]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/riscv/riscv/pmap.c
MFV r329753: 8809 libzpool should leverage work done in libfakekernel
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / riscv / riscv / pmap.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-4-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
7  * All rights reserved.
8  * Copyright (c) 1994 David Greenman
9  * All rights reserved.
10  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
11  * All rights reserved.
12  * Copyright (c) 2005-2010 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
13  * All rights reserved.
14  * Copyright (c) 2014 Andrew Turner
15  * All rights reserved.
16  * Copyright (c) 2014 The FreeBSD Foundation
17  * All rights reserved.
18  * Copyright (c) 2015-2017 Ruslan Bukin <br@bsdpad.com>
19  * All rights reserved.
20  *
21  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
22  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
23  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
24  *
25  * Portions of this software were developed by Andrew Turner under
26  * sponsorship from The FreeBSD Foundation.
27  *
28  * Portions of this software were developed by SRI International and the
29  * University of Cambridge Computer Laboratory under DARPA/AFRL contract
30  * FA8750-10-C-0237 ("CTSRD"), as part of the DARPA CRASH research programme.
31  *
32  * Portions of this software were developed by the University of Cambridge
33  * Computer Laboratory as part of the CTSRD Project, with support from the
34  * UK Higher Education Innovation Fund (HEIF).
35  *
36  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
37  * modification, are permitted provided that the following conditions
38  * are met:
39  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
40  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
41  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
43  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
44  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
45  *    must display the following acknowledgement:
46  *      This product includes software developed by the University of
47  *      California, Berkeley and its contributors.
48  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
49  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
50  *    without specific prior written permission.
51  *
52  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
53  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
54  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
55  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
56  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
57  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
58  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
59  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
60  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
61  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
62  * SUCH DAMAGE.
63  *
64  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
65  */
66 /*-
67  * Copyright (c) 2003 Networks Associates Technology, Inc.
68  * All rights reserved.
69  *
70  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jake Burkholder,
71  * Safeport Network Services, and Network Associates Laboratories, the
72  * Security Research Division of Network Associates, Inc. under
73  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA
74  * CHATS research program.
75  *
76  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
77  * modification, are permitted provided that the following conditions
78  * are met:
79  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
80  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
81  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
82  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
83  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
84  *
85  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
86  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
87  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
88  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
89  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
90  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
91  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
92  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
93  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
94  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
95  * SUCH DAMAGE.
96  */
97
98 #include <sys/cdefs.h>
99 __FBSDID("$FreeBSD$");
100
101 /*
102  *      Manages physical address maps.
103  *
104  *      Since the information managed by this module is
105  *      also stored by the logical address mapping module,
106  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
107  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
108  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
109  *      requested.
110  *
111  *      In order to cope with hardware architectures which
112  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
113  *      this module may delay invalidate or reduced protection
114  *      operations until such time as they are actually
115  *      necessary.  This module is given full information as
116  *      to which processors are currently using which maps,
117  *      and to when physical maps must be made correct.
118  */
119
120 #include <sys/param.h>
121 #include <sys/bus.h>
122 #include <sys/systm.h>
123 #include <sys/kernel.h>
124 #include <sys/ktr.h>
125 #include <sys/lock.h>
126 #include <sys/malloc.h>
127 #include <sys/mman.h>
128 #include <sys/msgbuf.h>
129 #include <sys/mutex.h>
130 #include <sys/proc.h>
131 #include <sys/rwlock.h>
132 #include <sys/sx.h>
133 #include <sys/vmem.h>
134 #include <sys/vmmeter.h>
135 #include <sys/sched.h>
136 #include <sys/sysctl.h>
137 #include <sys/smp.h>
138
139 #include <vm/vm.h>
140 #include <vm/vm_param.h>
141 #include <vm/vm_kern.h>
142 #include <vm/vm_page.h>
143 #include <vm/vm_map.h>
144 #include <vm/vm_object.h>
145 #include <vm/vm_extern.h>
146 #include <vm/vm_pageout.h>
147 #include <vm/vm_pager.h>
148 #include <vm/vm_radix.h>
149 #include <vm/vm_reserv.h>
150 #include <vm/uma.h>
151
152 #include <machine/machdep.h>
153 #include <machine/md_var.h>
154 #include <machine/pcb.h>
155
156 #define NPDEPG          (PAGE_SIZE/(sizeof (pd_entry_t)))
157 #define NUPDE                   (NPDEPG * NPDEPG)
158 #define NUSERPGTBLS             (NUPDE + NPDEPG)
159
160 #if !defined(DIAGNOSTIC)
161 #ifdef __GNUC_GNU_INLINE__
162 #define PMAP_INLINE     __attribute__((__gnu_inline__)) inline
163 #else
164 #define PMAP_INLINE     extern inline
165 #endif
166 #else
167 #define PMAP_INLINE
168 #endif
169
170 #ifdef PV_STATS
171 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
172 #else
173 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
174 #endif
175
176 #define pmap_l2_pindex(v)       ((v) >> L2_SHIFT)
177
178 #define NPV_LIST_LOCKS  MAXCPU
179
180 #define PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa)        \
181                         (&pv_list_locks[pa_index(pa) % NPV_LIST_LOCKS])
182
183 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, pa)  do {    \
184         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
185         struct rwlock *_new_lock;                       \
186                                                         \
187         _new_lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);           \
188         if (_new_lock != *_lockp) {                     \
189                 if (*_lockp != NULL)                    \
190                         rw_wunlock(*_lockp);            \
191                 *_lockp = _new_lock;                    \
192                 rw_wlock(*_lockp);                      \
193         }                                               \
194 } while (0)
195
196 #define CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m)        \
197                         CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(lockp, VM_PAGE_TO_PHYS(m))
198
199 #define RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp)             do {    \
200         struct rwlock **_lockp = (lockp);               \
201                                                         \
202         if (*_lockp != NULL) {                          \
203                 rw_wunlock(*_lockp);                    \
204                 *_lockp = NULL;                         \
205         }                                               \
206 } while (0)
207
208 #define VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m)      \
209                         PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(VM_PAGE_TO_PHYS(m))
210
211 /* The list of all the user pmaps */
212 LIST_HEAD(pmaplist, pmap);
213 static struct pmaplist allpmaps;
214
215 static MALLOC_DEFINE(M_VMPMAP, "pmap", "PMAP L1");
216
217 struct pmap kernel_pmap_store;
218
219 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
220 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
221 vm_offset_t kernel_vm_end = 0;
222
223 vm_paddr_t dmap_phys_base;      /* The start of the dmap region */
224 vm_paddr_t dmap_phys_max;       /* The limit of the dmap region */
225 vm_offset_t dmap_max_addr;      /* The virtual address limit of the dmap */
226
227 /* This code assumes all L1 DMAP entries will be used */
228 CTASSERT((DMAP_MIN_ADDRESS  & ~L1_OFFSET) == DMAP_MIN_ADDRESS);
229 CTASSERT((DMAP_MAX_ADDRESS  & ~L1_OFFSET) == DMAP_MAX_ADDRESS);
230
231 static struct rwlock_padalign pvh_global_lock;
232
233 /*
234  * Data for the pv entry allocation mechanism
235  */
236 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
237 static struct mtx pv_chunks_mutex;
238 static struct rwlock pv_list_locks[NPV_LIST_LOCKS];
239
240 static void     free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc);
241 static void     free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv);
242 static pv_entry_t get_pv_entry(pmap_t pmap, struct rwlock **lockp);
243 static vm_page_t reclaim_pv_chunk(pmap_t locked_pmap, struct rwlock **lockp);
244 static void     pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va);
245 static pv_entry_t pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap,
246                     vm_offset_t va);
247 static vm_page_t pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
248     vm_page_t m, vm_prot_t prot, vm_page_t mpte, struct rwlock **lockp);
249 static int pmap_remove_l3(pmap_t pmap, pt_entry_t *l3, vm_offset_t sva,
250     pd_entry_t ptepde, struct spglist *free, struct rwlock **lockp);
251 static boolean_t pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
252     vm_page_t m, struct rwlock **lockp);
253
254 static vm_page_t _pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex,
255                 struct rwlock **lockp);
256
257 static void _pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
258     struct spglist *free);
259 static int pmap_unuse_l3(pmap_t, vm_offset_t, pd_entry_t, struct spglist *);
260
261 /*
262  * These load the old table data and store the new value.
263  * They need to be atomic as the System MMU may write to the table at
264  * the same time as the CPU.
