sys/i386/xen/pmap.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
   3  * All rights reserved.
   4  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
   5  * All rights reserved.
   6  * Copyright (c) 1994 David Greenman
   7  * All rights reserved.
   8  * Copyright (c) 2005 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
   9  * All rights reserved.
  10  *
  11  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  12  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  13  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
  14  *
  15  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  16  * modification, are permitted provided that the following conditions
  17  * are met:
  18  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  20  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  22  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  23  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  24  *    must display the following acknowledgement:
  25  *      This product includes software developed by the University of
  26  *      California, Berkeley and its contributors.
  27  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  28  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  29  *    without specific prior written permission.
  30  *
  31  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  32  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  33  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  34  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  35  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  36  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  37  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  38  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  39  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  40  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  41  * SUCH DAMAGE.
  42  *
  43  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
  44  */
  45 /*-
  46  * Copyright (c) 2003 Networks Associates Technology, Inc.
  47  * All rights reserved.
  48  *
  49  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jake Burkholder,
  50  * Safeport Network Services, and Network Associates Laboratories, the
  51  * Security Research Division of Network Associates, Inc. under
  52  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA
  53  * CHATS research program.
  54  *
  55  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  56  * modification, are permitted provided that the following conditions
  57  * are met:
  58  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  59  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  60  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  61  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  62  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  63  *
  64  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  65  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  66  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  67  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  68  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  69  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  70  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  71  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  72  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  73  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  74  * SUCH DAMAGE.
  75  */
  76
  77 #include <sys/cdefs.h>
  78 __FBSDID("$FreeBSD$");
  79
  80 /*
  81  *      Manages physical address maps.
  82  *
  83  *      Since the information managed by this module is
  84  *      also stored by the logical address mapping module,
  85  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
  86  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
  87  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
  88  *      requested.
  89  *
  90  *      In order to cope with hardware architectures which
  91  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
  92  *      this module may delay invalidate or reduced protection
  93  *      operations until such time as they are actually
  94  *      necessary.  This module is given full information as
  95  *      to which processors are currently using which maps,
  96  *      and to when physical maps must be made correct.
  97  */
  98
  99 #include "opt_cpu.h"
 100 #include "opt_pmap.h"
 101 #include "opt_smp.h"
 102 #include "opt_xbox.h"
 103
 104 #include <sys/param.h>
 105 #include <sys/systm.h>
 106 #include <sys/kernel.h>
 107 #include <sys/ktr.h>
 108 #include <sys/lock.h>
 109 #include <sys/malloc.h>
 110 #include <sys/mman.h>
 111 #include <sys/msgbuf.h>
 112 #include <sys/mutex.h>
 113 #include <sys/proc.h>
 114 #include <sys/rwlock.h>
 115 #include <sys/sf_buf.h>
 116 #include <sys/sx.h>
 117 #include <sys/vmmeter.h>
 118 #include <sys/sched.h>
 119 #include <sys/sysctl.h>
 120 #ifdef SMP
 121 #include <sys/smp.h>
 122 #else
 123 #include <sys/cpuset.h>
 124 #endif
 125
 126 #include <vm/vm.h>
 127 #include <vm/vm_param.h>
 128 #include <vm/vm_kern.h>
 129 #include <vm/vm_page.h>
 130 #include <vm/vm_map.h>
 131 #include <vm/vm_object.h>
 132 #include <vm/vm_extern.h>
 133 #include <vm/vm_pageout.h>
 134 #include <vm/vm_pager.h>
 135 #include <vm/uma.h>
 136
 137 #include <machine/cpu.h>
 138 #include <machine/cputypes.h>
 139 #include <machine/md_var.h>
 140 #include <machine/pcb.h>
 141 #include <machine/specialreg.h>
 142 #ifdef SMP
 143 #include <machine/smp.h>
 144 #endif
 145
 146 #ifdef XBOX
 147 #include <machine/xbox.h>
 148 #endif
 149
 150 #include <xen/interface/xen.h>
 151 #include <xen/hypervisor.h>
 152 #include <machine/xen/hypercall.h>
 153 #include <machine/xen/xenvar.h>
 154 #include <machine/xen/xenfunc.h>
 155
 156 #if !defined(CPU_DISABLE_SSE) && defined(I686_CPU)
 157 #define CPU_ENABLE_SSE
 158 #endif
 159
 160 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
 161 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
 162 #endif
 163
 164 #define DIAGNOSTIC
 165
 166 #if !defined(DIAGNOSTIC)
 167 #ifdef __GNUC_GNU_INLINE__
 168 #define PMAP_INLINE     __attribute__((__gnu_inline__)) inline
 169 #else
 170 #define PMAP_INLINE     extern inline
 171 #endif
 172 #else
 173 #define PMAP_INLINE
 174 #endif
 175
 176 #ifdef PV_STATS
 177 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
 178 #else
 179 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
 180 #endif
 181
 182 /*
 183  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
 184  */
 185 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
 186 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
 187
 188 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
 189 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
 190 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
 191 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
 192 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
 193
 194 #define pmap_pte_set_prot(pte, v) ((*(int *)pte &= ~PG_PROT), (*(int *)pte |= (v)))
 195
 196 #define HAMFISTED_LOCKING
 197 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
 198 static struct mtx createdelete_lock;
 199 #endif
 200
 201 struct pmap kernel_pmap_store;
 202 LIST_HEAD(pmaplist, pmap);
 203 static struct pmaplist allpmaps;
 204 static struct mtx allpmaps_lock;
 205
 206 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
 207 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
 208 int pgeflag = 0;                /* PG_G or-in */
 209 int pseflag = 0;                /* PG_PS or-in */
 210
 211 int nkpt;
 212 vm_offset_t kernel_vm_end;
 213 extern u_int32_t KERNend;
 214
 215 #ifdef PAE
 216 pt_entry_t pg_nx;
 217 #endif
 218
 219 static SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, pmap, CTLFLAG_RD, 0, "VM/pmap parameters");
 220
 221 static int pat_works;                   /* Is page attribute table sane? */
 222
 223 /*
 224  * This lock is defined as static in other pmap implementations.  It cannot,
 225  * however, be defined as static here, because it is (ab)used to serialize
 226  * queued page table changes in other sources files.
 227  */
 228 struct rwlock pvh_global_lock;
 229
 230 /*
 231  * Data for the pv entry allocation mechanism
 232  */
 233 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
 234 static int pv_entry_count = 0, pv_entry_max = 0, pv_entry_high_water = 0;
 235 static int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
 236
 237 struct pv_chunk *pv_chunkbase;          /* KVA block for pv_chunks */
 238 int pv_maxchunks;                       /* How many chunks we have KVA for */
 239 vm_offset_t pv_vafree;                  /* freelist stored in the PTE */
 240
 241 /*
 242  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
 243  */
 244 struct sysmaps {
 245         struct  mtx lock;
 246         pt_entry_t *CMAP1;
 247         pt_entry_t *CMAP2;
 248         caddr_t CADDR1;
 249         caddr_t CADDR2;
 250 };
 251 static struct sysmaps sysmaps_pcpu[MAXCPU];
 252 static pt_entry_t *CMAP3;
 253 caddr_t ptvmmap = 0;
 254 static caddr_t CADDR3;
 255 struct msgbuf *msgbufp = 0;
 256
 257 /*
 258  * Crashdump maps.
 259  */
 260 static caddr_t crashdumpmap;
 261
 262 static pt_entry_t *PMAP1 = 0, *PMAP2;
 263 static pt_entry_t *PADDR1 = 0, *PADDR2;
 264 #ifdef SMP
 265 static int PMAP1cpu;
 266 static int PMAP1changedcpu;
 267 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1changedcpu, CTLFLAG_RD,
 268            &PMAP1changedcpu, 0,
 269            "Number of times pmap_pte_quick changed CPU with same PMAP1");
 270 #endif
 271 static int PMAP1changed;
 272 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1changed, CTLFLAG_RD,
 273            &PMAP1changed, 0,
 274            "Number of times pmap_pte_quick changed PMAP1");
 275 static int PMAP1unchanged;
 276 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1unchanged, CTLFLAG_RD,
 277            &PMAP1unchanged, 0,
 278            "Number of times pmap_pte_quick didn't change PMAP1");
 279 static struct mtx PMAP2mutex;
 280
 281 static void     free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc);
 282 static void     free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv);
 283 static pv_entry_t get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try);
 284 static void     pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va);
 285 static pv_entry_t pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap,
 286                     vm_offset_t va);
 287
 288 static vm_page_t pmap_enter_quick_locked(multicall_entry_t **mcl, int *count, pmap_t pmap, vm_offset_t va,
 289     vm_page_t m, vm_prot_t prot, vm_page_t mpte);
 290 static void pmap_flush_page(vm_page_t m);
 291 static void pmap_kenter_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, int mode);
 292 static int pmap_remove_pte(pmap_t pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t sva,
 293     vm_page_t *free);
 294 static void pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va,
 295     vm_page_t *free);
 296 static void pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m,
 297                                         vm_offset_t va);
 298 static boolean_t pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
 299     vm_page_t m);
 300
 301 static vm_page_t pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int flags);
 302
 303 static vm_page_t _pmap_allocpte(pmap_t pmap, u_int ptepindex, int flags);
 304 static void _pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free);
 305 static pt_entry_t *pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
 306 static void pmap_pte_release(pt_entry_t *pte);
 307 static int pmap_unuse_pt(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t *);
 308 static boolean_t pmap_is_prefaultable_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t addr);
 309
 310 static __inline void pagezero(void *page);
 311
 312 CTASSERT(1 << PDESHIFT == sizeof(pd_entry_t));
 313 CTASSERT(1 << PTESHIFT == sizeof(pt_entry_t));
 314
 315 /*
 316  * If you get an error here, then you set KVA_PAGES wrong! See the
 317  * description of KVA_PAGES in sys/i386/include/pmap.h. It must be
 318  * multiple of 4 for a normal kernel, or a multiple of 8 for a PAE.
 319  */
 320 CTASSERT(KERNBASE % (1 << 24) == 0);
 321
 322 void
 323 pd_set(struct pmap *pmap, int ptepindex, vm_paddr_t val, int type)
 324 {
 325         vm_paddr_t pdir_ma = vtomach(&pmap->pm_pdir[ptepindex]);
 326
 327         switch (type) {
 328         case SH_PD_SET_VA:
 329 #if 0
 330                 xen_queue_pt_update(shadow_pdir_ma,
 331                                     xpmap_ptom(val & ~(PG_RW)));
 332 #endif
 333                 xen_queue_pt_update(pdir_ma,
 334                                     xpmap_ptom(val));
 335                 break;
 336         case SH_PD_SET_VA_MA:
 337 #if 0
 338                 xen_queue_pt_update(shadow_pdir_ma,
 339                                     val & ~(PG_RW));
 340 #endif
 341                 xen_queue_pt_update(pdir_ma, val);
 342                 break;
 343         case SH_PD_SET_VA_CLEAR:
 344 #if 0
 345                 xen_queue_pt_update(shadow_pdir_ma, 0);
 346 #endif
 347                 xen_queue_pt_update(pdir_ma, 0);
 348                 break;
 349         }
 350 }
 351
 352 /*
 353  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
 354  *
 355  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
 356  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
 357  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
 358  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
 359  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
 360  *      (physical) address starting relative to 0]
 361  */
 362 void
 363 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr)
 364 {
 365         vm_offset_t va;
 366         pt_entry_t *pte, *unused;
 367         struct sysmaps *sysmaps;
 368         int i;
 369
 370         /*
 371          * Initialize the first available kernel virtual address.  However,
 372          * using "firstaddr" may waste a few pages of the kernel virtual
 373          * address space, because locore may not have mapped every physical
 374          * page that it allocated.  Preferably, locore would provide a first
 375          * unused virtual address in addition to "firstaddr".
 376          */
 377         virtual_avail = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
 378
 379         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
 380
 381         /*
 382          * Initialize the kernel pmap (which is statically allocated).
 383          */
 384         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
 385         kernel_pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *) (KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
 386 #ifdef PAE
 387         kernel_pmap->pm_pdpt = (pdpt_entry_t *) (KERNBASE + (u_int)IdlePDPT);
 388 #endif
 389         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);      /* don't allow deactivation */
 390         TAILQ_INIT(&kernel_pmap->pm_pvchunk);
 391
 392         /*
 393          * Initialize the global pv list lock.
 394          */
 395         rw_init_flags(&pvh_global_lock, "pmap pv global", RW_RECURSE);
 396
 397         LIST_INIT(&allpmaps);
 398         mtx_init(&allpmaps_lock, "allpmaps", NULL, MTX_SPIN);
 399         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
 400         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, kernel_pmap, pm_list);
 401         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
 402         if (nkpt == 0)
 403                 nkpt = NKPT;
 404
 405         /*
 406          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
 407          * mapping of pages.
 408          */
 409 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
 410         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
 411
 412         va = virtual_avail;
 413         pte = vtopte(va);
 414
 415         /*
 416          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
 417          * CMAP3 is used for the idle process page zeroing.
 418          */
 419         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
 420                 sysmaps = &sysmaps_pcpu[i];
 421                 mtx_init(&sysmaps->lock, "SYSMAPS", NULL, MTX_DEF);
 422                 SYSMAP(caddr_t, sysmaps->CMAP1, sysmaps->CADDR1, 1)
 423                 SYSMAP(caddr_t, sysmaps->CMAP2, sysmaps->CADDR2, 1)
 424                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, 0);
 425                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
 426         }
 427         SYSMAP(caddr_t, CMAP3, CADDR3, 1)
 428         PT_SET_MA(CADDR3, 0);
 429
 430         /*
 431          * Crashdump maps.
 432          */
 433         SYSMAP(caddr_t, unused, crashdumpmap, MAXDUMPPGS)
 434
 435         /*
 436          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via /dev/mem.
 437          */
 438         SYSMAP(caddr_t, unused, ptvmmap, 1)
 439
 440         /*
 441          * msgbufp is used to map the system message buffer.
 442          */
 443         SYSMAP(struct msgbuf *, unused, msgbufp, atop(round_page(msgbufsize)))
 444
 445         /*
 446          * PADDR1 and PADDR2 are used by pmap_pte_quick() and pmap_pte(),
 447          * respectively.
 448          */
 449         SYSMAP(pt_entry_t *, PMAP1, PADDR1, 1)
 450         SYSMAP(pt_entry_t *, PMAP2, PADDR2, 1)
 451
 452         mtx_init(&PMAP2mutex, "PMAP2", NULL, MTX_DEF);
 453
 454         virtual_avail = va;
 455
 456         /*
 457          * Leave in place an identity mapping (virt == phys) for the low 1 MB
 458          * physical memory region that is used by the ACPI wakeup code.  This
 459          * mapping must not have PG_G set.
 460          */
 461 #ifndef XEN
 462         /*
 463          * leave here deliberately to show that this is not supported
 464          */
 465 #ifdef XBOX
 466         /* FIXME: This is gross, but needed for the XBOX. Since we are in such
 467          * an early stadium, we cannot yet neatly map video memory ... :-(
 468          * Better fixes are very welcome! */
 469         if (!arch_i386_is_xbox)
 470 #endif
 471         for (i = 1; i < NKPT; i++)
 472                 PTD[i] = 0;
 473
 474         /* Initialize the PAT MSR if present. */
 475         pmap_init_pat();
 476
 477         /* Turn on PG_G on kernel page(s) */
 478         pmap_set_pg();
 479 #endif
 480
 481 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
 482         mtx_init(&createdelete_lock, "pmap create/delete", NULL, MTX_DEF);
 483 #endif
 484 }
 485
 486 /*
 487  * Setup the PAT MSR.
 488  */
 489 void
 490 pmap_init_pat(void)
 491 {
 492         uint64_t pat_msr;
 493
 494         /* Bail if this CPU doesn't implement PAT. */
 495         if (!(cpu_feature & CPUID_PAT))
 496                 return;
 497
 498         if (cpu_vendor_id != CPU_VENDOR_INTEL ||
 499             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 6 && CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xe)) {
 500                 /*
 501                  * Leave the indices 0-3 at the default of WB, WT, UC, and UC-.
 502                  * Program 4 and 5 as WP and WC.
 503                  * Leave 6 and 7 as UC and UC-.
 504                  */
 505                 pat_msr = rdmsr(MSR_PAT);
 506                 pat_msr &= ~(PAT_MASK(4) | PAT_MASK(5));
 507                 pat_msr |= PAT_VALUE(4, PAT_WRITE_PROTECTED) |
 508                     PAT_VALUE(5, PAT_WRITE_COMBINING);
 509                 pat_works = 1;
 510         } else {
 511                 /*
 512                  * Due to some Intel errata, we can only safely use the lower 4
 513                  * PAT entries.  Thus, just replace PAT Index 2 with WC instead
 514                  * of UC-.
