]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/7.2.git/blob - sys/arm/arm/pmap.c
Create releng/7.2 from stable/7 in preparation for 7.2-RELEASE.
[FreeBSD/releng/7.2.git] / sys / arm / arm / pmap.c
1 /* From: $NetBSD: pmap.c,v 1.148 2004/04/03 04:35:48 bsh Exp $ */
2 /*-
3  * Copyright 2004 Olivier Houchard.
4  * Copyright 2003 Wasabi Systems, Inc.
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Written by Steve C. Woodford for Wasabi Systems, Inc.
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
18  *    must display the following acknowledgement:
19  *      This product includes software developed for the NetBSD Project by
20  *      Wasabi Systems, Inc.
21  * 4. The name of Wasabi Systems, Inc. may not be used to endorse
22  *    or promote products derived from this software without specific prior
23  *    written permission.
24  *
25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY WASABI SYSTEMS, INC. ``AS IS'' AND
26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
27  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
28  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL WASABI SYSTEMS, INC
29  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
30  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
31  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
32  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
33  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
34  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
35  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
36  */
37
38 /*-
39  * Copyright (c) 2002-2003 Wasabi Systems, Inc.
40  * Copyright (c) 2001 Richard Earnshaw
41  * Copyright (c) 2001-2002 Christopher Gilbert
42  * All rights reserved.
43  *
44  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
45  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
46  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
47  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
48  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
49  * 3. The name of the company nor the name of the author may be used to
50  *    endorse or promote products derived from this software without specific
51  *    prior written permission.
52  *
53  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
54  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
55  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
56  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
57  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
58  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
59  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
60  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
61  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
62  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
63  * SUCH DAMAGE.
64  */
65 /*-
66  * Copyright (c) 1999 The NetBSD Foundation, Inc.
67  * All rights reserved.
68  *
69  * This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
70  * by Charles M. Hannum.
71  *
72  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
73  * modification, are permitted provided that the following conditions
74  * are met:
75  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
76  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
77  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
78  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
79  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
80  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
81  *    must display the following acknowledgement:
82  *        This product includes software developed by the NetBSD
83  *        Foundation, Inc. and its contributors.
84  * 4. Neither the name of The NetBSD Foundation nor the names of its
85  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
86  *    from this software without specific prior written permission.
87  *
88  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
89  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
90  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
91  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
92  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
93  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
94  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
95  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
96  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
97  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
98  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
99  */
100
101 /*-
102  * Copyright (c) 1994-1998 Mark Brinicombe.
103  * Copyright (c) 1994 Brini.
104  * All rights reserved.
105  *
106  * This code is derived from software written for Brini by Mark Brinicombe
107  *
108  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
109  * modification, are permitted provided that the following conditions
110  * are met:
111  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
112  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
113  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
114  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
115  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
116  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
117  *    must display the following acknowledgement:
118  *      This product includes software developed by Mark Brinicombe.
119  * 4. The name of the author may not be used to endorse or promote products
120  *    derived from this software without specific prior written permission.
121  *
122  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
123  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
124  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
125  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
126  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
127  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
128  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
129  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
130  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
131  *
132  * RiscBSD kernel project
133  *
134  * pmap.c
135  *
136  * Machine dependant vm stuff
137  *
138  * Created      : 20/09/94
139  */
140
141 /*
142  * Special compilation symbols
143  * PMAP_DEBUG           - Build in pmap_debug_level code
144  */
145 /* Include header files */
146
147 #include "opt_vm.h"
148
149 #include <sys/cdefs.h>
150 __FBSDID("$FreeBSD$");
151 #include <sys/param.h>
152 #include <sys/systm.h>
153 #include <sys/kernel.h>
154 #include <sys/proc.h>
155 #include <sys/malloc.h>
156 #include <sys/msgbuf.h>
157 #include <sys/vmmeter.h>
158 #include <sys/mman.h>
159 #include <sys/smp.h>
160 #include <sys/sched.h>
161
162 #include <vm/vm.h>
163 #include <vm/uma.h>
164 #include <vm/pmap.h>
165 #include <vm/vm_kern.h>
166 #include <vm/vm_object.h>
167 #include <vm/vm_map.h>
168 #include <vm/vm_page.h>
169 #include <vm/vm_pageout.h>
170 #include <vm/vm_extern.h>
171 #include <sys/lock.h>
172 #include <sys/mutex.h>
173 #include <machine/md_var.h>
174 #include <machine/vmparam.h>
175 #include <machine/cpu.h>
176 #include <machine/cpufunc.h>
177 #include <machine/pcb.h>
178
179 #ifdef PMAP_DEBUG
180 #define PDEBUG(_lev_,_stat_) \
181         if (pmap_debug_level >= (_lev_)) \
182                 ((_stat_))
183 #define dprintf printf
184
185 int pmap_debug_level = 0;
186 #define PMAP_INLINE 
187 #else   /* PMAP_DEBUG */
188 #define PDEBUG(_lev_,_stat_) /* Nothing */
189 #define dprintf(x, arg...)
190 #define PMAP_INLINE __inline
191 #endif  /* PMAP_DEBUG */
192
193 extern struct pv_addr systempage;
194 /*
195  * Internal function prototypes
196  */
197 static void pmap_free_pv_entry (pv_entry_t);
198 static pv_entry_t pmap_get_pv_entry(void);
199
200 static void             pmap_enter_locked(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
201     vm_prot_t, boolean_t, int);
202 static void             pmap_vac_me_harder(struct vm_page *, pmap_t,
203     vm_offset_t);
204 static void             pmap_vac_me_kpmap(struct vm_page *, pmap_t, 
205     vm_offset_t);
206 static void             pmap_vac_me_user(struct vm_page *, pmap_t, vm_offset_t);
207 static void             pmap_alloc_l1(pmap_t);
208 static void             pmap_free_l1(pmap_t);
209 static void             pmap_use_l1(pmap_t);
210
211 static int              pmap_clearbit(struct vm_page *, u_int);
212
213 static struct l2_bucket *pmap_get_l2_bucket(pmap_t, vm_offset_t);
214 static struct l2_bucket *pmap_alloc_l2_bucket(pmap_t, vm_offset_t);
215 static void             pmap_free_l2_bucket(pmap_t, struct l2_bucket *, u_int);
216 static vm_offset_t      kernel_pt_lookup(vm_paddr_t);
217
218 static MALLOC_DEFINE(M_VMPMAP, "pmap", "PMAP L1");
219
220 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
221 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
222 vm_offset_t pmap_curmaxkvaddr;
223 vm_paddr_t kernel_l1pa;
224
225 extern void *end;
226 vm_offset_t kernel_vm_end = 0;
227
228 struct pmap kernel_pmap_store;
229 pmap_t kernel_pmap;
230
231 static pt_entry_t *csrc_pte, *cdst_pte;
232 static vm_offset_t csrcp, cdstp;
233 static struct mtx cmtx;
234
235 static void             pmap_init_l1(struct l1_ttable *, pd_entry_t *);
236 /*
237  * These routines are called when the CPU type is identified to set up
238  * the PTE prototypes, cache modes, etc.
239  *
240  * The variables are always here, just in case LKMs need to reference
241  * them (though, they shouldn't).
242  */
243
244 pt_entry_t      pte_l1_s_cache_mode;
245 pt_entry_t      pte_l1_s_cache_mode_pt;
246 pt_entry_t      pte_l1_s_cache_mask;
247
248 pt_entry_t      pte_l2_l_cache_mode;
249 pt_entry_t      pte_l2_l_cache_mode_pt;
250 pt_entry_t      pte_l2_l_cache_mask;
251
252 pt_entry_t      pte_l2_s_cache_mode;
253 pt_entry_t      pte_l2_s_cache_mode_pt;
254 pt_entry_t      pte_l2_s_cache_mask;
255
256 pt_entry_t      pte_l2_s_prot_u;
257 pt_entry_t      pte_l2_s_prot_w;
258 pt_entry_t      pte_l2_s_prot_mask;
259
260 pt_entry_t      pte_l1_s_proto;
261 pt_entry_t      pte_l1_c_proto;
262 pt_entry_t      pte_l2_s_proto;
263
264 void            (*pmap_copy_page_func)(vm_paddr_t, vm_paddr_t);
265 void            (*pmap_zero_page_func)(vm_paddr_t, int, int);
266 /*
267  * Which pmap is currently 'live' in the cache
268  *
269  * XXXSCW: Fix for SMP ...
270  */
271 union pmap_cache_state *pmap_cache_state;
272
273 struct msgbuf *msgbufp = 0;
274
275 extern void bcopy_page(vm_offset_t, vm_offset_t);
276 extern void bzero_page(vm_offset_t);
277
278 extern vm_offset_t alloc_firstaddr;
279
280 char *_tmppt;
281
282 /*
283  * Metadata for L1 translation tables.
284  */
285 struct l1_ttable {
286         /* Entry on the L1 Table list */
287         SLIST_ENTRY(l1_ttable) l1_link;
288
289         /* Entry on the L1 Least Recently Used list */
290         TAILQ_ENTRY(l1_ttable) l1_lru;
291
292         /* Track how many domains are allocated from this L1 */
293         volatile u_int l1_domain_use_count;
294
295         /*
296          * A free-list of domain numbers for this L1.
297          * We avoid using ffs() and a bitmap to track domains since ffs()
298          * is slow on ARM.
299          */
300         u_int8_t l1_domain_first;
301         u_int8_t l1_domain_free[PMAP_DOMAINS];
302
303         /* Physical address of this L1 page table */
304         vm_paddr_t l1_physaddr;
305
306         /* KVA of this L1 page table */
307         pd_entry_t *l1_kva;
308 };
309
310 /*
311  * Convert a virtual address into its L1 table index. That is, the
312  * index used to locate the L2 descriptor table pointer in an L1 table.
313  * This is basically used to index l1->l1_kva[].
314  *
315  * Each L2 descriptor table represents 1MB of VA space.
316  */
317 #define L1_IDX(va)              (((vm_offset_t)(va)) >> L1_S_SHIFT)
318
319 /*
320  * L1 Page Tables are tracked using a Least Recently Used list.
321  *  - New L1s are allocated from the HEAD.
322  *  - Freed L1s are added to the TAIl.
323  *  - Recently accessed L1s (where an 'access' is some change to one of
324  *    the userland pmaps which owns this L1) are moved to the TAIL.
325  */
326 static TAILQ_HEAD(, l1_ttable) l1_lru_list;
327 /*
328  * A list of all L1 tables
329  */
330 static SLIST_HEAD(, l1_ttable) l1_list;
331 static struct mtx l1_lru_lock;
332
333 /*
334  * The l2_dtable tracks L2_BUCKET_SIZE worth of L1 slots.
335  *
336  * This is normally 16MB worth L2 page descriptors for any given pmap.
337  * Reference counts are maintained for L2 descriptors so they can be
338  * freed when empty.
339  */
340 struct l2_dtable {
341         /* The number of L2 page descriptors allocated to this l2_dtable */
342         u_int l2_occupancy;
343
344         /* List of L2 page descriptors */
345         struct l2_bucket {
346                 pt_entry_t *l2b_kva;    /* KVA of L2 Descriptor Table */
347                 vm_paddr_t l2b_phys;    /* Physical address of same */
348                 u_short l2b_l1idx;      /* This L2 table's L1 index */
349                 u_short l2b_occupancy;  /* How many active descriptors */
350         } l2_bucket[L2_BUCKET_SIZE];
351 };
352
353 /* pmap_kenter_internal flags */
354 #define KENTER_CACHE    0x1
355 #define KENTER_USER     0x2
356
357 /*
358  * Given an L1 table index, calculate the corresponding l2_dtable index
359  * and bucket index within the l2_dtable.
360  */
361 #define L2_IDX(l1idx)           (((l1idx) >> L2_BUCKET_LOG2) & \
362                                  (L2_SIZE - 1))
363 #define L2_BUCKET(l1idx)        ((l1idx) & (L2_BUCKET_SIZE - 1))
364
365 /*
366  * Given a virtual address, this macro returns the
367  * virtual address required to drop into the next L2 bucket.
368  */
369 #define L2_NEXT_BUCKET(va)      (((va) & L1_S_FRAME) + L1_S_SIZE)
370
371 /*
372  * L2 allocation.
373  */
374 #define pmap_alloc_l2_dtable()          \
375                 (void*)uma_zalloc(l2table_zone, M_NOWAIT|M_USE_RESERVE)
376 #define pmap_free_l2_dtable(l2)         \
377                 uma_zfree(l2table_zone, l2)
378
379 /*
380  * We try to map the page tables write-through, if possible.  However, not
381  * all CPUs have a write-through cache mode, so on those we have to sync
382  * the cache when we frob page tables.
383  *
384  * We try to evaluate this at compile time, if possible.  However, it's
385  * not always possible to do that, hence this run-time var.
386  */
387 int     pmap_needs_pte_sync;
388
389 /*
390  * Macro to determine if a mapping might be resident in the
391  * instruction cache and/or TLB
392  */
393 #define PV_BEEN_EXECD(f)  (((f) & (PVF_REF | PVF_EXEC)) == (PVF_REF | PVF_EXEC))
394
395 /*
396  * Macro to determine if a mapping might be resident in the
397  * data cache and/or TLB
398  */
399 #define PV_BEEN_REFD(f)   (((f) & PVF_REF) != 0)
400
401 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
402 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
403 #endif
404
405 #define pmap_is_current(pm)     ((pm) == pmap_kernel() || \
406             curproc->p_vmspace->vm_map.pmap == (pm))
407 static uma_zone_t pvzone;
408 uma_zone_t l2zone;
409 static uma_zone_t l2table_zone;
410 static vm_offset_t pmap_kernel_l2dtable_kva;
411 static vm_offset_t pmap_kernel_l2ptp_kva;
412 static vm_paddr_t pmap_kernel_l2ptp_phys;
413 static struct vm_object pvzone_obj;
414 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
415
416 /*
417  * This list exists for the benefit of pmap_map_chunk().  It keeps track
418  * of the kernel L2 tables during bootstrap, so that pmap_map_chunk() can
419  * find them as necessary.
420  *
421  * Note that the data on this list MUST remain valid after initarm() returns,
422  * as pmap_bootstrap() uses it to contruct L2 table metadata.
423  */
424 SLIST_HEAD(, pv_addr) kernel_pt_list = SLIST_HEAD_INITIALIZER(kernel_pt_list);
425
426 static void
427 pmap_init_l1(struct l1_ttable *l1, pd_entry_t *l1pt)
428 {
429         int i;
430
431         l1->l1_kva = l1pt;
432         l1->l1_domain_use_count = 0;
433         l1->l1_domain_first = 0;
434
435         for (i = 0; i < PMAP_DOMAINS; i++)
436                 l1->l1_domain_free[i] = i + 1;
437
438         /*
439          * Copy the kernel's L1 entries to each new L1.
440          */
441         if (l1pt != pmap_kernel()->pm_l1->l1_kva)
442                 memcpy(l1pt, pmap_kernel()->pm_l1->l1_kva, L1_TABLE_SIZE);
443
444         if ((l1->l1_physaddr = pmap_extract(pmap_kernel(), (vm_offset_t)l1pt)) == 0)
445                 panic("pmap_init_l1: can't get PA of L1 at %p", l1pt);
446         SLIST_INSERT_HEAD(&l1_list, l1, l1_link);
447         TAILQ_INSERT_TAIL(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
448 }
449
450 static vm_offset_t
451 kernel_pt_lookup(vm_paddr_t pa)
452 {
453         struct pv_addr *pv;
454
455         SLIST_FOREACH(pv, &kernel_pt_list, pv_list) {
456                 if (pv->pv_pa == pa)
457                         return (pv->pv_va);
458         }
459         return (0);
460 }
461
462 #if (ARM_MMU_GENERIC + ARM_MMU_SA1) != 0
463 void
464 pmap_pte_init_generic(void)
465 {
466
467         pte_l1_s_cache_mode = L1_S_B|L1_S_C;
468         pte_l1_s_cache_mask = L1_S_CACHE_MASK_generic;
469
470         pte_l2_l_cache_mode = L2_B|L2_C;
471         pte_l2_l_cache_mask = L2_L_CACHE_MASK_generic;
472
473         pte_l2_s_cache_mode = L2_B|L2_C;
474         pte_l2_s_cache_mask = L2_S_CACHE_MASK_generic;
475
476         /*
477          * If we have a write-through cache, set B and C.  If
478          * we have a write-back cache, then we assume setting
479          * only C will make those pages write-through.