265  */
266 #define pmap_load_store(table, entry) atomic_swap_64(table, entry)
267 #define pmap_set(table, mask) atomic_set_64(table, mask)
268 #define pmap_load_clear(table) atomic_swap_64(table, 0)
269 #define pmap_load(table) (*table)
270
271 /********************/
272 /* Inline functions */
273 /********************/
274
275 static __inline void
276 pagecopy(void *s, void *d)
277 {
278
279         memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
280 }
281
282 static __inline void
283 pagezero(void *p)
284 {
285
286         bzero(p, PAGE_SIZE);
287 }
288
289 #define pmap_l1_index(va)       (((va) >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
290 #define pmap_l2_index(va)       (((va) >> L2_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
291 #define pmap_l3_index(va)       (((va) >> L3_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK)
292
293 #define PTE_TO_PHYS(pte)        ((pte >> PTE_PPN0_S) * PAGE_SIZE)
294
295 static __inline pd_entry_t *
296 pmap_l1(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
297 {
298
299         return (&pmap->pm_l1[pmap_l1_index(va)]);
300 }
301
302 static __inline pd_entry_t *
303 pmap_l1_to_l2(pd_entry_t *l1, vm_offset_t va)
304 {
305         vm_paddr_t phys;
306         pd_entry_t *l2;
307
308         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
309         l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
310
311         return (&l2[pmap_l2_index(va)]);
312 }
313
314 static __inline pd_entry_t *
315 pmap_l2(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
316 {
317         pd_entry_t *l1;
318
319         l1 = pmap_l1(pmap, va);
320         if (l1 == NULL)
321                 return (NULL);
322         if ((pmap_load(l1) & PTE_V) == 0)
323                 return (NULL);
324         if ((pmap_load(l1) & PTE_RX) != 0)
325                 return (NULL);
326
327         return (pmap_l1_to_l2(l1, va));
328 }
329
330 static __inline pt_entry_t *
331 pmap_l2_to_l3(pd_entry_t *l2, vm_offset_t va)
332 {
333         vm_paddr_t phys;
334         pt_entry_t *l3;
335
336         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
337         l3 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
338
339         return (&l3[pmap_l3_index(va)]);
340 }
341
342 static __inline pt_entry_t *
343 pmap_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
344 {
345         pd_entry_t *l2;
346
347         l2 = pmap_l2(pmap, va);
348         if (l2 == NULL)
349                 return (NULL);
350         if ((pmap_load(l2) & PTE_V) == 0)
351                 return (NULL);
352         if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
353                 return (NULL);
354
355         return (pmap_l2_to_l3(l2, va));
356 }
357
358
359 static __inline int
360 pmap_is_write(pt_entry_t entry)
361 {
362
363         return (entry & PTE_W);
364 }
365
366 static __inline int
367 pmap_is_current(pmap_t pmap)
368 {
369
370         return ((pmap == pmap_kernel()) ||
371             (pmap == curthread->td_proc->p_vmspace->vm_map.pmap));
372 }
373
374 static __inline int
375 pmap_l3_valid(pt_entry_t l3)
376 {
377
378         return (l3 & PTE_V);
379 }
380
381 static __inline int
382 pmap_l3_valid_cacheable(pt_entry_t l3)
383 {
384
385         /* TODO */
386
387         return (0);
388 }
389
390 #define PTE_SYNC(pte)   cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)pte, sizeof(*pte))
391
392 /* Checks if the page is dirty. */
393 static inline int
394 pmap_page_dirty(pt_entry_t pte)
395 {
396
397         return (pte & PTE_D);
398 }
399
400 static __inline void
401 pmap_resident_count_inc(pmap_t pmap, int count)
402 {
403
404         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
405         pmap->pm_stats.resident_count += count;
406 }
407
408 static __inline void
409 pmap_resident_count_dec(pmap_t pmap, int count)
410 {
411
412         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
413         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count >= count,
414             ("pmap %p resident count underflow %ld %d", pmap,
415             pmap->pm_stats.resident_count, count));
416         pmap->pm_stats.resident_count -= count;
417 }
418
419 static void
420 pmap_distribute_l1(struct pmap *pmap, vm_pindex_t l1index,
421     pt_entry_t entry)
422 {
423         struct pmap *user_pmap;
424         pd_entry_t *l1;
425
426         /* Distribute new kernel L1 entry to all the user pmaps */
427         if (pmap != kernel_pmap)
428                 return;
429
430         LIST_FOREACH(user_pmap, &allpmaps, pm_list) {
431                 l1 = &user_pmap->pm_l1[l1index];
432                 if (entry)
433                         pmap_load_store(l1, entry);
434                 else
435                         pmap_load_clear(l1);
436         }
437 }
438
439 static pt_entry_t *
440 pmap_early_page_idx(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, u_int *l1_slot,
441     u_int *l2_slot)
442 {
443         pt_entry_t *l2;
444         pd_entry_t *l1;
445
446         l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
447         *l1_slot = (va >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK;
448
449         /* Check locore has used a table L1 map */
450         KASSERT((l1[*l1_slot] & PTE_RX) == 0,
451                 ("Invalid bootstrap L1 table"));
452
453         /* Find the address of the L2 table */
454         l2 = (pt_entry_t *)init_pt_va;
455         *l2_slot = pmap_l2_index(va);
456
457         return (l2);
458 }
459
460 static vm_paddr_t
461 pmap_early_vtophys(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va)
462 {
463         u_int l1_slot, l2_slot;
464         pt_entry_t *l2;
465         u_int ret;
466
467         l2 = pmap_early_page_idx(l1pt, va, &l1_slot, &l2_slot);
468
469         /* Check locore has used L2 superpages */
470         KASSERT((l2[l2_slot] & PTE_RX) != 0,
471                 ("Invalid bootstrap L2 table"));
472
473         /* L2 is superpages */
474         ret = (l2[l2_slot] >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
475         ret += (va & L2_OFFSET);
476
477         return (ret);
478 }
479
480 static void
481 pmap_bootstrap_dmap(vm_offset_t kern_l1, vm_paddr_t min_pa, vm_paddr_t max_pa)
482 {
483         vm_offset_t va;
484         vm_paddr_t pa;
485         pd_entry_t *l1;
486         u_int l1_slot;
487         pt_entry_t entry;
488         pn_t pn;
489
490         pa = dmap_phys_base = min_pa & ~L1_OFFSET;
491         va = DMAP_MIN_ADDRESS;
492         l1 = (pd_entry_t *)kern_l1;
493         l1_slot = pmap_l1_index(DMAP_MIN_ADDRESS);
494
495         for (; va < DMAP_MAX_ADDRESS && pa < max_pa;
496             pa += L1_SIZE, va += L1_SIZE, l1_slot++) {
497                 KASSERT(l1_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L1 index"));
498
499                 /* superpages */
500                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
501                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
502                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
503                 pmap_load_store(&l1[l1_slot], entry);
504         }
505
506         /* Set the upper limit of the DMAP region */
507         dmap_phys_max = pa;
508         dmap_max_addr = va;
509
510         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)l1, PAGE_SIZE);
511         cpu_tlb_flushID();
512 }
513
514 static vm_offset_t
515 pmap_bootstrap_l3(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t l3_start)
516 {
517         vm_offset_t l2pt, l3pt;
518         pt_entry_t entry;
519         pd_entry_t *l2;
520         vm_paddr_t pa;
521         u_int l2_slot;
522         pn_t pn;
523
524         KASSERT((va & L2_OFFSET) == 0, ("Invalid virtual address"));
525
526         l2 = pmap_l2(kernel_pmap, va);
527         l2 = (pd_entry_t *)((uintptr_t)l2 & ~(PAGE_SIZE - 1));
528         l2pt = (vm_offset_t)l2;
529         l2_slot = pmap_l2_index(va);
530         l3pt = l3_start;
531
532         for (; va < VM_MAX_KERNEL_ADDRESS; l2_slot++, va += L2_SIZE) {
533                 KASSERT(l2_slot < Ln_ENTRIES, ("Invalid L2 index"));
534
535                 pa = pmap_early_vtophys(l1pt, l3pt);
536                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
537                 entry = (PTE_V);
538                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
539                 pmap_load_store(&l2[l2_slot], entry);
540                 l3pt += PAGE_SIZE;
541         }
542
543
544         /* Clean the L2 page table */
545         memset((void *)l3_start, 0, l3pt - l3_start);
546         cpu_dcache_wb_range(l3_start, l3pt - l3_start);
547
548         cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)l2, PAGE_SIZE);
549
550         return (l3pt);
551 }
552
553 /*
554  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
555  */
556 void
557 pmap_bootstrap(vm_offset_t l1pt, vm_paddr_t kernstart, vm_size_t kernlen)
558 {
559         u_int l1_slot, l2_slot, avail_slot, map_slot, used_map_slot;
560         uint64_t kern_delta;
561         pt_entry_t *l2;
562         vm_offset_t va, freemempos;
563         vm_offset_t dpcpu, msgbufpv;
564         vm_paddr_t pa, min_pa, max_pa;
565         int i;
566
567         kern_delta = KERNBASE - kernstart;
568         physmem = 0;
569
570         printf("pmap_bootstrap %lx %lx %lx\n", l1pt, kernstart, kernlen);
571         printf("%lx\n", l1pt);
572         printf("%lx\n", (KERNBASE >> L1_SHIFT) & Ln_ADDR_MASK);
573
574         /* Set this early so we can use the pagetable walking functions */
575         kernel_pmap_store.pm_l1 = (pd_entry_t *)l1pt;
576         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
577
578         /*
579          * Initialize the global pv list lock.
580          */
581         rw_init(&pvh_global_lock, "pmap pv global");
582
583         LIST_INIT(&allpmaps);
584
585         /* Assume the address we were loaded to is a valid physical address */
586         min_pa = max_pa = KERNBASE - kern_delta;
587
588         /*
589          * Find the minimum physical address. physmap is sorted,
590          * but may contain empty ranges.
591          */
592         for (i = 0; i < (physmap_idx * 2); i += 2) {
593                 if (physmap[i] == physmap[i + 1])
594                         continue;
595                 if (physmap[i] <= min_pa)
596                         min_pa = physmap[i];
597                 if (physmap[i + 1] > max_pa)
598                         max_pa = physmap[i + 1];
599         }
600         printf("physmap_idx %lx\n", physmap_idx);
601         printf("min_pa %lx\n", min_pa);
602         printf("max_pa %lx\n", max_pa);
603
604         /* Create a direct map region early so we can use it for pa -> va */
605         pmap_bootstrap_dmap(l1pt, min_pa, max_pa);
606
607         va = KERNBASE;
608         pa = KERNBASE - kern_delta;
609
610         /*
611          * Start to initialize phys_avail by copying from physmap
612          * up to the physical address KERNBASE points at.
613          */
614         map_slot = avail_slot = 0;
615         for (; map_slot < (physmap_idx * 2); map_slot += 2) {
616                 if (physmap[map_slot] == physmap[map_slot + 1])
617                         continue;
618
619                 if (physmap[map_slot] <= pa &&
620                     physmap[map_slot + 1] > pa)
621                         break;
622
623                 phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
624                 phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
625                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
626                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
627                 avail_slot += 2;
628         }
629
630         /* Add the memory before the kernel */
631         if (physmap[avail_slot] < pa) {
632                 phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
633                 phys_avail[avail_slot + 1] = pa;
634                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
635                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
636                 avail_slot += 2;
637         }
638         used_map_slot = map_slot;
639
640         /*
641          * Read the page table to find out what is already mapped.
642          * This assumes we have mapped a block of memory from KERNBASE
643          * using a single L1 entry.
644          */
645         l2 = pmap_early_page_idx(l1pt, KERNBASE, &l1_slot, &l2_slot);
646
647         /* Sanity check the index, KERNBASE should be the first VA */
648         KASSERT(l2_slot == 0, ("The L2 index is non-zero"));
649
650         /* Find how many pages we have mapped */
651         for (; l2_slot < Ln_ENTRIES; l2_slot++) {
652                 if ((l2[l2_slot] & PTE_V) == 0)
653                         break;
654
655                 /* Check locore used L2 superpages */
656                 KASSERT((l2[l2_slot] & PTE_RX) != 0,
657                     ("Invalid bootstrap L2 table"));
658
659                 va += L2_SIZE;
660                 pa += L2_SIZE;
661         }
662
663         va = roundup2(va, L2_SIZE);
664
665         freemempos = KERNBASE + kernlen;
666         freemempos = roundup2(freemempos, PAGE_SIZE);
667
668         /* Create the l3 tables for the early devmap */
669         freemempos = pmap_bootstrap_l3(l1pt,
670             VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE, freemempos);
671
672         cpu_tlb_flushID();
673
674 #define alloc_pages(var, np)                                            \
675         (var) = freemempos;                                             \
676         freemempos += (np * PAGE_SIZE);                                 \
677         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
678
679         /* Allocate dynamic per-cpu area. */
680         alloc_pages(dpcpu, DPCPU_SIZE / PAGE_SIZE);
681         dpcpu_init((void *)dpcpu, 0);
682
683         /* Allocate memory for the msgbuf, e.g. for /sbin/dmesg */
684         alloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
685         msgbufp = (void *)msgbufpv;
686
687         virtual_avail = roundup2(freemempos, L2_SIZE);
688         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - L2_SIZE;
689         kernel_vm_end = virtual_avail;
690         
691         pa = pmap_early_vtophys(l1pt, freemempos);
692
693         /* Finish initialising physmap */
694         map_slot = used_map_slot;
695         for (; avail_slot < (PHYS_AVAIL_SIZE - 2) &&
696             map_slot < (physmap_idx * 2); map_slot += 2) {
697                 if (physmap[map_slot] == physmap[map_slot + 1]) {
698                         continue;
699                 }
700
701                 /* Have we used the current range? */
702                 if (physmap[map_slot + 1] <= pa) {
703                         continue;
704                 }
705
706                 /* Do we need to split the entry? */
707                 if (physmap[map_slot] < pa) {
708                         phys_avail[avail_slot] = pa;
709                         phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
710                 } else {
711                         phys_avail[avail_slot] = physmap[map_slot];
712                         phys_avail[avail_slot + 1] = physmap[map_slot + 1];
713                 }
714                 physmem += (phys_avail[avail_slot + 1] -
715                     phys_avail[avail_slot]) >> PAGE_SHIFT;
716
717                 avail_slot += 2;
718         }
719         phys_avail[avail_slot] = 0;
720         phys_avail[avail_slot + 1] = 0;
721
722         /*
723          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
724          * highest page of the physical address space.  It should be
725          * called something like "Maxphyspage".
726          */
727         Maxmem = atop(phys_avail[avail_slot - 1]);
728
729         cpu_tlb_flushID();
730 }
731
732 /*
733  *      Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
734  */
735 void
736 pmap_page_init(vm_page_t m)
737 {
738
739         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
740         m->md.pv_memattr = VM_MEMATTR_WRITE_BACK;
741 }
742
743 /*
744  *      Initialize the pmap module.
745  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
746  *      system needs to map virtual memory.
747  */
748 void
749 pmap_init(void)
750 {
751         int i;
752
753         /*
754          * Initialize the pv chunk list mutex.
755          */
756         mtx_init(&pv_chunks_mutex, "pmap pv chunk list", NULL, MTX_DEF);
757
758         /*
759          * Initialize the pool of pv list locks.
760          */
761         for (i = 0; i < NPV_LIST_LOCKS; i++)
762                 rw_init(&pv_list_locks[i], "pmap pv list");
763 }
764
765 /*
766  * Normal, non-SMP, invalidation functions.