 515                  *
 516                  *   Intel Pentium III Processor Specification Update
 517                  * Errata E.27 (Upper Four PAT Entries Not Usable With Mode B
 518                  * or Mode C Paging)
 519                  *
 520                  *   Intel Pentium IV  Processor Specification Update
 521                  * Errata N46 (PAT Index MSB May Be Calculated Incorrectly)
 522                  */
 523                 pat_msr = rdmsr(MSR_PAT);
 524                 pat_msr &= ~PAT_MASK(2);
 525                 pat_msr |= PAT_VALUE(2, PAT_WRITE_COMBINING);
 526                 pat_works = 0;
 527         }
 528         wrmsr(MSR_PAT, pat_msr);
 529 }
 530
 531 /*
 532  * Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
 533  */
 534 void
 535 pmap_page_init(vm_page_t m)
 536 {
 537
 538         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
 539         m->md.pat_mode = PAT_WRITE_BACK;
 540 }
 541
 542 /*
 543  * ABuse the pte nodes for unmapped kva to thread a kva freelist through.
 544  * Requirements:
 545  *  - Must deal with pages in order to ensure that none of the PG_* bits
 546  *    are ever set, PG_V in particular.
 547  *  - Assumes we can write to ptes without pte_store() atomic ops, even
 548  *    on PAE systems.  This should be ok.
 549  *  - Assumes nothing will ever test these addresses for 0 to indicate
 550  *    no mapping instead of correctly checking PG_V.
 551  *  - Assumes a vm_offset_t will fit in a pte (true for i386).
 552  * Because PG_V is never set, there can be no mappings to invalidate.
 553  */
 554 static int ptelist_count = 0;
 555 static vm_offset_t
 556 pmap_ptelist_alloc(vm_offset_t *head)
 557 {
 558         vm_offset_t va;
 559         vm_offset_t *phead = (vm_offset_t *)*head;
 560
 561         if (ptelist_count == 0) {
 562                 printf("out of memory!!!!!!\n");
 563                 return (0);     /* Out of memory */
 564         }
 565         ptelist_count--;
 566         va = phead[ptelist_count];
 567         return (va);
 568 }
 569
 570 static void
 571 pmap_ptelist_free(vm_offset_t *head, vm_offset_t va)
 572 {
 573         vm_offset_t *phead = (vm_offset_t *)*head;
 574
 575         phead[ptelist_count++] = va;
 576 }
 577
 578 static void
 579 pmap_ptelist_init(vm_offset_t *head, void *base, int npages)
 580 {
 581         int i, nstackpages;
 582         vm_offset_t va;
 583         vm_page_t m;
 584
 585         nstackpages = (npages + PAGE_SIZE/sizeof(vm_offset_t) - 1)/ (PAGE_SIZE/sizeof(vm_offset_t));
 586         for (i = 0; i < nstackpages; i++) {
 587                 va = (vm_offset_t)base + i * PAGE_SIZE;
 588                 m = vm_page_alloc(NULL, i,
 589                     VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
 590                     VM_ALLOC_ZERO);
 591                 pmap_qenter(va, &m, 1);
 592         }
 593
 594         *head = (vm_offset_t)base;
 595         for (i = npages - 1; i >= nstackpages; i--) {
 596                 va = (vm_offset_t)base + i * PAGE_SIZE;
 597                 pmap_ptelist_free(head, va);
 598         }
 599 }
 600
 601
 602 /*
 603  *      Initialize the pmap module.
 604  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
 605  *      system needs to map virtual memory.
 606  */
 607 void
 608 pmap_init(void)
 609 {
 610
 611         /*
 612          * Initialize the address space (zone) for the pv entries.  Set a
 613          * high water mark so that the system can recover from excessive
 614          * numbers of pv entries.
 615          */
 616         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
 617         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + cnt.v_page_count;
 618         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
 619         pv_entry_max = roundup(pv_entry_max, _NPCPV);
 620         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
 621
 622         pv_maxchunks = MAX(pv_entry_max / _NPCPV, maxproc);
 623         pv_chunkbase = (struct pv_chunk *)kva_alloc(PAGE_SIZE * pv_maxchunks);
 624         if (pv_chunkbase == NULL)
 625                 panic("pmap_init: not enough kvm for pv chunks");
 626         pmap_ptelist_init(&pv_vafree, pv_chunkbase, pv_maxchunks);
 627 }
 628
 629
 630 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_max, CTLFLAG_RD, &pv_entry_max, 0,
 631         "Max number of PV entries");
 632 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, shpgperproc, CTLFLAG_RD, &shpgperproc, 0,
 633         "Page share factor per proc");
 634
 635 static SYSCTL_NODE(_vm_pmap, OID_AUTO, pde, CTLFLAG_RD, 0,
 636     "2/4MB page mapping counters");
 637
 638 static u_long pmap_pde_mappings;
 639 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pde, OID_AUTO, mappings, CTLFLAG_RD,
 640     &pmap_pde_mappings, 0, "2/4MB page mappings");
 641
 642 /***************************************************
 643  * Low level helper routines.....
 644  ***************************************************/
 645
 646 /*
 647  * Determine the appropriate bits to set in a PTE or PDE for a specified
 648  * caching mode.
 649  */
 650 int
 651 pmap_cache_bits(int mode, boolean_t is_pde)
 652 {
 653         int pat_flag, pat_index, cache_bits;
 654
 655         /* The PAT bit is different for PTE's and PDE's. */
 656         pat_flag = is_pde ? PG_PDE_PAT : PG_PTE_PAT;
 657
 658         /* If we don't support PAT, map extended modes to older ones. */
 659         if (!(cpu_feature & CPUID_PAT)) {
 660                 switch (mode) {
 661                 case PAT_UNCACHEABLE:
 662                 case PAT_WRITE_THROUGH:
 663                 case PAT_WRITE_BACK:
 664                         break;
 665                 case PAT_UNCACHED:
 666                 case PAT_WRITE_COMBINING:
 667                 case PAT_WRITE_PROTECTED:
 668                         mode = PAT_UNCACHEABLE;
 669                         break;
 670                 }
 671         }
 672
 673         /* Map the caching mode to a PAT index. */
 674         if (pat_works) {
 675                 switch (mode) {
 676                         case PAT_UNCACHEABLE:
 677                                 pat_index = 3;
 678                                 break;
 679                         case PAT_WRITE_THROUGH:
 680                                 pat_index = 1;
 681                                 break;
 682                         case PAT_WRITE_BACK:
 683                                 pat_index = 0;
 684                                 break;
 685                         case PAT_UNCACHED:
 686                                 pat_index = 2;
 687                                 break;
 688                         case PAT_WRITE_COMBINING:
 689                                 pat_index = 5;
 690                                 break;
 691                         case PAT_WRITE_PROTECTED:
 692                                 pat_index = 4;
 693                                 break;
 694                         default:
 695                                 panic("Unknown caching mode %d\n", mode);
 696                 }
 697         } else {
 698                 switch (mode) {
 699                         case PAT_UNCACHED:
 700                         case PAT_UNCACHEABLE:
 701                         case PAT_WRITE_PROTECTED:
 702                                 pat_index = 3;
 703                                 break;
 704                         case PAT_WRITE_THROUGH:
 705                                 pat_index = 1;
 706                                 break;
 707                         case PAT_WRITE_BACK:
 708                                 pat_index = 0;
 709                                 break;
 710                         case PAT_WRITE_COMBINING:
 711                                 pat_index = 2;
 712                                 break;
 713                         default:
 714                                 panic("Unknown caching mode %d\n", mode);
 715                 }
 716         }
 717
 718         /* Map the 3-bit index value into the PAT, PCD, and PWT bits. */
 719         cache_bits = 0;
 720         if (pat_index & 0x4)
 721                 cache_bits |= pat_flag;
 722         if (pat_index & 0x2)
 723                 cache_bits |= PG_NC_PCD;
 724         if (pat_index & 0x1)
 725                 cache_bits |= PG_NC_PWT;
 726         return (cache_bits);
 727 }
 728 #ifdef SMP
 729 /*
 730  * For SMP, these functions have to use the IPI mechanism for coherence.
 731  *
 732  * N.B.: Before calling any of the following TLB invalidation functions,
 733  * the calling processor must ensure that all stores updating a non-
 734  * kernel page table are globally performed.  Otherwise, another
 735  * processor could cache an old, pre-update entry without being
 736  * invalidated.  This can happen one of two ways: (1) The pmap becomes
 737  * active on another processor after its pm_active field is checked by
 738  * one of the following functions but before a store updating the page
 739  * table is globally performed. (2) The pmap becomes active on another
 740  * processor before its pm_active field is checked but due to
 741  * speculative loads one of the following functions stills reads the
 742  * pmap as inactive on the other processor.
 743  *
 744  * The kernel page table is exempt because its pm_active field is
 745  * immutable.  The kernel page table is always active on every
 746  * processor.
 747  */
 748 void
 749 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 750 {
 751         cpuset_t other_cpus;
 752         u_int cpuid;
 753
 754         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p va=0x%x",
 755             pmap, va);
 756
 757         sched_pin();
 758         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
 759                 invlpg(va);
 760                 smp_invlpg(va);
 761         } else {
 762                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 763                 other_cpus = all_cpus;
 764                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
 765                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
 766                         invlpg(va);
 767                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
 768                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
 769                         smp_masked_invlpg(other_cpus, va);
 770         }
 771         sched_unpin();
 772         PT_UPDATES_FLUSH();
 773 }
 774
 775 void
 776 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
 777 {
 778         cpuset_t other_cpus;
 779         vm_offset_t addr;
 780         u_int cpuid;
 781
 782         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p eva=0x%x sva=0x%x",
 783             pmap, sva, eva);
 784
 785         sched_pin();
 786         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
 787                 for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
 788                         invlpg(addr);
 789                 smp_invlpg_range(sva, eva);
 790         } else {
 791                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 792                 other_cpus = all_cpus;
 793                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
 794                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
 795                         for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
 796                                 invlpg(addr);
 797                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
 798                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
 799                         smp_masked_invlpg_range(other_cpus, sva, eva);
 800         }
 801         sched_unpin();
 802         PT_UPDATES_FLUSH();
 803 }
 804
 805 void
 806 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
 807 {
 808         cpuset_t other_cpus;
 809         u_int cpuid;
 810
 811         CTR1(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p", pmap);
 812
 813         sched_pin();
 814         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
 815                 invltlb();
 816                 smp_invltlb();
 817         } else {
 818                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 819                 other_cpus = all_cpus;
 820                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
 821                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
 822                         invltlb();
 823                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
 824                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
 825                         smp_masked_invltlb(other_cpus);
 826         }
 827         sched_unpin();
 828 }
 829
 830 void
 831 pmap_invalidate_cache(void)
 832 {
 833
 834         sched_pin();
 835         wbinvd();
 836         smp_cache_flush();
 837         sched_unpin();
 838 }
 839 #else /* !SMP */
 840 /*
 841  * Normal, non-SMP, 486+ invalidation functions.
 842  * We inline these within pmap.c for speed.
 843  */
 844 PMAP_INLINE void
 845 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 846 {
 847         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p va=0x%x",
 848             pmap, va);
 849
 850         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
 851                 invlpg(va);
 852         PT_UPDATES_FLUSH();
 853 }
 854
 855 PMAP_INLINE void
 856 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
 857 {
 858         vm_offset_t addr;
 859
 860         if (eva - sva > PAGE_SIZE)
 861                 CTR3(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_range: pmap=%p sva=0x%x eva=0x%x",
 862                     pmap, sva, eva);
 863
 864         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
 865                 for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
 866                         invlpg(addr);
 867         PT_UPDATES_FLUSH();
 868 }
 869
 870 PMAP_INLINE void
 871 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
 872 {
 873
 874         CTR1(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_all: pmap=%p", pmap);
 875
 876         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
 877                 invltlb();
 878 }
 879
 880 PMAP_INLINE void
 881 pmap_invalidate_cache(void)
 882 {
 883
 884         wbinvd();
 885 }
 886 #endif /* !SMP */
 887
 888 #define PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD  (2 * 1024 * 1024)
 889
 890 void
 891 pmap_invalidate_cache_range(vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
 892 {
 893
 894         KASSERT((sva & PAGE_MASK) == 0,
 895             ("pmap_invalidate_cache_range: sva not page-aligned"));
 896         KASSERT((eva & PAGE_MASK) == 0,
 897             ("pmap_invalidate_cache_range: eva not page-aligned"));
 898
 899         if (cpu_feature & CPUID_SS)
 900                 ; /* If "Self Snoop" is supported, do nothing. */
 901         else if ((cpu_feature & CPUID_CLFSH) != 0 &&
 902             eva - sva < PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD) {
 903
 904                 /*
 905                  * Otherwise, do per-cache line flush.  Use the mfence
 906                  * instruction to insure that previous stores are
 907                  * included in the write-back.  The processor
 908                  * propagates flush to other processors in the cache
 909                  * coherence domain.
 910                  */
 911                 mfence();
 912                 for (; sva < eva; sva += cpu_clflush_line_size)
 913                         clflush(sva);
 914                 mfence();
 915         } else {
 916
 917                 /*
 918                  * No targeted cache flush methods are supported by CPU,
 919                  * or the supplied range is bigger than 2MB.
 920                  * Globally invalidate cache.
 921                  */
 922                 pmap_invalidate_cache();
 923         }
 924 }
 925
 926 void
 927 pmap_invalidate_cache_pages(vm_page_t *pages, int count)
 928 {
 929         int i;
 930
 931         if (count >= PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD / PAGE_SIZE ||
 932             (cpu_feature & CPUID_CLFSH) == 0) {
 933                 pmap_invalidate_cache();
 934         } else {
 935                 for (i = 0; i < count; i++)
 936                         pmap_flush_page(pages[i]);
 937         }
 938 }
 939
 940 /*
 941  * Are we current address space or kernel?  N.B. We return FALSE when
 942  * a pmap's page table is in use because a kernel thread is borrowing
 943  * it.  The borrowed page table can change spontaneously, making any
 944  * dependence on its continued use subject to a race condition.
 945  */
 946 static __inline int
 947 pmap_is_current(pmap_t pmap)
 948 {
 949
 950         return (pmap == kernel_pmap ||
 951             (pmap == vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace) &&
 952             (pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME) == (PTDpde[0] & PG_FRAME)));
 953 }
 954
 955 /*
 956  * If the given pmap is not the current or kernel pmap, the returned pte must
 957  * be released by passing it to pmap_pte_release().
 958  */
 959 pt_entry_t *
 960 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 961 {
 962         pd_entry_t newpf;
 963         pd_entry_t *pde;
 964
 965         pde = pmap_pde(pmap, va);
 966         if (*pde & PG_PS)
 967                 return (pde);
 968         if (*pde != 0) {
 969                 /* are we current address space or kernel? */
 970                 if (pmap_is_current(pmap))
 971                         return (vtopte(va));
 972                 mtx_lock(&PMAP2mutex);
 973                 newpf = *pde & PG_FRAME;
 974                 if ((*PMAP2 & PG_FRAME) != newpf) {
 975                         PT_SET_MA(PADDR2, newpf | PG_V | PG_A | PG_M);
 976                         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_pte: pmap=%p va=0x%x newpte=0x%08x",
 977                             pmap, va, (*PMAP2 & 0xffffffff));
 978                 }
 979                 return (PADDR2 + (i386_btop(va) & (NPTEPG - 1)));
 980         }
 981         return (NULL);
 982 }
 983
 984 /*
 985  * Releases a pte that was obtained from pmap_pte().  Be prepared for the pte
 986  * being NULL.
 987  */
 988 static __inline void
 989 pmap_pte_release(pt_entry_t *pte)
 990 {
 991
 992         if ((pt_entry_t *)((vm_offset_t)pte & ~PAGE_MASK) == PADDR2) {
 993                 CTR1(KTR_PMAP, "pmap_pte_release: pte=0x%jx",
 994                     *PMAP2);
 995                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
 996                 PT_SET_VA(PMAP2, 0, TRUE);
 997                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
 998                 mtx_unlock(&PMAP2mutex);
 999         }
1000 }
1001
1002 static __inline void
1003 invlcaddr(void *caddr)
1004 {
1005
1006         invlpg((u_int)caddr);
1007         PT_UPDATES_FLUSH();
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning
1012  * the pv lists.  This eliminates many coarse-grained
1013  * invltlb calls.  Note that many of the pv list
1014  * scans are across different pmaps.  It is very wasteful
1015  * to do an entire invltlb for checking a single mapping.
1016  *
1017  * If the given pmap is not the current pmap, pvh_global_lock
1018  * must be held and curthread pinned to a CPU.
