350
2351                         /*
2352                          * If the page table page is mapped, we just increment
2353                          * the hold count, and activate it.  Otherwise, we
2354                          * attempt to allocate a page table page.  If this
2355                          * attempt fails, we don't retry.  Instead, we give up.
2356                          */
2357                         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
2358                                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
2359                                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
2360                                 mpte->wire_count++;
2361                         } else {
2362                                 /*
2363                                  * Pass NULL instead of the PV list lock
2364                                  * pointer, because we don't intend to sleep.
2365                                  */
2366                                 mpte = _pmap_alloc_l3(pmap, l2pindex, NULL);
2367                                 if (mpte == NULL)
2368                                         return (mpte);
2369                         }
2370                 }
2371                 l3 = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mpte));
2372                 l3 = &l3[pmap_l3_index(va)];
2373         } else {
2374                 mpte = NULL;
2375                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
2376         }
2377         if (l3 == NULL)
2378                 panic("pmap_enter_quick_locked: No l3");
2379         if (pmap_load(l3) != 0) {
2380                 if (mpte != NULL) {
2381                         mpte->wire_count--;
2382                         mpte = NULL;
2383                 }
2384                 return (mpte);
2385         }
2386
2387         /*
2388          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2389          */
2390         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
2391             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m, lockp)) {
2392                 if (mpte != NULL) {
2393                         SLIST_INIT(&free);
2394                         if (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, &free)) {
2395                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2396                                 pmap_free_zero_pages(&free);
2397                         }
2398                         mpte = NULL;
2399                 }
2400                 return (mpte);
2401         }
2402
2403         /*
2404          * Increment counters
2405          */
2406         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2407
2408         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2409         pn = (pa / PAGE_SIZE);
2410
2411         /* RISCVTODO: check permissions */
2412         entry = (PTE_V | PTE_RWX);
2413         entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
2414
2415         /*
2416          * Now validate mapping with RO protection
2417          */
2418         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2419                 entry |= PTE_SW_MANAGED;
2420         pmap_load_store(l3, entry);
2421
2422         PTE_SYNC(l3);
2423         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2424         return (mpte);
2425 }
2426
2427 /*
2428  * This code maps large physical mmap regions into the
2429  * processor address space.  Note that some shortcuts
2430  * are taken, but the code works.
2431  */
2432 void
2433 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
2434     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2435 {
2436
2437         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2438         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2439             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
2440 }
2441
2442 /*
2443  *      Clear the wired attribute from the mappings for the specified range of
2444  *      addresses in the given pmap.  Every valid mapping within that range
2445  *      must have the wired attribute set.  In contrast, invalid mappings
2446  *      cannot have the wired attribute set, so they are ignored.
2447  *
2448  *      The wired attribute of the page table entry is not a hardware feature,
2449  *      so there is no need to invalidate any TLB entries.
2450  */
2451 void
2452 pmap_unwire(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2453 {
2454         vm_offset_t va_next;
2455         pd_entry_t *l1, *l2;
2456         pt_entry_t *l3;
2457         boolean_t pv_lists_locked;
2458
2459         pv_lists_locked = FALSE;
2460         PMAP_LOCK(pmap);
2461         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2462                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
2463                 if (pmap_load(l1) == 0) {
2464                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
2465                         if (va_next < sva)
2466                                 va_next = eva;
2467                         continue;
2468                 }
2469
2470                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
2471                 if (va_next < sva)
2472                         va_next = eva;
2473
2474                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
2475                 if (pmap_load(l2) == 0)
2476                         continue;
2477
2478                 if (va_next > eva)
2479                         va_next = eva;
2480                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
2481                     sva += L3_SIZE) {
2482                         if (pmap_load(l3) == 0)
2483                                 continue;
2484                         if ((pmap_load(l3) & PTE_SW_WIRED) == 0)
2485                                 panic("pmap_unwire: l3 %#jx is missing "
2486                                     "PTE_SW_WIRED", (uintmax_t)*l3);
2487
2488                         /*
2489                          * PG_W must be cleared atomically.  Although the pmap
2490                          * lock synchronizes access to PG_W, another processor
2491                          * could be setting PG_M and/or PG_A concurrently.
2492                          */
2493                         atomic_clear_long(l3, PTE_SW_WIRED);
2494                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2495                 }
2496         }
2497         if (pv_lists_locked)
2498                 rw_runlock(&pvh_global_lock);
2499         PMAP_UNLOCK(pmap);
2500 }
2501
2502 /*
2503  *      Copy the range specified by src_addr/len
2504  *      from the source map to the range dst_addr/len
2505  *      in the destination map.