767  * We inline these within pmap.c for speed.
768  */
769 PMAP_INLINE void
770 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
771 {
772
773         /* TODO */
774
775         sched_pin();
776         __asm __volatile("sfence.vma %0" :: "r" (va) : "memory");
777         sched_unpin();
778 }
779
780 PMAP_INLINE void
781 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
782 {
783
784         /* TODO */
785
786         sched_pin();
787         __asm __volatile("sfence.vma");
788         sched_unpin();
789 }
790
791 PMAP_INLINE void
792 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
793 {
794
795         /* TODO */
796
797         sched_pin();
798         __asm __volatile("sfence.vma");
799         sched_unpin();
800 }
801
802 /*
803  *      Routine:        pmap_extract
804  *      Function:
805  *              Extract the physical page address associated
806  *              with the given map/virtual_address pair.
807  */
808 vm_paddr_t 
809 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
810 {
811         pd_entry_t *l2p, l2;
812         pt_entry_t *l3p, l3;
813         vm_paddr_t pa;
814
815         pa = 0;
816         PMAP_LOCK(pmap);
817         /*
818          * Start with the l2 tabel. We are unable to allocate
819          * pages in the l1 table.
820          */
821         l2p = pmap_l2(pmap, va);
822         if (l2p != NULL) {
823                 l2 = pmap_load(l2p);
824                 if ((l2 & PTE_RX) == 0) {
825                         l3p = pmap_l2_to_l3(l2p, va);
826                         if (l3p != NULL) {
827                                 l3 = pmap_load(l3p);
828                                 pa = PTE_TO_PHYS(l3);
829                                 pa |= (va & L3_OFFSET);
830                         }
831                 } else {
832                         /* L2 is superpages */
833                         pa = (l2 >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
834                         pa |= (va & L2_OFFSET);
835                 }
836         }
837         PMAP_UNLOCK(pmap);
838         return (pa);
839 }
840
841 /*
842  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
843  *      Function:
844  *              Atomically extract and hold the physical page
845  *              with the given pmap and virtual address pair
846  *              if that mapping permits the given protection.
847  */
848 vm_page_t
849 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
850 {
851         pt_entry_t *l3p, l3;
852         vm_paddr_t phys;
853         vm_paddr_t pa;
854         vm_page_t m;
855
856         pa = 0;
857         m = NULL;
858         PMAP_LOCK(pmap);
859 retry:
860         l3p = pmap_l3(pmap, va);
861         if (l3p != NULL && (l3 = pmap_load(l3p)) != 0) {
862                 if ((pmap_is_write(l3)) || ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
863                         phys = PTE_TO_PHYS(l3);
864                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, phys, &pa))
865                                 goto retry;
866                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
867                         vm_page_hold(m);
868                 }
869         }
870         PA_UNLOCK_COND(pa);
871         PMAP_UNLOCK(pmap);
872         return (m);
873 }
874
875 vm_paddr_t
876 pmap_kextract(vm_offset_t va)
877 {
878         pd_entry_t *l2;
879         pt_entry_t *l3;
880         vm_paddr_t pa;
881
882         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
883                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
884         } else {
885                 l2 = pmap_l2(kernel_pmap, va);
886                 if (l2 == NULL)
887                         panic("pmap_kextract: No l2");
888                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0) {
889                         /* superpages */
890                         pa = (pmap_load(l2) >> PTE_PPN1_S) << L2_SHIFT;
891                         pa |= (va & L2_OFFSET);
892                         return (pa);
893                 }
894
895                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, va);
896                 if (l3 == NULL)
897                         panic("pmap_kextract: No l3...");
898                 pa = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l3));
899                 pa |= (va & PAGE_MASK);
900         }
901         return (pa);
902 }
903
904 /***************************************************
905  * Low level mapping routines.....
906  ***************************************************/
907
908 void
909 pmap_kenter_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size, vm_paddr_t pa)
910 {
911         pt_entry_t entry;
912         pt_entry_t *l3;
913         vm_offset_t va;
914         pn_t pn;
915
916         KASSERT((pa & L3_OFFSET) == 0,
917            ("pmap_kenter_device: Invalid physical address"));
918         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
919            ("pmap_kenter_device: Invalid virtual address"));
920         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
921             ("pmap_kenter_device: Mapping is not page-sized"));
922
923         va = sva;
924         while (size != 0) {
925                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
926                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
927
928                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
929                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
930                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
931                 pmap_load_store(l3, entry);
932
933                 PTE_SYNC(l3);
934
935                 va += PAGE_SIZE;
936                 pa += PAGE_SIZE;
937                 size -= PAGE_SIZE;
938         }
939         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
940 }
941
942 /*
943  * Remove a page from the kernel pagetables.
944  * Note: not SMP coherent.
945  */
946 PMAP_INLINE void
947 pmap_kremove(vm_offset_t va)
948 {
949         pt_entry_t *l3;
950
951         l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
952         KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
953
954         if (pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
955                 cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
956         pmap_load_clear(l3);
957         PTE_SYNC(l3);
958         pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
959 }
960
961 void
962 pmap_kremove_device(vm_offset_t sva, vm_size_t size)
963 {
964         pt_entry_t *l3;
965         vm_offset_t va;
966
967         KASSERT((sva & L3_OFFSET) == 0,
968            ("pmap_kremove_device: Invalid virtual address"));
969         KASSERT((size & PAGE_MASK) == 0,
970             ("pmap_kremove_device: Mapping is not page-sized"));
971
972         va = sva;
973         while (size != 0) {
974                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
975                 KASSERT(l3 != NULL, ("Invalid page table, va: 0x%lx", va));
976                 pmap_load_clear(l3);
977                 PTE_SYNC(l3);
978
979                 va += PAGE_SIZE;
980                 size -= PAGE_SIZE;
981         }
982         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
983 }
984
985 /*
986  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
987  *      virtual address space.
988  *
989  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
990  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
991  *      physical to virtual region can return the appropriate address
992  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
993  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
994  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
995  *      region.
996  */
997 vm_offset_t
998 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
999 {
1000
1001         return PHYS_TO_DMAP(start);
1002 }
1003
1004
1005 /*
1006  * Add a list of wired pages to the kva
1007  * this routine is only used for temporary
1008  * kernel mappings that do not need to have
1009  * page modification or references recorded.
1010  * Note that old mappings are simply written
1011  * over.  The page *must* be wired.
1012  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1013  */
1014 void
1015 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
1016 {
1017         pt_entry_t *l3, pa;
1018         vm_offset_t va;
1019         vm_page_t m;
1020         pt_entry_t entry;
1021         pn_t pn;
1022         int i;
1023
1024         va = sva;
1025         for (i = 0; i < count; i++) {
1026                 m = ma[i];
1027                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1028                 pn = (pa / PAGE_SIZE);
1029                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
1030
1031                 entry = (PTE_V | PTE_RWX);
1032                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1033                 pmap_load_store(l3, entry);
1034
1035                 PTE_SYNC(l3);
1036                 va += L3_SIZE;
1037         }
1038         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1039 }
1040
1041 /*
1042  * This routine tears out page mappings from the
1043  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1044  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1045  */
1046 void
1047 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
1048 {
1049         pt_entry_t *l3;
1050         vm_offset_t va;
1051
1052         KASSERT(sva >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, ("usermode va %lx", sva));
1053
1054         va = sva;
1055         while (count-- > 0) {
1056                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
1057                 KASSERT(l3 != NULL, ("pmap_kremove: Invalid address"));
1058
1059                 if (pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1060                         cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
1061                 pmap_load_clear(l3);
1062                 PTE_SYNC(l3);
1063
1064                 va += PAGE_SIZE;
1065         }
1066         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1067 }
1068
1069 /***************************************************
1070  * Page table page management routines.....
1071  ***************************************************/
1072 static __inline void
1073 pmap_free_zero_pages(struct spglist *free)
1074 {
1075         vm_page_t m;
1076
1077         while ((m = SLIST_FIRST(free)) != NULL) {
1078                 SLIST_REMOVE_HEAD(free, plinks.s.ss);
1079                 /* Preserve the page's PG_ZERO setting. */
1080                 vm_page_free_toq(m);
1081         }
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Schedule the specified unused page table page to be freed.  Specifically,
1086  * add the page to the specified list of pages that will be released to the
1087  * physical memory manager after the TLB has been updated.
1088  */
1089 static __inline void
1090 pmap_add_delayed_free_list(vm_page_t m, struct spglist *free,
1091     boolean_t set_PG_ZERO)
1092 {
1093
1094         if (set_PG_ZERO)
1095                 m->flags |= PG_ZERO;
1096         else
1097                 m->flags &= ~PG_ZERO;
1098         SLIST_INSERT_HEAD(free, m, plinks.s.ss);
1099 }
1100         
1101 /*
1102  * Decrements a page table page's wire count, which is used to record the
1103  * number of valid page table entries within the page.  If the wire count
1104  * drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
1105  * page table page was unmapped and FALSE otherwise.
1106  */
1107 static inline boolean_t
1108 pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1109 {
1110
1111         --m->wire_count;
1112         if (m->wire_count == 0) {
1113                 _pmap_unwire_l3(pmap, va, m, free);
1114                 return (TRUE);
1115         } else {
1116                 return (FALSE);
1117         }
1118 }
1119
1120 static void
1121 _pmap_unwire_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, struct spglist *free)
1122 {
1123         vm_paddr_t phys;
1124
1125         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1126         /*
1127          * unmap the page table page
1128          */
1129         if (m->pindex >= NUPDE) {
1130                 /* PD page */
1131                 pd_entry_t *l1;
1132                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1133                 pmap_load_clear(l1);
1134                 pmap_distribute_l1(pmap, pmap_l1_index(va), 0);
1135                 PTE_SYNC(l1);
1136         } else {
1137                 /* PTE page */
1138                 pd_entry_t *l2;
1139                 l2 = pmap_l2(pmap, va);
1140                 pmap_load_clear(l2);
1141                 PTE_SYNC(l2);
1142         }
1143         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1144         if (m->pindex < NUPDE) {
1145                 pd_entry_t *l1;
1146                 /* We just released a PT, unhold the matching PD */
1147                 vm_page_t pdpg;
1148
1149                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
1150                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1151                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1152                 pmap_unwire_l3(pmap, va, pdpg, free);
1153         }
1154         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1155
1156         vm_wire_sub(1);
1157
1158         /* 
1159          * Put page on a list so that it is released after
1160          * *ALL* TLB shootdown is done
1161          */
1162         pmap_add_delayed_free_list(m, free, TRUE);
1163 }
1164
1165 /*
1166  * After removing an l3 entry, this routine is used to
1167  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1168  */
1169 static int
1170 pmap_unuse_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, pd_entry_t ptepde,
1171     struct spglist *free)
1172 {
1173         vm_paddr_t phys;
1174         vm_page_t mpte;
1175
1176         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1177                 return (0);
1178         KASSERT(ptepde != 0, ("pmap_unuse_pt: ptepde != 0"));
1179
1180         phys = PTE_TO_PHYS(ptepde);
1181
1182         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1183         return (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, free));
1184 }
1185
1186 void
1187 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1188 {
1189
1190         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1191         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1192         pmap->pm_l1 = kernel_pmap->pm_l1;
1193 }
1194
1195 int
1196 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1197 {
1198         vm_paddr_t l1phys;
1199         vm_page_t l1pt;
1200
1201         /*
1202          * allocate the l1 page
1203          */
1204         while ((l1pt = vm_page_alloc(NULL, 0xdeadbeef, VM_ALLOC_NORMAL |
1205             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL)
1206                 vm_wait(NULL);
1207
1208         l1phys = VM_PAGE_TO_PHYS(l1pt);
1209         pmap->pm_l1 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(l1phys);
1210
1211         if ((l1pt->flags & PG_ZERO) == 0)
1212                 pagezero(pmap->pm_l1);
1213
1214         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1215
1216         /* Install kernel pagetables */
1217         memcpy(pmap->pm_l1, kernel_pmap->pm_l1, PAGE_SIZE);
1218
1219         /* Add to the list of all user pmaps */
1220         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, pmap, pm_list);
1221
1222         return (1);
1223 }
1224
1225 /*
1226  * This routine is called if the desired page table page does not exist.