1019  */
1020 static pt_entry_t *
1021 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1022 {
1023         pd_entry_t newpf;
1024         pd_entry_t *pde;
1025
1026         pde = pmap_pde(pmap, va);
1027         if (*pde & PG_PS)
1028                 return (pde);
1029         if (*pde != 0) {
1030                 /* are we current address space or kernel? */
1031                 if (pmap_is_current(pmap))
1032                         return (vtopte(va));
1033                 rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1034                 KASSERT(curthread->td_pinned > 0, ("curthread not pinned"));
1035                 newpf = *pde & PG_FRAME;
1036                 if ((*PMAP1 & PG_FRAME) != newpf) {
1037                         PT_SET_MA(PADDR1, newpf | PG_V | PG_A | PG_M);
1038                         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_pte_quick: pmap=%p va=0x%x newpte=0x%08x",
1039                             pmap, va, (u_long)*PMAP1);
1040
1041 #ifdef SMP
1042                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1043 #endif
1044                         PMAP1changed++;
1045                 } else
1046 #ifdef SMP
1047                 if (PMAP1cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
1048                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1049                         invlcaddr(PADDR1);
1050                         PMAP1changedcpu++;
1051                 } else
1052 #endif
1053                         PMAP1unchanged++;
1054                 return (PADDR1 + (i386_btop(va) & (NPTEPG - 1)));
1055         }
1056         return (0);
1057 }
1058
1059 /*
1060  *      Routine:        pmap_extract
1061  *      Function:
1062  *              Extract the physical page address associated
1063  *              with the given map/virtual_address pair.
1064  */
1065 vm_paddr_t
1066 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1067 {
1068         vm_paddr_t rtval;
1069         pt_entry_t *pte;
1070         pd_entry_t pde;
1071         pt_entry_t pteval;
1072
1073         rtval = 0;
1074         PMAP_LOCK(pmap);
1075         pde = pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT];
1076         if (pde != 0) {
1077                 if ((pde & PG_PS) != 0) {
1078                         rtval = xpmap_mtop(pde & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
1079                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1080                         return rtval;
1081                 }
1082                 pte = pmap_pte(pmap, va);
1083                 pteval = *pte ? xpmap_mtop(*pte) : 0;
1084                 rtval = (pteval & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
1085                 pmap_pte_release(pte);
1086         }
1087         PMAP_UNLOCK(pmap);
1088         return (rtval);
1089 }
1090
1091 /*
1092  *      Routine:        pmap_extract_ma
1093  *      Function:
1094  *              Like pmap_extract, but returns machine address
1095  */
1096 vm_paddr_t
1097 pmap_extract_ma(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1098 {
1099         vm_paddr_t rtval;
1100         pt_entry_t *pte;
1101         pd_entry_t pde;
1102
1103         rtval = 0;
1104         PMAP_LOCK(pmap);
1105         pde = pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT];
1106         if (pde != 0) {
1107                 if ((pde & PG_PS) != 0) {
1108                         rtval = (pde & ~PDRMASK) | (va & PDRMASK);
1109                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1110                         return rtval;
1111                 }
1112                 pte = pmap_pte(pmap, va);
1113                 rtval = (*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
1114                 pmap_pte_release(pte);
1115         }
1116         PMAP_UNLOCK(pmap);
1117         return (rtval);
1118 }
1119
1120 /*
1121  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
1122  *      Function:
1123  *              Atomically extract and hold the physical page
1124  *              with the given pmap and virtual address pair
1125  *              if that mapping permits the given protection.
1126  */
1127 vm_page_t
1128 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
1129 {
1130         pd_entry_t pde;
1131         pt_entry_t pte, *ptep;
1132         vm_page_t m;
1133         vm_paddr_t pa;
1134
1135         pa = 0;
1136         m = NULL;
1137         PMAP_LOCK(pmap);
1138 retry:
1139         pde = PT_GET(pmap_pde(pmap, va));
1140         if (pde != 0) {
1141                 if (pde & PG_PS) {
1142                         if ((pde & PG_RW) || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
1143                                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, (pde &
1144                                     PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK), &pa))
1145                                         goto retry;
1146                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE((pde & PG_PS_FRAME) |
1147                                     (va & PDRMASK));
1148                                 vm_page_hold(m);
1149                         }
1150                 } else {
1151                         ptep = pmap_pte(pmap, va);
1152                         pte = PT_GET(ptep);
1153                         pmap_pte_release(ptep);
1154                         if (pte != 0 &&
1155                             ((pte & PG_RW) || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
1156                                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pte & PG_FRAME,
1157                                     &pa))
1158                                         goto retry;
1159                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME);
1160                                 vm_page_hold(m);
1161                         }
1162                 }
1163         }
1164         PA_UNLOCK_COND(pa);
1165         PMAP_UNLOCK(pmap);
1166         return (m);
1167 }
1168
1169 /***************************************************
1170  * Low level mapping routines.....
1171  ***************************************************/
1172
1173 /*
1174  * Add a wired page to the kva.
1175  * Note: not SMP coherent.
1176  *
1177  * This function may be used before pmap_bootstrap() is called.
1178  */
1179 void
1180 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1181 {
1182
1183         PT_SET_MA(va, xpmap_ptom(pa)| PG_RW | PG_V | pgeflag);
1184 }
1185
1186 void
1187 pmap_kenter_ma(vm_offset_t va, vm_paddr_t ma)
1188 {
1189         pt_entry_t *pte;
1190
1191         pte = vtopte(va);
1192         pte_store_ma(pte, ma | PG_RW | PG_V | pgeflag);
1193 }
1194
1195 static __inline void
1196 pmap_kenter_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, int mode)
1197 {
1198
1199         PT_SET_MA(va, pa | PG_RW | PG_V | pgeflag | pmap_cache_bits(mode, 0));
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Remove a page from the kernel pagetables.
1204  * Note: not SMP coherent.
1205  *
1206  * This function may be used before pmap_bootstrap() is called.
1207  */
1208 PMAP_INLINE void
1209 pmap_kremove(vm_offset_t va)
1210 {
1211         pt_entry_t *pte;
1212
1213         pte = vtopte(va);
1214         PT_CLEAR_VA(pte, FALSE);
1215 }
1216
1217 /*
1218  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
1219  *      virtual address space.
1220  *
1221  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
1222  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
1223  *      physical to virtual region can return the appropriate address
1224  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
1225  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
1226  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
1227  *      region.
1228  */
1229 vm_offset_t
1230 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1231 {
1232         vm_offset_t va, sva;
1233
1234         va = sva = *virt;
1235         CTR4(KTR_PMAP, "pmap_map: va=0x%x start=0x%jx end=0x%jx prot=0x%x",
1236             va, start, end, prot);
1237         while (start < end) {
1238                 pmap_kenter(va, start);
1239                 va += PAGE_SIZE;
1240                 start += PAGE_SIZE;
1241         }
1242         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1243         *virt = va;
1244         return (sva);
1245 }
1246
1247
1248 /*
1249  * Add a list of wired pages to the kva
1250  * this routine is only used for temporary
1251  * kernel mappings that do not need to have
1252  * page modification or references recorded.
1253  * Note that old mappings are simply written
1254  * over.  The page *must* be wired.
1255  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1256  */
1257 void
1258 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
1259 {
1260         pt_entry_t *endpte, *pte;
1261         vm_paddr_t pa;
1262         vm_offset_t va = sva;
1263         int mclcount = 0;
1264         multicall_entry_t mcl[16];
1265         multicall_entry_t *mclp = mcl;
1266         int error;
1267
1268         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_qenter:sva=0x%x count=%d", va, count);
1269         pte = vtopte(sva);
1270         endpte = pte + count;
1271         while (pte < endpte) {
1272                 pa = VM_PAGE_TO_MACH(*ma) | pgeflag | PG_RW | PG_V | PG_M | PG_A;
1273
1274                 mclp->op = __HYPERVISOR_update_va_mapping;
1275                 mclp->args[0] = va;
1276                 mclp->args[1] = (uint32_t)(pa & 0xffffffff);
1277                 mclp->args[2] = (uint32_t)(pa >> 32);
1278                 mclp->args[3] = (*pte & PG_V) ? UVMF_INVLPG|UVMF_ALL : 0;
1279
1280                 va += PAGE_SIZE;
1281                 pte++;
1282                 ma++;
1283                 mclp++;
1284                 mclcount++;
1285                 if (mclcount == 16) {
1286                         error = HYPERVISOR_multicall(mcl, mclcount);
1287                         mclp = mcl;
1288                         mclcount = 0;
1289                         KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
1290                 }
1291         }
1292         if (mclcount) {
1293                 error = HYPERVISOR_multicall(mcl, mclcount);
1294                 KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
1295         }
1296
1297 #ifdef INVARIANTS
1298         for (pte = vtopte(sva), mclcount = 0; mclcount < count; mclcount++, pte++)
1299                 KASSERT(*pte, ("pte not set for va=0x%x", sva + mclcount*PAGE_SIZE));
1300 #endif
1301 }
1302
1303 /*
1304  * This routine tears out page mappings from the
1305  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1306  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1307  */
1308 void
1309 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
1310 {
1311         vm_offset_t va;
1312
1313         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_qremove: sva=0x%x count=%d", sva, count);
1314         va = sva;
1315         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1316         critical_enter();
1317         while (count-- > 0) {
1318                 pmap_kremove(va);
1319                 va += PAGE_SIZE;
1320         }
1321         PT_UPDATES_FLUSH();
1322         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1323         critical_exit();
1324         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1325 }
1326
1327 /***************************************************
1328  * Page table page management routines.....
1329  ***************************************************/
1330 static __inline void
1331 pmap_free_zero_pages(vm_page_t free)
1332 {
1333         vm_page_t m;
1334
1335         while (free != NULL) {
1336                 m = free;
1337                 free = (void *)m->object;
1338                 m->object = NULL;
1339                 vm_page_free_zero(m);
1340         }
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Decrements a page table page's wire count, which is used to record the
1345  * number of valid page table entries within the page.  If the wire count
1346  * drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
1347  * page table page was unmapped and FALSE otherwise.
1348  */
1349 static inline boolean_t
1350 pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free)
1351 {
1352
1353         --m->wire_count;
1354         if (m->wire_count == 0) {
1355                 _pmap_unwire_ptp(pmap, m, free);
1356                 return (TRUE);
1357         } else
1358                 return (FALSE);
1359 }
1360
1361 static void
1362 _pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free)
1363 {
1364         vm_offset_t pteva;
1365
1366         PT_UPDATES_FLUSH();
1367         /*
1368          * unmap the page table page
1369          */
1370         xen_pt_unpin(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1371         /*
1372          * page *might* contain residual mapping :-/
1373          */
1374         PD_CLEAR_VA(pmap, m->pindex, TRUE);
1375         pmap_zero_page(m);
1376         --pmap->pm_stats.resident_count;
1377
1378         /*
1379          * This is a release store so that the ordinary store unmapping
1380          * the page table page is globally performed before TLB shoot-
1381          * down is begun.
1382          */
1383         atomic_subtract_rel_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1384
1385         /*
1386          * Do an invltlb to make the invalidated mapping
1387          * take effect immediately.
1388          */
1389         pteva = VM_MAXUSER_ADDRESS + i386_ptob(m->pindex);
1390         pmap_invalidate_page(pmap, pteva);
1391
1392         /*
1393          * Put page on a list so that it is released after
1394          * *ALL* TLB shootdown is done
1395          */
1396         m->object = (void *)*free;
1397         *free = m;
1398 }
1399
1400 /*
1401  * After removing a page table entry, this routine is used to
1402  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1403  */
1404 static int
1405 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
1406 {
1407         pd_entry_t ptepde;
1408         vm_page_t mpte;
1409
1410         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1411                 return (0);
1412         ptepde = PT_GET(pmap_pde(pmap, va));
1413         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(ptepde & PG_FRAME);
1414         return (pmap_unwire_ptp(pmap, mpte, free));
1415 }
1416
1417 /*
1418  * Initialize the pmap for the swapper process.
1419  */
1420 void
1421 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1422 {
1423
1424         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1425         /*
1426          * Since the page table directory is shared with the kernel pmap,
1427          * which is already included in the list "allpmaps", this pmap does
1428          * not need to be inserted into that list.
1429          */
1430         pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (vm_offset_t)IdlePTD);
1431 #ifdef PAE
1432         pmap->pm_pdpt = (pdpt_entry_t *)(KERNBASE + (vm_offset_t)IdlePDPT);
1433 #endif
1434         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
1435         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1436         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1437         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1442  * such as one in a vmspace structure.
1443  */
1444 int
1445 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1446 {
1447         vm_page_t m, ptdpg[NPGPTD + 1];
1448         int npgptd = NPGPTD + 1;
1449         int i;
1450
1451 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1452         mtx_lock(&createdelete_lock);
1453 #endif
1454
1455         /*
1456          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1457          * page directory table.
1458          */
1459         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1460                 pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *)kva_alloc(NBPTD);
1461                 if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1462                         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
1463 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1464                         mtx_unlock(&createdelete_lock);
1465 #endif
1466                         return (0);
1467                 }
1468 #ifdef PAE
1469                 pmap->pm_pdpt = (pd_entry_t *)kva_alloc(1);
1470 #endif
1471         }
1472
1473         /*
1474          * allocate the page directory page(s)
1475          */
1476         for (i = 0; i < npgptd;) {
1477                 m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ |
1478                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
1479                 if (m == NULL)
1480                         VM_WAIT;
1481                 else {
1482                         ptdpg[i++] = m;
1483                 }
1484         }
1485
1486         pmap_qenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, ptdpg, NPGPTD);
1487
1488         for (i = 0; i < NPGPTD; i++)
1489                 if ((ptdpg[i]->flags & PG_ZERO) == 0)
1490                         pagezero(pmap->pm_pdir + (i * NPDEPG));
1491
1492         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1493         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, pmap, pm_list);
1494         /* Copy the kernel page table directory entries. */
1495         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * sizeof(pd_entry_t));
1496         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1497
1498 #ifdef PAE
1499         pmap_qenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdpt, &ptdpg[NPGPTD], 1);
1500         if ((ptdpg[NPGPTD]->flags & PG_ZERO) == 0)
1501                 bzero(pmap->pm_pdpt, PAGE_SIZE);
1502         for (i = 0; i < NPGPTD; i++) {
1503                 vm_paddr_t ma;
1504
1505                 ma = VM_PAGE_TO_MACH(ptdpg[i]);
1506                 pmap->pm_pdpt[i] = ma | PG_V;
1507
1508         }
1509 #endif
1510         for (i = 0; i < NPGPTD; i++) {
1511                 pt_entry_t *pd;
1512                 vm_paddr_t ma;
1513
1514                 ma = VM_PAGE_TO_MACH(ptdpg[i]);
1515                 pd = pmap->pm_pdir + (i * NPDEPG);
1516                 PT_SET_MA(pd, *vtopte((vm_offset_t)pd) & ~(PG_M|PG_A|PG_U|PG_RW));
1517 #if 0
1518                 xen_pgd_pin(ma);
1519 #endif
1520         }
1521
1522 #ifdef PAE
1523         PT_SET_MA(pmap->pm_pdpt, *vtopte((vm_offset_t)pmap->pm_pdpt) & ~PG_RW);
1524 #endif
1525         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1526         xen_flush_queue();
1527         xen_pgdpt_pin(VM_PAGE_TO_MACH(ptdpg[NPGPTD]));
1528         for (i = 0; i < NPGPTD; i++) {
1529                 vm_paddr_t ma = VM_PAGE_TO_MACH(ptdpg[i]);
1530                 PT_SET_VA_MA(&pmap->pm_pdir[PTDPTDI + i], ma | PG_V | PG_A, FALSE);
1531         }
1532         xen_flush_queue();
1533         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1534         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
1535         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1536         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1537
1538 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1539         mtx_unlock(&createdelete_lock);
1540 #endif
1541         return (1);
1542 }
1543
1544 /*
1545  * this routine is called if the page table page is not
1546  * mapped correctly.
1547  */
1548 static vm_page_t
1549 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, u_int ptepindex, int flags)
1550 {
1551         vm_paddr_t ptema;
1552         vm_page_t m;
1553
1554         KASSERT((flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_NOWAIT ||
1555             (flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_WAITOK,
1556             ("_pmap_allocpte: flags is neither M_NOWAIT nor M_WAITOK"));
1557
1558         /*
1559          * Allocate a page table page.
1560          */
1561         if ((m = vm_page_alloc(NULL, ptepindex, VM_ALLOC_NOOBJ |
1562             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL) {
1563                 if (flags & M_WAITOK) {
1564                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1565                         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1566                         VM_WAIT;
1567                         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1568                         PMAP_LOCK(pmap);
1569                 }
1570
1571                 /*
1572                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page table
1573                  * page may have been allocated.
1574                  */
1575                 return (NULL);
1576         }
1577         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1578                 pmap_zero_page(m);
1579
1580         /*
1581          * Map the pagetable page into the process address space, if
1582          * it isn't already there.
1583          */
1584
1585         pmap->pm_stats.resident_count++;
1586
1587         ptema = VM_PAGE_TO_MACH(m);
1588         xen_pt_pin(ptema);
1589         PT_SET_VA_MA(&pmap->pm_pdir[ptepindex],
1590                 (ptema | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M), TRUE);
1591
1592         KASSERT(pmap->pm_pdir[ptepindex],
1593             ("_pmap_allocpte: ptepindex=%d did not get mapped", ptepindex));
1594         return (m);
1595 }
1596
1597 static vm_page_t
1598 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int flags)
1599 {
1600         u_int ptepindex;
1601         pd_entry_t ptema;
1602         vm_page_t m;
1603
1604         KASSERT((flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_NOWAIT ||
1605             (flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_WAITOK,
1606             ("pmap_allocpte: flags is neither M_NOWAIT nor M_WAITOK"));
1607
1608         /*
1609          * Calculate pagetable page index
1610          */
1611         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1612 retry:
1613         /*
1614          * Get the page directory entry
1615          */
1616         ptema = pmap->pm_pdir[ptepindex];
1617
1618         /*
1619          * This supports switching from a 4MB page to a
1620          * normal 4K page.