480          */
481         if (cpufuncs.cf_dcache_wb_range == (void *) cpufunc_nullop) {
482                 pte_l1_s_cache_mode_pt = L1_S_B|L1_S_C;
483                 pte_l2_l_cache_mode_pt = L2_B|L2_C;
484                 pte_l2_s_cache_mode_pt = L2_B|L2_C;
485         } else {
486                 pte_l1_s_cache_mode_pt = L1_S_C;
487                 pte_l2_l_cache_mode_pt = L2_C;
488                 pte_l2_s_cache_mode_pt = L2_C;
489         }
490
491         pte_l2_s_prot_u = L2_S_PROT_U_generic;
492         pte_l2_s_prot_w = L2_S_PROT_W_generic;
493         pte_l2_s_prot_mask = L2_S_PROT_MASK_generic;
494
495         pte_l1_s_proto = L1_S_PROTO_generic;
496         pte_l1_c_proto = L1_C_PROTO_generic;
497         pte_l2_s_proto = L2_S_PROTO_generic;
498
499         pmap_copy_page_func = pmap_copy_page_generic;
500         pmap_zero_page_func = pmap_zero_page_generic;
501 }
502
503 #if defined(CPU_ARM8)
504 void
505 pmap_pte_init_arm8(void)
506 {
507
508         /*
509          * ARM8 is compatible with generic, but we need to use
510          * the page tables uncached.
511          */
512         pmap_pte_init_generic();
513
514         pte_l1_s_cache_mode_pt = 0;
515         pte_l2_l_cache_mode_pt = 0;
516         pte_l2_s_cache_mode_pt = 0;
517 }
518 #endif /* CPU_ARM8 */
519
520 #if defined(CPU_ARM9) && defined(ARM9_CACHE_WRITE_THROUGH)
521 void
522 pmap_pte_init_arm9(void)
523 {
524
525         /*
526          * ARM9 is compatible with generic, but we want to use
527          * write-through caching for now.
528          */
529         pmap_pte_init_generic();
530
531         pte_l1_s_cache_mode = L1_S_C;
532         pte_l2_l_cache_mode = L2_C;
533         pte_l2_s_cache_mode = L2_C;
534
535         pte_l1_s_cache_mode_pt = L1_S_C;
536         pte_l2_l_cache_mode_pt = L2_C;
537         pte_l2_s_cache_mode_pt = L2_C;
538 }
539 #endif /* CPU_ARM9 */
540 #endif /* (ARM_MMU_GENERIC + ARM_MMU_SA1) != 0 */
541
542 #if defined(CPU_ARM10)
543 void
544 pmap_pte_init_arm10(void)
545 {
546
547         /*
548          * ARM10 is compatible with generic, but we want to use
549          * write-through caching for now.
550          */
551         pmap_pte_init_generic();
552
553         pte_l1_s_cache_mode = L1_S_B | L1_S_C;
554         pte_l2_l_cache_mode = L2_B | L2_C;
555         pte_l2_s_cache_mode = L2_B | L2_C;
556
557         pte_l1_s_cache_mode_pt = L1_S_C;
558         pte_l2_l_cache_mode_pt = L2_C;
559         pte_l2_s_cache_mode_pt = L2_C;
560
561 }
562 #endif /* CPU_ARM10 */
563
564 #if  ARM_MMU_SA1 == 1
565 void
566 pmap_pte_init_sa1(void)
567 {
568
569         /*
570          * The StrongARM SA-1 cache does not have a write-through
571          * mode.  So, do the generic initialization, then reset
572          * the page table cache mode to B=1,C=1, and note that
573          * the PTEs need to be sync'd.
574          */
575         pmap_pte_init_generic();
576
577         pte_l1_s_cache_mode_pt = L1_S_B|L1_S_C;
578         pte_l2_l_cache_mode_pt = L2_B|L2_C;
579         pte_l2_s_cache_mode_pt = L2_B|L2_C;
580
581         pmap_needs_pte_sync = 1;
582 }
583 #endif /* ARM_MMU_SA1 == 1*/
584
585 #if ARM_MMU_XSCALE == 1
586 #if (ARM_NMMUS > 1) || defined (CPU_XSCALE_CORE3)
587 static u_int xscale_use_minidata;
588 #endif
589
590 void
591 pmap_pte_init_xscale(void)
592 {
593         uint32_t auxctl;
594         int write_through = 0;
595
596         pte_l1_s_cache_mode = L1_S_B|L1_S_C|L1_S_XSCALE_P;
597         pte_l1_s_cache_mask = L1_S_CACHE_MASK_xscale;
598
599         pte_l2_l_cache_mode = L2_B|L2_C;
600         pte_l2_l_cache_mask = L2_L_CACHE_MASK_xscale;
601
602         pte_l2_s_cache_mode = L2_B|L2_C;
603         pte_l2_s_cache_mask = L2_S_CACHE_MASK_xscale;
604
605         pte_l1_s_cache_mode_pt = L1_S_C;
606         pte_l2_l_cache_mode_pt = L2_C;
607         pte_l2_s_cache_mode_pt = L2_C;
608 #ifdef XSCALE_CACHE_READ_WRITE_ALLOCATE
609         /*
610          * The XScale core has an enhanced mode where writes that
611          * miss the cache cause a cache line to be allocated.  This
612          * is significantly faster than the traditional, write-through
613          * behavior of this case.
614          */
615         pte_l1_s_cache_mode |= L1_S_XSCALE_TEX(TEX_XSCALE_X);
616         pte_l2_l_cache_mode |= L2_XSCALE_L_TEX(TEX_XSCALE_X);
617         pte_l2_s_cache_mode |= L2_XSCALE_T_TEX(TEX_XSCALE_X);
618 #endif /* XSCALE_CACHE_READ_WRITE_ALLOCATE */
619 #ifdef XSCALE_CACHE_WRITE_THROUGH
620         /*
621          * Some versions of the XScale core have various bugs in
622          * their cache units, the work-around for which is to run
623          * the cache in write-through mode.  Unfortunately, this
624          * has a major (negative) impact on performance.  So, we
625          * go ahead and run fast-and-loose, in the hopes that we
626          * don't line up the planets in a way that will trip the
627          * bugs.
628          *
629          * However, we give you the option to be slow-but-correct.
630          */
631         write_through = 1;
632 #elif defined(XSCALE_CACHE_WRITE_BACK)
633         /* force write back cache mode */
634         write_through = 0;
635 #elif defined(CPU_XSCALE_PXA2X0)
636         /*
637          * Intel PXA2[15]0 processors are known to have a bug in
638          * write-back cache on revision 4 and earlier (stepping
639          * A[01] and B[012]).  Fixed for C0 and later.
640          */
641         {
642                 uint32_t id, type;
643
644                 id = cpufunc_id();
645                 type = id & ~(CPU_ID_XSCALE_COREREV_MASK|CPU_ID_REVISION_MASK);
646
647                 if (type == CPU_ID_PXA250 || type == CPU_ID_PXA210) {
648                         if ((id & CPU_ID_REVISION_MASK) < 5) {
649                                 /* write through for stepping A0-1 and B0-2 */
650                                 write_through = 1;
651                         }
652                 }
653         }
654 #endif /* XSCALE_CACHE_WRITE_THROUGH */
655
656         if (write_through) {
657                 pte_l1_s_cache_mode = L1_S_C;
658                 pte_l2_l_cache_mode = L2_C;
659                 pte_l2_s_cache_mode = L2_C;
660         }
661
662 #if (ARM_NMMUS > 1)
663         xscale_use_minidata = 1;
664 #endif
665
666         pte_l2_s_prot_u = L2_S_PROT_U_xscale;
667         pte_l2_s_prot_w = L2_S_PROT_W_xscale;
668         pte_l2_s_prot_mask = L2_S_PROT_MASK_xscale;
669
670         pte_l1_s_proto = L1_S_PROTO_xscale;
671         pte_l1_c_proto = L1_C_PROTO_xscale;
672         pte_l2_s_proto = L2_S_PROTO_xscale;
673
674 #ifdef CPU_XSCALE_CORE3
675         pmap_copy_page_func = pmap_copy_page_generic;
676         pmap_zero_page_func = pmap_zero_page_generic;
677         xscale_use_minidata = 0;
678         /* Make sure it is L2-cachable */
679         pte_l1_s_cache_mode |= L1_S_XSCALE_TEX(TEX_XSCALE_T);
680         pte_l1_s_cache_mode_pt = pte_l1_s_cache_mode &~ L1_S_XSCALE_P;
681         pte_l2_l_cache_mode |= L2_XSCALE_L_TEX(TEX_XSCALE_T) ;
682         pte_l2_l_cache_mode_pt = pte_l1_s_cache_mode;
683         pte_l2_s_cache_mode |= L2_XSCALE_T_TEX(TEX_XSCALE_T);
684         pte_l2_s_cache_mode_pt = pte_l2_s_cache_mode;
685
686 #else
687         pmap_copy_page_func = pmap_copy_page_xscale;
688         pmap_zero_page_func = pmap_zero_page_xscale;
689 #endif
690
691         /*
692          * Disable ECC protection of page table access, for now.
693          */
694         __asm __volatile("mrc p15, 0, %0, c1, c0, 1" : "=r" (auxctl));
695         auxctl &= ~XSCALE_AUXCTL_P;
696         __asm __volatile("mcr p15, 0, %0, c1, c0, 1" : : "r" (auxctl));
697 }
698
699 /*
700  * xscale_setup_minidata:
701  *
702  *      Set up the mini-data cache clean area.  We require the
703  *      caller to allocate the right amount of physically and
704  *      virtually contiguous space.
705  */
706 extern vm_offset_t xscale_minidata_clean_addr;
707 extern vm_size_t xscale_minidata_clean_size; /* already initialized */
708 void
709 xscale_setup_minidata(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
710 {
711         pd_entry_t *pde = (pd_entry_t *) l1pt;
712         pt_entry_t *pte;
713         vm_size_t size;
714         uint32_t auxctl;
715
716         xscale_minidata_clean_addr = va;
717
718         /* Round it to page size. */
719         size = (xscale_minidata_clean_size + L2_S_OFFSET) & L2_S_FRAME;
720
721         for (; size != 0;
722              va += L2_S_SIZE, pa += L2_S_SIZE, size -= L2_S_SIZE) {
723                 pte = (pt_entry_t *) kernel_pt_lookup(
724                     pde[L1_IDX(va)] & L1_C_ADDR_MASK);
725                 if (pte == NULL)
726                         panic("xscale_setup_minidata: can't find L2 table for "
727                             "VA 0x%08x", (u_int32_t) va);
728                 pte[l2pte_index(va)] =
729                     L2_S_PROTO | pa | L2_S_PROT(PTE_KERNEL, VM_PROT_READ) |
730                     L2_C | L2_XSCALE_T_TEX(TEX_XSCALE_X);
731         }
732
733         /*
734          * Configure the mini-data cache for write-back with
735          * read/write-allocate.
736          *
737          * NOTE: In order to reconfigure the mini-data cache, we must
738          * make sure it contains no valid data!  In order to do that,
739          * we must issue a global data cache invalidate command!
740          *
741          * WE ASSUME WE ARE RUNNING UN-CACHED WHEN THIS ROUTINE IS CALLED!
742          * THIS IS VERY IMPORTANT!
743          */
744
745         /* Invalidate data and mini-data. */
746         __asm __volatile("mcr p15, 0, %0, c7, c6, 0" : : "r" (0));
747         __asm __volatile("mrc p15, 0, %0, c1, c0, 1" : "=r" (auxctl));
748         auxctl = (auxctl & ~XSCALE_AUXCTL_MD_MASK) | XSCALE_AUXCTL_MD_WB_RWA;
749         __asm __volatile("mcr p15, 0, %0, c1, c0, 1" : : "r" (auxctl));
750 }
751 #endif
752
753 /*
754  * Allocate an L1 translation table for the specified pmap.
755  * This is called at pmap creation time.
756  */
757 static void
758 pmap_alloc_l1(pmap_t pm)
759 {
760         struct l1_ttable *l1;
761         u_int8_t domain;
762
763         /*
764          * Remove the L1 at the head of the LRU list
765          */
766         mtx_lock(&l1_lru_lock);
767         l1 = TAILQ_FIRST(&l1_lru_list);
768         TAILQ_REMOVE(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
769
770         /*
771          * Pick the first available domain number, and update
772          * the link to the next number.
773          */
774         domain = l1->l1_domain_first;
775         l1->l1_domain_first = l1->l1_domain_free[domain];
776
777         /*
778          * If there are still free domain numbers in this L1,
779          * put it back on the TAIL of the LRU list.
780          */
781         if (++l1->l1_domain_use_count < PMAP_DOMAINS)
782                 TAILQ_INSERT_TAIL(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
783
784         mtx_unlock(&l1_lru_lock);
785
786         /*
787          * Fix up the relevant bits in the pmap structure
788          */
789         pm->pm_l1 = l1;
790         pm->pm_domain = domain + 1;
791 }
792
793 /*
794  * Free an L1 translation table.
795  * This is called at pmap destruction time.
796  */
797 static void
798 pmap_free_l1(pmap_t pm)
799 {
800         struct l1_ttable *l1 = pm->pm_l1;
801
802         mtx_lock(&l1_lru_lock);
803
804         /*
805          * If this L1 is currently on the LRU list, remove it.
806          */
807         if (l1->l1_domain_use_count < PMAP_DOMAINS)
808                 TAILQ_REMOVE(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
809
810         /*
811          * Free up the domain number which was allocated to the pmap
812          */
813         l1->l1_domain_free[pm->pm_domain - 1] = l1->l1_domain_first;
814         l1->l1_domain_first = pm->pm_domain - 1;
815         l1->l1_domain_use_count--;
816
817         /*
818          * The L1 now must have at least 1 free domain, so add
819          * it back to the LRU list. If the use count is zero,
820          * put it at the head of the list, otherwise it goes
821          * to the tail.
822          */
823         if (l1->l1_domain_use_count == 0) {
824                 TAILQ_INSERT_HEAD(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
825         }       else
826                 TAILQ_INSERT_TAIL(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
827
828         mtx_unlock(&l1_lru_lock);
829 }
830
831 static PMAP_INLINE void
832 pmap_use_l1(pmap_t pm)
833 {
834         struct l1_ttable *l1;
835
836         /*
837          * Do nothing if we're in interrupt context.
838          * Access to an L1 by the kernel pmap must not affect
839          * the LRU list.
840          */
841         if (pm == pmap_kernel())
842                 return;
843
844         l1 = pm->pm_l1;
845
846         /*
847          * If the L1 is not currently on the LRU list, just return
848          */
849         if (l1->l1_domain_use_count == PMAP_DOMAINS)
850                 return;
851
852         mtx_lock(&l1_lru_lock);
853
854         /*
855          * Check the use count again, now that we've acquired the lock
856          */
857         if (l1->l1_domain_use_count == PMAP_DOMAINS) {
858                 mtx_unlock(&l1_lru_lock);
859                 return;
860         }
861
862         /*
863          * Move the L1 to the back of the LRU list
864          */
865         TAILQ_REMOVE(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
866         TAILQ_INSERT_TAIL(&l1_lru_list, l1, l1_lru);
867
868         mtx_unlock(&l1_lru_lock);
869 }
870
871
872 /*
873  * Returns a pointer to the L2 bucket associated with the specified pmap
874  * and VA, or NULL if no L2 bucket exists for the address.