1227  *
1228  * If page table page allocation fails, this routine may sleep before
1229  * returning NULL.  It sleeps only if a lock pointer was given.
1230  *
1231  * Note: If a page allocation fails at page table level two or three,
1232  * one or two pages may be held during the wait, only to be released
1233  * afterwards.  This conservative approach is easily argued to avoid
1234  * race conditions.
1235  */
1236 static vm_page_t
1237 _pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex, struct rwlock **lockp)
1238 {
1239         vm_page_t m, /*pdppg, */pdpg;
1240         pt_entry_t entry;
1241         vm_paddr_t phys;
1242         pn_t pn;
1243
1244         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1245
1246         /*
1247          * Allocate a page table page.
1248          */
1249         if ((m = vm_page_alloc(NULL, ptepindex, VM_ALLOC_NOOBJ |
1250             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL) {
1251                 if (lockp != NULL) {
1252                         RELEASE_PV_LIST_LOCK(lockp);
1253                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1254                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
1255                         vm_wait(NULL);
1256                         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1257                         PMAP_LOCK(pmap);
1258                 }
1259
1260                 /*
1261                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page table
1262                  * page may have been allocated.
1263                  */
1264                 return (NULL);
1265         }
1266
1267         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1268                 pmap_zero_page(m);
1269
1270         /*
1271          * Map the pagetable page into the process address space, if
1272          * it isn't already there.
1273          */
1274
1275         if (ptepindex >= NUPDE) {
1276                 pd_entry_t *l1;
1277                 vm_pindex_t l1index;
1278
1279                 l1index = ptepindex - NUPDE;
1280                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1281
1282                 pn = (VM_PAGE_TO_PHYS(m) / PAGE_SIZE);
1283                 entry = (PTE_V);
1284                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1285                 pmap_load_store(l1, entry);
1286                 pmap_distribute_l1(pmap, l1index, entry);
1287
1288                 PTE_SYNC(l1);
1289
1290         } else {
1291                 vm_pindex_t l1index;
1292                 pd_entry_t *l1, *l2;
1293
1294                 l1index = ptepindex >> (L1_SHIFT - L2_SHIFT);
1295                 l1 = &pmap->pm_l1[l1index];
1296                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1297                         /* recurse for allocating page dir */
1298                         if (_pmap_alloc_l3(pmap, NUPDE + l1index,
1299                             lockp) == NULL) {
1300                                 vm_page_unwire_noq(m);
1301                                 vm_page_free_zero(m);
1302                                 return (NULL);
1303                         }
1304                 } else {
1305                         phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1306                         pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1307                         pdpg->wire_count++;
1308                 }
1309
1310                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l1));
1311                 l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(phys);
1312                 l2 = &l2[ptepindex & Ln_ADDR_MASK];
1313
1314                 pn = (VM_PAGE_TO_PHYS(m) / PAGE_SIZE);
1315                 entry = (PTE_V);
1316                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1317                 pmap_load_store(l2, entry);
1318
1319                 PTE_SYNC(l2);
1320         }
1321
1322         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
1323
1324         return (m);
1325 }
1326
1327 static vm_page_t
1328 pmap_alloc_l3(pmap_t pmap, vm_offset_t va, struct rwlock **lockp)
1329 {
1330         vm_pindex_t ptepindex;
1331         pd_entry_t *l2;
1332         vm_paddr_t phys;
1333         vm_page_t m;
1334
1335         /*
1336          * Calculate pagetable page index
1337          */
1338         ptepindex = pmap_l2_pindex(va);
1339 retry:
1340         /*
1341          * Get the page directory entry
1342          */
1343         l2 = pmap_l2(pmap, va);
1344
1345         /*
1346          * If the page table page is mapped, we just increment the
1347          * hold count, and activate it.
1348          */
1349         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
1350                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
1351                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1352                 m->wire_count++;
1353         } else {
1354                 /*
1355                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been
1356                  * deallocated.
1357                  */
1358                 m = _pmap_alloc_l3(pmap, ptepindex, lockp);
1359                 if (m == NULL && lockp != NULL)
1360                         goto retry;
1361         }
1362         return (m);
1363 }
1364
1365
1366 /***************************************************
1367  * Pmap allocation/deallocation routines.
1368  ***************************************************/
1369
1370 /*
1371  * Release any resources held by the given physical map.
1372  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1373  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1374  */
1375 void
1376 pmap_release(pmap_t pmap)
1377 {
1378         vm_page_t m;
1379
1380         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1381             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1382             pmap->pm_stats.resident_count));
1383
1384         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pmap->pm_l1));
1385         vm_page_unwire_noq(m);
1386         vm_page_free_zero(m);
1387
1388         /* Remove pmap from the allpmaps list */
1389         LIST_REMOVE(pmap, pm_list);
1390
1391         /* Remove kernel pagetables */
1392         bzero(pmap->pm_l1, PAGE_SIZE);
1393 }
1394
1395 #if 0
1396 static int
1397 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1398 {
1399         unsigned long ksize = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
1400
1401         return sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req);
1402 }
1403 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1404     0, 0, kvm_size, "LU", "Size of KVM");
1405
1406 static int
1407 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1408 {
1409         unsigned long kfree = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - kernel_vm_end;
1410
1411         return sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req);
1412 }
1413 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1414     0, 0, kvm_free, "LU", "Amount of KVM free");
1415 #endif /* 0 */
1416
1417 /*
1418  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1419  */
1420 void
1421 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1422 {
1423         vm_paddr_t paddr;
1424         vm_page_t nkpg;
1425         pd_entry_t *l1, *l2;
1426         pt_entry_t entry;
1427         pn_t pn;
1428
1429         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1430
1431         addr = roundup2(addr, L2_SIZE);
1432         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
1433                 addr = kernel_map->max_offset;
1434         while (kernel_vm_end < addr) {
1435                 l1 = pmap_l1(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1436                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1437                         /* We need a new PDP entry */
1438                         nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L1_SHIFT,
1439                             VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ |
1440                             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
1441                         if (nkpg == NULL)
1442                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1443                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1444                                 pmap_zero_page(nkpg);
1445                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1446
1447                         pn = (paddr / PAGE_SIZE);
1448                         entry = (PTE_V);
1449                         entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1450                         pmap_load_store(l1, entry);
1451                         pmap_distribute_l1(kernel_pmap,
1452                             pmap_l1_index(kernel_vm_end), entry);
1453
1454                         PTE_SYNC(l1);
1455                         continue; /* try again */
1456                 }
1457                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, kernel_vm_end);
1458                 if ((pmap_load(l2) & PTE_A) != 0) {
1459                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1460                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1461                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1462                                 break;
1463                         }
1464                         continue;
1465                 }
1466
1467                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> L2_SHIFT,
1468                     VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
1469                     VM_ALLOC_ZERO);
1470                 if (nkpg == NULL)
1471                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1472                 if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0) {
1473                         pmap_zero_page(nkpg);
1474                 }
1475                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1476
1477                 pn = (paddr / PAGE_SIZE);
1478                 entry = (PTE_V);
1479                 entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
1480                 pmap_load_store(l2, entry);
1481
1482                 PTE_SYNC(l2);
1483                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, kernel_vm_end);
1484
1485                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1486                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1487                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1488                         break;                       
1489                 }
1490         }
1491 }
1492
1493
1494 /***************************************************
1495  * page management routines.
1496  ***************************************************/
1497
1498 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
1499 CTASSERT(_NPCM == 3);
1500 CTASSERT(_NPCPV == 168);
1501
1502 static __inline struct pv_chunk *
1503 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
1504 {
1505
1506         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
1507 }
1508
1509 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
1510
1511 #define PC_FREE0        0xfffffffffffffffful
1512 #define PC_FREE1        0xfffffffffffffffful
1513 #define PC_FREE2        0x000000fffffffffful
1514
1515 static const uint64_t pc_freemask[_NPCM] = { PC_FREE0, PC_FREE1, PC_FREE2 };
1516
1517 #if 0
1518 #ifdef PV_STATS
1519 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
1520
1521 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
1522         "Current number of pv entry chunks");
1523 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
1524         "Current number of pv entry chunks allocated");
1525 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
1526         "Current number of pv entry chunks frees");
1527 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
1528         "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
1529
1530 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs, pv_entry_count;
1531 static int pv_entry_spare;
1532
1533 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
1534         "Current number of pv entry frees");
1535 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
1536         "Current number of pv entry allocs");
1537 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
1538         "Current number of pv entries");
1539 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
1540         "Current number of spare pv entries");
1541 #endif
1542 #endif /* 0 */
1543
1544 /*
1545  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
1546  * drastic measures to free some pages so we can allocate
1547  * another pv entry chunk.
1548  *
1549  * Returns NULL if PV entries were reclaimed from the specified pmap.
1550  *
1551  * We do not, however, unmap 2mpages because subsequent accesses will
1552  * allocate per-page pv entries until repromotion occurs, thereby
1553  * exacerbating the shortage of free pv entries.
1554  */
1555 static vm_page_t
1556 reclaim_pv_chunk(pmap_t locked_pmap, struct rwlock **lockp)
1557 {
1558
1559         panic("RISCVTODO: reclaim_pv_chunk");
1560 }
1561
1562 /*
1563  * free the pv_entry back to the free list
1564  */
1565 static void
1566 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
1567 {
1568         struct pv_chunk *pc;
1569         int idx, field, bit;
1570
1571         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1572         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1573         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, 1));
1574         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, 1));
1575         PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, 1));
1576         pc = pv_to_chunk(pv);
1577         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
1578         field = idx / 64;
1579         bit = idx % 64;
1580         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
1581         if (pc->pc_map[0] != PC_FREE0 || pc->pc_map[1] != PC_FREE1 ||
1582             pc->pc_map[2] != PC_FREE2) {
1583                 /* 98% of the time, pc is already at the head of the list. */
1584                 if (__predict_false(pc != TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk))) {
1585                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1586                         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1587                 }
1588                 return;
1589         }
1590         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1591         free_pv_chunk(pc);
1592 }
1593
1594 static void
1595 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
1596 {
1597         vm_page_t m;
1598
1599         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1600         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1601         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1602         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, _NPCPV));
1603         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pc_chunk_count, 1));
1604         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_frees, 1));
1605         /* entire chunk is free, return it */
1606         m = PHYS_TO_VM_PAGE(DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)pc));
1607 #if 0 /* TODO: For minidump */
1608         dump_drop_page(m->phys_addr);
1609 #endif
1610         vm_page_unwire(m, PQ_NONE);
1611         vm_page_free(m);
1612 }
1613
1614 /*
1615  * Returns a new PV entry, allocating a new PV chunk from the system when
1616  * needed.  If this PV chunk allocation fails and a PV list lock pointer was
1617  * given, a PV chunk is reclaimed from an arbitrary pmap.  Otherwise, NULL is
1618  * returned.
1619  *
1620  * The given PV list lock may be released.