1621          */
1622         if (ptema & PG_PS) {
1623                 /*
1624                  * XXX
1625                  */
1626                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1627                 ptema = 0;
1628                 pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1629                 pmap_invalidate_all(kernel_pmap);
1630         }
1631
1632         /*
1633          * If the page table page is mapped, we just increment the
1634          * hold count, and activate it.
1635          */
1636         if (ptema & PG_V) {
1637                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(ptema) & PG_FRAME);
1638                 m->wire_count++;
1639         } else {
1640                 /*
1641                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has
1642                  * been deallocated.
1643                  */
1644                 CTR3(KTR_PMAP, "pmap_allocpte: pmap=%p va=0x%08x flags=0x%x",
1645                     pmap, va, flags);
1646                 m = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex, flags);
1647                 if (m == NULL && (flags & M_WAITOK))
1648                         goto retry;
1649
1650                 KASSERT(pmap->pm_pdir[ptepindex], ("ptepindex=%d did not get mapped", ptepindex));
1651         }
1652         return (m);
1653 }
1654
1655
1656 /***************************************************
1657 * Pmap allocation/deallocation routines.
1658  ***************************************************/
1659
1660 #ifdef SMP
1661 /*
1662  * Deal with a SMP shootdown of other users of the pmap that we are
1663  * trying to dispose of.  This can be a bit hairy.
1664  */
1665 static cpuset_t *lazymask;
1666 static u_int lazyptd;
1667 static volatile u_int lazywait;
1668
1669 void pmap_lazyfix_action(void);
1670
1671 void
1672 pmap_lazyfix_action(void)
1673 {
1674
1675 #ifdef COUNT_IPIS
1676         (*ipi_lazypmap_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
1677 #endif
1678         if (rcr3() == lazyptd)
1679                 load_cr3(PCPU_GET(curpcb)->pcb_cr3);
1680         CPU_CLR_ATOMIC(PCPU_GET(cpuid), lazymask);
1681         atomic_store_rel_int(&lazywait, 1);
1682 }
1683
1684 static void
1685 pmap_lazyfix_self(u_int cpuid)
1686 {
1687
1688         if (rcr3() == lazyptd)
1689                 load_cr3(PCPU_GET(curpcb)->pcb_cr3);
1690         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, lazymask);
1691 }
1692
1693
1694 static void
1695 pmap_lazyfix(pmap_t pmap)
1696 {
1697         cpuset_t mymask, mask;
1698         u_int cpuid, spins;
1699         int lsb;
1700
1701         mask = pmap->pm_active;
1702         while (!CPU_EMPTY(&mask)) {
1703                 spins = 50000000;
1704
1705                 /* Find least significant set bit. */
1706                 lsb = CPU_FFS(&mask);
1707                 MPASS(lsb != 0);
1708                 lsb--;
1709                 CPU_SETOF(lsb, &mask);
1710                 mtx_lock_spin(&smp_ipi_mtx);
1711 #ifdef PAE
1712                 lazyptd = vtophys(pmap->pm_pdpt);
1713 #else
1714                 lazyptd = vtophys(pmap->pm_pdir);
1715 #endif
1716                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1717
1718                 /* Use a cpuset just for having an easy check. */
1719                 CPU_SETOF(cpuid, &mymask);
1720                 if (!CPU_CMP(&mask, &mymask)) {
1721                         lazymask = &pmap->pm_active;
1722                         pmap_lazyfix_self(cpuid);
1723                 } else {
1724                         atomic_store_rel_int((u_int *)&lazymask,
1725                             (u_int)&pmap->pm_active);
1726                         atomic_store_rel_int(&lazywait, 0);
1727                         ipi_selected(mask, IPI_LAZYPMAP);
1728                         while (lazywait == 0) {
1729                                 ia32_pause();
1730                                 if (--spins == 0)
1731                                         break;
1732                         }
1733                 }
1734                 mtx_unlock_spin(&smp_ipi_mtx);
1735                 if (spins == 0)
1736                         printf("pmap_lazyfix: spun for 50000000\n");
1737                 mask = pmap->pm_active;
1738         }
1739 }
1740
1741 #else   /* SMP */
1742
1743 /*
1744  * Cleaning up on uniprocessor is easy.  For various reasons, we're
1745  * unlikely to have to even execute this code, including the fact
1746  * that the cleanup is deferred until the parent does a wait(2), which
1747  * means that another userland process has run.
1748  */
1749 static void
1750 pmap_lazyfix(pmap_t pmap)
1751 {
1752         u_int cr3;
1753
1754         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
1755         if (cr3 == rcr3()) {
1756                 load_cr3(PCPU_GET(curpcb)->pcb_cr3);
1757                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &pmap->pm_active);
1758         }
1759 }
1760 #endif  /* SMP */
1761
1762 /*
1763  * Release any resources held by the given physical map.
1764  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1765  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1766  */
1767 void
1768 pmap_release(pmap_t pmap)
1769 {
1770         vm_page_t m, ptdpg[2*NPGPTD+1];
1771         vm_paddr_t ma;
1772         int i;
1773 #ifdef PAE
1774         int npgptd = NPGPTD + 1;
1775 #else
1776         int npgptd = NPGPTD;
1777 #endif
1778
1779         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1780             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1781             pmap->pm_stats.resident_count));
1782         PT_UPDATES_FLUSH();
1783
1784 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1785         mtx_lock(&createdelete_lock);
1786 #endif
1787
1788         pmap_lazyfix(pmap);
1789         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1790         LIST_REMOVE(pmap, pm_list);
1791         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1792
1793         for (i = 0; i < NPGPTD; i++)
1794                 ptdpg[i] = PHYS_TO_VM_PAGE(vtophys(pmap->pm_pdir + (i*NPDEPG)) & PG_FRAME);
1795         pmap_qremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, NPGPTD);
1796 #ifdef PAE
1797         ptdpg[NPGPTD] = PHYS_TO_VM_PAGE(vtophys(pmap->pm_pdpt));
1798 #endif
1799
1800         for (i = 0; i < npgptd; i++) {
1801                 m = ptdpg[i];
1802                 ma = VM_PAGE_TO_MACH(m);
1803                 /* unpinning L1 and L2 treated the same */
1804 #if 0
1805                 xen_pgd_unpin(ma);
1806 #else
1807                 if (i == NPGPTD)
1808                         xen_pgd_unpin(ma);
1809 #endif
1810 #ifdef PAE
1811                 if (i < NPGPTD)
1812                         KASSERT(VM_PAGE_TO_MACH(m) == (pmap->pm_pdpt[i] & PG_FRAME),
1813                             ("pmap_release: got wrong ptd page"));
1814 #endif
1815                 m->wire_count--;
1816                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1817                 vm_page_free(m);
1818         }
1819 #ifdef PAE
1820         pmap_qremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdpt, 1);
1821 #endif
1822
1823 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1824         mtx_unlock(&createdelete_lock);
1825 #endif
1826 }
1827 \f
1828 static int
1829 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1830 {
1831         unsigned long ksize = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - KERNBASE;
1832
1833         return (sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req));
1834 }
1835 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD,
1836     0, 0, kvm_size, "IU", "Size of KVM");
1837
1838 static int
1839 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1840 {
1841         unsigned long kfree = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - kernel_vm_end;
1842
1843         return (sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req));
1844 }
1845 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD,
1846     0, 0, kvm_free, "IU", "Amount of KVM free");
1847
1848 /*
1849  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1850  */
1851 void
1852 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1853 {
1854         struct pmap *pmap;
1855         vm_paddr_t ptppaddr;
1856         vm_page_t nkpg;
1857         pd_entry_t newpdir;
1858
1859         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1860         if (kernel_vm_end == 0) {
1861                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1862                 nkpt = 0;
1863                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1864                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1865                         nkpt++;
1866                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1867                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1868                                 break;
1869                         }
1870                 }
1871         }
1872         addr = roundup2(addr, NBPDR);
1873         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
1874                 addr = kernel_map->max_offset;
1875         while (kernel_vm_end < addr) {
1876                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1877                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1878                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1879                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1880                                 break;
1881                         }
1882                         continue;
1883                 }
1884
1885                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> PDRSHIFT,
1886                     VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
1887                     VM_ALLOC_ZERO);
1888                 if (nkpg == NULL)
1889                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1890
1891                 nkpt++;
1892
1893                 if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1894                         pmap_zero_page(nkpg);
1895                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1896                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1897                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
1898                 PD_SET_VA(kernel_pmap, (kernel_vm_end >> PDRSHIFT), newpdir, TRUE);
1899                 mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1900                 LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list)
1901                         PD_SET_VA(pmap, (kernel_vm_end >> PDRSHIFT), newpdir, TRUE);
1902
1903                 mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1904                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1905
1906                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1907                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1908                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1909                         break;
1910                 }
1911         }
1912 }
1913
1914
1915 /***************************************************
1916  * page management routines.
1917  ***************************************************/
1918
1919 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
1920 CTASSERT(_NPCM == 11);
1921 CTASSERT(_NPCPV == 336);
1922
1923 static __inline struct pv_chunk *
1924 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
1925 {
1926
1927         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
1928 }
1929
1930 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
1931
1932 #define PC_FREE0_9      0xfffffffful    /* Free values for index 0 through 9 */
1933 #define PC_FREE10       0x0000fffful    /* Free values for index 10 */
1934
1935 static const uint32_t pc_freemask[_NPCM] = {
1936         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1937         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1938         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1939         PC_FREE0_9, PC_FREE10
1940 };
1941
1942 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
1943         "Current number of pv entries");
1944
1945 #ifdef PV_STATS
1946 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
1947
1948 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
1949         "Current number of pv entry chunks");
1950 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
1951         "Current number of pv entry chunks allocated");
1952 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
1953         "Current number of pv entry chunks frees");
1954 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
1955         "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
1956
1957 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs;
1958 static int pv_entry_spare;
1959
1960 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
1961         "Current number of pv entry frees");
1962 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
1963         "Current number of pv entry allocs");
1964 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
1965         "Current number of spare pv entries");
1966 #endif
1967
1968 /*
1969  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
1970  * drastic measures to free some pages so we can allocate
1971  * another pv entry chunk.
1972  */
1973 static vm_page_t
1974 pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap)
1975 {
1976         struct pch newtail;
1977         struct pv_chunk *pc;
1978         pmap_t pmap;
1979         pt_entry_t *pte, tpte;
1980         pv_entry_t pv;
1981         vm_offset_t va;
1982         vm_page_t free, m, m_pc;
1983         uint32_t inuse;
1984         int bit, field, freed;
1985
1986         PMAP_LOCK_ASSERT(locked_pmap, MA_OWNED);
1987         pmap = NULL;
1988         free = m_pc = NULL;
1989         TAILQ_INIT(&newtail);
1990         while ((pc = TAILQ_FIRST(&pv_chunks)) != NULL && (pv_vafree == 0 ||
1991             free == NULL)) {
1992                 TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1993                 if (pmap != pc->pc_pmap) {
1994                         if (pmap != NULL) {
1995                                 pmap_invalidate_all(pmap);
1996                                 if (pmap != locked_pmap)
1997                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1998                         }
1999                         pmap = pc->pc_pmap;
2000                         /* Avoid deadlock and lock recursion. */
2001                         if (pmap > locked_pmap)
2002                                 PMAP_LOCK(pmap);
2003                         else if (pmap != locked_pmap && !PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2004                                 pmap = NULL;
2005                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2006                                 continue;
2007                         }
2008                 }
2009
2010                 /*
2011                  * Destroy every non-wired, 4 KB page mapping in the chunk.
2012                  */
2013                 freed = 0;
2014                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2015                         for (inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2016                             inuse != 0; inuse &= ~(1UL << bit)) {
2017                                 bit = bsfl(inuse);
2018                                 pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
2019                                 va = pv->pv_va;
2020                                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2021                                 tpte = *pte;
2022                                 if ((tpte & PG_W) == 0)
2023                                         tpte = pte_load_clear(pte);
2024                                 pmap_pte_release(pte);
2025                                 if ((tpte & PG_W) != 0)
2026                                         continue;
2027                                 KASSERT(tpte != 0,
2028                                     ("pmap_pv_reclaim: pmap %p va %x zero pte",
2029                                     pmap, va));
2030                                 if ((tpte & PG_G) != 0)
2031                                         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2032                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte & PG_FRAME);
2033                                 if ((tpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2034                                         vm_page_dirty(m);
2035                                 if ((tpte & PG_A) != 0)
2036                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2037                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2038                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2039                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2040                                 pc->pc_map[field] |= 1UL << bit;
2041                                 pmap_unuse_pt(pmap, va, &free);
2042                                 freed++;
2043                         }
2044                 }
2045                 if (freed == 0) {
2046                         TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2047                         continue;
2048                 }
2049                 /* Every freed mapping is for a 4 KB page. */
2050                 pmap->pm_stats.resident_count -= freed;
2051                 PV_STAT(pv_entry_frees += freed);
2052                 PV_STAT(pv_entry_spare += freed);
2053                 pv_entry_count -= freed;
2054                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2055                 for (field = 0; field < _NPCM; field++)
2056                         if (pc->pc_map[field] != pc_freemask[field]) {
2057                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2058                                     pc_list);
2059                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2060
2061                                 /*
2062                                  * One freed pv entry in locked_pmap is
2063                                  * sufficient.
2064                                  */
2065                                 if (pmap == locked_pmap)
2066                                         goto out;
2067                                 break;
2068                         }
2069                 if (field == _NPCM) {
2070                         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2071                         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2072                         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2073                         /* Entire chunk is free; return it. */
2074                         m_pc = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2075                         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2076                         pmap_ptelist_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2077                         break;
2078                 }
2079         }
2080 out:
2081         TAILQ_CONCAT(&pv_chunks, &newtail, pc_lru);
2082         if (pmap != NULL) {
2083                 pmap_invalidate_all(pmap);
2084                 if (pmap != locked_pmap)
2085                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2086         }
2087         if (m_pc == NULL && pv_vafree != 0 && free != NULL) {
2088                 m_pc = free;
2089                 free = (void *)m_pc->object;
2090                 /* Recycle a freed page table page. */
2091                 m_pc->wire_count = 1;
2092                 atomic_add_int(&cnt.v_wire_count, 1);
2093         }
2094         pmap_free_zero_pages(free);
2095         return (m_pc);
2096 }
2097
2098 /*
2099  * free the pv_entry back to the free list
2100  */
2101 static void
2102 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
2103 {
2104         struct pv_chunk *pc;
2105         int idx, field, bit;
2106
2107         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2108         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2109         PV_STAT(pv_entry_frees++);
2110         PV_STAT(pv_entry_spare++);
2111         pv_entry_count--;
2112         pc = pv_to_chunk(pv);
2113         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
2114         field = idx / 32;
2115         bit = idx % 32;
2116         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
2117         for (idx = 0; idx < _NPCM; idx++)
2118                 if (pc->pc_map[idx] != pc_freemask[idx]) {
2119                         /*
2120                          * 98% of the time, pc is already at the head of the
2121                          * list.  If it isn't already, move it to the head.
2122                          */
2123                         if (__predict_false(TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk) !=
2124                             pc)) {
2125                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2126                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2127                                     pc_list);
2128                         }
2129                         return;
2130                 }
2131         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2132         free_pv_chunk(pc);
2133 }
2134
2135 static void
2136 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
2137 {
2138         vm_page_t m;
2139
2140         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2141         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2142         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2143         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2144         /* entire chunk is free, return it */
2145         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2146         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2147         vm_page_unwire(m, 0);
2148         vm_page_free(m);
2149         pmap_ptelist_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2150 }
2151
2152 /*
2153  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
2154  * when needed.
2155  */
2156 static pv_entry_t
2157 get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try)
2158 {
2159         static const struct timeval printinterval = { 60, 0 };
2160         static struct timeval lastprint;
2161         int bit, field;
2162         pv_entry_t pv;
2163         struct pv_chunk *pc;
2164         vm_page_t m;
2165
2166         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2167         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2168         PV_STAT(pv_entry_allocs++);
2169         pv_entry_count++;
2170         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
2171                 if (ratecheck(&lastprint, &printinterval))
2172                         printf("Approaching the limit on PV entries, consider "
2173                             "increasing either the vm.pmap.shpgperproc or the "
2174                             "vm.pmap.pv_entry_max tunable.\n");
2175 retry:
2176         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
2177         if (pc != NULL) {
2178                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2179                         if (pc->pc_map[field]) {
2180                                 bit = bsfl(pc->pc_map[field]);
2181                                 break;
2182                         }
2183                 }
2184                 if (field < _NPCM) {
2185                         pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
2186                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
2187                         /* If this was the last item, move it to tail */
2188                         for (field = 0; field < _NPCM; field++)
2189                                 if (pc->pc_map[field] != 0) {
2190                                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
2191                                         return (pv);    /* not full, return */
2192                                 }
2193                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2194                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2195                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
2196                         return (pv);
2197                 }
2198         }
2199         /*
2200          * Access to the ptelist "pv_vafree" is synchronized by the page
2201          * queues lock.  If "pv_vafree" is currently non-empty, it will
2202          * remain non-empty until pmap_ptelist_alloc() completes.