875  */
876 static PMAP_INLINE struct l2_bucket *
877 pmap_get_l2_bucket(pmap_t pm, vm_offset_t va)
878 {
879         struct l2_dtable *l2;
880         struct l2_bucket *l2b;
881         u_short l1idx;
882
883         l1idx = L1_IDX(va);
884
885         if ((l2 = pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)]) == NULL ||
886             (l2b = &l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)])->l2b_kva == NULL)
887                 return (NULL);
888
889         return (l2b);
890 }
891
892 /*
893  * Returns a pointer to the L2 bucket associated with the specified pmap
894  * and VA.
895  *
896  * If no L2 bucket exists, perform the necessary allocations to put an L2
897  * bucket/page table in place.
898  *
899  * Note that if a new L2 bucket/page was allocated, the caller *must*
900  * increment the bucket occupancy counter appropriately *before* 
901  * releasing the pmap's lock to ensure no other thread or cpu deallocates
902  * the bucket/page in the meantime.
903  */
904 static struct l2_bucket *
905 pmap_alloc_l2_bucket(pmap_t pm, vm_offset_t va)
906 {
907         struct l2_dtable *l2;
908         struct l2_bucket *l2b;
909         u_short l1idx;
910
911         l1idx = L1_IDX(va);
912
913         PMAP_ASSERT_LOCKED(pm);
914         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
915         if ((l2 = pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)]) == NULL) {
916                 /*
917                  * No mapping at this address, as there is
918                  * no entry in the L1 table.
919                  * Need to allocate a new l2_dtable.
920                  */
921 again_l2table:
922                 PMAP_UNLOCK(pm);
923                 vm_page_unlock_queues();
924                 if ((l2 = pmap_alloc_l2_dtable()) == NULL) {
925                         vm_page_lock_queues();
926                         PMAP_LOCK(pm);
927                         return (NULL);
928                 }
929                 vm_page_lock_queues();
930                 PMAP_LOCK(pm);
931                 if (pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] != NULL) {
932                         PMAP_UNLOCK(pm);
933                         vm_page_unlock_queues();
934                         uma_zfree(l2table_zone, l2);
935                         vm_page_lock_queues();
936                         PMAP_LOCK(pm);
937                         l2 = pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
938                         if (l2 == NULL)
939                                 goto again_l2table;
940                         /*
941                          * Someone already allocated the l2_dtable while
942                          * we were doing the same.
943                          */
944                 } else {
945                         bzero(l2, sizeof(*l2));
946                         /*
947                          * Link it into the parent pmap
948                          */
949                         pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] = l2;
950                 }
951         } 
952
953         l2b = &l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)];
954
955         /*
956          * Fetch pointer to the L2 page table associated with the address.
957          */
958         if (l2b->l2b_kva == NULL) {
959                 pt_entry_t *ptep;
960
961                 /*
962                  * No L2 page table has been allocated. Chances are, this
963                  * is because we just allocated the l2_dtable, above.
964                  */
965 again_ptep:
966                 PMAP_UNLOCK(pm);
967                 vm_page_unlock_queues();
968                 ptep = (void*)uma_zalloc(l2zone, M_NOWAIT|M_USE_RESERVE);
969                 vm_page_lock_queues();
970                 PMAP_LOCK(pm);
971                 if (l2b->l2b_kva != 0) {
972                         /* We lost the race. */
973                         PMAP_UNLOCK(pm);
974                         vm_page_unlock_queues();
975                         uma_zfree(l2zone, ptep);
976                         vm_page_lock_queues();
977                         PMAP_LOCK(pm);
978                         if (l2b->l2b_kva == 0)
979                                 goto again_ptep;
980                         return (l2b);
981                 }
982                 l2b->l2b_phys = vtophys(ptep);
983                 if (ptep == NULL) {
984                         /*
985                          * Oops, no more L2 page tables available at this
986                          * time. We may need to deallocate the l2_dtable
987                          * if we allocated a new one above.
988                          */
989                         if (l2->l2_occupancy == 0) {
990                                 pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] = NULL;
991                                 pmap_free_l2_dtable(l2);
992                         }
993                         return (NULL);
994                 }
995
996                 l2->l2_occupancy++;
997                 l2b->l2b_kva = ptep;
998                 l2b->l2b_l1idx = l1idx;
999         }
1000
1001         return (l2b);
1002 }
1003
1004 static PMAP_INLINE void
1005 #ifndef PMAP_INCLUDE_PTE_SYNC
1006 pmap_free_l2_ptp(pt_entry_t *l2)
1007 #else
1008 pmap_free_l2_ptp(boolean_t need_sync, pt_entry_t *l2)
1009 #endif
1010 {
1011 #ifdef PMAP_INCLUDE_PTE_SYNC
1012         /*
1013          * Note: With a write-back cache, we may need to sync this
1014          * L2 table before re-using it.
1015          * This is because it may have belonged to a non-current
1016          * pmap, in which case the cache syncs would have been
1017          * skipped when the pages were being unmapped. If the
1018          * L2 table were then to be immediately re-allocated to
1019          * the *current* pmap, it may well contain stale mappings
1020          * which have not yet been cleared by a cache write-back
1021          * and so would still be visible to the mmu.
1022          */
1023         if (need_sync)
1024                 PTE_SYNC_RANGE(l2, L2_TABLE_SIZE_REAL / sizeof(pt_entry_t));
1025 #endif
1026         uma_zfree(l2zone, l2);
1027 }
1028 /*
1029  * One or more mappings in the specified L2 descriptor table have just been
1030  * invalidated.
1031  *
1032  * Garbage collect the metadata and descriptor table itself if necessary.
1033  *
1034  * The pmap lock must be acquired when this is called (not necessary
1035  * for the kernel pmap).
1036  */
1037 static void
1038 pmap_free_l2_bucket(pmap_t pm, struct l2_bucket *l2b, u_int count)
1039 {
1040         struct l2_dtable *l2;
1041         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
1042         pt_entry_t *ptep;
1043         u_short l1idx;
1044
1045
1046         /*
1047          * Update the bucket's reference count according to how many
1048          * PTEs the caller has just invalidated.
1049          */
1050         l2b->l2b_occupancy -= count;
1051
1052         /*
1053          * Note:
1054          *
1055          * Level 2 page tables allocated to the kernel pmap are never freed
1056          * as that would require checking all Level 1 page tables and
1057          * removing any references to the Level 2 page table. See also the
1058          * comment elsewhere about never freeing bootstrap L2 descriptors.
1059          *
1060          * We make do with just invalidating the mapping in the L2 table.
1061          *
1062          * This isn't really a big deal in practice and, in fact, leads
1063          * to a performance win over time as we don't need to continually
1064          * alloc/free.
1065          */
1066         if (l2b->l2b_occupancy > 0 || pm == pmap_kernel())
1067                 return;
1068
1069         /*
1070          * There are no more valid mappings in this level 2 page table.
1071          * Go ahead and NULL-out the pointer in the bucket, then
1072          * free the page table.
1073          */
1074         l1idx = l2b->l2b_l1idx;
1075         ptep = l2b->l2b_kva;
1076         l2b->l2b_kva = NULL;
1077
1078         pl1pd = &pm->pm_l1->l1_kva[l1idx];
1079
1080         /*
1081          * If the L1 slot matches the pmap's domain
1082          * number, then invalidate it.
1083          */
1084         l1pd = *pl1pd & (L1_TYPE_MASK | L1_C_DOM_MASK);
1085         if (l1pd == (L1_C_DOM(pm->pm_domain) | L1_TYPE_C)) {
1086                 *pl1pd = 0;
1087                 PTE_SYNC(pl1pd);
1088         }
1089
1090         /*
1091          * Release the L2 descriptor table back to the pool cache.
1092          */
1093 #ifndef PMAP_INCLUDE_PTE_SYNC
1094         pmap_free_l2_ptp(ptep);
1095 #else
1096         pmap_free_l2_ptp(!pmap_is_current(pm), ptep);
1097 #endif
1098
1099         /*
1100          * Update the reference count in the associated l2_dtable
1101          */
1102         l2 = pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
1103         if (--l2->l2_occupancy > 0)
1104                 return;
1105
1106         /*
1107          * There are no more valid mappings in any of the Level 1
1108          * slots managed by this l2_dtable. Go ahead and NULL-out
1109          * the pointer in the parent pmap and free the l2_dtable.
1110          */
1111         pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] = NULL;
1112         pmap_free_l2_dtable(l2);
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Pool cache constructors for L2 descriptor tables, metadata and pmap
1117  * structures.
1118  */
1119 static int
1120 pmap_l2ptp_ctor(void *mem, int size, void *arg, int flags)
1121 {
1122 #ifndef PMAP_INCLUDE_PTE_SYNC
1123         struct l2_bucket *l2b;
1124         pt_entry_t *ptep, pte;
1125 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
1126         pd_entry_t *pde;
1127 #endif
1128         vm_offset_t va = (vm_offset_t)mem & ~PAGE_MASK;
1129
1130         /*
1131          * The mappings for these page tables were initially made using
1132          * pmap_kenter() by the pool subsystem. Therefore, the cache-
1133          * mode will not be right for page table mappings. To avoid
1134          * polluting the pmap_kenter() code with a special case for
1135          * page tables, we simply fix up the cache-mode here if it's not
1136          * correct.
1137          */
1138 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
1139         pde = &kernel_pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
1140         if (!l1pte_section_p(*pde)) {
1141 #endif
1142                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
1143                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
1144                 pte = *ptep;
1145                 
1146                 if ((pte & L2_S_CACHE_MASK) != pte_l2_s_cache_mode_pt) {
1147                         /*
1148                          * Page tables must have the cache-mode set to 
1149                          * Write-Thru.
1150                          */
1151                         *ptep = (pte & ~L2_S_CACHE_MASK) | pte_l2_s_cache_mode_pt;
1152                         PTE_SYNC(ptep);
1153                         cpu_tlb_flushD_SE(va);
1154                         cpu_cpwait();
1155                 }
1156 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
1157         }
1158 #endif
1159 #endif
1160         memset(mem, 0, L2_TABLE_SIZE_REAL);
1161         PTE_SYNC_RANGE(mem, L2_TABLE_SIZE_REAL / sizeof(pt_entry_t));
1162         return (0);
1163 }
1164
1165 /*
1166  * A bunch of routines to conditionally flush the caches/TLB depending
1167  * on whether the specified pmap actually needs to be flushed at any
1168  * given time.
1169  */
1170 static PMAP_INLINE void
1171 pmap_tlb_flushID_SE(pmap_t pm, vm_offset_t va)
1172 {
1173
1174         if (pmap_is_current(pm))
1175                 cpu_tlb_flushID_SE(va);
1176 }
1177
1178 static PMAP_INLINE void
1179 pmap_tlb_flushD_SE(pmap_t pm, vm_offset_t va)
1180 {
1181
1182         if (pmap_is_current(pm))
1183                 cpu_tlb_flushD_SE(va);
1184 }
1185
1186 static PMAP_INLINE void
1187 pmap_tlb_flushID(pmap_t pm)
1188 {
1189
1190         if (pmap_is_current(pm))
1191                 cpu_tlb_flushID();
1192 }
1193 static PMAP_INLINE void
1194 pmap_tlb_flushD(pmap_t pm)
1195 {
1196
1197         if (pmap_is_current(pm))
1198                 cpu_tlb_flushD();
1199 }
1200
1201 static PMAP_INLINE void
1202 pmap_idcache_wbinv_range(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t len)
1203 {
1204
1205         if (pmap_is_current(pm))
1206                 cpu_idcache_wbinv_range(va, len);
1207 }
1208
1209 static PMAP_INLINE void
1210 pmap_dcache_wb_range(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t len,
1211     boolean_t do_inv, boolean_t rd_only)
1212 {
1213
1214         if (pmap_is_current(pm)) {
1215                 if (do_inv) {
1216                         if (rd_only)
1217                                 cpu_dcache_inv_range(va, len);
1218                         else
1219                                 cpu_dcache_wbinv_range(va, len);
1220                 } else
1221                 if (!rd_only)
1222                         cpu_dcache_wb_range(va, len);
1223         }
1224 }
1225
1226 static PMAP_INLINE void
1227 pmap_idcache_wbinv_all(pmap_t pm)
1228 {
1229
1230         if (pmap_is_current(pm))
1231                 cpu_idcache_wbinv_all();
1232 }
1233
1234 static PMAP_INLINE void
1235 pmap_dcache_wbinv_all(pmap_t pm)
1236 {
1237
1238         if (pmap_is_current(pm))
1239                 cpu_dcache_wbinv_all();
1240 }
1241
1242 /*
1243  * PTE_SYNC_CURRENT:
1244  *
1245  *     Make sure the pte is written out to RAM.
1246  *     We need to do this for one of two cases:
1247  *       - We're dealing with the kernel pmap
1248  *       - There is no pmap active in the cache/tlb.
1249  *       - The specified pmap is 'active' in the cache/tlb.
1250  */
1251 #ifdef PMAP_INCLUDE_PTE_SYNC
1252 #define PTE_SYNC_CURRENT(pm, ptep)      \
1253 do {                                    \
1254         if (PMAP_NEEDS_PTE_SYNC &&      \
1255             pmap_is_current(pm))        \
1256                 PTE_SYNC(ptep);         \
1257 } while (/*CONSTCOND*/0)
1258 #else
1259 #define PTE_SYNC_CURRENT(pm, ptep)      /* nothing */
1260 #endif
1261
1262 /*
1263  * Since we have a virtually indexed cache, we may need to inhibit caching if
1264  * there is more than one mapping and at least one of them is writable.
1265  * Since we purge the cache on every context switch, we only need to check for
1266  * other mappings within the same pmap, or kernel_pmap.
1267  * This function is also called when a page is unmapped, to possibly reenable
1268  * caching on any remaining mappings.
1269  *
1270  * The code implements the following logic, where:
1271  *
1272  * KW = # of kernel read/write pages
1273  * KR = # of kernel read only pages
1274  * UW = # of user read/write pages
1275  * UR = # of user read only pages
1276  * 
1277  * KC = kernel mapping is cacheable
1278  * UC = user mapping is cacheable
1279  *
1280  *               KW=0,KR=0  KW=0,KR>0  KW=1,KR=0  KW>1,KR>=0
1281  *             +---------------------------------------------
1282  * UW=0,UR=0   | ---        KC=1       KC=1       KC=0
1283  * UW=0,UR>0   | UC=1       KC=1,UC=1  KC=0,UC=0  KC=0,UC=0
1284  * UW=1,UR=0   | UC=1       KC=0,UC=0  KC=0,UC=0  KC=0,UC=0
1285  * UW>1,UR>=0  | UC=0       KC=0,UC=0  KC=0,UC=0  KC=0,UC=0
1286  */
1287
1288 static const int pmap_vac_flags[4][4] = {
1289         {-1,            0,              0,              PVF_KNC},
1290         {0,             0,              PVF_NC,         PVF_NC},
1291         {0,             PVF_NC,         PVF_NC,         PVF_NC},
1292         {PVF_UNC,       PVF_NC,         PVF_NC,         PVF_NC}
1293 };
1294
1295 static PMAP_INLINE int
1296 pmap_get_vac_flags(const struct vm_page *pg)
1297 {
1298         int kidx, uidx;
1299
1300         kidx = 0;
1301         if (pg->md.kro_mappings || pg->md.krw_mappings > 1)
1302                 kidx |= 1;
1303         if (pg->md.krw_mappings)
1304                 kidx |= 2;
1305
1306         uidx = 0;
1307         if (pg->md.uro_mappings || pg->md.urw_mappings > 1)
1308                 uidx |= 1;
1309         if (pg->md.urw_mappings)
1310                 uidx |= 2;
1311
1312         return (pmap_vac_flags[uidx][kidx]);
1313 }
1314
1315 static __inline void
1316 pmap_vac_me_harder(struct vm_page *pg, pmap_t pm, vm_offset_t va)
1317 {
1318         int nattr;
1319
1320         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1321         nattr = pmap_get_vac_flags(pg);
1322
1323         if (nattr < 0) {
1324                 pg->md.pvh_attrs &= ~PVF_NC;
1325                 return;
1326         }
1327
1328         if (nattr == 0 && (pg->md.pvh_attrs & PVF_NC) == 0) {
1329                 return;
1330         }
1331
1332         if (pm == pmap_kernel())
1333                 pmap_vac_me_kpmap(pg, pm, va);
1334         else
1335                 pmap_vac_me_user(pg, pm, va);
1336
1337         pg->md.pvh_attrs = (pg->md.pvh_attrs & ~PVF_NC) | nattr;
1338 }
1339
1340 static void
1341 pmap_vac_me_kpmap(struct vm_page *pg, pmap_t pm, vm_offset_t va)
1342 {
1343         u_int u_cacheable, u_entries;
1344         struct pv_entry *pv;
1345         pmap_t last_pmap = pm;
1346
1347         /* 
1348          * Pass one, see if there are both kernel and user pmaps for
1349          * this page.  Calculate whether there are user-writable or
1350          * kernel-writable pages.