2506  *
2507  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2508  */
2509
2510 void
2511 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
2512     vm_offset_t src_addr)
2513 {
2514
2515 }
2516
2517 /*
2518  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
2519  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2520  */
2521 void
2522 pmap_zero_page(vm_page_t m)
2523 {
2524         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2525
2526         pagezero((void *)va);
2527 }
2528
2529 /*
2530  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping 
2531  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2532  *
2533  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2534  */
2535 void
2536 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
2537 {
2538         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2539
2540         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2541                 pagezero((void *)va);
2542         else
2543                 bzero((char *)va + off, size);
2544 }
2545
2546 /*
2547  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
2548  *      page by mapping the page into virtual memory and using
2549  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
2550  *      time.
2551  */
2552 void
2553 pmap_copy_page(vm_page_t msrc, vm_page_t mdst)
2554 {
2555         vm_offset_t src = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(msrc));
2556         vm_offset_t dst = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mdst));
2557
2558         pagecopy((void *)src, (void *)dst);
2559 }
2560
2561 int unmapped_buf_allowed = 1;
2562
2563 void
2564 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
2565     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
2566 {
2567         void *a_cp, *b_cp;
2568         vm_page_t m_a, m_b;
2569         vm_paddr_t p_a, p_b;
2570         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
2571         int cnt;
2572
2573         while (xfersize > 0) {
2574                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
2575                 m_a = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
2576                 p_a = m_a->phys_addr;
2577                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
2578                 m_b = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
2579                 p_b = m_b->phys_addr;
2580                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
2581                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
2582                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_a))) {
2583                         panic("!DMAP a %lx", p_a);
2584                 } else {
2585                         a_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_a) + a_pg_offset;
2586                 }
2587                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_b))) {
2588                         panic("!DMAP b %lx", p_b);
2589                 } else {
2590                         b_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_b) + b_pg_offset;
2591                 }
2592                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
2593                 a_offset += cnt;
2594                 b_offset += cnt;
2595                 xfersize -= cnt;
2596         }
2597 }
2598
2599 vm_offset_t
2600 pmap_quick_enter_page(vm_page_t m)
2601 {
2602
2603         return (PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)));
2604 }
2605
2606 void
2607 pmap_quick_remove_page(vm_offset_t addr)
2608 {
2609 }
2610
2611 /*
2612  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2613  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2614  * be changed upwards or downwards in the future; it
2615  * is only necessary that true be returned for a small
2616  * subset of pmaps for proper page aging.
2617  */
2618 boolean_t
2619 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2620 {
2621         struct rwlock *lock;
2622         pv_entry_t pv;
2623         int loops = 0;
2624         boolean_t rv;
2625
2626         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2627             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2628         rv = FALSE;
2629         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2630         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2631         rw_rlock(lock);
2632         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2633                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
2634                         rv = TRUE;
2635                         break;
2636                 }
2637                 loops++;
2638                 if (loops >= 16)
2639                         break;
2640         }
2641         rw_runlock(lock);
2642         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2643         return (rv);
2644 }
2645
2646 /*
2647  *      pmap_page_wired_mappings:
2648  *
2649  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
2650  *      that are wired.
2651  */
2652 int
2653 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
2654 {
2655         struct rwlock *lock;
2656         pmap_t pmap;
2657         pt_entry_t *l3;
2658         pv_entry_t pv;
2659         int count, md_gen;
2660
2661         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2662                 return (0);
2663         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2664         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2665         rw_rlock(lock);
2666 restart:
2667         count = 0;
2668         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2669                 pmap = PV_PMAP(pv);
2670                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2671                         md_gen = m->md.pv_gen;
2672                         rw_runlock(lock);
2673                         PMAP_LOCK(pmap);
2674                         rw_rlock(lock);
2675                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2676                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2677                                 goto restart;
2678                         }
2679                 }
2680                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2681                 if (l3 != NULL && (pmap_load(l3) & PTE_SW_WIRED) != 0)
2682                         count++;
2683                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2684         }
2685         rw_runlock(lock);
2686         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2687         return (count);
2688 }
2689
2690 /*
2691  * Destroy all managed, non-wired mappings in the given user-space
2692  * pmap.  This pmap cannot be active on any processor besides the
2693  * caller.