2203          */
2204         if (pv_vafree == 0 || (m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2205             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
2206                 if (try) {
2207                         pv_entry_count--;
2208                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
2209                         return (NULL);
2210                 }
2211                 m = pmap_pv_reclaim(pmap);
2212                 if (m == NULL)
2213                         goto retry;
2214         }
2215         PV_STAT(pc_chunk_count++);
2216         PV_STAT(pc_chunk_allocs++);
2217         pc = (struct pv_chunk *)pmap_ptelist_alloc(&pv_vafree);
2218         pmap_qenter((vm_offset_t)pc, &m, 1);
2219         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
2220                 pagezero(pc);
2221         pc->pc_pmap = pmap;
2222         pc->pc_map[0] = pc_freemask[0] & ~1ul;  /* preallocated bit 0 */
2223         for (field = 1; field < _NPCM; field++)
2224                 pc->pc_map[field] = pc_freemask[field];
2225         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2226         pv = &pc->pc_pventry[0];
2227         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2228         PV_STAT(pv_entry_spare += _NPCPV - 1);
2229         return (pv);
2230 }
2231
2232 static __inline pv_entry_t
2233 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
2234 {
2235         pv_entry_t pv;
2236
2237         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2238         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
2239                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
2240                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
2241                         break;
2242                 }
2243         }
2244         return (pv);
2245 }
2246
2247 static void
2248 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
2249 {
2250         pv_entry_t pv;
2251
2252         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
2253         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
2254         free_pv_entry(pmap, pv);
2255 }
2256
2257 static void
2258 pmap_remove_entry(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
2259 {
2260
2261         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2262         pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
2263         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2264                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Conditionally create a pv entry.
2269  */
2270 static boolean_t
2271 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2272 {
2273         pv_entry_t pv;
2274
2275         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2276         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2277         if (pv_entry_count < pv_entry_high_water &&
2278             (pv = get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
2279                 pv->pv_va = va;
2280                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2281                 return (TRUE);
2282         } else
2283                 return (FALSE);
2284 }
2285
2286 /*
2287  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process
2288  */
2289 static int
2290 pmap_remove_pte(pmap_t pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
2291 {
2292         pt_entry_t oldpte;
2293         vm_page_t m;
2294
2295         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_remove_pte: pmap=%p *ptq=0x%x va=0x%x",
2296             pmap, (u_long)*ptq, va);
2297
2298         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2299         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2300         oldpte = *ptq;
2301         PT_SET_VA_MA(ptq, 0, TRUE);
2302         KASSERT(oldpte != 0,
2303             ("pmap_remove_pte: pmap %p va %x zero pte", pmap, va));
2304         if (oldpte & PG_W)
2305                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
2306         /*
2307          * Machines that don't support invlpg, also don't support
2308          * PG_G.
2309          */
2310         if (oldpte & PG_G)
2311                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
2312         pmap->pm_stats.resident_count -= 1;
2313         if (oldpte & PG_MANAGED) {
2314                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(oldpte) & PG_FRAME);
2315                 if ((oldpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2316                         vm_page_dirty(m);
2317                 if (oldpte & PG_A)
2318                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2319                 pmap_remove_entry(pmap, m, va);
2320         }
2321         return (pmap_unuse_pt(pmap, va, free));
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Remove a single page from a process address space
2326  */
2327 static void
2328 pmap_remove_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
2329 {
2330         pt_entry_t *pte;
2331
2332         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_remove_page: pmap=%p va=0x%x",
2333             pmap, va);
2334
2335         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2336         KASSERT(curthread->td_pinned > 0, ("curthread not pinned"));
2337         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2338         if ((pte = pmap_pte_quick(pmap, va)) == NULL || (*pte & PG_V) == 0)
2339                 return;
2340         pmap_remove_pte(pmap, pte, va, free);
2341         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2342         if (*PMAP1)
2343                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
2344
2345 }
2346
2347 /*
2348  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
2349  *
2350  *      It is assumed that the start and end are properly
2351  *      rounded to the page size.
2352  */
2353 void
2354 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2355 {
2356         vm_offset_t pdnxt;
2357         pd_entry_t ptpaddr;
2358         pt_entry_t *pte;
2359         vm_page_t free = NULL;
2360         int anyvalid;
2361
2362         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_remove: pmap=%p sva=0x%x eva=0x%x",
2363             pmap, sva, eva);
2364
2365         /*
2366          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
2367          */
2368         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
2369                 return;
2370
2371         anyvalid = 0;
2372
2373         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2374         sched_pin();
2375         PMAP_LOCK(pmap);
2376
2377         /*
2378          * special handling of removing one page.  a very
2379          * common operation and easy to short circuit some
2380          * code.
2381          */
2382         if ((sva + PAGE_SIZE == eva) &&
2383             ((pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
2384                 pmap_remove_page(pmap, sva, &free);
2385                 goto out;
2386         }
2387
2388         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
2389                 u_int pdirindex;
2390
2391                 /*
2392                  * Calculate index for next page table.
2393                  */
2394                 pdnxt = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2395                 if (pdnxt < sva)
2396                         pdnxt = eva;
2397                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
2398                         break;
2399
2400                 pdirindex = sva >> PDRSHIFT;
2401                 ptpaddr = pmap->pm_pdir[pdirindex];
2402
2403                 /*
2404                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2405                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2406                  */
2407                 if (ptpaddr == 0)
2408                         continue;
2409
2410                 /*
2411                  * Check for large page.
2412                  */
2413                 if ((ptpaddr & PG_PS) != 0) {
2414                         PD_CLEAR_VA(pmap, pdirindex, TRUE);
2415                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2416                         anyvalid = 1;
2417                         continue;
2418                 }
2419
2420                 /*
2421                  * Limit our scan to either the end of the va represented
2422                  * by the current page table page, or to the end of the
2423                  * range being removed.
2424                  */
2425                 if (pdnxt > eva)
2426                         pdnxt = eva;
2427
2428                 for (pte = pmap_pte_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte++,
2429                     sva += PAGE_SIZE) {
2430                         if ((*pte & PG_V) == 0)
2431                                 continue;
2432
2433                         /*
2434                          * The TLB entry for a PG_G mapping is invalidated
2435                          * by pmap_remove_pte().
2436                          */
2437                         if ((*pte & PG_G) == 0)
2438                                 anyvalid = 1;
2439                         if (pmap_remove_pte(pmap, pte, sva, &free))
2440                                 break;
2441                 }
2442         }
2443         PT_UPDATES_FLUSH();
2444         if (*PMAP1)
2445                 PT_SET_VA_MA(PMAP1, 0, TRUE);
2446 out:
2447         if (anyvalid)
2448                 pmap_invalidate_all(pmap);
2449         sched_unpin();
2450         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2451         PMAP_UNLOCK(pmap);
2452         pmap_free_zero_pages(free);
2453 }
2454
2455 /*
2456  *      Routine:        pmap_remove_all
2457  *      Function:
2458  *              Removes this physical page from
2459  *              all physical maps in which it resides.
2460  *              Reflects back modify bits to the pager.
2461  *
2462  *      Notes:
2463  *              Original versions of this routine were very
2464  *              inefficient because they iteratively called
2465  *              pmap_remove (slow...)
2466  */
2467
2468 void
2469 pmap_remove_all(vm_page_t m)
2470 {
2471         pv_entry_t pv;
2472         pmap_t pmap;
2473         pt_entry_t *pte, tpte;
2474         vm_page_t free;
2475
2476         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2477             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
2478         free = NULL;
2479         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2480         sched_pin();
2481         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2482                 pmap = PV_PMAP(pv);
2483                 PMAP_LOCK(pmap);
2484                 pmap->pm_stats.resident_count--;
2485                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2486                 tpte = *pte;
2487                 PT_SET_VA_MA(pte, 0, TRUE);
2488                 KASSERT(tpte != 0, ("pmap_remove_all: pmap %p va %x zero pte",
2489                     pmap, pv->pv_va));
2490                 if (tpte & PG_W)
2491                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2492                 if (tpte & PG_A)
2493                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2494
2495                 /*
2496                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2497                  */
2498                 if ((tpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2499                         vm_page_dirty(m);
2500                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, &free);
2501                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2502                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2503                 free_pv_entry(pmap, pv);
2504                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2505         }
2506         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2507         PT_UPDATES_FLUSH();
2508         if (*PMAP1)
2509                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
2510         sched_unpin();
2511         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2512         pmap_free_zero_pages(free);
2513 }
2514
2515 /*
2516  *      Set the physical protection on the
2517  *      specified range of this map as requested.
2518  */
2519 void
2520 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2521 {
2522         vm_offset_t pdnxt;
2523         pd_entry_t ptpaddr;
2524         pt_entry_t *pte;
2525         int anychanged;
2526
2527         CTR4(KTR_PMAP, "pmap_protect: pmap=%p sva=0x%x eva=0x%x prot=0x%x",
2528             pmap, sva, eva, prot);
2529
2530         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2531                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2532                 return;
2533         }
2534
2535 #ifdef PAE
2536         if ((prot & (VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)) ==
2537             (VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE))
2538                 return;
2539 #else
2540         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2541                 return;
2542 #endif
2543
2544         anychanged = 0;
2545
2546         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2547         sched_pin();
2548         PMAP_LOCK(pmap);
2549         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
2550                 pt_entry_t obits, pbits;
2551                 u_int pdirindex;
2552
2553                 pdnxt = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2554                 if (pdnxt < sva)
2555                         pdnxt = eva;
2556
2557                 pdirindex = sva >> PDRSHIFT;
2558                 ptpaddr = pmap->pm_pdir[pdirindex];
2559
2560                 /*
2561                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2562                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2563                  */
2564                 if (ptpaddr == 0)
2565                         continue;
2566
2567                 /*
2568                  * Check for large page.
2569                  */
2570                 if ((ptpaddr & PG_PS) != 0) {
2571                         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
2572                                 pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2573 #ifdef PAE
2574                         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
2575                                 pmap->pm_pdir[pdirindex] |= pg_nx;
2576 #endif
2577                         anychanged = 1;
2578                         continue;
2579                 }
2580
2581                 if (pdnxt > eva)
2582                         pdnxt = eva;
2583
2584                 for (pte = pmap_pte_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte++,
2585                     sva += PAGE_SIZE) {
2586                         vm_page_t m;
2587
2588 retry:
2589                         /*
2590                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits in
2591                          * size, PG_RW, PG_A, and PG_M are among the least
2592                          * significant 32 bits.
2593                          */
2594                         obits = pbits = *pte;
2595                         if ((pbits & PG_V) == 0)
2596                                 continue;
2597
2598                         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
2599                                 if ((pbits & (PG_MANAGED | PG_M | PG_RW)) ==
2600                                     (PG_MANAGED | PG_M | PG_RW)) {
2601                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(pbits) &
2602                                             PG_FRAME);
2603                                         vm_page_dirty(m);
2604                                 }
2605                                 pbits &= ~(PG_RW | PG_M);
2606                         }
2607 #ifdef PAE
2608                         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
2609                                 pbits |= pg_nx;
2610 #endif
2611
2612                         if (pbits != obits) {
2613                                 obits = *pte;
2614                                 PT_SET_VA_MA(pte, pbits, TRUE);
2615                                 if (*pte != pbits)
2616                                         goto retry;
2617                                 if (obits & PG_G)
2618                                         pmap_invalidate_page(pmap, sva);
2619                                 else
2620                                         anychanged = 1;
2621                         }
2622                 }
2623         }
2624         PT_UPDATES_FLUSH();
2625         if (*PMAP1)
2626                 PT_SET_VA_MA(PMAP1, 0, TRUE);
2627         if (anychanged)
2628                 pmap_invalidate_all(pmap);
2629         sched_unpin();
2630         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2631         PMAP_UNLOCK(pmap);
2632 }
2633
2634 /*
2635  *      Insert the given physical page (p) at
2636  *      the specified virtual address (v) in the
2637  *      target physical map with the protection requested.
2638  *
2639  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2640  *      that the related pte can not be reclaimed.
2641  *
2642  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2643  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2644  *      insert this page into the given map NOW.
2645  */
2646 void
2647 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t access, vm_page_t m,
2648     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
2649 {
2650         pd_entry_t *pde;
2651         pt_entry_t *pte;
2652         pt_entry_t newpte, origpte;
2653         pv_entry_t pv;
2654         vm_paddr_t opa, pa;
2655         vm_page_t mpte, om;
2656         boolean_t invlva;
2657
2658         CTR6(KTR_PMAP, "pmap_enter: pmap=%08p va=0x%08x access=0x%x ma=0x%08x prot=0x%x wired=%d",
2659             pmap, va, access, VM_PAGE_TO_MACH(m), prot, wired);
2660         va = trunc_page(va);
2661         KASSERT(va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS, ("pmap_enter: toobig"));
2662         KASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS || va >= UPT_MAX_ADDRESS,
2663             ("pmap_enter: invalid to pmap_enter page table pages (va: 0x%x)",
2664             va));
2665         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 && !vm_page_xbusied(m))
2666                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
2667
2668         mpte = NULL;
2669
2670         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2671         PMAP_LOCK(pmap);
2672         sched_pin();
2673
2674         /*
2675          * In the case that a page table page is not
2676          * resident, we are creating it here.
2677          */
2678         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2679                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va, M_WAITOK);
2680         }
2681
2682         pde = pmap_pde(pmap, va);
2683         if ((*pde & PG_PS) != 0)
2684                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2685         pte = pmap_pte_quick(pmap, va);
2686
2687         /*
2688          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2689          */
2690         if (pte == NULL) {
2691                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=%#jx, va=%#x",
2692                         (uintmax_t)pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT], va);
2693         }
2694
2695         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2696         om = NULL;
2697         opa = origpte = 0;
2698
2699 #if 0
2700         KASSERT((*pte & PG_V) || (*pte == 0), ("address set but not valid pte=%p *pte=0x%016jx",
2701                 pte, *pte));
2702 #endif
2703         origpte = *pte;
2704         if (origpte)
2705                 origpte = xpmap_mtop(origpte);
2706         opa = origpte & PG_FRAME;
2707
2708         /*
2709          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2710          */
2711         if (origpte && (opa == pa)) {
2712                 /*
2713                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2714                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2715                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2716                  * the PT page will be also.
2717                  */
2718                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2719                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2720                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2721                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2722
2723                 /*
2724                  * Remove extra pte reference
2725                  */
2726                 if (mpte)
2727                         mpte->wire_count--;
2728
2729                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2730                         om = m;
2731                         pa |= PG_MANAGED;
2732                 }
2733                 goto validate;
2734         }
2735
2736         pv = NULL;
2737
2738         /*
2739          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2740          * handle validating new mapping.
2741          */
2742         if (opa) {
2743                 if (origpte & PG_W)
2744                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2745                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2746                         om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2747                         pv = pmap_pvh_remove(&om->md, pmap, va);
2748                 } else if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
2749                         printf("va=0x%x is unmanaged :-( \n", va);
2750
2751                 if (mpte != NULL) {
2752                         mpte->wire_count--;
2753                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
2754                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
2755                              " va: 0x%x", va));
2756                 }
2757         } else
2758                 pmap->pm_stats.resident_count++;
2759
2760         /*
2761          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2762          */
2763         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2764                 KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva,
2765                     ("pmap_enter: managed mapping within the clean submap"));
2766                 if (pv == NULL)
2767                         pv = get_pv_entry(pmap, FALSE);
2768                 pv->pv_va = va;
2769                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2770                 pa |= PG_MANAGED;
2771         } else if (pv != NULL)
2772                 free_pv_entry(pmap, pv);
2773
2774         /*
2775          * Increment counters
2776          */
2777         if (wired)
2778                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2779
2780 validate:
2781         /*
2782          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2783          */
2784         newpte = (pt_entry_t)(pa | PG_V);
2785         if ((prot & VM_PROT_WRITE) != 0) {
2786                 newpte |= PG_RW;
2787                 if ((newpte & PG_MANAGED) != 0)
2788                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2789         }
2790 #ifdef PAE
2791         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
2792                 newpte |= pg_nx;
2793 #endif
2794         if (wired)
2795                 newpte |= PG_W;
2796         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
2797                 newpte |= PG_U;
2798         if (pmap == kernel_pmap)
2799                 newpte |= pgeflag;
2800
2801         critical_enter();
2802         /*
2803          * if the mapping or permission bits are different, we need
2804          * to update the pte.