1351          */
1352         u_cacheable = 0;
1353         TAILQ_FOREACH(pv, &pg->md.pv_list, pv_list) {
1354                 if (pv->pv_pmap != pm && (pv->pv_flags & PVF_NC) == 0)
1355                         u_cacheable++;
1356         }
1357
1358         u_entries = pg->md.urw_mappings + pg->md.uro_mappings;
1359
1360         /* 
1361          * We know we have just been updating a kernel entry, so if
1362          * all user pages are already cacheable, then there is nothing
1363          * further to do.
1364          */
1365         if (pg->md.k_mappings == 0 && u_cacheable == u_entries)
1366                 return;
1367
1368         if (u_entries) {
1369                 /* 
1370                  * Scan over the list again, for each entry, if it
1371                  * might not be set correctly, call pmap_vac_me_user
1372                  * to recalculate the settings.
1373                  */
1374                 TAILQ_FOREACH(pv, &pg->md.pv_list, pv_list) {
1375                         /* 
1376                          * We know kernel mappings will get set
1377                          * correctly in other calls.  We also know
1378                          * that if the pmap is the same as last_pmap
1379                          * then we've just handled this entry.
1380                          */
1381                         if (pv->pv_pmap == pm || pv->pv_pmap == last_pmap)
1382                                 continue;
1383
1384                         /* 
1385                          * If there are kernel entries and this page
1386                          * is writable but non-cacheable, then we can
1387                          * skip this entry also.  
1388                          */
1389                         if (pg->md.k_mappings &&
1390                             (pv->pv_flags & (PVF_NC | PVF_WRITE)) ==
1391                             (PVF_NC | PVF_WRITE))
1392                                 continue;
1393
1394                         /* 
1395                          * Similarly if there are no kernel-writable 
1396                          * entries and the page is already 
1397                          * read-only/cacheable.
1398                          */
1399                         if (pg->md.krw_mappings == 0 &&
1400                             (pv->pv_flags & (PVF_NC | PVF_WRITE)) == 0)
1401                                 continue;
1402
1403                         /* 
1404                          * For some of the remaining cases, we know
1405                          * that we must recalculate, but for others we
1406                          * can't tell if they are correct or not, so
1407                          * we recalculate anyway.
1408                          */
1409                         pmap_vac_me_user(pg, (last_pmap = pv->pv_pmap), 0);
1410                 }
1411
1412                 if (pg->md.k_mappings == 0)
1413                         return;
1414         }
1415
1416         pmap_vac_me_user(pg, pm, va);
1417 }
1418
1419 static void
1420 pmap_vac_me_user(struct vm_page *pg, pmap_t pm, vm_offset_t va)
1421 {
1422         pmap_t kpmap = pmap_kernel();
1423         struct pv_entry *pv, *npv;
1424         struct l2_bucket *l2b;
1425         pt_entry_t *ptep, pte;
1426         u_int entries = 0;
1427         u_int writable = 0;
1428         u_int cacheable_entries = 0;
1429         u_int kern_cacheable = 0;
1430         u_int other_writable = 0;
1431
1432         /*
1433          * Count mappings and writable mappings in this pmap.
1434          * Include kernel mappings as part of our own.
1435          * Keep a pointer to the first one.
1436          */
1437         npv = TAILQ_FIRST(&pg->md.pv_list);
1438         TAILQ_FOREACH(pv, &pg->md.pv_list, pv_list) {
1439                 /* Count mappings in the same pmap */
1440                 if (pm == pv->pv_pmap || kpmap == pv->pv_pmap) {
1441                         if (entries++ == 0)
1442                                 npv = pv;
1443
1444                         /* Cacheable mappings */
1445                         if ((pv->pv_flags & PVF_NC) == 0) {
1446                                 cacheable_entries++;
1447                                 if (kpmap == pv->pv_pmap)
1448                                         kern_cacheable++;
1449                         }
1450
1451                         /* Writable mappings */
1452                         if (pv->pv_flags & PVF_WRITE)
1453                                 ++writable;
1454                 } else
1455                 if (pv->pv_flags & PVF_WRITE)
1456                         other_writable = 1;
1457         }
1458
1459         /*
1460          * Enable or disable caching as necessary.
1461          * Note: the first entry might be part of the kernel pmap,
1462          * so we can't assume this is indicative of the state of the
1463          * other (maybe non-kpmap) entries.
1464          */
1465         if ((entries > 1 && writable) ||
1466             (entries > 0 && pm == kpmap && other_writable)) {
1467                 if (cacheable_entries == 0)
1468                         return;
1469
1470                 for (pv = npv; pv; pv = TAILQ_NEXT(pv, pv_list)) {
1471                         if ((pm != pv->pv_pmap && kpmap != pv->pv_pmap) ||
1472                             (pv->pv_flags & PVF_NC))
1473                                 continue;
1474
1475                         pv->pv_flags |= PVF_NC;
1476
1477                         l2b = pmap_get_l2_bucket(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1478                         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(pv->pv_va)];
1479                         pte = *ptep & ~L2_S_CACHE_MASK;
1480
1481                         if ((va != pv->pv_va || pm != pv->pv_pmap) &&
1482                             l2pte_valid(pte)) {
1483                                 if (PV_BEEN_EXECD(pv->pv_flags)) {
1484                                         pmap_idcache_wbinv_range(pv->pv_pmap,
1485                                             pv->pv_va, PAGE_SIZE);
1486                                         pmap_tlb_flushID_SE(pv->pv_pmap,
1487                                             pv->pv_va);
1488                                 } else
1489                                 if (PV_BEEN_REFD(pv->pv_flags)) {
1490                                         pmap_dcache_wb_range(pv->pv_pmap,
1491                                             pv->pv_va, PAGE_SIZE, TRUE,
1492                                             (pv->pv_flags & PVF_WRITE) == 0);
1493                                         pmap_tlb_flushD_SE(pv->pv_pmap,
1494                                             pv->pv_va);
1495                                 }
1496                         }
1497
1498                         *ptep = pte;
1499                         PTE_SYNC_CURRENT(pv->pv_pmap, ptep);
1500                 }
1501                 cpu_cpwait();
1502         } else
1503         if (entries > cacheable_entries) {
1504                 /*
1505                  * Turn cacheing back on for some pages.  If it is a kernel
1506                  * page, only do so if there are no other writable pages.
1507                  */
1508                 for (pv = npv; pv; pv = TAILQ_NEXT(pv, pv_list)) {
1509                         if (!(pv->pv_flags & PVF_NC) || (pm != pv->pv_pmap &&
1510                             (kpmap != pv->pv_pmap || other_writable)))
1511                                 continue;
1512
1513                         pv->pv_flags &= ~PVF_NC;
1514
1515                         l2b = pmap_get_l2_bucket(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1516                         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(pv->pv_va)];
1517                         pte = (*ptep & ~L2_S_CACHE_MASK) | pte_l2_s_cache_mode;
1518
1519                         if (l2pte_valid(pte)) {
1520                                 if (PV_BEEN_EXECD(pv->pv_flags)) {
1521                                         pmap_tlb_flushID_SE(pv->pv_pmap,
1522                                             pv->pv_va);
1523                                 } else
1524                                 if (PV_BEEN_REFD(pv->pv_flags)) {
1525                                         pmap_tlb_flushD_SE(pv->pv_pmap,
1526                                             pv->pv_va);
1527                                 }
1528                         }
1529
1530                         *ptep = pte;
1531                         PTE_SYNC_CURRENT(pv->pv_pmap, ptep);
1532                 }
1533         }
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Modify pte bits for all ptes corresponding to the given physical address.
1538  * We use `maskbits' rather than `clearbits' because we're always passing
1539  * constants and the latter would require an extra inversion at run-time.
1540  */
1541 static int 
1542 pmap_clearbit(struct vm_page *pg, u_int maskbits)
1543 {
1544         struct l2_bucket *l2b;
1545         struct pv_entry *pv;
1546         pt_entry_t *ptep, npte, opte;
1547         pmap_t pm;
1548         vm_offset_t va;
1549         u_int oflags;
1550         int count = 0;
1551
1552         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1553
1554         /*
1555          * Clear saved attributes (modify, reference)
1556          */
1557         pg->md.pvh_attrs &= ~(maskbits & (PVF_MOD | PVF_REF));
1558
1559         if (TAILQ_EMPTY(&pg->md.pv_list)) {
1560                 return (0);
1561         }
1562
1563         /*
1564          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos
1565          */
1566         TAILQ_FOREACH(pv, &pg->md.pv_list, pv_list) {
1567                 va = pv->pv_va;
1568                 pm = pv->pv_pmap;
1569                 oflags = pv->pv_flags;
1570                 pv->pv_flags &= ~maskbits;
1571
1572                 PMAP_LOCK(pm);
1573
1574                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pm, va);
1575
1576                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
1577                 npte = opte = *ptep;
1578
1579                 if (maskbits & (PVF_WRITE|PVF_MOD)) {
1580                         if ((pv->pv_flags & PVF_NC)) {
1581                                 /* 
1582                                  * Entry is not cacheable:
1583                                  *
1584                                  * Don't turn caching on again if this is a 
1585                                  * modified emulation. This would be
1586                                  * inconsitent with the settings created by
1587                                  * pmap_vac_me_harder(). Otherwise, it's safe
1588                                  * to re-enable cacheing.
1589                                  *
1590                                  * There's no need to call pmap_vac_me_harder()
1591                                  * here: all pages are losing their write
1592                                  * permission.
1593                                  */
1594                                 if (maskbits & PVF_WRITE) {
1595                                         npte |= pte_l2_s_cache_mode;
1596                                         pv->pv_flags &= ~PVF_NC;
1597                                 }
1598                         } else
1599                         if (opte & L2_S_PROT_W) {
1600                                 vm_page_dirty(pg);
1601                                 /* 
1602                                  * Entry is writable/cacheable: check if pmap
1603                                  * is current if it is flush it, otherwise it
1604                                  * won't be in the cache
1605                                  */
1606                                 if (PV_BEEN_EXECD(oflags))
1607                                         pmap_idcache_wbinv_range(pm, pv->pv_va,
1608                                             PAGE_SIZE);
1609                                 else
1610                                 if (PV_BEEN_REFD(oflags))
1611                                         pmap_dcache_wb_range(pm, pv->pv_va,
1612                                             PAGE_SIZE,
1613                                             (maskbits & PVF_REF) ? TRUE : FALSE,
1614                                             FALSE);
1615                         }
1616
1617                         /* make the pte read only */
1618                         npte &= ~L2_S_PROT_W;
1619
1620                         if (maskbits & PVF_WRITE) {
1621                                 /*
1622                                  * Keep alias accounting up to date
1623                                  */
1624                                 if (pv->pv_pmap == pmap_kernel()) {
1625                                         if (oflags & PVF_WRITE) {
1626                                                 pg->md.krw_mappings--;
1627                                                 pg->md.kro_mappings++;
1628                                         }
1629                                 } else
1630                                 if (oflags & PVF_WRITE) {
1631                                         pg->md.urw_mappings--;
1632                                         pg->md.uro_mappings++;
1633                                 }
1634                         }
1635                 }
1636
1637                 if (maskbits & PVF_REF) {
1638                         if ((pv->pv_flags & PVF_NC) == 0 &&
1639                             (maskbits & (PVF_WRITE|PVF_MOD)) == 0) {
1640                                 /*
1641                                  * Check npte here; we may have already
1642                                  * done the wbinv above, and the validity
1643                                  * of the PTE is the same for opte and
1644                                  * npte.
1645                                  */
1646                                 if (npte & L2_S_PROT_W) {
1647                                         if (PV_BEEN_EXECD(oflags))
1648                                                 pmap_idcache_wbinv_range(pm,
1649                                                     pv->pv_va, PAGE_SIZE);
1650                                         else
1651                                         if (PV_BEEN_REFD(oflags))
1652                                                 pmap_dcache_wb_range(pm,
1653                                                     pv->pv_va, PAGE_SIZE,
1654                                                     TRUE, FALSE);
1655                                 } else
1656                                 if ((npte & L2_TYPE_MASK) != L2_TYPE_INV) {
1657                                         /* XXXJRT need idcache_inv_range */
1658                                         if (PV_BEEN_EXECD(oflags))
1659                                                 pmap_idcache_wbinv_range(pm,
1660                                                     pv->pv_va, PAGE_SIZE);
1661                                         else
1662                                         if (PV_BEEN_REFD(oflags))
1663                                                 pmap_dcache_wb_range(pm,
1664                                                     pv->pv_va, PAGE_SIZE,
1665                                                     TRUE, TRUE);
1666                                 }
1667                         }
1668
1669                         /*
1670                          * Make the PTE invalid so that we will take a
1671                          * page fault the next time the mapping is
1672                          * referenced.
1673                          */
1674                         npte &= ~L2_TYPE_MASK;
1675                         npte |= L2_TYPE_INV;
1676                 }
1677
1678                 if (npte != opte) {
1679                         count++;
1680                         *ptep = npte;
1681                         PTE_SYNC(ptep);
1682                         /* Flush the TLB entry if a current pmap. */
1683                         if (PV_BEEN_EXECD(oflags))
1684                                 pmap_tlb_flushID_SE(pm, pv->pv_va);
1685                         else
1686                         if (PV_BEEN_REFD(oflags))
1687                                 pmap_tlb_flushD_SE(pm, pv->pv_va);
1688                 }
1689
1690                 PMAP_UNLOCK(pm);
1691
1692         }
1693
1694         if (maskbits & PVF_WRITE)
1695                 vm_page_flag_clear(pg, PG_WRITEABLE);
1696         return (count);
1697 }
1698
1699 /*
1700  * main pv_entry manipulation functions:
1701  *   pmap_enter_pv: enter a mapping onto a vm_page list
1702  *   pmap_remove_pv: remove a mappiing from a vm_page list
1703  *
1704  * NOTE: pmap_enter_pv expects to lock the pvh itself
1705  *       pmap_remove_pv expects te caller to lock the pvh before calling
1706  */
1707
1708 /*
1709  * pmap_enter_pv: enter a mapping onto a vm_page lst
1710  *
1711  * => caller should hold the proper lock on pmap_main_lock
1712  * => caller should have pmap locked
1713  * => we will gain the lock on the vm_page and allocate the new pv_entry
1714  * => caller should adjust ptp's wire_count before calling
1715  * => caller should not adjust pmap's wire_count
1716  */
1717 static void
1718 pmap_enter_pv(struct vm_page *pg, struct pv_entry *pve, pmap_t pm,
1719     vm_offset_t va, u_int flags)
1720 {
1721
1722         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1723         PMAP_ASSERT_LOCKED(pm);
1724         pve->pv_pmap = pm;
1725         pve->pv_va = va;
1726         pve->pv_flags = flags;
1727
1728         TAILQ_INSERT_HEAD(&pg->md.pv_list, pve, pv_list);
1729         TAILQ_INSERT_HEAD(&pm->pm_pvlist, pve, pv_plist);
1730         pg->md.pvh_attrs |= flags & (PVF_REF | PVF_MOD);
1731         if (pm == pmap_kernel()) {
1732                 if (flags & PVF_WRITE)
1733                         pg->md.krw_mappings++;
1734                 else
1735                         pg->md.kro_mappings++;
1736         } 
1737         if (flags & PVF_WRITE)
1738                 pg->md.urw_mappings++;
1739         else
1740                 pg->md.uro_mappings++;
1741         pg->md.pv_list_count++;
1742         if (pve->pv_flags & PVF_WIRED)
1743                 ++pm->pm_stats.wired_count;
1744         vm_page_flag_set(pg, PG_REFERENCED);
1745 }
1746
1747 /*
1748  *
1749  * pmap_find_pv: Find a pv entry
1750  *
1751  * => caller should hold lock on vm_page
1752  */
1753 static PMAP_INLINE struct pv_entry *
1754 pmap_find_pv(struct vm_page *pg, pmap_t pm, vm_offset_t va)
1755 {
1756         struct pv_entry *pv;
1757
1758         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1759         TAILQ_FOREACH(pv, &pg->md.pv_list, pv_list)
1760             if (pm == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va)
1761                     break;
1762         return (pv);
1763 }
1764
1765 /*
1766  * vector_page_setprot:
1767  *
1768  *      Manipulate the protection of the vector page.