1621  */
1622 static pv_entry_t
1623 get_pv_entry(pmap_t pmap, struct rwlock **lockp)
1624 {
1625         int bit, field;
1626         pv_entry_t pv;
1627         struct pv_chunk *pc;
1628         vm_page_t m;
1629
1630         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1631         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1632         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_allocs, 1));
1633 retry:
1634         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
1635         if (pc != NULL) {
1636                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
1637                         if (pc->pc_map[field]) {
1638                                 bit = ffsl(pc->pc_map[field]) - 1;
1639                                 break;
1640                         }
1641                 }
1642                 if (field < _NPCM) {
1643                         pv = &pc->pc_pventry[field * 64 + bit];
1644                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
1645                         /* If this was the last item, move it to tail */
1646                         if (pc->pc_map[0] == 0 && pc->pc_map[1] == 0 &&
1647                             pc->pc_map[2] == 0) {
1648                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1649                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc,
1650                                     pc_list);
1651                         }
1652                         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1653                         PV_STAT(atomic_subtract_int(&pv_entry_spare, 1));
1654                         return (pv);
1655                 }
1656         }
1657         /* No free items, allocate another chunk */
1658         m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ |
1659             VM_ALLOC_WIRED);
1660         if (m == NULL) {
1661                 if (lockp == NULL) {
1662                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
1663                         return (NULL);
1664                 }
1665                 m = reclaim_pv_chunk(pmap, lockp);
1666                 if (m == NULL)
1667                         goto retry;
1668         }
1669         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_count, 1));
1670         PV_STAT(atomic_add_int(&pc_chunk_allocs, 1));
1671 #if 0 /* TODO: This is for minidump */
1672         dump_add_page(m->phys_addr);
1673 #endif
1674         pc = (void *)PHYS_TO_DMAP(m->phys_addr);
1675         pc->pc_pmap = pmap;
1676         pc->pc_map[0] = PC_FREE0 & ~1ul;        /* preallocated bit 0 */
1677         pc->pc_map[1] = PC_FREE1;
1678         pc->pc_map[2] = PC_FREE2;
1679         mtx_lock(&pv_chunks_mutex);
1680         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1681         mtx_unlock(&pv_chunks_mutex);
1682         pv = &pc->pc_pventry[0];
1683         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
1684         PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_count, 1));
1685         PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, _NPCPV - 1));
1686         return (pv);
1687 }
1688
1689 /*
1690  * First find and then remove the pv entry for the specified pmap and virtual
1691  * address from the specified pv list.  Returns the pv entry if found and NULL
1692  * otherwise.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or
1693  * 2MB page mappings.
1694  */
1695 static __inline pv_entry_t
1696 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1697 {
1698         pv_entry_t pv;
1699
1700         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1701         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
1702                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
1703                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
1704                         pvh->pv_gen++;
1705                         break;
1706                 }
1707         }
1708         return (pv);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * First find and then destroy the pv entry for the specified pmap and virtual
1713  * address.  This operation can be performed on pv lists for either 4KB or 2MB
1714  * page mappings.
1715  */
1716 static void
1717 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1718 {
1719         pv_entry_t pv;
1720
1721         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
1722
1723         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
1724         free_pv_entry(pmap, pv);
1725 }
1726
1727 /*
1728  * Conditionally create the PV entry for a 4KB page mapping if the required
1729  * memory can be allocated without resorting to reclamation.
1730  */
1731 static boolean_t
1732 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1733     struct rwlock **lockp)
1734 {
1735         pv_entry_t pv;
1736
1737         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
1738         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1739         /* Pass NULL instead of the lock pointer to disable reclamation. */
1740         if ((pv = get_pv_entry(pmap, NULL)) != NULL) {
1741                 pv->pv_va = va;
1742                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1743                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1744                 m->md.pv_gen++;
1745                 return (TRUE);
1746         } else
1747                 return (FALSE);
1748 }
1749
1750 /*
1751  * pmap_remove_l3: do the things to unmap a page in a process
1752  */
1753 static int
1754 pmap_remove_l3(pmap_t pmap, pt_entry_t *l3, vm_offset_t va, 
1755     pd_entry_t l2e, struct spglist *free, struct rwlock **lockp)
1756 {
1757         pt_entry_t old_l3;
1758         vm_paddr_t phys;
1759         vm_page_t m;
1760
1761         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1762         if (pmap_is_current(pmap) && pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1763                 cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
1764         old_l3 = pmap_load_clear(l3);
1765         PTE_SYNC(l3);
1766         pmap_invalidate_page(pmap, va);
1767         if (old_l3 & PTE_SW_WIRED)
1768                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1769         pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1770         if (old_l3 & PTE_SW_MANAGED) {
1771                 phys = PTE_TO_PHYS(old_l3);
1772                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
1773                 if (pmap_page_dirty(old_l3))
1774                         vm_page_dirty(m);
1775                 if (old_l3 & PTE_A)
1776                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1777                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(lockp, m);
1778                 pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
1779         }
1780
1781         return (pmap_unuse_l3(pmap, va, l2e, free));
1782 }
1783
1784 /*
1785  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1786  *
1787  *      It is assumed that the start and end are properly
1788  *      rounded to the page size.
1789  */
1790 void
1791 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1792 {
1793         struct rwlock *lock;
1794         vm_offset_t va, va_next;
1795         pd_entry_t *l1, *l2;
1796         pt_entry_t l3_pte, *l3;
1797         struct spglist free;
1798
1799         /*
1800          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
1801          */
1802         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1803                 return;
1804
1805         SLIST_INIT(&free);
1806
1807         rw_rlock(&pvh_global_lock);
1808         PMAP_LOCK(pmap);
1809
1810         lock = NULL;
1811         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1812                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1813                         break;
1814
1815                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1816                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1817                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1818                         if (va_next < sva)
1819                                 va_next = eva;
1820                         continue;
1821                 }
1822
1823                 /*
1824                  * Calculate index for next page table.
1825                  */
1826                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1827                 if (va_next < sva)
1828                         va_next = eva;
1829
1830                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1831                 if (l2 == NULL)
1832                         continue;
1833
1834                 l3_pte = pmap_load(l2);
1835
1836                 /*
1837                  * Weed out invalid mappings.
1838                  */
1839                 if (l3_pte == 0)
1840                         continue;
1841                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
1842                         continue;
1843
1844                 /*
1845                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1846                  * by the current page table page, or to the end of the
1847                  * range being removed.
1848                  */
1849                 if (va_next > eva)
1850                         va_next = eva;
1851
1852                 va = va_next;
1853                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
1854                     sva += L3_SIZE) {
1855                         if (l3 == NULL)
1856                                 panic("l3 == NULL");
1857                         if (pmap_load(l3) == 0) {
1858                                 if (va != va_next) {
1859                                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1860                                         va = va_next;
1861                                 }
1862                                 continue;
1863                         }
1864                         if (va == va_next)
1865                                 va = sva;
1866                         if (pmap_remove_l3(pmap, l3, sva, l3_pte, &free,
1867                             &lock)) {
1868                                 sva += L3_SIZE;
1869                                 break;
1870                         }
1871                 }
1872                 if (va != va_next)
1873                         pmap_invalidate_range(pmap, va, sva);
1874         }
1875         if (lock != NULL)
1876                 rw_wunlock(lock);
1877         rw_runlock(&pvh_global_lock);   
1878         PMAP_UNLOCK(pmap);
1879         pmap_free_zero_pages(&free);
1880 }
1881
1882 /*
1883  *      Routine:        pmap_remove_all
1884  *      Function:
1885  *              Removes this physical page from
1886  *              all physical maps in which it resides.
1887  *              Reflects back modify bits to the pager.
1888  *
1889  *      Notes:
1890  *              Original versions of this routine were very
1891  *              inefficient because they iteratively called
1892  *              pmap_remove (slow...)
1893  */
1894
1895 void
1896 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1897 {
1898         pv_entry_t pv;
1899         pmap_t pmap;
1900         pt_entry_t *l3, tl3;
1901         pd_entry_t *l2, tl2;
1902         struct spglist free;
1903
1904         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1905             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
1906         SLIST_INIT(&free);
1907         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1908         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1909                 pmap = PV_PMAP(pv);
1910                 PMAP_LOCK(pmap);
1911                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
1912                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
1913                 KASSERT(l2 != NULL, ("pmap_remove_all: no l2 table found"));
1914                 tl2 = pmap_load(l2);
1915
1916                 KASSERT((tl2 & PTE_RX) == 0,
1917                     ("pmap_remove_all: found a table when expecting "
1918                     "a block in %p's pv list", m));
1919
1920                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
1921                 if (pmap_is_current(pmap) &&
1922                     pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
1923                         cpu_dcache_wb_range(pv->pv_va, L3_SIZE);
1924                 tl3 = pmap_load_clear(l3);
1925                 PTE_SYNC(l3);
1926                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
1927                 if (tl3 & PTE_SW_WIRED)
1928                         pmap->pm_stats.wired_count--;
1929                 if ((tl3 & PTE_A) != 0)
1930                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
1931
1932                 /*
1933                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1934                  */
1935                 if (pmap_page_dirty(tl3))
1936                         vm_page_dirty(m);
1937                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, pmap_load(l2), &free);
1938                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
1939                 m->md.pv_gen++;
1940                 free_pv_entry(pmap, pv);
1941                 PMAP_UNLOCK(pmap);
1942         }
1943         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1944         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1945         pmap_free_zero_pages(&free);
1946 }
1947
1948 /*
1949  *      Set the physical protection on the
1950  *      specified range of this map as requested.
1951  */
1952 void
1953 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1954 {
1955         vm_offset_t va, va_next;
1956         pd_entry_t *l1, *l2;
1957         pt_entry_t *l3p, l3;
1958         pt_entry_t entry;
1959
1960         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1961                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1962                 return;
1963         }
1964
1965         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == VM_PROT_WRITE)
1966                 return;
1967
1968         PMAP_LOCK(pmap);
1969         for (; sva < eva; sva = va_next) {
1970
1971                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
1972                 if (pmap_load(l1) == 0) {
1973                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
1974                         if (va_next < sva)
1975                                 va_next = eva;
1976                         continue;
1977                 }
1978
1979                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
1980                 if (va_next < sva)
1981                         va_next = eva;
1982
1983                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
1984                 if (l2 == NULL)
1985                         continue;
1986                 if (pmap_load(l2) == 0)
1987                         continue;
1988                 if ((pmap_load(l2) & PTE_RX) != 0)
1989                         continue;
1990
1991                 if (va_next > eva)
1992                         va_next = eva;
1993
1994                 va = va_next;
1995                 for (l3p = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3p++,
1996                     sva += L3_SIZE) {
1997                         l3 = pmap_load(l3p);
1998                         if (pmap_l3_valid(l3)) {
1999                                 entry = pmap_load(l3p);
2000                                 entry &= ~(PTE_W);
2001                                 pmap_load_store(l3p, entry);
2002                                 PTE_SYNC(l3p);
2003                                 /* XXX: Use pmap_invalidate_range */
2004                                 pmap_invalidate_page(pmap, sva);
2005                         }
2006                 }
2007         }
2008         PMAP_UNLOCK(pmap);
2009 }
2010
2011 /*
2012  *      Insert the given physical page (p) at
2013  *      the specified virtual address (v) in the
2014  *      target physical map with the protection requested.
2015  *
2016  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2017  *      that the related pte can not be reclaimed.
2018  *
2019  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2020  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2021  *      insert this page into the given map NOW.