2805          */
2806         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2807                 if (origpte) {
2808                         invlva = FALSE;
2809                         origpte = *pte;
2810                         PT_SET_VA(pte, newpte | PG_A, FALSE);
2811                         if (origpte & PG_A) {
2812                                 if (origpte & PG_MANAGED)
2813                                         vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
2814                                 if (opa != VM_PAGE_TO_PHYS(m))
2815                                         invlva = TRUE;
2816 #ifdef PAE
2817                                 if ((origpte & PG_NX) == 0 &&
2818                                     (newpte & PG_NX) != 0)
2819                                         invlva = TRUE;
2820 #endif
2821                         }
2822                         if ((origpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW)) {
2823                                 if ((origpte & PG_MANAGED) != 0)
2824                                         vm_page_dirty(om);
2825                                 if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
2826                                         invlva = TRUE;
2827                         }
2828                         if ((origpte & PG_MANAGED) != 0 &&
2829                             TAILQ_EMPTY(&om->md.pv_list))
2830                                 vm_page_aflag_clear(om, PGA_WRITEABLE);
2831                         if (invlva)
2832                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2833                 } else{
2834                         PT_SET_VA(pte, newpte | PG_A, FALSE);
2835                 }
2836
2837         }
2838         PT_UPDATES_FLUSH();
2839         critical_exit();
2840         if (*PMAP1)
2841                 PT_SET_VA_MA(PMAP1, 0, TRUE);
2842         sched_unpin();
2843         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2844         PMAP_UNLOCK(pmap);
2845 }
2846
2847 /*
2848  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2849  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2850  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2851  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2852  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2853  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2854  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2855  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2856  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2857  * corresponding offset from m_start are mapped.
2858  */
2859 void
2860 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2861     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2862 {
2863         vm_page_t m, mpte;
2864         vm_pindex_t diff, psize;
2865         multicall_entry_t mcl[16];
2866         multicall_entry_t *mclp = mcl;
2867         int error, count = 0;
2868
2869         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
2870
2871         psize = atop(end - start);
2872         mpte = NULL;
2873         m = m_start;
2874         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2875         PMAP_LOCK(pmap);
2876         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2877                 mpte = pmap_enter_quick_locked(&mclp, &count, pmap, start + ptoa(diff), m,
2878                     prot, mpte);
2879                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2880                 if (count == 16) {
2881                         error = HYPERVISOR_multicall(mcl, count);
2882                         KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2883                         mclp = mcl;
2884                         count = 0;
2885                 }
2886         }
2887         if (count) {
2888                 error = HYPERVISOR_multicall(mcl, count);
2889                 KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2890         }
2891         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2892         PMAP_UNLOCK(pmap);
2893 }
2894
2895 /*
2896  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2897  * 1. Current pmap & pmap exists.
2898  * 2. Not wired.
2899  * 3. Read access.
2900  * 4. No page table pages.
2901  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2902  */
2903
2904 void
2905 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2906 {
2907         multicall_entry_t mcl, *mclp;
2908         int count = 0;
2909         mclp = &mcl;
2910
2911         CTR4(KTR_PMAP, "pmap_enter_quick: pmap=%p va=0x%x m=%p prot=0x%x",
2912             pmap, va, m, prot);
2913
2914         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2915         PMAP_LOCK(pmap);
2916         (void)pmap_enter_quick_locked(&mclp, &count, pmap, va, m, prot, NULL);
2917         if (count)
2918                 HYPERVISOR_multicall(&mcl, count);
2919         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2920         PMAP_UNLOCK(pmap);
2921 }
2922
2923 #ifdef notyet
2924 void
2925 pmap_enter_quick_range(pmap_t pmap, vm_offset_t *addrs, vm_page_t *pages, vm_prot_t *prots, int count)
2926 {
2927         int i, error, index = 0;
2928         multicall_entry_t mcl[16];
2929         multicall_entry_t *mclp = mcl;
2930
2931         PMAP_LOCK(pmap);
2932         for (i = 0; i < count; i++, addrs++, pages++, prots++) {
2933                 if (!pmap_is_prefaultable_locked(pmap, *addrs))
2934                         continue;
2935
2936                 (void) pmap_enter_quick_locked(&mclp, &index, pmap, *addrs, *pages, *prots, NULL);
2937                 if (index == 16) {
2938                         error = HYPERVISOR_multicall(mcl, index);
2939                         mclp = mcl;
2940                         index = 0;
2941                         KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2942                 }
2943         }
2944         if (index) {
2945                 error = HYPERVISOR_multicall(mcl, index);
2946                 KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2947         }
2948
2949         PMAP_UNLOCK(pmap);
2950 }
2951 #endif
2952
2953 static vm_page_t
2954 pmap_enter_quick_locked(multicall_entry_t **mclpp, int *count, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2955     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte)
2956 {
2957         pt_entry_t *pte;
2958         vm_paddr_t pa;
2959         vm_page_t free;
2960         multicall_entry_t *mcl = *mclpp;
2961
2962         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2963             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
2964             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2965         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2966         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2967
2968         /*
2969          * In the case that a page table page is not
2970          * resident, we are creating it here.
2971          */
2972         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2973                 u_int ptepindex;
2974                 pd_entry_t ptema;
2975
2976                 /*
2977                  * Calculate pagetable page index
2978                  */
2979                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2980                 if (mpte && (mpte->pindex == ptepindex)) {
2981                         mpte->wire_count++;
2982                 } else {
2983                         /*
2984                          * Get the page directory entry
2985                          */
2986                         ptema = pmap->pm_pdir[ptepindex];
2987
2988                         /*
2989                          * If the page table page is mapped, we just increment
2990                          * the hold count, and activate it.
2991                          */
2992                         if (ptema & PG_V) {
2993                                 if (ptema & PG_PS)
2994                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2995                                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(ptema) & PG_FRAME);
2996                                 mpte->wire_count++;
2997                         } else {
2998                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex,
2999                                     M_NOWAIT);
3000                                 if (mpte == NULL)
3001                                         return (mpte);
3002                         }
3003                 }
3004         } else {
3005                 mpte = NULL;
3006         }
3007
3008         /*
3009          * This call to vtopte makes the assumption that we are
3010          * entering the page into the current pmap.  In order to support
3011          * quick entry into any pmap, one would likely use pmap_pte_quick.
3012          * But that isn't as quick as vtopte.
3013          */
3014         KASSERT(pmap_is_current(pmap), ("entering pages in non-current pmap"));
3015         pte = vtopte(va);
3016         if (*pte & PG_V) {
3017                 if (mpte != NULL) {
3018                         mpte->wire_count--;
3019                         mpte = NULL;
3020                 }
3021                 return (mpte);
3022         }
3023
3024         /*
3025          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
3026          */
3027         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
3028             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m)) {
3029                 if (mpte != NULL) {
3030                         free = NULL;
3031                         if (pmap_unwire_ptp(pmap, mpte, &free)) {
3032                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
3033                                 pmap_free_zero_pages(free);
3034                         }
3035
3036                         mpte = NULL;
3037                 }
3038                 return (mpte);
3039         }
3040
3041         /*
3042          * Increment counters
3043          */
3044         pmap->pm_stats.resident_count++;
3045
3046         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3047 #ifdef PAE
3048         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
3049                 pa |= pg_nx;
3050 #endif
3051
3052 #if 0
3053         /*
3054          * Now validate mapping with RO protection
3055          */
3056         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3057                 pte_store(pte, pa | PG_V | PG_U);
3058         else
3059                 pte_store(pte, pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED);
3060 #else
3061         /*
3062          * Now validate mapping with RO protection
3063          */
3064         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3065                 pa =    xpmap_ptom(pa | PG_V | PG_U);
3066         else
3067                 pa = xpmap_ptom(pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED);
3068
3069         mcl->op = __HYPERVISOR_update_va_mapping;
3070         mcl->args[0] = va;
3071         mcl->args[1] = (uint32_t)(pa & 0xffffffff);
3072         mcl->args[2] = (uint32_t)(pa >> 32);
3073         mcl->args[3] = 0;
3074         *mclpp = mcl + 1;
3075         *count = *count + 1;
3076 #endif
3077         return (mpte);
3078 }
3079
3080 /*
3081  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
3082  * to be used for panic dumps.
3083  */
3084 void *
3085 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
3086 {
3087         vm_offset_t va;
3088         vm_paddr_t ma = xpmap_ptom(pa);
3089
3090         va = (vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE);
3091         PT_SET_MA(va, (ma & ~PAGE_MASK) | PG_V | pgeflag);
3092         invlpg(va);
3093         return ((void *)crashdumpmap);
3094 }
3095
3096 /*
3097  * This code maps large physical mmap regions into the
3098  * processor address space.  Note that some shortcuts
3099  * are taken, but the code works.
3100  */
3101 void
3102 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
3103     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
3104 {
3105         pd_entry_t *pde;
3106         vm_paddr_t pa, ptepa;
3107         vm_page_t p;
3108         int pat_mode;
3109
3110         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3111         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
3112             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
3113         if (pseflag &&
3114             (addr & (NBPDR - 1)) == 0 && (size & (NBPDR - 1)) == 0) {
3115                 if (!vm_object_populate(object, pindex, pindex + atop(size)))
3116                         return;
3117                 p = vm_page_lookup(object, pindex);
3118                 KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
3119                     ("pmap_object_init_pt: invalid page %p", p));
3120                 pat_mode = p->md.pat_mode;
3121
3122                 /*
3123                  * Abort the mapping if the first page is not physically
3124                  * aligned to a 2/4MB page boundary.
3125                  */
3126                 ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(p);
3127                 if (ptepa & (NBPDR - 1))
3128                         return;
3129
3130                 /*
3131                  * Skip the first page.  Abort the mapping if the rest of
3132                  * the pages are not physically contiguous or have differing
3133                  * memory attributes.
3134                  */
3135                 p = TAILQ_NEXT(p, listq);
3136                 for (pa = ptepa + PAGE_SIZE; pa < ptepa + size;
3137                     pa += PAGE_SIZE) {
3138                         KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
3139                             ("pmap_object_init_pt: invalid page %p", p));
3140                         if (pa != VM_PAGE_TO_PHYS(p) ||
3141                             pat_mode != p->md.pat_mode)
3142                                 return;
3143                         p = TAILQ_NEXT(p, listq);
3144                 }
3145
3146                 /*
3147                  * Map using 2/4MB pages.  Since "ptepa" is 2/4M aligned and
3148                  * "size" is a multiple of 2/4M, adding the PAT setting to
3149                  * "pa" will not affect the termination of this loop.
3150                  */
3151                 PMAP_LOCK(pmap);
3152                 for (pa = ptepa | pmap_cache_bits(pat_mode, 1); pa < ptepa +
3153                     size; pa += NBPDR) {
3154                         pde = pmap_pde(pmap, addr);
3155                         if (*pde == 0) {
3156                                 pde_store(pde, pa | PG_PS | PG_M | PG_A |
3157                                     PG_U | PG_RW | PG_V);
3158                                 pmap->pm_stats.resident_count += NBPDR /
3159                                     PAGE_SIZE;
3160                                 pmap_pde_mappings++;
3161                         }
3162                         /* Else continue on if the PDE is already valid. */
3163                         addr += NBPDR;
3164                 }
3165                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3166         }
3167 }
3168
3169 /*
3170  *      Routine:        pmap_change_wiring
3171  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
3172  *                      pair.
3173  *      In/out conditions:
3174  *                      The mapping must already exist in the pmap.
3175  */
3176 void
3177 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
3178 {
3179         pt_entry_t *pte;
3180
3181         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3182         PMAP_LOCK(pmap);
3183         pte = pmap_pte(pmap, va);
3184
3185         if (wired && !pmap_pte_w(pte)) {
3186                 PT_SET_VA_MA((pte), *(pte) | PG_W, TRUE);
3187                 pmap->pm_stats.wired_count++;
3188         } else if (!wired && pmap_pte_w(pte)) {
3189                 PT_SET_VA_MA((pte), *(pte) & ~PG_W, TRUE);
3190                 pmap->pm_stats.wired_count--;
3191         }
3192
3193         /*
3194          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
3195          * invalidate TLB.
3196          */
3197         pmap_pte_release(pte);
3198         PMAP_UNLOCK(pmap);
3199         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3200 }
3201
3202
3203
3204 /*
3205  *      Copy the range specified by src_addr/len
3206  *      from the source map to the range dst_addr/len
3207  *      in the destination map.
3208  *
3209  *      This routine is only advisory and need not do anything.
3210  */
3211
3212 void
3213 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
3214     vm_offset_t src_addr)
3215 {
3216         vm_page_t   free;
3217         vm_offset_t addr;
3218         vm_offset_t end_addr = src_addr + len;
3219         vm_offset_t pdnxt;
3220
3221         if (dst_addr != src_addr)
3222                 return;
3223
3224         if (!pmap_is_current(src_pmap)) {
3225                 CTR2(KTR_PMAP,
3226                     "pmap_copy, skipping: pdir[PTDPTDI]=0x%jx PTDpde[0]=0x%jx",
3227                     (src_pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME), (PTDpde[0] & PG_FRAME));
3228
3229                 return;
3230         }
3231         CTR5(KTR_PMAP, "pmap_copy:  dst_pmap=%p src_pmap=%p dst_addr=0x%x len=%d src_addr=0x%x",
3232             dst_pmap, src_pmap, dst_addr, len, src_addr);
3233
3234 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
3235         mtx_lock(&createdelete_lock);
3236 #endif
3237
3238         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3239         if (dst_pmap < src_pmap) {
3240                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
3241                 PMAP_LOCK(src_pmap);
3242         } else {
3243                 PMAP_LOCK(src_pmap);
3244                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
3245         }
3246         sched_pin();
3247         for (addr = src_addr; addr < end_addr; addr = pdnxt) {
3248                 pt_entry_t *src_pte, *dst_pte;
3249                 vm_page_t dstmpte, srcmpte;
3250                 pd_entry_t srcptepaddr;
3251                 u_int ptepindex;
3252
3253                 KASSERT(addr < UPT_MIN_ADDRESS,
3254                     ("pmap_copy: invalid to pmap_copy page tables"));
3255
3256                 pdnxt = (addr + NBPDR) & ~PDRMASK;
3257                 if (pdnxt < addr)
3258                         pdnxt = end_addr;
3259                 ptepindex = addr >> PDRSHIFT;
3260
3261                 srcptepaddr = PT_GET(&src_pmap->pm_pdir[ptepindex]);
3262                 if (srcptepaddr == 0)
3263                         continue;
3264
3265                 if (srcptepaddr & PG_PS) {
3266                         if (dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] == 0) {
3267                                 PD_SET_VA(dst_pmap, ptepindex, srcptepaddr & ~PG_W, TRUE);
3268                                 dst_pmap->pm_stats.resident_count +=
3269                                     NBPDR / PAGE_SIZE;
3270                         }
3271                         continue;
3272                 }
3273
3274                 srcmpte = PHYS_TO_VM_PAGE(srcptepaddr & PG_FRAME);
3275                 KASSERT(srcmpte->wire_count > 0,
3276                     ("pmap_copy: source page table page is unused"));
3277
3278                 if (pdnxt > end_addr)
3279                         pdnxt = end_addr;
3280
3281                 src_pte = vtopte(addr);
3282                 while (addr < pdnxt) {
3283                         pt_entry_t ptetemp;
3284                         ptetemp = *src_pte;
3285                         /*
3286                          * we only virtual copy managed pages
3287                          */
3288                         if ((ptetemp & PG_MANAGED) != 0) {
3289                                 dstmpte = pmap_allocpte(dst_pmap, addr,
3290                                     M_NOWAIT);
3291                                 if (dstmpte == NULL)
3292                                         goto out;
3293                                 dst_pte = pmap_pte_quick(dst_pmap, addr);
3294                                 if (*dst_pte == 0 &&
3295                                     pmap_try_insert_pv_entry(dst_pmap, addr,
3296                                     PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(ptetemp) & PG_FRAME))) {
3297                                         /*
3298                                          * Clear the wired, modified, and
3299                                          * accessed (referenced) bits
3300                                          * during the copy.