1769  */
1770 void
1771 vector_page_setprot(int prot)
1772 {
1773         struct l2_bucket *l2b;
1774         pt_entry_t *ptep;
1775
1776         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), vector_page);
1777
1778         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(vector_page)];
1779
1780         *ptep = (*ptep & ~L1_S_PROT_MASK) | L2_S_PROT(PTE_KERNEL, prot);
1781         PTE_SYNC(ptep);
1782         cpu_tlb_flushD_SE(vector_page);
1783         cpu_cpwait();
1784 }
1785
1786 /*
1787  * pmap_remove_pv: try to remove a mapping from a pv_list
1788  *
1789  * => caller should hold proper lock on pmap_main_lock
1790  * => pmap should be locked
1791  * => caller should hold lock on vm_page [so that attrs can be adjusted]
1792  * => caller should adjust ptp's wire_count and free PTP if needed
1793  * => caller should NOT adjust pmap's wire_count
1794  * => we return the removed pve
1795  */
1796
1797 static void
1798 pmap_nuke_pv(struct vm_page *pg, pmap_t pm, struct pv_entry *pve)
1799 {
1800
1801         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1802         PMAP_ASSERT_LOCKED(pm);
1803         TAILQ_REMOVE(&pg->md.pv_list, pve, pv_list);
1804         TAILQ_REMOVE(&pm->pm_pvlist, pve, pv_plist);
1805         if (pve->pv_flags & PVF_WIRED)
1806                 --pm->pm_stats.wired_count;
1807         pg->md.pv_list_count--;
1808         if (pg->md.pvh_attrs & PVF_MOD)
1809                 vm_page_dirty(pg);
1810         if (pm == pmap_kernel()) {
1811                 if (pve->pv_flags & PVF_WRITE)
1812                         pg->md.krw_mappings--;
1813                 else
1814                         pg->md.kro_mappings--;
1815         } else
1816                 if (pve->pv_flags & PVF_WRITE)
1817                         pg->md.urw_mappings--;
1818                 else
1819                         pg->md.uro_mappings--;
1820         if (TAILQ_FIRST(&pg->md.pv_list) == NULL ||
1821             (pg->md.krw_mappings == 0 && pg->md.urw_mappings == 0)) {
1822                 pg->md.pvh_attrs &= ~PVF_MOD;
1823                 if (TAILQ_FIRST(&pg->md.pv_list) == NULL)
1824                         pg->md.pvh_attrs &= ~PVF_REF;
1825                 vm_page_flag_clear(pg, PG_WRITEABLE);
1826         }
1827         if (TAILQ_FIRST(&pg->md.pv_list))
1828                 vm_page_flag_set(pg, PG_REFERENCED);
1829         if (pve->pv_flags & PVF_WRITE)
1830                 pmap_vac_me_harder(pg, pm, 0);
1831 }
1832
1833 static struct pv_entry *
1834 pmap_remove_pv(struct vm_page *pg, pmap_t pm, vm_offset_t va)
1835 {
1836         struct pv_entry *pve;
1837
1838         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1839         pve = TAILQ_FIRST(&pg->md.pv_list);
1840
1841         while (pve) {
1842                 if (pve->pv_pmap == pm && pve->pv_va == va) {   /* match? */
1843                         pmap_nuke_pv(pg, pm, pve);
1844                         break;
1845                 }
1846                 pve = TAILQ_NEXT(pve, pv_list);
1847         }
1848
1849         return(pve);                            /* return removed pve */
1850 }
1851 /*
1852  *
1853  * pmap_modify_pv: Update pv flags
1854  *
1855  * => caller should hold lock on vm_page [so that attrs can be adjusted]
1856  * => caller should NOT adjust pmap's wire_count
1857  * => caller must call pmap_vac_me_harder() if writable status of a page
1858  *    may have changed.
1859  * => we return the old flags
1860  * 
1861  * Modify a physical-virtual mapping in the pv table
1862  */
1863 static u_int
1864 pmap_modify_pv(struct vm_page *pg, pmap_t pm, vm_offset_t va,
1865     u_int clr_mask, u_int set_mask)
1866 {
1867         struct pv_entry *npv;
1868         u_int flags, oflags;
1869
1870         PMAP_ASSERT_LOCKED(pm);
1871         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1872         if ((npv = pmap_find_pv(pg, pm, va)) == NULL)
1873                 return (0);
1874
1875         /*
1876          * There is at least one VA mapping this page.
1877          */
1878
1879         if (clr_mask & (PVF_REF | PVF_MOD))
1880                 pg->md.pvh_attrs |= set_mask & (PVF_REF | PVF_MOD);
1881
1882         oflags = npv->pv_flags;
1883         npv->pv_flags = flags = (oflags & ~clr_mask) | set_mask;
1884
1885         if ((flags ^ oflags) & PVF_WIRED) {
1886                 if (flags & PVF_WIRED)
1887                         ++pm->pm_stats.wired_count;
1888                 else
1889                         --pm->pm_stats.wired_count;
1890         }
1891
1892         if ((flags ^ oflags) & PVF_WRITE) {
1893                 if (pm == pmap_kernel()) {
1894                         if (flags & PVF_WRITE) {
1895                                 pg->md.krw_mappings++;
1896                                 pg->md.kro_mappings--;
1897                         } else {
1898                                 pg->md.kro_mappings++;
1899                                 pg->md.krw_mappings--;
1900                         }
1901                 } else
1902                 if (flags & PVF_WRITE) {
1903                         pg->md.urw_mappings++;
1904                         pg->md.uro_mappings--;
1905                 } else {
1906                         pg->md.uro_mappings++;
1907                         pg->md.urw_mappings--;
1908                 }
1909                 if (pg->md.krw_mappings == 0 && pg->md.urw_mappings == 0) {
1910                         pg->md.pvh_attrs &= ~PVF_MOD;
1911                         vm_page_flag_clear(pg, PG_WRITEABLE);
1912                 }
1913                 pmap_vac_me_harder(pg, pm, 0);
1914         }
1915
1916         return (oflags);
1917 }
1918
1919 /* Function to set the debug level of the pmap code */
1920 #ifdef PMAP_DEBUG
1921 void
1922 pmap_debug(int level)
1923 {
1924         pmap_debug_level = level;
1925         dprintf("pmap_debug: level=%d\n", pmap_debug_level);
1926 }
1927 #endif  /* PMAP_DEBUG */
1928
1929 void
1930 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1931 {
1932         PDEBUG(1, printf("pmap_pinit0: pmap = %08x\n", (u_int32_t) pmap));
1933
1934         dprintf("pmap_pinit0: pmap = %08x, pm_pdir = %08x\n",
1935                 (u_int32_t) pmap, (u_int32_t) pmap->pm_pdir);
1936         bcopy(kernel_pmap, pmap, sizeof(*pmap));
1937         bzero(&pmap->pm_mtx, sizeof(pmap->pm_mtx));
1938         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1939 }
1940
1941 /*
1942  *      Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
1943  */
1944 void
1945 pmap_page_init(vm_page_t m)
1946 {
1947
1948         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
1949         m->md.pv_list_count = 0;
1950 }
1951
1952 /*
1953  *      Initialize the pmap module.
1954  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
1955  *      system needs to map virtual memory.
1956  */
1957 void
1958 pmap_init(void)
1959 {
1960         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
1961
1962         PDEBUG(1, printf("pmap_init: phys_start = %08x\n"));
1963
1964         /*
1965          * init the pv free list
1966          */
1967         pvzone = uma_zcreate("PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry), NULL, NULL, 
1968             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
1969         /*
1970          * Now it is safe to enable pv_table recording.
1971          */
1972         PDEBUG(1, printf("pmap_init: done!\n"));
1973
1974         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
1975         
1976         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + cnt.v_page_count;
1977         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
1978         l2zone = uma_zcreate("L2 Table", L2_TABLE_SIZE_REAL, pmap_l2ptp_ctor,
1979             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
1980         l2table_zone = uma_zcreate("L2 Table", sizeof(struct l2_dtable),
1981             NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR,
1982             UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
1983
1984         uma_zone_set_obj(pvzone, &pvzone_obj, pv_entry_max);
1985
1986 }
1987
1988 int
1989 pmap_fault_fixup(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_prot_t ftype, int user)
1990 {
1991         struct l2_dtable *l2;
1992         struct l2_bucket *l2b;
1993         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
1994         pt_entry_t *ptep, pte;
1995         vm_paddr_t pa;
1996         u_int l1idx;
1997         int rv = 0;
1998
1999         l1idx = L1_IDX(va);
2000         vm_page_lock_queues();
2001         PMAP_LOCK(pm);
2002
2003         /*
2004          * If there is no l2_dtable for this address, then the process
2005          * has no business accessing it.
2006          *
2007          * Note: This will catch userland processes trying to access
2008          * kernel addresses.
2009          */
2010         l2 = pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
2011         if (l2 == NULL)
2012                 goto out;
2013
2014         /*
2015          * Likewise if there is no L2 descriptor table
2016          */
2017         l2b = &l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)];
2018         if (l2b->l2b_kva == NULL)
2019                 goto out;
2020
2021         /*
2022          * Check the PTE itself.
2023          */
2024         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
2025         pte = *ptep;
2026         if (pte == 0)
2027                 goto out;
2028
2029         /*
2030          * Catch a userland access to the vector page mapped at 0x0
2031          */
2032         if (user && (pte & L2_S_PROT_U) == 0)
2033                 goto out;
2034         if (va == vector_page)
2035                 goto out;
2036
2037         pa = l2pte_pa(pte);
2038
2039         if ((ftype & VM_PROT_WRITE) && (pte & L2_S_PROT_W) == 0) {
2040                 /*
2041                  * This looks like a good candidate for "page modified"
2042                  * emulation...
2043                  */
2044                 struct pv_entry *pv;
2045                 struct vm_page *pg;
2046
2047                 /* Extract the physical address of the page */
2048                 if ((pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pa)) == NULL) {
2049                         goto out;
2050                 }
2051                 /* Get the current flags for this page. */
2052
2053                 pv = pmap_find_pv(pg, pm, va);
2054                 if (pv == NULL) {
2055                         goto out;
2056                 }
2057
2058                 /*
2059                  * Do the flags say this page is writable? If not then it
2060                  * is a genuine write fault. If yes then the write fault is
2061                  * our fault as we did not reflect the write access in the
2062                  * PTE. Now we know a write has occurred we can correct this
2063                  * and also set the modified bit
2064                  */
2065                 if ((pv->pv_flags & PVF_WRITE) == 0) {
2066                         goto out;
2067                 }
2068
2069                 pg->md.pvh_attrs |= PVF_REF | PVF_MOD;
2070                 vm_page_dirty(pg);
2071                 pv->pv_flags |= PVF_REF | PVF_MOD;
2072
2073                 /* 
2074                  * Re-enable write permissions for the page.  No need to call
2075                  * pmap_vac_me_harder(), since this is just a
2076                  * modified-emulation fault, and the PVF_WRITE bit isn't
2077                  * changing. We've already set the cacheable bits based on
2078                  * the assumption that we can write to this page.
2079                  */
2080                 *ptep = (pte & ~L2_TYPE_MASK) | L2_S_PROTO | L2_S_PROT_W;
2081                 PTE_SYNC(ptep);
2082                 rv = 1;
2083         } else
2084         if ((pte & L2_TYPE_MASK) == L2_TYPE_INV) {
2085                 /*
2086                  * This looks like a good candidate for "page referenced"
2087                  * emulation.
2088                  */
2089                 struct pv_entry *pv;
2090                 struct vm_page *pg;
2091
2092                 /* Extract the physical address of the page */
2093                 if ((pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pa)) == NULL)
2094                         goto out;
2095                 /* Get the current flags for this page. */
2096
2097                 pv = pmap_find_pv(pg, pm, va);
2098                 if (pv == NULL)
2099                         goto out;
2100
2101                 pg->md.pvh_attrs |= PVF_REF;
2102                 pv->pv_flags |= PVF_REF;
2103
2104
2105                 *ptep = (pte & ~L2_TYPE_MASK) | L2_S_PROTO;
2106                 PTE_SYNC(ptep);
2107                 rv = 1;
2108         }
2109
2110         /*
2111          * We know there is a valid mapping here, so simply
2112          * fix up the L1 if necessary.
2113          */
2114         pl1pd = &pm->pm_l1->l1_kva[l1idx];
2115         l1pd = l2b->l2b_phys | L1_C_DOM(pm->pm_domain) | L1_C_PROTO;
2116         if (*pl1pd != l1pd) {
2117                 *pl1pd = l1pd;
2118                 PTE_SYNC(pl1pd);
2119                 rv = 1;
2120         }
2121
2122 #ifdef CPU_SA110
2123         /*
2124          * There are bugs in the rev K SA110.  This is a check for one
2125          * of them.
2126          */
2127         if (rv == 0 && curcpu()->ci_arm_cputype == CPU_ID_SA110 &&
2128             curcpu()->ci_arm_cpurev < 3) {
2129                 /* Always current pmap */
2130                 if (l2pte_valid(pte)) {
2131                         extern int kernel_debug;
2132                         if (kernel_debug & 1) {
2133                                 struct proc *p = curlwp->l_proc;
2134                                 printf("prefetch_abort: page is already "
2135                                     "mapped - pte=%p *pte=%08x\n", ptep, pte);
2136                                 printf("prefetch_abort: pc=%08lx proc=%p "
2137                                     "process=%s\n", va, p, p->p_comm);
2138                                 printf("prefetch_abort: far=%08x fs=%x\n",
2139                                     cpu_faultaddress(), cpu_faultstatus());
2140                         }
2141 #ifdef DDB
2142                         if (kernel_debug & 2)
2143                                 Debugger();
2144 #endif
2145                         rv = 1;
2146                 }
2147         }
2148 #endif /* CPU_SA110 */
2149
2150 #ifdef DEBUG
2151         /*
2152          * If 'rv == 0' at this point, it generally indicates that there is a
2153          * stale TLB entry for the faulting address. This happens when two or
2154          * more processes are sharing an L1. Since we don't flush the TLB on
2155          * a context switch between such processes, we can take domain faults
2156          * for mappings which exist at the same VA in both processes. EVEN IF
2157          * WE'VE RECENTLY FIXED UP THE CORRESPONDING L1 in pmap_enter(), for
2158          * example.
2159          *
2160          * This is extremely likely to happen if pmap_enter() updated the L1
2161          * entry for a recently entered mapping. In this case, the TLB is
2162          * flushed for the new mapping, but there may still be TLB entries for
2163          * other mappings belonging to other processes in the 1MB range
2164          * covered by the L1 entry.
2165          *
2166          * Since 'rv == 0', we know that the L1 already contains the correct
2167          * value, so the fault must be due to a stale TLB entry.