2694  *
2695  * This function cannot be applied to the kernel pmap.  Moreover, it
2696  * is not intended for general use.  It is only to be used during
2697  * process termination.  Consequently, it can be implemented in ways
2698  * that make it faster than pmap_remove().  First, it can more quickly
2699  * destroy mappings by iterating over the pmap's collection of PV
2700  * entries, rather than searching the page table.  Second, it doesn't
2701  * have to test and clear the page table entries atomically, because
2702  * no processor is currently accessing the user address space.  In
2703  * particular, a page table entry's dirty bit won't change state once
2704  * this function starts.
2705  */
2706 void
2707 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
2708 {
2709         pd_entry_t ptepde, *l2;
2710         pt_entry_t *l3, tl3;
2711         struct spglist free;
2712         vm_page_t m;
2713         pv_entry_t pv;
2714         struct pv_chunk *pc, *npc;
2715         struct rwlock *lock;
2716         int64_t bit;
2717         uint64_t inuse, bitmask;
2718         int allfree, field, freed, idx;
2719         vm_paddr_t pa;
2720
2721         lock = NULL;
2722
2723         SLIST_INIT(&free);
2724         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2725         PMAP_LOCK(pmap);
2726         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
2727                 allfree = 1;
2728                 freed = 0;
2729                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2730                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2731                         while (inuse != 0) {
2732                                 bit = ffsl(inuse) - 1;
2733                                 bitmask = 1UL << bit;
2734                                 idx = field * 64 + bit;
2735                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
2736                                 inuse &= ~bitmask;
2737
2738                                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
2739                                 ptepde = pmap_load(l2);
2740                                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
2741                                 tl3 = pmap_load(l3);
2742
2743 /*
2744  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
2745  */
2746                                 if (tl3 & PTE_SW_WIRED) {
2747                                         allfree = 0;
2748                                         continue;
2749                                 }
2750
2751                                 pa = PTE_TO_PHYS(tl3);
2752                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2753                                 KASSERT(m->phys_addr == pa,
2754                                     ("vm_page_t %p phys_addr mismatch %016jx %016jx",
2755                                     m, (uintmax_t)m->phys_addr,
2756                                     (uintmax_t)tl3));
2757
2758                                 KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
2759                                     m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2760                                     ("pmap_remove_pages: bad l3 %#jx",
2761                                     (uintmax_t)tl3));
2762
2763                                 if (pmap_is_current(pmap) &&
2764                                     pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
2765                                         cpu_dcache_wb_range(pv->pv_va, L3_SIZE);
2766                                 pmap_load_clear(l3);
2767                                 PTE_SYNC(l3);
2768                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2769
2770                                 /*
2771                                  * Update the vm_page_t clean/reference bits.
2772                                  */
2773                                 if (pmap_page_dirty(tl3))
2774                                         vm_page_dirty(m);
2775
2776                                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(&lock, m);
2777
2778                                 /* Mark free */
2779                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
2780
2781                                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
2782                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2783                                 m->md.pv_gen++;
2784
2785                                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, ptepde, &free);
2786                                 freed++;
2787                         }
2788                 }
2789                 PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, freed));
2790                 PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, freed));
2791                 PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, freed));
2792                 if (allfree) {
2793                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2794                         free_pv_chunk(pc);
2795                 }
2796         }
2797         pmap_invalidate_all(pmap);
2798         if (lock != NULL)
2799                 rw_wunlock(lock);
2800         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2801         PMAP_UNLOCK(pmap);
2802         pmap_free_zero_pages(&free);
2803 }
2804
2805 /*
2806  * This is used to check if a page has been accessed or modified. As we
2807  * don't have a bit to see if it has been modified we have to assume it
2808  * has been if the page is read/write.