3301                                          */
3302                                         KASSERT(ptetemp != 0, ("src_pte not set"));
3303                                         PT_SET_VA_MA(dst_pte, ptetemp & ~(PG_W | PG_M | PG_A), TRUE /* XXX debug */);
3304                                         KASSERT(*dst_pte == (ptetemp & ~(PG_W | PG_M | PG_A)),
3305                                             ("no pmap copy expected: 0x%jx saw: 0x%jx",
3306                                                 ptetemp &  ~(PG_W | PG_M | PG_A), *dst_pte));
3307                                         dst_pmap->pm_stats.resident_count++;
3308                                 } else {
3309                                         free = NULL;
3310                                         if (pmap_unwire_ptp(dst_pmap, dstmpte,
3311                                             &free)) {
3312                                                 pmap_invalidate_page(dst_pmap,
3313                                                     addr);
3314                                                 pmap_free_zero_pages(free);
3315                                         }
3316                                         goto out;
3317                                 }
3318                                 if (dstmpte->wire_count >= srcmpte->wire_count)
3319                                         break;
3320                         }
3321                         addr += PAGE_SIZE;
3322                         src_pte++;
3323                 }
3324         }
3325 out:
3326         PT_UPDATES_FLUSH();
3327         sched_unpin();
3328         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3329         PMAP_UNLOCK(src_pmap);
3330         PMAP_UNLOCK(dst_pmap);
3331
3332 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
3333         mtx_unlock(&createdelete_lock);
3334 #endif
3335 }
3336
3337 static __inline void
3338 pagezero(void *page)
3339 {
3340 #if defined(I686_CPU)
3341         if (cpu_class == CPUCLASS_686) {
3342 #if defined(CPU_ENABLE_SSE)
3343                 if (cpu_feature & CPUID_SSE2)
3344                         sse2_pagezero(page);
3345                 else
3346 #endif
3347                         i686_pagezero(page);
3348         } else
3349 #endif
3350                 bzero(page, PAGE_SIZE);
3351 }
3352
3353 /*
3354  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping
3355  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
3356  */
3357 void
3358 pmap_zero_page(vm_page_t m)
3359 {
3360         struct sysmaps *sysmaps;
3361
3362         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3363         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3364         if (*sysmaps->CMAP2)
3365                 panic("pmap_zero_page: CMAP2 busy");
3366         sched_pin();
3367         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M);
3368         pagezero(sysmaps->CADDR2);
3369         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3370         sched_unpin();
3371         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3372 }
3373
3374 /*
3375  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping
3376  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
3377  *
3378  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
3379  */
3380 void
3381 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
3382 {
3383         struct sysmaps *sysmaps;
3384
3385         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3386         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3387         if (*sysmaps->CMAP2)
3388                 panic("pmap_zero_page_area: CMAP2 busy");
3389         sched_pin();
3390         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M);
3391
3392         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE)
3393                 pagezero(sysmaps->CADDR2);
3394         else
3395                 bzero((char *)sysmaps->CADDR2 + off, size);
3396         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3397         sched_unpin();
3398         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3399 }
3400
3401 /*
3402  *      pmap_zero_page_idle zeros the specified hardware page by mapping
3403  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.  This
3404  *      is intended to be called from the vm_pagezero process only and
3405  *      outside of Giant.
3406  */
3407 void
3408 pmap_zero_page_idle(vm_page_t m)
3409 {
3410
3411         if (*CMAP3)
3412                 panic("pmap_zero_page_idle: CMAP3 busy");
3413         sched_pin();
3414         PT_SET_MA(CADDR3, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M);
3415         pagezero(CADDR3);
3416         PT_SET_MA(CADDR3, 0);
3417         sched_unpin();
3418 }
3419
3420 /*
3421  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
3422  *      page by mapping the page into virtual memory and using
3423  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
3424  *      time.
3425  */
3426 void
3427 pmap_copy_page(vm_page_t src, vm_page_t dst)
3428 {
3429         struct sysmaps *sysmaps;
3430
3431         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3432         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3433         if (*sysmaps->CMAP1)
3434                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
3435         if (*sysmaps->CMAP2)
3436                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
3437         sched_pin();
3438         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, PG_V | VM_PAGE_TO_MACH(src) | PG_A);
3439         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(dst) | PG_A | PG_M);
3440         bcopy(sysmaps->CADDR1, sysmaps->CADDR2, PAGE_SIZE);
3441         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, 0);
3442         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3443         sched_unpin();
3444         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3445 }
3446
3447 int unmapped_buf_allowed = 1;
3448
3449 void
3450 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
3451     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
3452 {
3453         struct sysmaps *sysmaps;
3454         vm_page_t a_pg, b_pg;
3455         char *a_cp, *b_cp;
3456         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
3457         int cnt;
3458
3459         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3460         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3461         if (*sysmaps->CMAP1 != 0)
3462                 panic("pmap_copy_pages: CMAP1 busy");
3463         if (*sysmaps->CMAP2 != 0)
3464                 panic("pmap_copy_pages: CMAP2 busy");
3465         sched_pin();
3466         while (xfersize > 0) {
3467                 a_pg = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
3468                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
3469                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
3470                 b_pg = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
3471                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
3472                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
3473                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, PG_V | VM_PAGE_TO_MACH(a_pg) | PG_A);
3474                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW |
3475                     VM_PAGE_TO_MACH(b_pg) | PG_A | PG_M);
3476                 a_cp = sysmaps->CADDR1 + a_pg_offset;
3477                 b_cp = sysmaps->CADDR2 + b_pg_offset;
3478                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
3479                 a_offset += cnt;
3480                 b_offset += cnt;
3481                 xfersize -= cnt;
3482         }
3483         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, 0);
3484         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3485         sched_unpin();
3486         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3487 }
3488
3489 /*
3490  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
3491  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
3492  * be changed upwards or downwards in the future; it
3493  * is only necessary that true be returned for a small
3494  * subset of pmaps for proper page aging.
3495  */
3496 boolean_t
3497 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
3498 {
3499         pv_entry_t pv;
3500         int loops = 0;
3501         boolean_t rv;
3502
3503         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3504             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
3505         rv = FALSE;
3506         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3507         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
3508                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
3509                         rv = TRUE;
3510                         break;
3511                 }
3512                 loops++;
3513                 if (loops >= 16)
3514                         break;
3515         }
3516         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3517         return (rv);
3518 }
3519
3520 /*
3521  *      pmap_page_wired_mappings:
3522  *
3523  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
3524  *      that are wired.
3525  */
3526 int
3527 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
3528 {
3529         pv_entry_t pv;
3530         pt_entry_t *pte;
3531         pmap_t pmap;
3532         int count;
3533
3534         count = 0;
3535         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3536                 return (count);
3537         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3538         sched_pin();
3539         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
3540                 pmap = PV_PMAP(pv);
3541                 PMAP_LOCK(pmap);
3542                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3543                 if ((*pte & PG_W) != 0)
3544                         count++;
3545                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3546         }
3547         sched_unpin();
3548         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3549         return (count);
3550 }
3551
3552 /*
3553  * Returns TRUE if the given page is mapped.  Otherwise, returns FALSE.
3554  */
3555 boolean_t
3556 pmap_page_is_mapped(vm_page_t m)
3557 {
3558
3559         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3560                 return (FALSE);
3561         return (!TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list));
3562 }
3563
3564 /*
3565  * Remove all pages from specified address space
3566  * this aids process exit speeds.  Also, this code
3567  * is special cased for current process only, but
3568  * can have the more generic (and slightly slower)
3569  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
3570  * in the case of running down an entire address space.
3571  */
3572 void
3573 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
3574 {
3575         pt_entry_t *pte, tpte;
3576         vm_page_t m, free = NULL;
3577         pv_entry_t pv;
3578         struct pv_chunk *pc, *npc;
3579         int field, idx;
3580         int32_t bit;
3581         uint32_t inuse, bitmask;
3582         int allfree;
3583
3584         CTR1(KTR_PMAP, "pmap_remove_pages: pmap=%p", pmap);
3585
3586         if (pmap != vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace)) {
3587                 printf("warning: pmap_remove_pages called with non-current pmap\n");
3588                 return;
3589         }
3590         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3591         KASSERT(pmap_is_current(pmap), ("removing pages from non-current pmap"));
3592         PMAP_LOCK(pmap);
3593         sched_pin();
3594         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
3595                 KASSERT(pc->pc_pmap == pmap, ("Wrong pmap %p %p", pmap,
3596                     pc->pc_pmap));
3597                 allfree = 1;
3598                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
3599                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
3600                         while (inuse != 0) {
3601                                 bit = bsfl(inuse);
3602                                 bitmask = 1UL << bit;
3603                                 idx = field * 32 + bit;
3604                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
3605                                 inuse &= ~bitmask;
3606
3607                                 pte = vtopte(pv->pv_va);
3608                                 tpte = *pte ? xpmap_mtop(*pte) : 0;
3609
3610                                 if (tpte == 0) {
3611                                         printf(
3612                                             "TPTE at %p  IS ZERO @ VA %08x\n",
3613                                             pte, pv->pv_va);
3614                                         panic("bad pte");
3615                                 }
3616
3617 /*
3618  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
3619  */
3620                                 if (tpte & PG_W) {
3621                                         allfree = 0;
3622                                         continue;
3623                                 }
3624
3625                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte & PG_FRAME);
3626                                 KASSERT(m->phys_addr == (tpte & PG_FRAME),
3627                                     ("vm_page_t %p phys_addr mismatch %016jx %016jx",
3628                                     m, (uintmax_t)m->phys_addr,
3629                                     (uintmax_t)tpte));
3630
3631                                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
3632                                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %#jx",
3633                                         (uintmax_t)tpte));
3634
3635
3636                                 PT_CLEAR_VA(pte, FALSE);
3637
3638                                 /*
3639                                  * Update the vm_page_t clean/reference bits.
3640                                  */
3641                                 if (tpte & PG_M)
3642                                         vm_page_dirty(m);
3643
3644                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3645                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
3646                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3647
3648                                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, &free);
3649
3650                                 /* Mark free */
3651                                 PV_STAT(pv_entry_frees++);
3652                                 PV_STAT(pv_entry_spare++);
3653                                 pv_entry_count--;
3654                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
3655                                 pmap->pm_stats.resident_count--;
3656                         }
3657                 }
3658                 PT_UPDATES_FLUSH();
3659                 if (allfree) {
3660                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
3661                         free_pv_chunk(pc);
3662                 }
3663         }
3664         PT_UPDATES_FLUSH();
3665         if (*PMAP1)
3666                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3667
3668         sched_unpin();
3669         pmap_invalidate_all(pmap);
3670         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3671         PMAP_UNLOCK(pmap);
3672         pmap_free_zero_pages(free);
3673 }
3674
3675 /*
3676  *      pmap_is_modified:
3677  *
3678  *      Return whether or not the specified physical page was modified
3679  *      in any physical maps.
3680  */
3681 boolean_t
3682 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3683 {
3684         pv_entry_t pv;
3685         pt_entry_t *pte;
3686         pmap_t pmap;
3687         boolean_t rv;
3688
3689         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3690             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
3691         rv = FALSE;
3692
3693         /*
3694          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
3695          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
3696          * is clear, no PTEs can have PG_M set.
3697          */
3698         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3699         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3700                 return (rv);
3701         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3702         sched_pin();
3703         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
3704                 pmap = PV_PMAP(pv);
3705                 PMAP_LOCK(pmap);
3706                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3707                 rv = (*pte & PG_M) != 0;
3708                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3709                 if (rv)
3710                         break;
3711         }
3712         if (*PMAP1)
3713                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3714         sched_unpin();
3715         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3716         return (rv);
3717 }
3718
3719 /*
3720  *      pmap_is_prefaultable:
3721  *
3722  *      Return whether or not the specified virtual address is elgible
3723  *      for prefault.
3724  */
3725 static boolean_t
3726 pmap_is_prefaultable_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3727 {
3728         pt_entry_t *pte;
3729         boolean_t rv = FALSE;
3730
3731         return (rv);
3732
3733         if (pmap_is_current(pmap) && *pmap_pde(pmap, addr)) {
3734                 pte = vtopte(addr);
3735                 rv = (*pte == 0);
3736         }
3737         return (rv);
3738 }
3739
3740 boolean_t
3741 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3742 {
3743         boolean_t rv;
3744
3745         PMAP_LOCK(pmap);
3746         rv = pmap_is_prefaultable_locked(pmap, addr);
3747         PMAP_UNLOCK(pmap);
3748         return (rv);
3749 }
3750
3751 boolean_t
3752 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
3753 {
3754         pv_entry_t pv;
3755         pt_entry_t *pte;
3756         pmap_t pmap;
3757         boolean_t rv;
3758
3759         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3760             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
3761         rv = FALSE;
3762         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3763         sched_pin();
3764         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
3765                 pmap = PV_PMAP(pv);
3766                 PMAP_LOCK(pmap);
3767                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3768                 rv = (*pte & (PG_A | PG_V)) == (PG_A | PG_V);
3769                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3770                 if (rv)
3771                         break;
3772         }
3773         if (*PMAP1)
3774                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3775         sched_unpin();
3776         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3777         return (rv);
3778 }
3779
3780 void
3781 pmap_map_readonly(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int len)
3782 {
3783         int i, npages = round_page(len) >> PAGE_SHIFT;
3784         for (i = 0; i < npages; i++) {
3785                 pt_entry_t *pte;
3786                 pte = pmap_pte(pmap, (vm_offset_t)(va + i*PAGE_SIZE));
3787                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
3788                 pte_store(pte, xpmap_mtop(*pte & ~(PG_RW|PG_M)));
3789                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3790                 PMAP_MARK_PRIV(xpmap_mtop(*pte));
3791                 pmap_pte_release(pte);
3792         }
3793 }
3794
3795 void
3796 pmap_map_readwrite(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int len)
3797 {
3798         int i, npages = round_page(len) >> PAGE_SHIFT;
3799         for (i = 0; i < npages; i++) {
3800                 pt_entry_t *pte;
3801                 pte = pmap_pte(pmap, (vm_offset_t)(va + i*PAGE_SIZE));
3802                 PMAP_MARK_UNPRIV(xpmap_mtop(*pte));
3803                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
3804                 pte_store(pte, xpmap_mtop(*pte) | (PG_RW|PG_M));
3805                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3806                 pmap_pte_release(pte);
3807         }
3808 }
3809
3810 /*
3811  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
3812  */
3813 void
3814 pmap_remove_write(vm_page_t m)
3815 {
3816         pv_entry_t pv;
3817         pmap_t pmap;
3818         pt_entry_t oldpte, *pte;
3819
3820         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3821             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
3822
3823         /*
3824          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
3825          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
3826          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
3827          */
3828         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3829         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3830                 return;
3831         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3832         sched_pin();
3833         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
3834                 pmap = PV_PMAP(pv);
3835                 PMAP_LOCK(pmap);
3836                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3837 retry:
3838                 oldpte = *pte;
3839                 if ((oldpte & PG_RW) != 0) {
3840                         vm_paddr_t newpte = oldpte & ~(PG_RW | PG_M);
3841
3842                         /*
3843                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits
3844                          * in size, PG_RW and PG_M are among the least
3845                          * significant 32 bits.
3846                          */
3847                         PT_SET_VA_MA(pte, newpte, TRUE);
3848                         if (*pte != newpte)
3849                                 goto retry;
3850
3851                         if ((oldpte & PG_M) != 0)
3852                                 vm_page_dirty(m);
3853                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3854                 }
3855                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3856         }
3857         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3858         PT_UPDATES_FLUSH();
3859         if (*PMAP1)
3860                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3861         sched_unpin();
3862         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3863 }
3864
3865 /*
3866  *      pmap_ts_referenced:
3867  *
3868  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3869  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3870  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3871  *      reference bits set.
3872  *
3873  *      XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3874  *      should be tested and standardized at some point in the future for
3875  *      optimal aging of shared pages.
3876  */
3877 int
3878 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3879 {
3880         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3881         pmap_t pmap;
3882         pt_entry_t *pte;
3883         int rtval = 0;
3884
3885         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3886             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
3887         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3888         sched_pin();
3889         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3890                 pvf = pv;
3891                 do {
3892                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_next);
3893                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3894                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3895                         pmap = PV_PMAP(pv);
3896                         PMAP_LOCK(pmap);
3897                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3898                         if ((*pte & PG_A) != 0) {
3899                                 PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~PG_A, FALSE);
3900                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3901                                 rtval++;
3902                                 if (rtval > 4)
3903                                         pvn = NULL;
3904                         }
3905                         PMAP_UNLOCK(pmap);
3906                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3907         }
3908         PT_UPDATES_FLUSH();
3909         if (*PMAP1)
3910                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3911         sched_unpin();
3912         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3913         return (rtval);
3914 }
3915
3916 /*
3917  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
3918  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
3919  *      modified flags in each mapping and set the mapped page's dirty field.
3920  */
3921 void
3922 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
3923 {
3924         pd_entry_t oldpde;
3925         pt_entry_t *pte;
3926         vm_offset_t pdnxt;
3927         vm_page_t m;
3928         boolean_t anychanged;
3929
3930         if (advice != MADV_DONTNEED && advice != MADV_FREE)
3931                 return;
3932         anychanged = FALSE;
3933         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3934         sched_pin();
3935         PMAP_LOCK(pmap);
3936         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
3937                 pdnxt = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
3938                 if (pdnxt < sva)
3939                         pdnxt = eva;
3940                 oldpde = pmap->pm_pdir[sva >> PDRSHIFT];
3941                 if ((oldpde & (PG_PS | PG_V)) != PG_V)
3942                         continue;
3943                 if (pdnxt > eva)
3944                         pdnxt = eva;
3945                 for (pte = pmap_pte_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte++,
3946                     sva += PAGE_SIZE) {
3947                         if ((*pte & (PG_MANAGED | PG_V)) != (PG_MANAGED |
3948                             PG_V))
3949                                 continue;
3950                         else if ((*pte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW)) {
3951                                 if (advice == MADV_DONTNEED) {
3952                                         /*
3953                                          * Future calls to pmap_is_modified()
3954                                          * can be avoided by making the page
3955                                          * dirty now.