2168          *
2169          * Since we always need to flush the TLB anyway in the case where we
2170          * fixed up the L1, or frobbed the L2 PTE, we effectively deal with
2171          * stale TLB entries dynamically.
2172          *
2173          * However, the above condition can ONLY happen if the current L1 is
2174          * being shared. If it happens when the L1 is unshared, it indicates
2175          * that other parts of the pmap are not doing their job WRT managing
2176          * the TLB.
2177          */
2178         if (rv == 0 && pm->pm_l1->l1_domain_use_count == 1) {
2179                 extern int last_fault_code;
2180                 printf("fixup: pm %p, va 0x%lx, ftype %d - nothing to do!\n",
2181                     pm, va, ftype);
2182                 printf("fixup: l2 %p, l2b %p, ptep %p, pl1pd %p\n",
2183                     l2, l2b, ptep, pl1pd);
2184                 printf("fixup: pte 0x%x, l1pd 0x%x, last code 0x%x\n",
2185                     pte, l1pd, last_fault_code);
2186 #ifdef DDB
2187                 Debugger();
2188 #endif
2189         }
2190 #endif
2191
2192         cpu_tlb_flushID_SE(va);
2193         cpu_cpwait();
2194
2195         rv = 1;
2196
2197 out:
2198         vm_page_unlock_queues();
2199         PMAP_UNLOCK(pm);
2200         return (rv);
2201 }
2202
2203 void
2204 pmap_postinit(void)
2205 {
2206         struct l2_bucket *l2b;
2207         struct l1_ttable *l1;
2208         pd_entry_t *pl1pt;
2209         pt_entry_t *ptep, pte;
2210         vm_offset_t va, eva;
2211         u_int loop, needed;
2212         
2213         needed = (maxproc / PMAP_DOMAINS) + ((maxproc % PMAP_DOMAINS) ? 1 : 0);
2214         needed -= 1;
2215         l1 = malloc(sizeof(*l1) * needed, M_VMPMAP, M_WAITOK);
2216
2217         for (loop = 0; loop < needed; loop++, l1++) {
2218                 /* Allocate a L1 page table */
2219                 va = (vm_offset_t)contigmalloc(L1_TABLE_SIZE, M_VMPMAP, 0, 0x0,
2220                     0xffffffff, L1_TABLE_SIZE, 0);
2221
2222                 if (va == 0)
2223                         panic("Cannot allocate L1 KVM");
2224
2225                 eva = va + L1_TABLE_SIZE;
2226                 pl1pt = (pd_entry_t *)va;
2227                 
2228                 while (va < eva) {
2229                                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
2230                                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
2231                                 pte = *ptep;
2232                                 pte = (pte & ~L2_S_CACHE_MASK) | pte_l2_s_cache_mode_pt;
2233                                 *ptep = pte;
2234                                 PTE_SYNC(ptep);
2235                                 cpu_tlb_flushD_SE(va);
2236                                 
2237                                 va += PAGE_SIZE;
2238                 }
2239                 pmap_init_l1(l1, pl1pt);
2240         }
2241
2242
2243 #ifdef DEBUG
2244         printf("pmap_postinit: Allocated %d static L1 descriptor tables\n",
2245             needed);
2246 #endif
2247 }
2248
2249 /*
2250  * This is used to stuff certain critical values into the PCB where they
2251  * can be accessed quickly from cpu_switch() et al.
2252  */
2253 void
2254 pmap_set_pcb_pagedir(pmap_t pm, struct pcb *pcb)
2255 {
2256         struct l2_bucket *l2b;
2257
2258         pcb->pcb_pagedir = pm->pm_l1->l1_physaddr;
2259         pcb->pcb_dacr = (DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL * 2)) |
2260             (DOMAIN_CLIENT << (pm->pm_domain * 2));
2261
2262         if (vector_page < KERNBASE) {
2263                 pcb->pcb_pl1vec = &pm->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(vector_page)];
2264                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pm, vector_page);
2265                 pcb->pcb_l1vec = l2b->l2b_phys | L1_C_PROTO |
2266                     L1_C_DOM(pm->pm_domain) | L1_C_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL);
2267         } else
2268                 pcb->pcb_pl1vec = NULL;
2269 }
2270
2271 void
2272 pmap_activate(struct thread *td)
2273 {
2274         pmap_t pm;
2275         struct pcb *pcb;
2276
2277         pm = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
2278         pcb = td->td_pcb;
2279
2280         critical_enter();
2281         pmap_set_pcb_pagedir(pm, pcb);
2282
2283         if (td == curthread) {
2284                 u_int cur_dacr, cur_ttb;
2285
2286                 __asm __volatile("mrc p15, 0, %0, c2, c0, 0" : "=r"(cur_ttb));
2287                 __asm __volatile("mrc p15, 0, %0, c3, c0, 0" : "=r"(cur_dacr));
2288
2289                 cur_ttb &= ~(L1_TABLE_SIZE - 1);
2290
2291                 if (cur_ttb == (u_int)pcb->pcb_pagedir &&
2292                     cur_dacr == pcb->pcb_dacr) {
2293                         /*
2294                          * No need to switch address spaces.
2295                          */
2296                         critical_exit();
2297                         return;
2298                 }
2299
2300
2301                 /*
2302                  * We MUST, I repeat, MUST fix up the L1 entry corresponding
2303                  * to 'vector_page' in the incoming L1 table before switching
2304                  * to it otherwise subsequent interrupts/exceptions (including
2305                  * domain faults!) will jump into hyperspace.
2306                  */
2307                 if (pcb->pcb_pl1vec) {
2308
2309                         *pcb->pcb_pl1vec = pcb->pcb_l1vec;
2310                         /*
2311                          * Don't need to PTE_SYNC() at this point since
2312                          * cpu_setttb() is about to flush both the cache
2313                          * and the TLB.
2314                          */
2315                 }
2316
2317                 cpu_domains(pcb->pcb_dacr);
2318                 cpu_setttb(pcb->pcb_pagedir);
2319         }
2320         critical_exit();
2321 }
2322
2323 static int
2324 pmap_set_pt_cache_mode(pd_entry_t *kl1, vm_offset_t va)
2325 {
2326         pd_entry_t *pdep, pde;
2327         pt_entry_t *ptep, pte;
2328         vm_offset_t pa;
2329         int rv = 0;
2330
2331         /*
2332          * Make sure the descriptor itself has the correct cache mode
2333          */
2334         pdep = &kl1[L1_IDX(va)];
2335         pde = *pdep;
2336
2337         if (l1pte_section_p(pde)) {
2338                 if ((pde & L1_S_CACHE_MASK) != pte_l1_s_cache_mode_pt) {
2339                         *pdep = (pde & ~L1_S_CACHE_MASK) |
2340                             pte_l1_s_cache_mode_pt;
2341                         PTE_SYNC(pdep);
2342                         cpu_dcache_wbinv_range((vm_offset_t)pdep,
2343                             sizeof(*pdep));
2344                         rv = 1;
2345                 }
2346         } else {
2347                 pa = (vm_paddr_t)(pde & L1_C_ADDR_MASK);
2348                 ptep = (pt_entry_t *)kernel_pt_lookup(pa);
2349                 if (ptep == NULL)
2350                         panic("pmap_bootstrap: No L2 for L2 @ va %p\n", ptep);
2351
2352                 ptep = &ptep[l2pte_index(va)];
2353                 pte = *ptep;
2354                 if ((pte & L2_S_CACHE_MASK) != pte_l2_s_cache_mode_pt) {
2355                         *ptep = (pte & ~L2_S_CACHE_MASK) |
2356                             pte_l2_s_cache_mode_pt;
2357                         PTE_SYNC(ptep);
2358                         cpu_dcache_wbinv_range((vm_offset_t)ptep,
2359                             sizeof(*ptep));
2360                         rv = 1;
2361                 }
2362         }
2363
2364         return (rv);
2365 }
2366
2367 static void
2368 pmap_alloc_specials(vm_offset_t *availp, int pages, vm_offset_t *vap, 
2369     pt_entry_t **ptep)
2370 {
2371         vm_offset_t va = *availp;
2372         struct l2_bucket *l2b;
2373
2374         if (ptep) {
2375                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
2376                 if (l2b == NULL)
2377                         panic("pmap_alloc_specials: no l2b for 0x%x", va);
2378
2379                 *ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
2380         }
2381
2382         *vap = va;
2383         *availp = va + (PAGE_SIZE * pages);
2384 }
2385
2386 /*
2387  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
2388  *
2389  *      On the arm this is called after mapping has already been enabled
2390  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
2391  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
2392  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
2393  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
2394  *      (physical) address starting relative to 0]
2395  */
2396 #define PMAP_STATIC_L2_SIZE 16
2397 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
2398 extern struct mtx smallalloc_mtx;
2399 #endif
2400
2401 void
2402 pmap_bootstrap(vm_offset_t firstaddr, vm_offset_t lastaddr, struct pv_addr *l1pt)
2403 {
2404         static struct l1_ttable static_l1;
2405         static struct l2_dtable static_l2[PMAP_STATIC_L2_SIZE];
2406         struct l1_ttable *l1 = &static_l1;
2407         struct l2_dtable *l2;
2408         struct l2_bucket *l2b;
2409         pd_entry_t pde;
2410         pd_entry_t *kernel_l1pt = (pd_entry_t *)l1pt->pv_va;
2411         pt_entry_t *ptep;
2412         vm_paddr_t pa;
2413         vm_offset_t va;
2414         vm_size_t size;
2415         int l1idx, l2idx, l2next = 0;
2416
2417         PDEBUG(1, printf("firstaddr = %08x, loadaddr = %08x\n",
2418             firstaddr, loadaddr));
2419         
2420         virtual_avail = firstaddr;
2421         kernel_pmap = &kernel_pmap_store;
2422         kernel_pmap->pm_l1 = l1;
2423         kernel_l1pa = l1pt->pv_pa;
2424         
2425         /*
2426          * Scan the L1 translation table created by initarm() and create
2427          * the required metadata for all valid mappings found in it.
2428          */
2429         for (l1idx = 0; l1idx < (L1_TABLE_SIZE / sizeof(pd_entry_t)); l1idx++) {
2430                 pde = kernel_l1pt[l1idx];
2431
2432                 /*
2433                  * We're only interested in Coarse mappings.
2434                  * pmap_extract() can deal with section mappings without
2435                  * recourse to checking L2 metadata.
2436                  */
2437                 if ((pde & L1_TYPE_MASK) != L1_TYPE_C)
2438                         continue;
2439
2440                 /*
2441                  * Lookup the KVA of this L2 descriptor table
2442                  */
2443                 pa = (vm_paddr_t)(pde & L1_C_ADDR_MASK);
2444                 ptep = (pt_entry_t *)kernel_pt_lookup(pa);
2445                 
2446                 if (ptep == NULL) {
2447                         panic("pmap_bootstrap: No L2 for va 0x%x, pa 0x%lx",
2448                             (u_int)l1idx << L1_S_SHIFT, (long unsigned int)pa);
2449                 }
2450
2451                 /*
2452                  * Fetch the associated L2 metadata structure.
2453                  * Allocate a new one if necessary.
2454                  */
2455                 if ((l2 = kernel_pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)]) == NULL) {
2456                         if (l2next == PMAP_STATIC_L2_SIZE)
2457                                 panic("pmap_bootstrap: out of static L2s");
2458                         kernel_pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] = l2 = 
2459                             &static_l2[l2next++];
2460                 }
2461
2462                 /*
2463                  * One more L1 slot tracked...
2464                  */
2465                 l2->l2_occupancy++;
2466
2467                 /*
2468                  * Fill in the details of the L2 descriptor in the
2469                  * appropriate bucket.
2470                  */
2471                 l2b = &l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)];
2472                 l2b->l2b_kva = ptep;
2473                 l2b->l2b_phys = pa;
2474                 l2b->l2b_l1idx = l1idx;
2475
2476                 /*
2477                  * Establish an initial occupancy count for this descriptor
2478                  */
2479                 for (l2idx = 0;
2480                     l2idx < (L2_TABLE_SIZE_REAL / sizeof(pt_entry_t));
2481                     l2idx++) {
2482                         if ((ptep[l2idx] & L2_TYPE_MASK) != L2_TYPE_INV) {
2483                                 l2b->l2b_occupancy++;
2484                         }
2485                 }
2486
2487                 /*
2488                  * Make sure the descriptor itself has the correct cache mode.
2489                  * If not, fix it, but whine about the problem. Port-meisters
2490                  * should consider this a clue to fix up their initarm()
2491                  * function. :)
2492                  */
2493                 if (pmap_set_pt_cache_mode(kernel_l1pt, (vm_offset_t)ptep)) {
2494                         printf("pmap_bootstrap: WARNING! wrong cache mode for "
2495                             "L2 pte @ %p\n", ptep);
2496                 }
2497         }
2498
2499         
2500         /*
2501          * Ensure the primary (kernel) L1 has the correct cache mode for
2502          * a page table. Bitch if it is not correctly set.
2503          */
2504         for (va = (vm_offset_t)kernel_l1pt;
2505             va < ((vm_offset_t)kernel_l1pt + L1_TABLE_SIZE); va += PAGE_SIZE) {
2506                 if (pmap_set_pt_cache_mode(kernel_l1pt, va))
2507                         printf("pmap_bootstrap: WARNING! wrong cache mode for "
2508                             "primary L1 @ 0x%x\n", va);
2509         }
2510
2511         cpu_dcache_wbinv_all();
2512         cpu_tlb_flushID();
2513         cpu_cpwait();
2514
2515         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
2516         kernel_pmap->pm_active = -1;
2517         kernel_pmap->pm_domain = PMAP_DOMAIN_KERNEL;
2518         TAILQ_INIT(&kernel_pmap->pm_pvlist);
2519         
2520         /*
2521          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
2522          * mapping of pages.
2523          */
2524 #define SYSMAP(c, p, v, n)                                              \
2525     v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
2526     
2527         pmap_alloc_specials(&virtual_avail, 1, &csrcp, &csrc_pte);
2528         pmap_set_pt_cache_mode(kernel_l1pt, (vm_offset_t)csrc_pte);
2529         pmap_alloc_specials(&virtual_avail, 1, &cdstp, &cdst_pte);
2530         pmap_set_pt_cache_mode(kernel_l1pt, (vm_offset_t)cdst_pte);
2531         size = ((lastaddr - pmap_curmaxkvaddr) + L1_S_OFFSET) / L1_S_SIZE;
2532         pmap_alloc_specials(&virtual_avail,
2533             round_page(size * L2_TABLE_SIZE_REAL) / PAGE_SIZE,
2534             &pmap_kernel_l2ptp_kva, NULL);
2535         
2536         size = (size + (L2_BUCKET_SIZE - 1)) / L2_BUCKET_SIZE;
2537         pmap_alloc_specials(&virtual_avail,
2538             round_page(size * sizeof(struct l2_dtable)) / PAGE_SIZE,
2539             &pmap_kernel_l2dtable_kva, NULL);
2540
2541         pmap_alloc_specials(&virtual_avail,
2542             1, (vm_offset_t*)&_tmppt, NULL);
2543         SLIST_INIT(&l1_list);
2544         TAILQ_INIT(&l1_lru_list);
2545         mtx_init(&l1_lru_lock, "l1 list lock", NULL, MTX_DEF);
2546         pmap_init_l1(l1, kernel_l1pt);
2547         cpu_dcache_wbinv_all();
2548
2549         virtual_avail = round_page(virtual_avail);
2550         virtual_end = lastaddr;
2551         kernel_vm_end = pmap_curmaxkvaddr;
2552         arm_nocache_startaddr = lastaddr;
2553         mtx_init(&cmtx, "TMP mappings mtx", NULL, MTX_DEF);
2554
2555 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
2556         mtx_init(&smallalloc_mtx, "Small alloc page list", NULL, MTX_DEF);
2557         arm_init_smallalloc();
2558 #endif
2559         pmap_set_pcb_pagedir(kernel_pmap, thread0.td_pcb);
2560 }
2561
2562 /***************************************************
2563  * Pmap allocation/deallocation routines.