2809  */
2810 static boolean_t
2811 pmap_page_test_mappings(vm_page_t m, boolean_t accessed, boolean_t modified)
2812 {
2813         struct rwlock *lock;
2814         pv_entry_t pv;
2815         pt_entry_t *l3, mask, value;
2816         pmap_t pmap;
2817         int md_gen;
2818         boolean_t rv;
2819
2820         rv = FALSE;
2821         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2822         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2823         rw_rlock(lock);
2824 restart:
2825         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2826                 pmap = PV_PMAP(pv);
2827                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2828                         md_gen = m->md.pv_gen;
2829                         rw_runlock(lock);
2830                         PMAP_LOCK(pmap);
2831                         rw_rlock(lock);
2832                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2833                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2834                                 goto restart;
2835                         }
2836                 }
2837                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2838                 mask = 0;
2839                 value = 0;
2840                 if (modified) {
2841                         mask |= PTE_D;
2842                         value |= PTE_D;
2843                 }
2844                 if (accessed) {
2845                         mask |= PTE_A;
2846                         value |= PTE_A;
2847                 }
2848
2849 #if 0
2850                 if (modified) {
2851                         mask |= ATTR_AP_RW_BIT;
2852                         value |= ATTR_AP(ATTR_AP_RW);
2853                 }
2854                 if (accessed) {
2855                         mask |= ATTR_AF | ATTR_DESCR_MASK;
2856                         value |= ATTR_AF | L3_PAGE;
2857                 }
2858 #endif
2859
2860                 rv = (pmap_load(l3) & mask) == value;
2861                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2862                 if (rv)
2863                         goto out;
2864         }
2865 out:
2866         rw_runlock(lock);
2867         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2868         return (rv);
2869 }
2870
2871 /*
2872  *      pmap_is_modified:
2873  *
2874  *      Return whether or not the specified physical page was modified
2875  *      in any physical maps.
2876  */
2877 boolean_t
2878 pmap_is_modified(vm_page_t m)
2879 {
2880
2881         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2882             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
2883
2884         /*
2885          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2886          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2887          * is clear, no PTEs can have PG_M set.
2888          */
2889         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2890         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2891                 return (FALSE);
2892         return (pmap_page_test_mappings(m, FALSE, TRUE));
2893 }
2894
2895 /*
2896  *      pmap_is_prefaultable:
2897  *
2898  *      Return whether or not the specified virtual address is eligible
2899  *      for prefault.
2900  */
2901 boolean_t
2902 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2903 {
2904         pt_entry_t *l3;
2905         boolean_t rv;
2906
2907         rv = FALSE;
2908         PMAP_LOCK(pmap);
2909         l3 = pmap_l3(pmap, addr);
2910         if (l3 != NULL && pmap_load(l3) != 0) {
2911                 rv = TRUE;
2912         }
2913         PMAP_UNLOCK(pmap);
2914         return (rv);
2915 }
2916
2917 /*
2918  *      pmap_is_referenced:
2919  *
2920  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
2921  *      in any physical maps.
2922  */
2923 boolean_t
2924 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
2925 {
2926
2927         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2928             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
2929         return (pmap_page_test_mappings(m, TRUE, FALSE));
2930 }
2931
2932 /*
2933  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
2934  */
2935 void
2936 pmap_remove_write(vm_page_t m)
2937 {
2938         pmap_t pmap;
2939         struct rwlock *lock;
2940         pv_entry_t pv;
2941         pt_entry_t *l3, oldl3;
2942         pt_entry_t newl3;
2943         int md_gen;
2944
2945         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2946             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
2947
2948         /*
2949          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2950          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
2951          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
2952          */
2953         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2954         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2955                 return;
2956         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2957         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2958 retry_pv_loop:
2959         rw_wlock(lock);
2960         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2961                 pmap = PV_PMAP(pv);
2962                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2963                         md_gen = m->md.pv_gen;
2964                         rw_wunlock(lock);
2965                         PMAP_LOCK(pmap);
2966                         rw_wlock(lock);
2967                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2968                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2969                                 rw_wunlock(lock);
2970                                 goto retry_pv_loop;
2971                         }
2972                 }
2973                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2974 retry:
2975                 oldl3 = pmap_load(l3);
2976
2977                 if (pmap_is_write(oldl3)) {
2978                         newl3 = oldl3 & ~(PTE_W);
2979                         if (!atomic_cmpset_long(l3, oldl3, newl3))
2980                                 goto retry;
2981                         /* TODO: use pmap_page_dirty(oldl3) ? */
2982                         if ((oldl3 & PTE_A) != 0)
2983                                 vm_page_dirty(m);
2984                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2985                 }
2986                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2987         }
2988         rw_wunlock(lock);
2989         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2990         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2991 }
2992
2993 static __inline boolean_t
2994 safe_to_clear_referenced(pmap_t pmap, pt_entry_t pte)
2995 {
2996
2997         return (FALSE);
2998 }
2999
3000 /*
3001  *      pmap_ts_referenced:
3002  *
3003  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3004  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3005  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3006  *      reference bits set.