2022  */
2023 int
2024 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2025     u_int flags, int8_t psind __unused)
2026 {
2027         struct rwlock *lock;
2028         pd_entry_t *l1, *l2;
2029         pt_entry_t new_l3, orig_l3;
2030         pt_entry_t *l3;
2031         pv_entry_t pv;
2032         vm_paddr_t opa, pa, l2_pa, l3_pa;
2033         vm_page_t mpte, om, l2_m, l3_m;
2034         boolean_t nosleep;
2035         pt_entry_t entry;
2036         pn_t l2_pn;
2037         pn_t l3_pn;
2038         pn_t pn;
2039
2040         va = trunc_page(va);
2041         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 && !vm_page_xbusied(m))
2042                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
2043         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2044         pn = (pa / PAGE_SIZE);
2045
2046         new_l3 = PTE_V | PTE_R | PTE_X;
2047         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2048                 new_l3 |= PTE_W;
2049         if ((va >> 63) == 0)
2050                 new_l3 |= PTE_U;
2051
2052         new_l3 |= (pn << PTE_PPN0_S);
2053         if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0)
2054                 new_l3 |= PTE_SW_WIRED;
2055
2056         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter: %.16lx -> %.16lx", va, pa);
2057
2058         mpte = NULL;
2059
2060         lock = NULL;
2061         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2062         PMAP_LOCK(pmap);
2063
2064         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2065                 nosleep = (flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) != 0;
2066                 mpte = pmap_alloc_l3(pmap, va, nosleep ? NULL : &lock);
2067                 if (mpte == NULL && nosleep) {
2068                         CTR0(KTR_PMAP, "pmap_enter: mpte == NULL");
2069                         if (lock != NULL)
2070                                 rw_wunlock(lock);
2071                         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2072                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2073                         return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
2074                 }
2075                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
2076         } else {
2077                 l3 = pmap_l3(pmap, va);
2078                 /* TODO: This is not optimal, but should mostly work */
2079                 if (l3 == NULL) {
2080                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
2081                         if (l2 == NULL) {
2082                                 l2_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2083                                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
2084                                     VM_ALLOC_ZERO);
2085                                 if (l2_m == NULL)
2086                                         panic("pmap_enter: l2 pte_m == NULL");
2087                                 if ((l2_m->flags & PG_ZERO) == 0)
2088                                         pmap_zero_page(l2_m);
2089
2090                                 l2_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l2_m);
2091                                 l2_pn = (l2_pa / PAGE_SIZE);
2092
2093                                 l1 = pmap_l1(pmap, va);
2094                                 entry = (PTE_V);
2095                                 entry |= (l2_pn << PTE_PPN0_S);
2096                                 pmap_load_store(l1, entry);
2097                                 pmap_distribute_l1(pmap, pmap_l1_index(va), entry);
2098                                 PTE_SYNC(l1);
2099
2100                                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, va);
2101                         }
2102
2103                         KASSERT(l2 != NULL,
2104                             ("No l2 table after allocating one"));
2105
2106                         l3_m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2107                             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
2108                         if (l3_m == NULL)
2109                                 panic("pmap_enter: l3 pte_m == NULL");
2110                         if ((l3_m->flags & PG_ZERO) == 0)
2111                                 pmap_zero_page(l3_m);
2112
2113                         l3_pa = VM_PAGE_TO_PHYS(l3_m);
2114                         l3_pn = (l3_pa / PAGE_SIZE);
2115                         entry = (PTE_V);
2116                         entry |= (l3_pn << PTE_PPN0_S);
2117                         pmap_load_store(l2, entry);
2118                         PTE_SYNC(l2);
2119                         l3 = pmap_l2_to_l3(l2, va);
2120                 }
2121                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2122         }
2123
2124         om = NULL;
2125         orig_l3 = pmap_load(l3);
2126         opa = PTE_TO_PHYS(orig_l3);
2127
2128         /*
2129          * Is the specified virtual address already mapped?
2130          */
2131         if (pmap_l3_valid(orig_l3)) {
2132                 /*
2133                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2134                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2135                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2136                  * the PT page will be also.
2137                  */
2138                 if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0 &&
2139                     (orig_l3 & PTE_SW_WIRED) == 0)
2140                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2141                 else if ((flags & PMAP_ENTER_WIRED) == 0 &&
2142                     (orig_l3 & PTE_SW_WIRED) != 0)
2143                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2144
2145                 /*
2146                  * Remove the extra PT page reference.
2147                  */
2148                 if (mpte != NULL) {
2149                         mpte->wire_count--;
2150                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
2151                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
2152                              " va: 0x%lx", va));
2153                 }
2154
2155                 /*
2156                  * Has the physical page changed?
2157                  */
2158                 if (opa == pa) {
2159                         /*
2160                          * No, might be a protection or wiring change.
2161                          */
2162                         if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0) {
2163                                 new_l3 |= PTE_SW_MANAGED;
2164                                 if (pmap_is_write(new_l3))
2165                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2166                         }
2167                         goto validate;
2168                 }
2169
2170                 /* Flush the cache, there might be uncommitted data in it */
2171                 if (pmap_is_current(pmap) && pmap_l3_valid_cacheable(orig_l3))
2172                         cpu_dcache_wb_range(va, L3_SIZE);
2173         } else {
2174                 /*
2175                  * Increment the counters.
2176                  */
2177                 if ((new_l3 & PTE_SW_WIRED) != 0)
2178                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2179                 pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2180         }
2181         /*
2182          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2183          */
2184         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2185                 new_l3 |= PTE_SW_MANAGED;
2186                 pv = get_pv_entry(pmap, &lock);
2187                 pv->pv_va = va;
2188                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, pa);
2189                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2190                 m->md.pv_gen++;
2191                 if (pmap_is_write(new_l3))
2192                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2193         }
2194
2195         /*
2196          * Update the L3 entry.
2197          */
2198         if (orig_l3 != 0) {
2199 validate:
2200                 orig_l3 = pmap_load_store(l3, new_l3);
2201                 PTE_SYNC(l3);
2202                 opa = PTE_TO_PHYS(orig_l3);
2203
2204                 if (opa != pa) {
2205                         if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0) {
2206                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2207                                 if (pmap_page_dirty(orig_l3))
2208                                         vm_page_dirty(om);
2209                                 if ((orig_l3 & PTE_A) != 0)
2210                                         vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
2211                                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_PHYS(&lock, opa);
2212                                 pmap_pvh_free(&om->md, pmap, va);
2213                         }
2214                 } else if (pmap_page_dirty(orig_l3)) {
2215                         if ((orig_l3 & PTE_SW_MANAGED) != 0)
2216                                 vm_page_dirty(m);
2217                 }
2218         } else {
2219                 pmap_load_store(l3, new_l3);
2220                 PTE_SYNC(l3);
2221         }
2222         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2223         if ((pmap != pmap_kernel()) && (pmap == &curproc->p_vmspace->vm_pmap))
2224             cpu_icache_sync_range(va, PAGE_SIZE);
2225
2226         if (lock != NULL)
2227                 rw_wunlock(lock);
2228         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2229         PMAP_UNLOCK(pmap);
2230         return (KERN_SUCCESS);
2231 }
2232
2233 /*
2234  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2235  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2236  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2237  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2238  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2239  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2240  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2241  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2242  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2243  * corresponding offset from m_start are mapped.
2244  */
2245 void
2246 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2247     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2248 {
2249         struct rwlock *lock;
2250         vm_offset_t va;
2251         vm_page_t m, mpte;
2252         vm_pindex_t diff, psize;
2253
2254         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
2255
2256         psize = atop(end - start);
2257         mpte = NULL;
2258         m = m_start;
2259         lock = NULL;
2260         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2261         PMAP_LOCK(pmap);
2262         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2263                 va = start + ptoa(diff);
2264                 mpte = pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, mpte, &lock);
2265                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2266         }
2267         if (lock != NULL)
2268                 rw_wunlock(lock);
2269         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2270         PMAP_UNLOCK(pmap);
2271 }
2272
2273 /*
2274  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2275  * 1. Current pmap & pmap exists.
2276  * 2. Not wired.
2277  * 3. Read access.
2278  * 4. No page table pages.
2279  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2280  */
2281
2282 void
2283 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2284 {
2285         struct rwlock *lock;
2286
2287         lock = NULL;
2288         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2289         PMAP_LOCK(pmap);
2290         (void)pmap_enter_quick_locked(pmap, va, m, prot, NULL, &lock);
2291         if (lock != NULL)
2292                 rw_wunlock(lock);
2293         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2294         PMAP_UNLOCK(pmap);
2295 }
2296
2297 static vm_page_t
2298 pmap_enter_quick_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2299     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte, struct rwlock **lockp)
2300 {
2301         struct spglist free;
2302         vm_paddr_t phys;
2303         pd_entry_t *l2;
2304         pt_entry_t *l3;
2305         vm_paddr_t pa;
2306         pt_entry_t entry;
2307         pn_t pn;
2308
2309         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2310             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
2311             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2312         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_LOCKED);
2313         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2314
2315         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_enter_quick_locked: %p %lx", pmap, va);
2316         /*
2317          * In the case that a page table page is not
2318          * resident, we are creating it here.
2319          */
2320         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2321                 vm_pindex_t l2pindex;
2322
2323                 /*
2324                  * Calculate pagetable page index
2325                  */
2326                 l2pindex = pmap_l2_pindex(va);
2327                 if (mpte && (mpte->pindex == l2pindex)) {
2328                         mpte->wire_count++;
2329                 } else {
2330                         /*
2331                          * Get the l2 entry
2332                          */
2333                         l2 = pmap_l2(pmap, va);
2334
2335                         /*
2336                          * If the page table page is mapped, we just increment
2337                          * the hold count, and activate it.  Otherwise, we
2338                          * attempt to allocate a page table page.  If this
2339                          * attempt fails, we don't retry.  Instead, we give up.
2340                          */
2341                         if (l2 != NULL && pmap_load(l2) != 0) {
2342                                 phys = PTE_TO_PHYS(pmap_load(l2));
2343                                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
2344                                 mpte->wire_count++;
2345                         } else {
2346                                 /*
2347                                  * Pass NULL instead of the PV list lock
2348                                  * pointer, because we don't intend to sleep.
2349                                  */
2350                                 mpte = _pmap_alloc_l3(pmap, l2pindex, NULL);
2351                                 if (mpte == NULL)
2352                                         return (mpte);
2353                         }
2354                 }
2355                 l3 = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mpte));
2356                 l3 = &l3[pmap_l3_index(va)];
2357         } else {
2358                 mpte = NULL;
2359                 l3 = pmap_l3(kernel_pmap, va);
2360         }
2361         if (l3 == NULL)
2362                 panic("pmap_enter_quick_locked: No l3");
2363         if (pmap_load(l3) != 0) {
2364                 if (mpte != NULL) {
2365                         mpte->wire_count--;
2366                         mpte = NULL;
2367                 }
2368                 return (mpte);
2369         }
2370
2371         /*
2372          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2373          */
2374         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
2375             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m, lockp)) {
2376                 if (mpte != NULL) {
2377                         SLIST_INIT(&free);
2378                         if (pmap_unwire_l3(pmap, va, mpte, &free)) {
2379                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2380                                 pmap_free_zero_pages(&free);
2381                         }
2382                         mpte = NULL;
2383                 }
2384                 return (mpte);
2385         }
2386
2387         /*
2388          * Increment counters
2389          */
2390         pmap_resident_count_inc(pmap, 1);
2391
2392         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2393         pn = (pa / PAGE_SIZE);
2394
2395         /* RISCVTODO: check permissions */
2396         entry = (PTE_V | PTE_RWX);
2397         entry |= (pn << PTE_PPN0_S);
2398
2399         /*
2400          * Now validate mapping with RO protection
2401          */
2402         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
2403                 entry |= PTE_SW_MANAGED;
2404         pmap_load_store(l3, entry);
2405
2406         PTE_SYNC(l3);
2407         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2408         return (mpte);
2409 }
2410
2411 /*
2412  * This code maps large physical mmap regions into the
2413  * processor address space.  Note that some shortcuts
2414  * are taken, but the code works.
2415  */
2416 void
2417 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
2418     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2419 {
2420
2421         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2422         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2423             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
2424 }
2425
2426 /*
2427  *      Clear the wired attribute from the mappings for the specified range of
2428  *      addresses in the given pmap.  Every valid mapping within that range
2429  *      must have the wired attribute set.  In contrast, invalid mappings
2430  *      cannot have the wired attribute set, so they are ignored.
2431  *
2432  *      The wired attribute of the page table entry is not a hardware feature,
2433  *      so there is no need to invalidate any TLB entries.