2564  ***************************************************/
2565
2566 /*
2567  * Release any resources held by the given physical map.
2568  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
2569  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
2570  */
2571 void
2572 pmap_release(pmap_t pmap)
2573 {
2574         struct pcb *pcb;
2575         
2576         pmap_idcache_wbinv_all(pmap);
2577         pmap_tlb_flushID(pmap);
2578         cpu_cpwait();
2579         if (vector_page < KERNBASE) {
2580                 struct pcb *curpcb = PCPU_GET(curpcb);
2581                 pcb = thread0.td_pcb;
2582                 if (pmap_is_current(pmap)) {
2583                         /*
2584                          * Frob the L1 entry corresponding to the vector
2585                          * page so that it contains the kernel pmap's domain
2586                          * number. This will ensure pmap_remove() does not
2587                          * pull the current vector page out from under us.
2588                          */
2589                         critical_enter();
2590                         *pcb->pcb_pl1vec = pcb->pcb_l1vec;
2591                         cpu_domains(pcb->pcb_dacr);
2592                         cpu_setttb(pcb->pcb_pagedir);
2593                         critical_exit();
2594                 }
2595                 pmap_remove(pmap, vector_page, vector_page + PAGE_SIZE);
2596                 /*
2597                  * Make sure cpu_switch(), et al, DTRT. This is safe to do
2598                  * since this process has no remaining mappings of its own.
2599                  */
2600                 curpcb->pcb_pl1vec = pcb->pcb_pl1vec;
2601                 curpcb->pcb_l1vec = pcb->pcb_l1vec;
2602                 curpcb->pcb_dacr = pcb->pcb_dacr;
2603                 curpcb->pcb_pagedir = pcb->pcb_pagedir;
2604
2605         }
2606         pmap_free_l1(pmap);
2607         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
2608         
2609         dprintf("pmap_release()\n");
2610 }
2611
2612
2613
2614 /*
2615  * Helper function for pmap_grow_l2_bucket()
2616  */
2617 static __inline int
2618 pmap_grow_map(vm_offset_t va, pt_entry_t cache_mode, vm_paddr_t *pap)
2619 {
2620         struct l2_bucket *l2b;
2621         pt_entry_t *ptep;
2622         vm_paddr_t pa;
2623         struct vm_page *pg;
2624         
2625         pg = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED);
2626         if (pg == NULL)
2627                 return (1);
2628         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(pg);
2629
2630         if (pap)
2631                 *pap = pa;
2632
2633         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
2634
2635         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
2636         *ptep = L2_S_PROTO | pa | cache_mode |
2637             L2_S_PROT(PTE_KERNEL, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
2638         PTE_SYNC(ptep);
2639         return (0);
2640 }
2641
2642 /*
2643  * This is the same as pmap_alloc_l2_bucket(), except that it is only
2644  * used by pmap_growkernel().
2645  */
2646 static __inline struct l2_bucket *
2647 pmap_grow_l2_bucket(pmap_t pm, vm_offset_t va)
2648 {
2649         struct l2_dtable *l2;
2650         struct l2_bucket *l2b;
2651         struct l1_ttable *l1;
2652         pd_entry_t *pl1pd;
2653         u_short l1idx;
2654         vm_offset_t nva;
2655
2656         l1idx = L1_IDX(va);
2657
2658         if ((l2 = pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)]) == NULL) {
2659                 /*
2660                  * No mapping at this address, as there is
2661                  * no entry in the L1 table.
2662                  * Need to allocate a new l2_dtable.
2663                  */
2664                 nva = pmap_kernel_l2dtable_kva;
2665                 if ((nva & PAGE_MASK) == 0) {
2666                         /*
2667                          * Need to allocate a backing page
2668                          */
2669                         if (pmap_grow_map(nva, pte_l2_s_cache_mode, NULL))
2670                                 return (NULL);
2671                 }
2672
2673                 l2 = (struct l2_dtable *)nva;
2674                 nva += sizeof(struct l2_dtable);
2675
2676                 if ((nva & PAGE_MASK) < (pmap_kernel_l2dtable_kva & 
2677                     PAGE_MASK)) {
2678                         /*
2679                          * The new l2_dtable straddles a page boundary.
2680                          * Map in another page to cover it.
2681                          */
2682                         if (pmap_grow_map(nva, pte_l2_s_cache_mode, NULL))
2683                                 return (NULL);
2684                 }
2685
2686                 pmap_kernel_l2dtable_kva = nva;
2687
2688                 /*
2689                  * Link it into the parent pmap
2690                  */
2691                 pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)] = l2;
2692                 memset(l2, 0, sizeof(*l2));
2693         }
2694
2695         l2b = &l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)];
2696
2697         /*
2698          * Fetch pointer to the L2 page table associated with the address.
2699          */
2700         if (l2b->l2b_kva == NULL) {
2701                 pt_entry_t *ptep;
2702
2703                 /*
2704                  * No L2 page table has been allocated. Chances are, this
2705                  * is because we just allocated the l2_dtable, above.
2706                  */
2707                 nva = pmap_kernel_l2ptp_kva;
2708                 ptep = (pt_entry_t *)nva;
2709                 if ((nva & PAGE_MASK) == 0) {
2710                         /*
2711                          * Need to allocate a backing page
2712                          */
2713                         if (pmap_grow_map(nva, pte_l2_s_cache_mode_pt,
2714                             &pmap_kernel_l2ptp_phys))
2715                                 return (NULL);
2716                         PTE_SYNC_RANGE(ptep, PAGE_SIZE / sizeof(pt_entry_t));
2717                 }
2718                 memset(ptep, 0, L2_TABLE_SIZE_REAL);
2719                 l2->l2_occupancy++;
2720                 l2b->l2b_kva = ptep;
2721                 l2b->l2b_l1idx = l1idx;
2722                 l2b->l2b_phys = pmap_kernel_l2ptp_phys;
2723
2724                 pmap_kernel_l2ptp_kva += L2_TABLE_SIZE_REAL;
2725                 pmap_kernel_l2ptp_phys += L2_TABLE_SIZE_REAL;
2726         }
2727
2728         /* Distribute new L1 entry to all other L1s */
2729         SLIST_FOREACH(l1, &l1_list, l1_link) {
2730                         pl1pd = &l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
2731                         *pl1pd = l2b->l2b_phys | L1_C_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL) |
2732                             L1_C_PROTO;
2733                         PTE_SYNC(pl1pd);
2734         }
2735
2736         return (l2b);
2737 }
2738
2739
2740 /*
2741  * grow the number of kernel page table entries, if needed
2742  */
2743 void
2744 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
2745 {
2746         pmap_t kpm = pmap_kernel();
2747
2748         if (addr <= pmap_curmaxkvaddr)
2749                 return;         /* we are OK */
2750
2751         /*
2752          * whoops!   we need to add kernel PTPs
2753          */
2754
2755         /* Map 1MB at a time */
2756         for (; pmap_curmaxkvaddr < addr; pmap_curmaxkvaddr += L1_S_SIZE)
2757                 pmap_grow_l2_bucket(kpm, pmap_curmaxkvaddr);
2758
2759         /*
2760          * flush out the cache, expensive but growkernel will happen so
2761          * rarely
2762          */
2763         cpu_dcache_wbinv_all();
2764         cpu_tlb_flushD();
2765         cpu_cpwait();
2766         kernel_vm_end = pmap_curmaxkvaddr;
2767
2768 }
2769
2770
2771 /*
2772  * Remove all pages from specified address space
2773  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2774  * is special cased for current process only, but
2775  * can have the more generic (and slightly slower)
2776  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2777  * in the case of running down an entire address space.
2778  */
2779 void
2780 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
2781 {
2782         struct pv_entry *pv, *npv;
2783         struct l2_bucket *l2b = NULL;
2784         vm_page_t m;
2785         pt_entry_t *pt;
2786         
2787         vm_page_lock_queues();
2788         PMAP_LOCK(pmap);
2789         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2790                 if (pv->pv_flags & PVF_WIRED) {
2791                         /* The page is wired, cannot remove it now. */
2792                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2793                         continue;
2794                 }
2795                 pmap->pm_stats.resident_count--;
2796                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, pv->pv_va);
2797                 KASSERT(l2b != NULL, ("No L2 bucket in pmap_remove_pages"));
2798                 pt = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(pv->pv_va)];
2799                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(*pt & L2_ADDR_MASK);
2800 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
2801                 KASSERT((vm_offset_t)m >= alloc_firstaddr, ("Trying to access non-existent page va %x pte %x", pv->pv_va, *pt));
2802 #else
2803                 KASSERT((vm_offset_t)m >= KERNBASE, ("Trying to access non-existent page va %x pte %x", pv->pv_va, *pt));
2804 #endif
2805                 *pt = 0;
2806                 PTE_SYNC(pt);
2807                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2808                 pmap_nuke_pv(m, pmap, pv);
2809                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2810                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
2811                 pmap_free_pv_entry(pv);
2812                 pmap_free_l2_bucket(pmap, l2b, 1);
2813         }
2814         vm_page_unlock_queues();
2815         cpu_idcache_wbinv_all();
2816         cpu_tlb_flushID();
2817         cpu_cpwait();
2818         PMAP_UNLOCK(pmap);
2819 }
2820
2821
2822 /***************************************************
2823  * Low level mapping routines.....
2824  ***************************************************/
2825
2826 #ifdef ARM_HAVE_SUPERSECTIONS
2827 /* Map a super section into the KVA. */
2828
2829 void
2830 pmap_kenter_supersection(vm_offset_t va, uint64_t pa, int flags)
2831 {
2832         pd_entry_t pd = L1_S_PROTO | L1_S_SUPERSEC | (pa & L1_SUP_FRAME) |
2833             (((pa >> 32) & 0xf) << 20) | L1_S_PROT(PTE_KERNEL,
2834             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE) | L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL);
2835         struct l1_ttable *l1;   
2836         vm_offset_t va0, va_end;
2837
2838         KASSERT(((va | pa) & L1_SUP_OFFSET) == 0,
2839             ("Not a valid super section mapping"));
2840         if (flags & SECTION_CACHE)
2841                 pd |= pte_l1_s_cache_mode;
2842         else if (flags & SECTION_PT)
2843                 pd |= pte_l1_s_cache_mode_pt;
2844         va0 = va & L1_SUP_FRAME;
2845         va_end = va + L1_SUP_SIZE;
2846         SLIST_FOREACH(l1, &l1_list, l1_link) {
2847                 va = va0;
2848                 for (; va < va_end; va += L1_S_SIZE) {
2849                         l1->l1_kva[L1_IDX(va)] = pd;
2850                         PTE_SYNC(&l1->l1_kva[L1_IDX(va)]);
2851                 }
2852         }
2853 }
2854 #endif
2855
2856 /* Map a section into the KVA. */
2857
2858 void
2859 pmap_kenter_section(vm_offset_t va, vm_offset_t pa, int flags)
2860 {
2861         pd_entry_t pd = L1_S_PROTO | pa | L1_S_PROT(PTE_KERNEL,
2862             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE) | L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL);
2863         struct l1_ttable *l1;
2864
2865         KASSERT(((va | pa) & L1_S_OFFSET) == 0,
2866             ("Not a valid section mapping"));
2867         if (flags & SECTION_CACHE)
2868                 pd |= pte_l1_s_cache_mode;
2869         else if (flags & SECTION_PT)
2870                 pd |= pte_l1_s_cache_mode_pt;
2871         SLIST_FOREACH(l1, &l1_list, l1_link) {
2872                 l1->l1_kva[L1_IDX(va)] = pd;
2873                 PTE_SYNC(&l1->l1_kva[L1_IDX(va)]);
2874         }
2875 }
2876
2877 /*
2878  * add a wired page to the kva
2879  * note that in order for the mapping to take effect -- you
2880  * should do a invltlb after doing the pmap_kenter...
2881  */
2882 static PMAP_INLINE void
2883 pmap_kenter_internal(vm_offset_t va, vm_offset_t pa, int flags)
2884 {
2885         struct l2_bucket *l2b;
2886         pt_entry_t *pte;
2887         pt_entry_t opte;
2888         PDEBUG(1, printf("pmap_kenter: va = %08x, pa = %08x\n",
2889             (uint32_t) va, (uint32_t) pa));
2890
2891
2892         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
2893         if (l2b == NULL)
2894                 l2b = pmap_grow_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
2895         KASSERT(l2b != NULL, ("No L2 Bucket"));
2896         pte = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
2897         opte = *pte;
2898         PDEBUG(1, printf("pmap_kenter: pte = %08x, opte = %08x, npte = %08x\n",
2899             (uint32_t) pte, opte, *pte));
2900         if (l2pte_valid(opte)) {
2901                 cpu_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2902                 cpu_tlb_flushD_SE(va);
2903                 cpu_cpwait();
2904         } else {
2905                 if (opte == 0)
2906                         l2b->l2b_occupancy++;
2907         }
2908         *pte = L2_S_PROTO | pa | L2_S_PROT(PTE_KERNEL, 
2909             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
2910         if (flags & KENTER_CACHE)
2911                 *pte |= pte_l2_s_cache_mode;
2912         if (flags & KENTER_USER)
2913                 *pte |= L2_S_PROT_U;
2914         PTE_SYNC(pte);
2915 }
2916
2917 void
2918 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
2919 {
2920         pmap_kenter_internal(va, pa, KENTER_CACHE);
2921 }
2922
2923 void
2924 pmap_kenter_nocache(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
2925 {
2926
2927         pmap_kenter_internal(va, pa, 0);
2928 }
2929
2930 void
2931 pmap_kenter_user(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
2932 {
2933
2934         pmap_kenter_internal(va, pa, KENTER_CACHE|KENTER_USER);
2935         /*
2936          * Call pmap_fault_fixup now, to make sure we'll have no exception
2937          * at the first use of the new address, or bad things will happen,
2938          * as we use one of these addresses in the exception handlers.
2939          */
2940         pmap_fault_fixup(pmap_kernel(), va, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, 1);
2941 }
2942
2943 /*
2944  * remove a page rom the kernel pagetables
2945  */
2946 void
2947 pmap_kremove(vm_offset_t va)
2948 {
2949         struct l2_bucket *l2b;
2950         pt_entry_t *pte, opte;
2951                 
2952         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
2953         if (!l2b)
2954                 return;
2955         KASSERT(l2b != NULL, ("No L2 Bucket"));
2956         pte = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
2957         opte = *pte;
2958         if (l2pte_valid(opte)) {
2959                 cpu_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
2960                 cpu_tlb_flushD_SE(va);
2961                 cpu_cpwait();
2962                 *pte = 0;
2963         }
2964 }
2965
2966
2967 /*
2968  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
2969  *      virtual address space.
2970  *
2971  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
2972  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
2973  *      physical to virtual region can return the appropriate address
2974  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
2975  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
2976  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
2977  *      region.
2978  */
2979 vm_offset_t
2980 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_offset_t start, vm_offset_t end, int prot)
2981 {
2982 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
2983         return (arm_ptovirt(start));
2984 #else
2985         vm_offset_t sva = *virt;
2986         vm_offset_t va = sva;
2987
2988         PDEBUG(1, printf("pmap_map: virt = %08x, start = %08x, end = %08x, "
2989             "prot = %d\n", (uint32_t) *virt, (uint32_t) start, (uint32_t) end,
2990             prot));
2991             
2992         while (start < end) {
2993                 pmap_kenter(va, start);
2994                 va += PAGE_SIZE;
2995                 start += PAGE_SIZE;
2996         }
2997         *virt = va;
2998         return (sva);
2999 #endif
3000 }
3001
3002 static void
3003 pmap_wb_page(vm_page_t m)
3004 {
3005         struct pv_entry *pv;
3006
3007         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list)
3008             pmap_dcache_wb_range(pv->pv_pmap, pv->pv_va, PAGE_SIZE, FALSE,
3009                 (pv->pv_flags & PVF_WRITE) == 0);
3010 }
3011
3012 static void
3013 pmap_inv_page(vm_page_t m)
3014 {
3015         struct pv_entry *pv;
3016
3017         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list)
3018             pmap_dcache_wb_range(pv->pv_pmap, pv->pv_va, PAGE_SIZE, TRUE, TRUE);
3019 }
3020 /*
3021  * Add a list of wired pages to the kva
3022  * this routine is only used for temporary
3023  * kernel mappings that do not need to have
3024  * page modification or references recorded.