3956                                          */
3957                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(*pte) &
3958                                             PG_FRAME);
3959                                         vm_page_dirty(m);
3960                                 }
3961                                 PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~(PG_M | PG_A), TRUE);
3962                         } else if ((*pte & PG_A) != 0)
3963                                 PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~PG_A, TRUE);
3964                         else
3965                                 continue;
3966                         if ((*pte & PG_G) != 0)
3967                                 pmap_invalidate_page(pmap, sva);
3968                         else
3969                                 anychanged = TRUE;
3970                 }
3971         }
3972         PT_UPDATES_FLUSH();
3973         if (*PMAP1)
3974                 PT_SET_VA_MA(PMAP1, 0, TRUE);
3975         if (anychanged)
3976                 pmap_invalidate_all(pmap);
3977         sched_unpin();
3978         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3979         PMAP_UNLOCK(pmap);
3980 }
3981
3982 /*
3983  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3984  */
3985 void
3986 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3987 {
3988         pv_entry_t pv;
3989         pmap_t pmap;
3990         pt_entry_t *pte;
3991
3992         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3993             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
3994         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3995         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
3996             ("pmap_clear_modify: page %p is exclusive busied", m));
3997
3998         /*
3999          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PG_M set.
4000          * If the object containing the page is locked and the page is not
4001          * exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
4002          */
4003         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
4004                 return;
4005         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4006         sched_pin();
4007         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
4008                 pmap = PV_PMAP(pv);
4009                 PMAP_LOCK(pmap);
4010                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
4011                 if ((*pte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW)) {
4012                         /*
4013                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits
4014                          * in size, PG_M is among the least significant
4015                          * 32 bits.
4016                          */
4017                         PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~PG_M, FALSE);
4018                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
4019                 }
4020                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4021         }
4022         sched_unpin();
4023         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4024 }
4025
4026 /*
4027  * Miscellaneous support routines follow
4028  */
4029
4030 /*
4031  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
4032  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
4033  * routine is intended to be used for mapping device memory,
4034  * NOT real memory.
4035  */
4036 void *
4037 pmap_mapdev_attr(vm_paddr_t pa, vm_size_t size, int mode)
4038 {
4039         vm_offset_t va, offset;
4040         vm_size_t tmpsize;
4041
4042         offset = pa & PAGE_MASK;
4043         size = round_page(offset + size);
4044         pa = pa & PG_FRAME;
4045
4046         if (pa < KERNLOAD && pa + size <= KERNLOAD)
4047                 va = KERNBASE + pa;
4048         else
4049                 va = kva_alloc(size);
4050         if (!va)
4051                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
4052
4053         for (tmpsize = 0; tmpsize < size; tmpsize += PAGE_SIZE)
4054                 pmap_kenter_attr(va + tmpsize, pa + tmpsize, mode);
4055         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, va, va + tmpsize);
4056         pmap_invalidate_cache_range(va, va + size);
4057         return ((void *)(va + offset));
4058 }
4059
4060 void *
4061 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
4062 {
4063
4064         return (pmap_mapdev_attr(pa, size, PAT_UNCACHEABLE));
4065 }
4066
4067 void *
4068 pmap_mapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
4069 {
4070
4071         return (pmap_mapdev_attr(pa, size, PAT_WRITE_BACK));
4072 }
4073
4074 void
4075 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
4076 {
4077         vm_offset_t base, offset;
4078
4079         if (va >= KERNBASE && va + size <= KERNBASE + KERNLOAD)
4080                 return;
4081         base = trunc_page(va);
4082         offset = va & PAGE_MASK;
4083         size = round_page(offset + size);
4084         kva_free(base, size);
4085 }
4086
4087 /*
4088  * Sets the memory attribute for the specified page.
4089  */
4090 void
4091 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
4092 {
4093
4094         m->md.pat_mode = ma;
4095         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
4096                 return;
4097
4098         /*
4099          * If "m" is a normal page, flush it from the cache.
4100          * See pmap_invalidate_cache_range().
4101          *
4102          * First, try to find an existing mapping of the page by sf
4103          * buffer. sf_buf_invalidate_cache() modifies mapping and
4104          * flushes the cache.
4105          */
4106         if (sf_buf_invalidate_cache(m))
4107                 return;
4108
4109         /*
4110          * If page is not mapped by sf buffer, but CPU does not
4111          * support self snoop, map the page transient and do
4112          * invalidation. In the worst case, whole cache is flushed by
4113          * pmap_invalidate_cache_range().
4114          */
4115         if ((cpu_feature & CPUID_SS) == 0)
4116                 pmap_flush_page(m);
4117 }
4118
4119 static void
4120 pmap_flush_page(vm_page_t m)
4121 {
4122         struct sysmaps *sysmaps;
4123         vm_offset_t sva, eva;
4124
4125         if ((cpu_feature & CPUID_CLFSH) != 0) {
4126                 sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
4127                 mtx_lock(&sysmaps->lock);
4128                 if (*sysmaps->CMAP2)
4129                         panic("pmap_flush_page: CMAP2 busy");
4130                 sched_pin();
4131                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW |
4132                     VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M |
4133                     pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0));
4134                 invlcaddr(sysmaps->CADDR2);
4135                 sva = (vm_offset_t)sysmaps->CADDR2;
4136                 eva = sva + PAGE_SIZE;
4137
4138                 /*
4139                  * Use mfence despite the ordering implied by
4140                  * mtx_{un,}lock() because clflush is not guaranteed
4141                  * to be ordered by any other instruction.
4142                  */
4143                 mfence();
4144                 for (; sva < eva; sva += cpu_clflush_line_size)
4145                         clflush(sva);
4146                 mfence();
4147                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
4148                 sched_unpin();
4149                 mtx_unlock(&sysmaps->lock);
4150         } else
4151                 pmap_invalidate_cache();
4152 }
4153
4154 /*
4155  * Changes the specified virtual address range's memory type to that given by
4156  * the parameter "mode".  The specified virtual address range must be
4157  * completely contained within either the kernel map.
4158  *
4159  * Returns zero if the change completed successfully, and either EINVAL or
4160  * ENOMEM if the change failed.  Specifically, EINVAL is returned if some part
4161  * of the virtual address range was not mapped, and ENOMEM is returned if
4162  * there was insufficient memory available to complete the change.
4163  */
4164 int
4165 pmap_change_attr(vm_offset_t va, vm_size_t size, int mode)
4166 {
4167         vm_offset_t base, offset, tmpva;
4168         pt_entry_t *pte;
4169         u_int opte, npte;
4170         pd_entry_t *pde;
4171         boolean_t changed;
4172
4173         base = trunc_page(va);
4174         offset = va & PAGE_MASK;
4175         size = round_page(offset + size);
4176
4177         /* Only supported on kernel virtual addresses. */
4178         if (base <= VM_MAXUSER_ADDRESS)
4179                 return (EINVAL);
4180
4181         /* 4MB pages and pages that aren't mapped aren't supported. */
4182         for (tmpva = base; tmpva < (base + size); tmpva += PAGE_SIZE) {
4183                 pde = pmap_pde(kernel_pmap, tmpva);
4184                 if (*pde & PG_PS)
4185                         return (EINVAL);
4186                 if ((*pde & PG_V) == 0)
4187                         return (EINVAL);
4188                 pte = vtopte(va);
4189                 if ((*pte & PG_V) == 0)
4190                         return (EINVAL);
4191         }
4192
4193         changed = FALSE;
4194
4195         /*
4196          * Ok, all the pages exist and are 4k, so run through them updating
4197          * their cache mode.
4198          */
4199         for (tmpva = base; size > 0; ) {
4200                 pte = vtopte(tmpva);
4201
4202                 /*
4203                  * The cache mode bits are all in the low 32-bits of the
4204                  * PTE, so we can just spin on updating the low 32-bits.
4205                  */
4206                 do {
4207                         opte = *(u_int *)pte;
4208                         npte = opte & ~(PG_PTE_PAT | PG_NC_PCD | PG_NC_PWT);
4209                         npte |= pmap_cache_bits(mode, 0);
4210                         PT_SET_VA_MA(pte, npte, TRUE);
4211                 } while (npte != opte && (*pte != npte));
4212                 if (npte != opte)
4213                         changed = TRUE;
4214                 tmpva += PAGE_SIZE;
4215                 size -= PAGE_SIZE;
4216         }
4217
4218         /*
4219          * Flush CPU caches to make sure any data isn't cached that
4220          * shouldn't be, etc.
4221          */
4222         if (changed) {
4223                 pmap_invalidate_range(kernel_pmap, base, tmpva);
4224                 pmap_invalidate_cache_range(base, tmpva);
4225         }
4226         return (0);
4227 }
4228
4229 /*
4230  * perform the pmap work for mincore
4231  */
4232 int
4233 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
4234 {
4235         pt_entry_t *ptep, pte;
4236         vm_paddr_t pa;
4237         int val;
4238
4239         PMAP_LOCK(pmap);
4240 retry:
4241         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
4242         pte = (ptep != NULL) ? PT_GET(ptep) : 0;
4243         pmap_pte_release(ptep);
4244         val = 0;
4245         if ((pte & PG_V) != 0) {
4246                 val |= MINCORE_INCORE;
4247                 if ((pte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
4248                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
4249                 if ((pte & PG_A) != 0)
4250                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
4251         }
4252         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
4253             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) &&
4254             (pte & (PG_MANAGED | PG_V)) == (PG_MANAGED | PG_V)) {
4255                 pa = pte & PG_FRAME;
4256                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
4257                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
4258                         goto retry;
4259         } else
4260                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
4261         PMAP_UNLOCK(pmap);
4262         return (val);
4263 }
4264
4265 void
4266 pmap_activate(struct thread *td)
4267 {
4268         pmap_t  pmap, oldpmap;
4269         u_int   cpuid;
4270         u_int32_t  cr3;
4271
4272         critical_enter();
4273         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
4274         oldpmap = PCPU_GET(curpmap);
4275         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
4276 #if defined(SMP)
4277         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &oldpmap->pm_active);
4278         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
4279 #else
4280         CPU_CLR(cpuid, &oldpmap->pm_active);
4281         CPU_SET(cpuid, &pmap->pm_active);
4282 #endif
4283 #ifdef PAE
4284         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdpt);
4285 #else
4286         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
4287 #endif
4288         /*
4289          * pmap_activate is for the current thread on the current cpu
4290          */
4291         td->td_pcb->pcb_cr3 = cr3;
4292         PT_UPDATES_FLUSH();
4293         load_cr3(cr3);
4294         PCPU_SET(curpmap, pmap);
4295         critical_exit();
4296 }
4297
4298 void
4299 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
4300 {
4301 }
4302
4303 /*
4304  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
4305  *      different alignment might result in more superpage mappings.
4306  */
4307 void
4308 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
4309     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
4310 {
4311         vm_offset_t superpage_offset;
4312
4313         if (size < NBPDR)
4314                 return;
4315         if (object != NULL && (object->flags & OBJ_COLORED) != 0)
4316                 offset += ptoa(object->pg_color);
4317         superpage_offset = offset & PDRMASK;
4318         if (size - ((NBPDR - superpage_offset) & PDRMASK) < NBPDR ||
4319             (*addr & PDRMASK) == superpage_offset)
4320                 return;
4321         if ((*addr & PDRMASK) < superpage_offset)
4322                 *addr = (*addr & ~PDRMASK) + superpage_offset;
4323         else
4324                 *addr = ((*addr + PDRMASK) & ~PDRMASK) + superpage_offset;
4325 }
4326
4327 void
4328 pmap_suspend()
4329 {
4330         pmap_t pmap;
4331         int i, pdir, offset;
4332         vm_paddr_t pdirma;
4333         mmu_update_t mu[4];
4334
4335         /*
4336          * We need to remove the recursive mapping structure from all
4337          * our pmaps so that Xen doesn't get confused when it restores
4338          * the page tables. The recursive map lives at page directory
4339          * index PTDPTDI. We assume that the suspend code has stopped
4340          * the other vcpus (if any).
4341          */
4342         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
4343                 for (i = 0; i < 4; i++) {
4344                         /*
4345                          * Figure out which page directory (L2) page
4346                          * contains this bit of the recursive map and
4347                          * the offset within that page of the map
4348                          * entry
4349                          */
4350                         pdir = (PTDPTDI + i) / NPDEPG;
4351                         offset = (PTDPTDI + i) % NPDEPG;
4352                         pdirma = pmap->pm_pdpt[pdir] & PG_FRAME;
4353                         mu[i].ptr = pdirma + offset * sizeof(pd_entry_t);
4354                         mu[i].val = 0;
4355                 }
4356                 HYPERVISOR_mmu_update(mu, 4, NULL, DOMID_SELF);
4357         }
4358 }
4359
4360 void
4361 pmap_resume()
4362 {
4363         pmap_t pmap;
4364         int i, pdir, offset;
4365         vm_paddr_t pdirma;
4366         mmu_update_t mu[4];
4367
4368         /*
4369          * Restore the recursive map that we removed on suspend.
4370          */
4371         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
4372                 for (i = 0; i < 4; i++) {
4373                         /*
4374                          * Figure out which page directory (L2) page
4375                          * contains this bit of the recursive map and
4376                          * the offset within that page of the map
4377                          * entry
4378                          */
4379                         pdir = (PTDPTDI + i) / NPDEPG;
4380                         offset = (PTDPTDI + i) % NPDEPG;
4381                         pdirma = pmap->pm_pdpt[pdir] & PG_FRAME;
4382                         mu[i].ptr = pdirma + offset * sizeof(pd_entry_t);
4383                         mu[i].val = (pmap->pm_pdpt[i] & PG_FRAME) | PG_V;
4384                 }
4385                 HYPERVISOR_mmu_update(mu, 4, NULL, DOMID_SELF);
4386         }
4387 }
4388
4389 #if defined(PMAP_DEBUG)
4390 pmap_pid_dump(int pid)
4391 {
4392         pmap_t pmap;
4393         struct proc *p;
4394         int npte = 0;
4395         int index;
4396
4397         sx_slock(&allproc_lock);
4398         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
4399                 if (p->p_pid != pid)
4400                         continue;
4401
4402                 if (p->p_vmspace) {
4403                         int i,j;
4404                         index = 0;
4405                         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
4406                         for (i = 0; i < NPDEPTD; i++) {
4407                                 pd_entry_t *pde;
4408                                 pt_entry_t *pte;
4409                                 vm_offset_t base = i << PDRSHIFT;
4410
4411                                 pde = &pmap->pm_pdir[i];
4412                                 if (pde && pmap_pde_v(pde)) {
4413                                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
4414                                                 vm_offset_t va = base + (j << PAGE_SHIFT);
4415                                                 if (va >= (vm_offset_t) VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
4416                                                         if (index) {
4417                                                                 index = 0;
4418                                                                 printf("\n");
4419                                                         }
4420                                                         sx_sunlock(&allproc_lock);
4421                                                         return (npte);
4422                                                 }
4423                                                 pte = pmap_pte(pmap, va);
4424                                                 if (pte && pmap_pte_v(pte)) {
4425                                                         pt_entry_t pa;
4426                                                         vm_page_t m;
4427                                                         pa = PT_GET(pte);
4428                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa & PG_FRAME);
4429                                                         printf("va: 0x%x, pt: 0x%x, h: %d, w: %d, f: 0x%x",
4430                                                                 va, pa, m->hold_count, m->wire_count, m->flags);
4431                                                         npte++;
4432                                                         index++;
4433                                                         if (index >= 2) {
4434                                                                 index = 0;
4435                                                                 printf("\n");
4436                                                         } else {
4437                                                                 printf(" ");
4438                                                         }
4439                                                 }
4440                                         }
4441                                 }
4442                         }
4443                 }
4444         }
4445         sx_sunlock(&allproc_lock);
4446         return (npte);
4447 }
4448 #endif
4449
4450 #if defined(DEBUG)
4451
4452 static void     pads(pmap_t pm);
4453 void            pmap_pvdump(vm_paddr_t pa);
4454
4455 /* print address space of pmap*/
4456 static void
4457 pads(pmap_t pm)
4458 {
4459         int i, j;
4460         vm_paddr_t va;
4461         pt_entry_t *ptep;
4462
4463         if (pm == kernel_pmap)
4464                 return;
4465         for (i = 0; i < NPDEPTD; i++)
4466                 if (pm->pm_pdir[i])
4467                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
4468                                 va = (i << PDRSHIFT) + (j << PAGE_SHIFT);
4469                                 if (pm == kernel_pmap && va < KERNBASE)
4470                                         continue;
4471                                 if (pm != kernel_pmap && va > UPT_MAX_ADDRESS)
4472                                         continue;
4473                                 ptep = pmap_pte(pm, va);
4474                                 if (pmap_pte_v(ptep))
4475                                         printf("%x:%x ", va, *ptep);
4476                         };
4477
4478 }
4479
4480 void
4481 pmap_pvdump(vm_paddr_t pa)
4482 {
4483         pv_entry_t pv;
4484         pmap_t pmap;
4485         vm_page_t m;
4486
4487         printf("pa %x", pa);
4488         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
4489         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
4490                 pmap = PV_PMAP(pv);
4491                 printf(" -> pmap %p, va %x", (void *)pmap, pv->pv_va);
4492                 pads(pmap);
4493         }
4494         printf(" ");
4495 }
4496 #endif