3007  *
3008  *      As an optimization, update the page's dirty field if a modified bit is
3009  *      found while counting reference bits.  This opportunistic update can be
3010  *      performed at low cost and can eliminate the need for some future calls
3011  *      to pmap_is_modified().  However, since this function stops after
3012  *      finding PMAP_TS_REFERENCED_MAX reference bits, it may not detect some
3013  *      dirty pages.  Those dirty pages will only be detected by a future call
3014  *      to pmap_is_modified().
3015  */
3016 int
3017 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3018 {
3019         pv_entry_t pv, pvf;
3020         pmap_t pmap;
3021         struct rwlock *lock;
3022         pd_entry_t *l2;
3023         pt_entry_t *l3, old_l3;
3024         vm_paddr_t pa;
3025         int cleared, md_gen, not_cleared;
3026         struct spglist free;
3027
3028         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3029             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
3030         SLIST_INIT(&free);
3031         cleared = 0;
3032         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3033         lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);
3034         rw_rlock(&pvh_global_lock);
3035         rw_wlock(lock);
3036 retry:
3037         not_cleared = 0;
3038         if ((pvf = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) == NULL)
3039                 goto out;
3040         pv = pvf;
3041         do {
3042                 if (pvf == NULL)
3043                         pvf = pv;
3044                 pmap = PV_PMAP(pv);
3045                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
3046                         md_gen = m->md.pv_gen;
3047                         rw_wunlock(lock);
3048                         PMAP_LOCK(pmap);
3049                         rw_wlock(lock);
3050                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
3051                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3052                                 goto retry;
3053                         }
3054                 }
3055                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
3056
3057                 KASSERT((pmap_load(l2) & PTE_RX) == 0,
3058                     ("pmap_ts_referenced: found an invalid l2 table"));
3059
3060                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
3061                 old_l3 = pmap_load(l3);
3062                 if (pmap_page_dirty(old_l3))
3063                         vm_page_dirty(m);
3064                 if ((old_l3 & PTE_A) != 0) {
3065                         if (safe_to_clear_referenced(pmap, old_l3)) {
3066                                 /*
3067                                  * TODO: We don't handle the access flag
3068                                  * at all. We need to be able to set it in
3069                                  * the exception handler.
3070                                  */
3071                                 panic("RISCVTODO: safe_to_clear_referenced\n");
3072                         } else if ((old_l3 & PTE_SW_WIRED) == 0) {
3073                                 /*
3074                                  * Wired pages cannot be paged out so
3075                                  * doing accessed bit emulation for
3076                                  * them is wasted effort. We do the
3077                                  * hard work for unwired pages only.
3078                                  */
3079                                 pmap_remove_l3(pmap, l3, pv->pv_va,
3080                                     pmap_load(l2), &free, &lock);
3081                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3082                                 cleared++;
3083                                 if (pvf == pv)
3084                                         pvf = NULL;
3085                                 pv = NULL;
3086                                 KASSERT(lock == VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m),
3087                                     ("inconsistent pv lock %p %p for page %p",
3088                                     lock, VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m), m));
3089                         } else
3090                                 not_cleared++;
3091                 }
3092                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3093                 /* Rotate the PV list if it has more than one entry. */
3094                 if (pv != NULL && TAILQ_NEXT(pv, pv_next) != NULL) {
3095                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3096                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3097                         m->md.pv_gen++;
3098                 }
3099         } while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != pvf && cleared +
3100             not_cleared < PMAP_TS_REFERENCED_MAX);
3101 out:
3102         rw_wunlock(lock);
3103         rw_runlock(&pvh_global_lock);
3104         pmap_free_zero_pages(&free);
3105         return (cleared + not_cleared);
3106 }
3107
3108 /*
3109  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
3110  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
3111  *      modified flags in each mapping and set the mapped page's dirty field.
3112  */
3113 void
3114 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
3115 {
3116 }
3117
3118 /*
3119  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3120  */
3121 void
3122 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3123 {
3124
3125         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3126             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
3127         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3128         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
3129             ("pmap_clear_modify: page %p is exclusive busied", m));
3130
3131         /*
3132          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PG_M set.