2434  */
2435 void
2436 pmap_unwire(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2437 {
2438         vm_offset_t va_next;
2439         pd_entry_t *l1, *l2;
2440         pt_entry_t *l3;
2441         boolean_t pv_lists_locked;
2442
2443         pv_lists_locked = FALSE;
2444         PMAP_LOCK(pmap);
2445         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2446                 l1 = pmap_l1(pmap, sva);
2447                 if (pmap_load(l1) == 0) {
2448                         va_next = (sva + L1_SIZE) & ~L1_OFFSET;
2449                         if (va_next < sva)
2450                                 va_next = eva;
2451                         continue;
2452                 }
2453
2454                 va_next = (sva + L2_SIZE) & ~L2_OFFSET;
2455                 if (va_next < sva)
2456                         va_next = eva;
2457
2458                 l2 = pmap_l1_to_l2(l1, sva);
2459                 if (pmap_load(l2) == 0)
2460                         continue;
2461
2462                 if (va_next > eva)
2463                         va_next = eva;
2464                 for (l3 = pmap_l2_to_l3(l2, sva); sva != va_next; l3++,
2465                     sva += L3_SIZE) {
2466                         if (pmap_load(l3) == 0)
2467                                 continue;
2468                         if ((pmap_load(l3) & PTE_SW_WIRED) == 0)
2469                                 panic("pmap_unwire: l3 %#jx is missing "
2470                                     "PTE_SW_WIRED", (uintmax_t)*l3);
2471
2472                         /*
2473                          * PG_W must be cleared atomically.  Although the pmap
2474                          * lock synchronizes access to PG_W, another processor
2475                          * could be setting PG_M and/or PG_A concurrently.
2476                          */
2477                         atomic_clear_long(l3, PTE_SW_WIRED);
2478                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2479                 }
2480         }
2481         if (pv_lists_locked)
2482                 rw_runlock(&pvh_global_lock);
2483         PMAP_UNLOCK(pmap);
2484 }
2485
2486 /*
2487  *      Copy the range specified by src_addr/len
2488  *      from the source map to the range dst_addr/len
2489  *      in the destination map.
2490  *
2491  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2492  */
2493
2494 void
2495 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
2496     vm_offset_t src_addr)
2497 {
2498
2499 }
2500
2501 /*
2502  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
2503  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2504  */
2505 void
2506 pmap_zero_page(vm_page_t m)
2507 {
2508         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2509
2510         pagezero((void *)va);
2511 }
2512
2513 /*
2514  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping 
2515  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
2516  *
2517  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2518  */
2519 void
2520 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
2521 {
2522         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2523
2524         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2525                 pagezero((void *)va);
2526         else
2527                 bzero((char *)va + off, size);
2528 }
2529
2530 /*
2531  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
2532  *      page by mapping the page into virtual memory and using
2533  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
2534  *      time.
2535  */
2536 void
2537 pmap_copy_page(vm_page_t msrc, vm_page_t mdst)
2538 {
2539         vm_offset_t src = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(msrc));
2540         vm_offset_t dst = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(mdst));
2541
2542         pagecopy((void *)src, (void *)dst);
2543 }
2544
2545 int unmapped_buf_allowed = 1;
2546
2547 void
2548 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
2549     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
2550 {
2551         void *a_cp, *b_cp;
2552         vm_page_t m_a, m_b;
2553         vm_paddr_t p_a, p_b;
2554         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
2555         int cnt;
2556
2557         while (xfersize > 0) {
2558                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
2559                 m_a = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
2560                 p_a = m_a->phys_addr;
2561                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
2562                 m_b = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
2563                 p_b = m_b->phys_addr;
2564                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
2565                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
2566                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_a))) {
2567                         panic("!DMAP a %lx", p_a);
2568                 } else {
2569                         a_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_a) + a_pg_offset;
2570                 }
2571                 if (__predict_false(!PHYS_IN_DMAP(p_b))) {
2572                         panic("!DMAP b %lx", p_b);
2573                 } else {
2574                         b_cp = (char *)PHYS_TO_DMAP(p_b) + b_pg_offset;
2575                 }
2576                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
2577                 a_offset += cnt;
2578                 b_offset += cnt;
2579                 xfersize -= cnt;
2580         }
2581 }
2582
2583 vm_offset_t
2584 pmap_quick_enter_page(vm_page_t m)
2585 {
2586
2587         return (PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)));
2588 }
2589
2590 void
2591 pmap_quick_remove_page(vm_offset_t addr)
2592 {
2593 }
2594
2595 /*
2596  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2597  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2598  * be changed upwards or downwards in the future; it
2599  * is only necessary that true be returned for a small
2600  * subset of pmaps for proper page aging.
2601  */
2602 boolean_t
2603 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2604 {
2605         struct rwlock *lock;
2606         pv_entry_t pv;
2607         int loops = 0;
2608         boolean_t rv;
2609
2610         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2611             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2612         rv = FALSE;
2613         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2614         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2615         rw_rlock(lock);
2616         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2617                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
2618                         rv = TRUE;
2619                         break;
2620                 }
2621                 loops++;
2622                 if (loops >= 16)
2623                         break;
2624         }
2625         rw_runlock(lock);
2626         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2627         return (rv);
2628 }
2629
2630 /*
2631  *      pmap_page_wired_mappings:
2632  *
2633  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
2634  *      that are wired.
2635  */
2636 int
2637 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
2638 {
2639         struct rwlock *lock;
2640         pmap_t pmap;
2641         pt_entry_t *l3;
2642         pv_entry_t pv;
2643         int count, md_gen;
2644
2645         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2646                 return (0);
2647         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2648         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2649         rw_rlock(lock);
2650 restart:
2651         count = 0;
2652         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2653                 pmap = PV_PMAP(pv);
2654                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2655                         md_gen = m->md.pv_gen;
2656                         rw_runlock(lock);
2657                         PMAP_LOCK(pmap);
2658                         rw_rlock(lock);
2659                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2660                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2661                                 goto restart;
2662                         }
2663                 }
2664                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2665                 if (l3 != NULL && (pmap_load(l3) & PTE_SW_WIRED) != 0)
2666                         count++;
2667                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2668         }
2669         rw_runlock(lock);
2670         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2671         return (count);
2672 }
2673
2674 /*
2675  * Destroy all managed, non-wired mappings in the given user-space
2676  * pmap.  This pmap cannot be active on any processor besides the
2677  * caller.
2678  *
2679  * This function cannot be applied to the kernel pmap.  Moreover, it
2680  * is not intended for general use.  It is only to be used during
2681  * process termination.  Consequently, it can be implemented in ways
2682  * that make it faster than pmap_remove().  First, it can more quickly
2683  * destroy mappings by iterating over the pmap's collection of PV
2684  * entries, rather than searching the page table.  Second, it doesn't
2685  * have to test and clear the page table entries atomically, because
2686  * no processor is currently accessing the user address space.  In
2687  * particular, a page table entry's dirty bit won't change state once
2688  * this function starts.
2689  */
2690 void
2691 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
2692 {
2693         pd_entry_t ptepde, *l2;
2694         pt_entry_t *l3, tl3;
2695         struct spglist free;
2696         vm_page_t m;
2697         pv_entry_t pv;
2698         struct pv_chunk *pc, *npc;
2699         struct rwlock *lock;
2700         int64_t bit;
2701         uint64_t inuse, bitmask;
2702         int allfree, field, freed, idx;
2703         vm_paddr_t pa;
2704
2705         lock = NULL;
2706
2707         SLIST_INIT(&free);
2708         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2709         PMAP_LOCK(pmap);
2710         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
2711                 allfree = 1;
2712                 freed = 0;
2713                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2714                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2715                         while (inuse != 0) {
2716                                 bit = ffsl(inuse) - 1;
2717                                 bitmask = 1UL << bit;
2718                                 idx = field * 64 + bit;
2719                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
2720                                 inuse &= ~bitmask;
2721
2722                                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
2723                                 ptepde = pmap_load(l2);
2724                                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
2725                                 tl3 = pmap_load(l3);
2726
2727 /*
2728  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
2729  */
2730                                 if (tl3 & PTE_SW_WIRED) {
2731                                         allfree = 0;
2732                                         continue;
2733                                 }
2734
2735                                 pa = PTE_TO_PHYS(tl3);
2736                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2737                                 KASSERT(m->phys_addr == pa,
2738                                     ("vm_page_t %p phys_addr mismatch %016jx %016jx",
2739                                     m, (uintmax_t)m->phys_addr,
2740                                     (uintmax_t)tl3));
2741
2742                                 KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0 ||
2743                                     m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2744                                     ("pmap_remove_pages: bad l3 %#jx",
2745                                     (uintmax_t)tl3));
2746
2747                                 if (pmap_is_current(pmap) &&
2748                                     pmap_l3_valid_cacheable(pmap_load(l3)))
2749                                         cpu_dcache_wb_range(pv->pv_va, L3_SIZE);
2750                                 pmap_load_clear(l3);
2751                                 PTE_SYNC(l3);
2752                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2753
2754                                 /*
2755                                  * Update the vm_page_t clean/reference bits.
2756                                  */
2757                                 if (pmap_page_dirty(tl3))
2758                                         vm_page_dirty(m);
2759
2760                                 CHANGE_PV_LIST_LOCK_TO_VM_PAGE(&lock, m);
2761
2762                                 /* Mark free */
2763                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
2764
2765                                 pmap_resident_count_dec(pmap, 1);
2766                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2767                                 m->md.pv_gen++;
2768
2769                                 pmap_unuse_l3(pmap, pv->pv_va, ptepde, &free);
2770                                 freed++;
2771                         }
2772                 }
2773                 PV_STAT(atomic_add_long(&pv_entry_frees, freed));
2774                 PV_STAT(atomic_add_int(&pv_entry_spare, freed));
2775                 PV_STAT(atomic_subtract_long(&pv_entry_count, freed));
2776                 if (allfree) {
2777                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2778                         free_pv_chunk(pc);
2779                 }
2780         }
2781         pmap_invalidate_all(pmap);
2782         if (lock != NULL)
2783                 rw_wunlock(lock);
2784         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2785         PMAP_UNLOCK(pmap);
2786         pmap_free_zero_pages(&free);
2787 }
2788
2789 /*
2790  * This is used to check if a page has been accessed or modified. As we
2791  * don't have a bit to see if it has been modified we have to assume it
2792  * has been if the page is read/write.
2793  */
2794 static boolean_t
2795 pmap_page_test_mappings(vm_page_t m, boolean_t accessed, boolean_t modified)
2796 {
2797         struct rwlock *lock;
2798         pv_entry_t pv;
2799         pt_entry_t *l3, mask, value;
2800         pmap_t pmap;
2801         int md_gen;
2802         boolean_t rv;
2803
2804         rv = FALSE;
2805         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2806         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2807         rw_rlock(lock);
2808 restart:
2809         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2810                 pmap = PV_PMAP(pv);
2811                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2812                         md_gen = m->md.pv_gen;
2813                         rw_runlock(lock);
2814                         PMAP_LOCK(pmap);
2815                         rw_rlock(lock);
2816                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2817                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2818                                 goto restart;
2819                         }
2820                 }
2821                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2822                 mask = 0;
2823                 value = 0;
2824                 if (modified) {
2825                         mask |= PTE_D;
2826                         value |= PTE_D;
2827                 }
2828                 if (accessed) {
2829                         mask |= PTE_A;
2830                         value |= PTE_A;
2831                 }
2832
2833 #if 0
2834                 if (modified) {
2835                         mask |= ATTR_AP_RW_BIT;
2836                         value |= ATTR_AP(ATTR_AP_RW);
2837                 }
2838                 if (accessed) {
2839                         mask |= ATTR_AF | ATTR_DESCR_MASK;
2840                         value |= ATTR_AF | L3_PAGE;
2841                 }
2842 #endif
2843
2844                 rv = (pmap_load(l3) & mask) == value;
2845                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2846                 if (rv)
2847                         goto out;
2848         }
2849 out:
2850         rw_runlock(lock);
2851         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2852         return (rv);
2853 }
2854
2855 /*
2856  *      pmap_is_modified:
2857  *
2858  *      Return whether or not the specified physical page was modified
2859  *      in any physical maps.
2860  */
2861 boolean_t
2862 pmap_is_modified(vm_page_t m)
2863 {
2864
2865         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2866             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
2867
2868         /*
2869          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2870          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2871          * is clear, no PTEs can have PG_M set.
2872          */
2873         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2874         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2875                 return (FALSE);
2876         return (pmap_page_test_mappings(m, FALSE, TRUE));
2877 }
2878
2879 /*
2880  *      pmap_is_prefaultable:
2881  *
2882  *      Return whether or not the specified virtual address is eligible
2883  *      for prefault.