3133          * If the object containing the page is locked and the page is not
3134          * exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
3135          */
3136         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3137                 return;
3138
3139         /* RISCVTODO: We lack support for tracking if a page is modified */
3140 }
3141
3142 void *
3143 pmap_mapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3144 {
3145
3146         return ((void *)PHYS_TO_DMAP(pa));
3147 }
3148
3149 void
3150 pmap_unmapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3151 {
3152 }
3153
3154 /*
3155  * Sets the memory attribute for the specified page.
3156  */
3157 void
3158 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
3159 {
3160
3161         m->md.pv_memattr = ma;
3162
3163         /*
3164          * RISCVTODO: Implement the below (from the amd64 pmap)
3165          * If "m" is a normal page, update its direct mapping.  This update
3166          * can be relied upon to perform any cache operations that are
3167          * required for data coherence.
3168          */
3169         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
3170             PHYS_IN_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)))
3171                 panic("RISCVTODO: pmap_page_set_memattr");
3172 }
3173
3174 /*
3175  * perform the pmap work for mincore
3176  */
3177 int
3178 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
3179 {
3180
3181         panic("RISCVTODO: pmap_mincore");
3182 }
3183
3184 void
3185 pmap_activate(struct thread *td)
3186 {
3187         pmap_t pmap;
3188         uint64_t reg;
3189
3190         critical_enter();
3191         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
3192         td->td_pcb->pcb_l1addr = vtophys(pmap->pm_l1);
3193
3194         reg = SATP_MODE_SV39;
3195         reg |= (td->td_pcb->pcb_l1addr >> PAGE_SHIFT);
3196         __asm __volatile("csrw sptbr, %0" :: "r"(reg));
3197
3198         pmap_invalidate_all(pmap);
3199         critical_exit();
3200 }
3201
3202 void
3203 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
3204 {
3205
3206         panic("RISCVTODO: pmap_sync_icache");
3207 }
3208
3209 /*
3210  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
3211  *      different alignment might result in more superpage mappings.
3212  */
3213 void
3214 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
3215     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
3216 {
3217 }
3218
3219 /**
3220  * Get the kernel virtual address of a set of physical pages. If there are
3221  * physical addresses not covered by the DMAP perform a transient mapping
3222  * that will be removed when calling pmap_unmap_io_transient.
3223  *
3224  * \param page        The pages the caller wishes to obtain the virtual
3225  *                    address on the kernel memory map.
3226  * \param vaddr       On return contains the kernel virtual memory address
3227  *                    of the pages passed in the page parameter.
3228  * \param count       Number of pages passed in.
3229  * \param can_fault   TRUE if the thread using the mapped pages can take
3230  *                    page faults, FALSE otherwise.
3231  *
3232  * \returns TRUE if the caller must call pmap_unmap_io_transient when
3233  *          finished or FALSE otherwise.
3234  *
3235  */
3236 boolean_t
3237 pmap_map_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3238     boolean_t can_fault)
3239 {
3240         vm_paddr_t paddr;
3241         boolean_t needs_mapping;
3242         int error, i;
3243
3244         /*
3245          * Allocate any KVA space that we need, this is done in a separate
3246          * loop to prevent calling vmem_alloc while pinned.
3247          */
3248         needs_mapping = FALSE;
3249         for (i = 0; i < count; i++) {
3250                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3251                 if (__predict_false(paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR)) {
3252                         error = vmem_alloc(kernel_arena, PAGE_SIZE,
3253                             M_BESTFIT | M_WAITOK, &vaddr[i]);
3254                         KASSERT(error == 0, ("vmem_alloc failed: %d", error));
3255                         needs_mapping = TRUE;
3256                 } else {
3257                         vaddr[i] = PHYS_TO_DMAP(paddr);
3258                 }
3259         }
3260
3261         /* Exit early if everything is covered by the DMAP */
3262         if (!needs_mapping)
3263                 return (FALSE);
3264
3265         if (!can_fault)
3266                 sched_pin();
3267         for (i = 0; i < count; i++) {
3268                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3269                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3270                         panic(
3271                            "pmap_map_io_transient: TODO: Map out of DMAP data");
3272                 }
3273         }
3274
3275         return (needs_mapping);
3276 }
3277
3278 void
3279 pmap_unmap_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3280     boolean_t can_fault)
3281 {
3282         vm_paddr_t paddr;
3283         int i;
3284
3285         if (!can_fault)
3286                 sched_unpin();
3287         for (i = 0; i < count; i++) {
3288                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3289                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3290                         panic("RISCVTODO: pmap_unmap_io_transient: Unmap data");
3291                 }
3292         }
3293 }