2884  */
2885 boolean_t
2886 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2887 {
2888         pt_entry_t *l3;
2889         boolean_t rv;
2890
2891         rv = FALSE;
2892         PMAP_LOCK(pmap);
2893         l3 = pmap_l3(pmap, addr);
2894         if (l3 != NULL && pmap_load(l3) != 0) {
2895                 rv = TRUE;
2896         }
2897         PMAP_UNLOCK(pmap);
2898         return (rv);
2899 }
2900
2901 /*
2902  *      pmap_is_referenced:
2903  *
2904  *      Return whether or not the specified physical page was referenced
2905  *      in any physical maps.
2906  */
2907 boolean_t
2908 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
2909 {
2910
2911         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2912             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
2913         return (pmap_page_test_mappings(m, TRUE, FALSE));
2914 }
2915
2916 /*
2917  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
2918  */
2919 void
2920 pmap_remove_write(vm_page_t m)
2921 {
2922         pmap_t pmap;
2923         struct rwlock *lock;
2924         pv_entry_t pv;
2925         pt_entry_t *l3, oldl3;
2926         pt_entry_t newl3;
2927         int md_gen;
2928
2929         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2930             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
2931
2932         /*
2933          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
2934          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
2935          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
2936          */
2937         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2938         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2939                 return;
2940         rw_rlock(&pvh_global_lock);
2941         lock = VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m);
2942 retry_pv_loop:
2943         rw_wlock(lock);
2944         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
2945                 pmap = PV_PMAP(pv);
2946                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2947                         md_gen = m->md.pv_gen;
2948                         rw_wunlock(lock);
2949                         PMAP_LOCK(pmap);
2950                         rw_wlock(lock);
2951                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
2952                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2953                                 rw_wunlock(lock);
2954                                 goto retry_pv_loop;
2955                         }
2956                 }
2957                 l3 = pmap_l3(pmap, pv->pv_va);
2958 retry:
2959                 oldl3 = pmap_load(l3);
2960
2961                 if (pmap_is_write(oldl3)) {
2962                         newl3 = oldl3 & ~(PTE_W);
2963                         if (!atomic_cmpset_long(l3, oldl3, newl3))
2964                                 goto retry;
2965                         /* TODO: use pmap_page_dirty(oldl3) ? */
2966                         if ((oldl3 & PTE_A) != 0)
2967                                 vm_page_dirty(m);
2968                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2969                 }
2970                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2971         }
2972         rw_wunlock(lock);
2973         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2974         rw_runlock(&pvh_global_lock);
2975 }
2976
2977 static __inline boolean_t
2978 safe_to_clear_referenced(pmap_t pmap, pt_entry_t pte)
2979 {
2980
2981         return (FALSE);
2982 }
2983
2984 /*
2985  *      pmap_ts_referenced:
2986  *
2987  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
2988  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
2989  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
2990  *      reference bits set.
2991  *
2992  *      As an optimization, update the page's dirty field if a modified bit is
2993  *      found while counting reference bits.  This opportunistic update can be
2994  *      performed at low cost and can eliminate the need for some future calls
2995  *      to pmap_is_modified().  However, since this function stops after
2996  *      finding PMAP_TS_REFERENCED_MAX reference bits, it may not detect some
2997  *      dirty pages.  Those dirty pages will only be detected by a future call
2998  *      to pmap_is_modified().
2999  */
3000 int
3001 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3002 {
3003         pv_entry_t pv, pvf;
3004         pmap_t pmap;
3005         struct rwlock *lock;
3006         pd_entry_t *l2;
3007         pt_entry_t *l3, old_l3;
3008         vm_paddr_t pa;
3009         int cleared, md_gen, not_cleared;
3010         struct spglist free;
3011
3012         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3013             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
3014         SLIST_INIT(&free);
3015         cleared = 0;
3016         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3017         lock = PHYS_TO_PV_LIST_LOCK(pa);
3018         rw_rlock(&pvh_global_lock);
3019         rw_wlock(lock);
3020 retry:
3021         not_cleared = 0;
3022         if ((pvf = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) == NULL)
3023                 goto out;
3024         pv = pvf;
3025         do {
3026                 if (pvf == NULL)
3027                         pvf = pv;
3028                 pmap = PV_PMAP(pv);
3029                 if (!PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
3030                         md_gen = m->md.pv_gen;
3031                         rw_wunlock(lock);
3032                         PMAP_LOCK(pmap);
3033                         rw_wlock(lock);
3034                         if (md_gen != m->md.pv_gen) {
3035                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3036                                 goto retry;
3037                         }
3038                 }
3039                 l2 = pmap_l2(pmap, pv->pv_va);
3040
3041                 KASSERT((pmap_load(l2) & PTE_RX) == 0,
3042                     ("pmap_ts_referenced: found an invalid l2 table"));
3043
3044                 l3 = pmap_l2_to_l3(l2, pv->pv_va);
3045                 old_l3 = pmap_load(l3);
3046                 if (pmap_page_dirty(old_l3))
3047                         vm_page_dirty(m);
3048                 if ((old_l3 & PTE_A) != 0) {
3049                         if (safe_to_clear_referenced(pmap, old_l3)) {
3050                                 /*
3051                                  * TODO: We don't handle the access flag
3052                                  * at all. We need to be able to set it in
3053                                  * the exception handler.
3054                                  */
3055                                 panic("RISCVTODO: safe_to_clear_referenced\n");
3056                         } else if ((old_l3 & PTE_SW_WIRED) == 0) {
3057                                 /*
3058                                  * Wired pages cannot be paged out so
3059                                  * doing accessed bit emulation for
3060                                  * them is wasted effort. We do the
3061                                  * hard work for unwired pages only.
3062                                  */
3063                                 pmap_remove_l3(pmap, l3, pv->pv_va,
3064                                     pmap_load(l2), &free, &lock);
3065                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3066                                 cleared++;
3067                                 if (pvf == pv)
3068                                         pvf = NULL;
3069                                 pv = NULL;
3070                                 KASSERT(lock == VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m),
3071                                     ("inconsistent pv lock %p %p for page %p",
3072                                     lock, VM_PAGE_TO_PV_LIST_LOCK(m), m));
3073                         } else
3074                                 not_cleared++;
3075                 }
3076                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3077                 /* Rotate the PV list if it has more than one entry. */
3078                 if (pv != NULL && TAILQ_NEXT(pv, pv_next) != NULL) {
3079                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3080                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3081                         m->md.pv_gen++;
3082                 }
3083         } while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != pvf && cleared +
3084             not_cleared < PMAP_TS_REFERENCED_MAX);
3085 out:
3086         rw_wunlock(lock);
3087         rw_runlock(&pvh_global_lock);
3088         pmap_free_zero_pages(&free);
3089         return (cleared + not_cleared);
3090 }
3091
3092 /*
3093  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
3094  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
3095  *      modified flags in each mapping and set the mapped page's dirty field.
3096  */
3097 void
3098 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
3099 {
3100 }
3101
3102 /*
3103  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3104  */
3105 void
3106 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3107 {
3108
3109         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3110             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
3111         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3112         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
3113             ("pmap_clear_modify: page %p is exclusive busied", m));
3114
3115         /*
3116          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PG_M set.
3117          * If the object containing the page is locked and the page is not
3118          * exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
3119          */
3120         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3121                 return;
3122
3123         /* RISCVTODO: We lack support for tracking if a page is modified */
3124 }
3125
3126 void *
3127 pmap_mapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3128 {
3129
3130         return ((void *)PHYS_TO_DMAP(pa));
3131 }
3132
3133 void
3134 pmap_unmapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3135 {
3136 }
3137
3138 /*
3139  * Sets the memory attribute for the specified page.
3140  */
3141 void
3142 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
3143 {
3144
3145         m->md.pv_memattr = ma;
3146
3147         /*
3148          * RISCVTODO: Implement the below (from the amd64 pmap)
3149          * If "m" is a normal page, update its direct mapping.  This update
3150          * can be relied upon to perform any cache operations that are
3151          * required for data coherence.
3152          */
3153         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 &&
3154             PHYS_IN_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m)))
3155                 panic("RISCVTODO: pmap_page_set_memattr");
3156 }
3157
3158 /*
3159  * perform the pmap work for mincore
3160  */
3161 int
3162 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
3163 {
3164
3165         panic("RISCVTODO: pmap_mincore");
3166 }
3167
3168 void
3169 pmap_activate(struct thread *td)
3170 {
3171         pmap_t pmap;
3172         uint64_t reg;
3173
3174         critical_enter();
3175         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
3176         td->td_pcb->pcb_l1addr = vtophys(pmap->pm_l1);
3177
3178         reg = SATP_MODE_SV39;
3179         reg |= (td->td_pcb->pcb_l1addr >> PAGE_SHIFT);
3180         __asm __volatile("csrw sptbr, %0" :: "r"(reg));
3181
3182         pmap_invalidate_all(pmap);
3183         critical_exit();
3184 }
3185
3186 void
3187 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
3188 {
3189
3190         panic("RISCVTODO: pmap_sync_icache");
3191 }
3192
3193 /*
3194  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
3195  *      different alignment might result in more superpage mappings.
3196  */
3197 void
3198 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
3199     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
3200 {
3201 }
3202
3203 /**
3204  * Get the kernel virtual address of a set of physical pages. If there are
3205  * physical addresses not covered by the DMAP perform a transient mapping
3206  * that will be removed when calling pmap_unmap_io_transient.
3207  *
3208  * \param page        The pages the caller wishes to obtain the virtual
3209  *                    address on the kernel memory map.
3210  * \param vaddr       On return contains the kernel virtual memory address
3211  *                    of the pages passed in the page parameter.
3212  * \param count       Number of pages passed in.
3213  * \param can_fault   TRUE if the thread using the mapped pages can take
3214  *                    page faults, FALSE otherwise.
3215  *
3216  * \returns TRUE if the caller must call pmap_unmap_io_transient when
3217  *          finished or FALSE otherwise.
3218  *
3219  */
3220 boolean_t
3221 pmap_map_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3222     boolean_t can_fault)
3223 {
3224         vm_paddr_t paddr;
3225         boolean_t needs_mapping;
3226         int error, i;
3227
3228         /*
3229          * Allocate any KVA space that we need, this is done in a separate
3230          * loop to prevent calling vmem_alloc while pinned.
3231          */
3232         needs_mapping = FALSE;
3233         for (i = 0; i < count; i++) {
3234                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3235                 if (__predict_false(paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR)) {
3236                         error = vmem_alloc(kernel_arena, PAGE_SIZE,
3237                             M_BESTFIT | M_WAITOK, &vaddr[i]);
3238                         KASSERT(error == 0, ("vmem_alloc failed: %d", error));
3239                         needs_mapping = TRUE;
3240                 } else {
3241                         vaddr[i] = PHYS_TO_DMAP(paddr);
3242                 }
3243         }
3244
3245         /* Exit early if everything is covered by the DMAP */
3246         if (!needs_mapping)
3247                 return (FALSE);
3248
3249         if (!can_fault)
3250                 sched_pin();
3251         for (i = 0; i < count; i++) {
3252                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3253                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3254                         panic(
3255                            "pmap_map_io_transient: TODO: Map out of DMAP data");
3256                 }
3257         }
3258
3259         return (needs_mapping);
3260 }
3261
3262 void
3263 pmap_unmap_io_transient(vm_page_t page[], vm_offset_t vaddr[], int count,
3264     boolean_t can_fault)
3265 {
3266         vm_paddr_t paddr;
3267         int i;
3268
3269         if (!can_fault)
3270                 sched_unpin();
3271         for (i = 0; i < count; i++) {
3272                 paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(page[i]);
3273                 if (paddr >= DMAP_MAX_PHYSADDR) {
3274                         panic("RISCVTODO: pmap_unmap_io_transient: Unmap data");
3275                 }
3276         }
3277 }