3025  * Note that old mappings are simply written
3026  * over.  The page *must* be wired.
3027  */
3028 void
3029 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
3030 {
3031         int i;
3032
3033         for (i = 0; i < count; i++) {
3034                 pmap_wb_page(m[i]);
3035                 pmap_kenter_internal(va, VM_PAGE_TO_PHYS(m[i]), 
3036                     KENTER_CACHE);
3037                 va += PAGE_SIZE;
3038         }
3039 }
3040
3041
3042 /*
3043  * this routine jerks page mappings from the
3044  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
3045  */
3046 void
3047 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
3048 {
3049         vm_paddr_t pa;
3050         int i;
3051
3052         for (i = 0; i < count; i++) {
3053                 pa = vtophys(va);
3054                 if (pa) {
3055                         pmap_inv_page(PHYS_TO_VM_PAGE(pa));
3056                         pmap_kremove(va);
3057                 }
3058                 va += PAGE_SIZE;
3059         }
3060 }
3061
3062
3063 /*
3064  * pmap_object_init_pt preloads the ptes for a given object
3065  * into the specified pmap.  This eliminates the blast of soft
3066  * faults on process startup and immediately after an mmap.
3067  */
3068 void
3069 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
3070     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
3071 {
3072
3073         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
3074         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE,
3075             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
3076 }
3077
3078
3079 /*
3080  *      pmap_is_prefaultable:
3081  *
3082  *      Return whether or not the specified virtual address is elgible
3083  *      for prefault.
3084  */
3085 boolean_t
3086 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3087 {
3088         pd_entry_t *pde;
3089         pt_entry_t *pte;
3090
3091         if (!pmap_get_pde_pte(pmap, addr, &pde, &pte))
3092                 return (FALSE);
3093         KASSERT(pte != NULL, ("Valid mapping but no pte ?"));
3094         if (*pte == 0)
3095                 return (TRUE);
3096         return (FALSE);
3097 }
3098
3099 /*
3100  * Fetch pointers to the PDE/PTE for the given pmap/VA pair.
3101  * Returns TRUE if the mapping exists, else FALSE.
3102  *
3103  * NOTE: This function is only used by a couple of arm-specific modules.
3104  * It is not safe to take any pmap locks here, since we could be right
3105  * in the middle of debugging the pmap anyway...
3106  *
3107  * It is possible for this routine to return FALSE even though a valid
3108  * mapping does exist. This is because we don't lock, so the metadata
3109  * state may be inconsistent.
3110  *
3111  * NOTE: We can return a NULL *ptp in the case where the L1 pde is
3112  * a "section" mapping.
3113  */
3114 boolean_t
3115 pmap_get_pde_pte(pmap_t pm, vm_offset_t va, pd_entry_t **pdp, pt_entry_t **ptp)
3116 {
3117         struct l2_dtable *l2;
3118         pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
3119         pt_entry_t *ptep;
3120         u_short l1idx;
3121
3122         if (pm->pm_l1 == NULL)
3123                 return (FALSE);
3124
3125         l1idx = L1_IDX(va);
3126         *pdp = pl1pd = &pm->pm_l1->l1_kva[l1idx];
3127         l1pd = *pl1pd;
3128
3129         if (l1pte_section_p(l1pd)) {
3130                 *ptp = NULL;
3131                 return (TRUE);
3132         }
3133
3134         if (pm->pm_l2 == NULL)
3135                 return (FALSE);
3136
3137         l2 = pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
3138
3139         if (l2 == NULL ||
3140             (ptep = l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)].l2b_kva) == NULL) {
3141                 return (FALSE);
3142         }
3143
3144         *ptp = &ptep[l2pte_index(va)];
3145         return (TRUE);
3146 }
3147
3148 /*
3149  *      Routine:        pmap_remove_all
3150  *      Function:
3151  *              Removes this physical page from
3152  *              all physical maps in which it resides.
3153  *              Reflects back modify bits to the pager.
3154  *
3155  *      Notes:
3156  *              Original versions of this routine were very
3157  *              inefficient because they iteratively called
3158  *              pmap_remove (slow...)
3159  */
3160 void
3161 pmap_remove_all(vm_page_t m)
3162 {
3163         pv_entry_t pv;
3164         pt_entry_t *ptep, pte;
3165         struct l2_bucket *l2b;
3166         boolean_t flush = FALSE;
3167         pmap_t curpm;
3168         int flags = 0;
3169
3170 #if defined(PMAP_DEBUG)
3171         /*
3172          * XXX this makes pmap_page_protect(NONE) illegal for non-managed
3173          * pages!
3174          */
3175         if (m->flags & PG_FICTITIOUS) {
3176                 panic("pmap_page_protect: illegal for unmanaged page, va: 0x%x", VM_PAGE_TO_PHYS(m));
3177         }
3178 #endif
3179
3180         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
3181                 return;
3182         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
3183         curpm = vmspace_pmap(curproc->p_vmspace);
3184         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3185                 if (flush == FALSE && (pv->pv_pmap == curpm ||
3186                     pv->pv_pmap == pmap_kernel()))
3187                         flush = TRUE;
3188                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
3189                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3190                 KASSERT(l2b != NULL, ("No l2 bucket"));
3191                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(pv->pv_va)];
3192                 pte = *ptep;
3193                 *ptep = 0;
3194                 PTE_SYNC_CURRENT(pv->pv_pmap, ptep);
3195                 pmap_free_l2_bucket(pv->pv_pmap, l2b, 1);
3196                 if (pv->pv_flags & PVF_WIRED)
3197                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
3198                 pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count--;
3199                 flags |= pv->pv_flags;
3200                 pmap_nuke_pv(m, pv->pv_pmap, pv);
3201                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
3202                 pmap_free_pv_entry(pv);
3203         }
3204
3205         if (flush) {
3206                 if (PV_BEEN_EXECD(flags))
3207                         pmap_tlb_flushID(curpm);
3208                 else
3209                         pmap_tlb_flushD(curpm);
3210         }
3211         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3212 }
3213
3214
3215 /*
3216  *      Set the physical protection on the
3217  *      specified range of this map as requested.
3218  */
3219 void
3220 pmap_protect(pmap_t pm, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
3221 {
3222         struct l2_bucket *l2b;
3223         pt_entry_t *ptep, pte;
3224         vm_offset_t next_bucket;
3225         u_int flags;
3226         int flush;
3227
3228         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0) {
3229                 pmap_remove(pm, sva, eva);
3230                 return;
3231         }
3232
3233         if (prot & VM_PROT_WRITE) {
3234                 /*
3235                  * If this is a read->write transition, just ignore it and let
3236                  * vm_fault() take care of it later.
3237                  */
3238                 return;
3239         }
3240
3241         vm_page_lock_queues();
3242         PMAP_LOCK(pm);
3243
3244         /*
3245          * OK, at this point, we know we're doing write-protect operation.
3246          * If the pmap is active, write-back the range.
3247          */
3248         pmap_dcache_wb_range(pm, sva, eva - sva, FALSE, FALSE);
3249
3250         flush = ((eva - sva) >= (PAGE_SIZE * 4)) ? 0 : -1;
3251         flags = 0;
3252
3253         while (sva < eva) {
3254                 next_bucket = L2_NEXT_BUCKET(sva);
3255                 if (next_bucket > eva)
3256                         next_bucket = eva;
3257
3258                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pm, sva);
3259                 if (l2b == NULL) {
3260                         sva = next_bucket;
3261                         continue;
3262                 }
3263
3264                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(sva)];
3265
3266                 while (sva < next_bucket) {
3267                         if ((pte = *ptep) != 0 && (pte & L2_S_PROT_W) != 0) {
3268                                 struct vm_page *pg;
3269                                 u_int f;
3270
3271                                 pg = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(pte));
3272                                 pte &= ~L2_S_PROT_W;
3273                                 *ptep = pte;
3274                                 PTE_SYNC(ptep);
3275
3276                                 if (pg != NULL) {
3277                                         f = pmap_modify_pv(pg, pm, sva,
3278                                             PVF_WRITE, 0);
3279                                         pmap_vac_me_harder(pg, pm, sva);
3280                                         vm_page_dirty(pg);
3281                                 } else
3282                                         f = PVF_REF | PVF_EXEC;
3283
3284                                 if (flush >= 0) {
3285                                         flush++;
3286                                         flags |= f;
3287                                 } else
3288                                 if (PV_BEEN_EXECD(f))
3289                                         pmap_tlb_flushID_SE(pm, sva);
3290                                 else
3291                                 if (PV_BEEN_REFD(f))
3292                                         pmap_tlb_flushD_SE(pm, sva);
3293                         }
3294
3295                         sva += PAGE_SIZE;
3296                         ptep++;
3297                 }
3298         }
3299
3300
3301         if (flush) {
3302                 if (PV_BEEN_EXECD(flags))
3303                         pmap_tlb_flushID(pm);
3304                 else
3305                 if (PV_BEEN_REFD(flags))
3306                         pmap_tlb_flushD(pm);
3307         }
3308         vm_page_unlock_queues();
3309
3310         PMAP_UNLOCK(pm);
3311 }
3312
3313
3314 /*
3315  *      Insert the given physical page (p) at
3316  *      the specified virtual address (v) in the
3317  *      target physical map with the protection requested.
3318  *
3319  *      If specified, the page will be wired down, meaning
3320  *      that the related pte can not be reclaimed.
3321  *
3322  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
3323  *      or lose information.  That is, this routine must actually
3324  *      insert this page into the given map NOW.
3325  */
3326
3327 void
3328 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t access, vm_page_t m,
3329     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
3330 {
3331
3332         vm_page_lock_queues();
3333         PMAP_LOCK(pmap);
3334         pmap_enter_locked(pmap, va, m, prot, wired, M_WAITOK);
3335         vm_page_unlock_queues();
3336         PMAP_UNLOCK(pmap);
3337 }
3338
3339 /*
3340  *      The page queues and pmap must be locked.
3341  */
3342 static void
3343 pmap_enter_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
3344     boolean_t wired, int flags)
3345 {
3346         struct l2_bucket *l2b = NULL;
3347         struct vm_page *opg;
3348         struct pv_entry *pve = NULL;
3349         pt_entry_t *ptep, npte, opte;
3350         u_int nflags;
3351         u_int oflags;
3352         vm_paddr_t pa;
3353
3354         PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap);
3355         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
3356         if (va == vector_page) {
3357                 pa = systempage.pv_pa;
3358                 m = NULL;
3359         } else
3360                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3361         nflags = 0;
3362         if (prot & VM_PROT_WRITE)
3363                 nflags |= PVF_WRITE;
3364         if (prot & VM_PROT_EXECUTE)
3365                 nflags |= PVF_EXEC;
3366         if (wired)
3367                 nflags |= PVF_WIRED;
3368         PDEBUG(1, printf("pmap_enter: pmap = %08x, va = %08x, m = %08x, prot = %x, "
3369             "wired = %x\n", (uint32_t) pmap, va, (uint32_t) m, prot, wired));
3370             
3371         if (pmap == pmap_kernel()) {
3372                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, va);
3373                 if (l2b == NULL)
3374                         l2b = pmap_grow_l2_bucket(pmap, va);
3375         } else {
3376 do_l2b_alloc:
3377                 l2b = pmap_alloc_l2_bucket(pmap, va);
3378                 if (l2b == NULL) {
3379                         if (flags & M_WAITOK) {
3380                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3381                                 vm_page_unlock_queues();
3382                                 VM_WAIT;
3383                                 vm_page_lock_queues();
3384                                 PMAP_LOCK(pmap);
3385                                 goto do_l2b_alloc;
3386                         }
3387                         return;
3388                 }
3389         }
3390
3391         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
3392                     
3393         opte = *ptep;
3394         npte = pa;
3395         oflags = 0;
3396         if (opte) {
3397                 /*
3398                  * There is already a mapping at this address.
3399                  * If the physical address is different, lookup the
3400                  * vm_page.
3401                  */
3402                 if (l2pte_pa(opte) != pa)
3403                         opg = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(opte));
3404                 else
3405                         opg = m;
3406         } else
3407                 opg = NULL;
3408
3409         if ((prot & (VM_PROT_ALL)) ||
3410             (!m || m->md.pvh_attrs & PVF_REF)) {
3411                 /*
3412                  * - The access type indicates that we don't need
3413                  *   to do referenced emulation.
3414                  * OR
3415                  * - The physical page has already been referenced
3416                  *   so no need to re-do referenced emulation here.
3417                  */
3418                 npte |= L2_S_PROTO;
3419                 
3420                 nflags |= PVF_REF;
3421                 
3422                 if (m && ((prot & VM_PROT_WRITE) != 0 ||
3423                     (m->md.pvh_attrs & PVF_MOD))) {
3424                         /*
3425                          * This is a writable mapping, and the
3426                          * page's mod state indicates it has
3427                          * already been modified. Make it
3428                          * writable from the outset.
3429                          */
3430                         nflags |= PVF_MOD;
3431                         if (!(m->md.pvh_attrs & PVF_MOD))
3432                                 vm_page_dirty(m);
3433                 }
3434                 if (m && opte)
3435                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3436         } else {
3437                 /*
3438                  * Need to do page referenced emulation.
3439                  */
3440                 npte |= L2_TYPE_INV;
3441         }
3442         
3443         if (prot & VM_PROT_WRITE) {
3444                 npte |= L2_S_PROT_W;
3445                 if (m != NULL)
3446                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
3447         }
3448         npte |= pte_l2_s_cache_mode;
3449         if (m && m == opg) {
3450                 /*
3451                  * We're changing the attrs of an existing mapping.
3452                  */
3453                 oflags = pmap_modify_pv(m, pmap, va,
3454                     PVF_WRITE | PVF_EXEC | PVF_WIRED |
3455                     PVF_MOD | PVF_REF, nflags);
3456                 
3457                 /*
3458                  * We may need to flush the cache if we're
3459                  * doing rw-ro...
3460                  */
3461                 if (pmap_is_current(pmap) &&
3462                     (oflags & PVF_NC) == 0 &&
3463                             (opte & L2_S_PROT_W) != 0 &&
3464                             (prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
3465                         cpu_dcache_wb_range(va, PAGE_SIZE);
3466         } else {
3467                 /*
3468                  * New mapping, or changing the backing page
3469                  * of an existing mapping.
3470                  */
3471                 if (opg) {
3472                         /*
3473                          * Replacing an existing mapping with a new one.
3474                          * It is part of our managed memory so we
3475                          * must remove it from the PV list
3476                          */
3477                         pve = pmap_remove_pv(opg, pmap, va);
3478                         if (m && (m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_FICTITIOUS)) &&
3479                             pve)
3480                                 pmap_free_pv_entry(pve);
3481                         else if (!pve && 
3482                             !(m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_FICTITIOUS)))
3483                                 pve = pmap_get_pv_entry();
3484                         KASSERT(pve != NULL || m->flags & (PG_UNMANAGED | 
3485                             PG_FICTITIOUS), ("No pv"));
3486                         oflags = pve->pv_flags;
3487                         
3488                         /*
3489                          * If the old mapping was valid (ref/mod
3490                          * emulation creates 'invalid' mappings
3491                          * initially) then make sure to frob
3492                          * the cache.
3493                          */
3494                         if ((oflags & PVF_NC) == 0 &&
3495                             l2pte_valid(opte)) {
3496                                 if (PV_BEEN_EXECD(oflags)) {
3497                                         pmap_idcache_wbinv_range(pmap, va,
3498                                             PAGE_SIZE);
3499                                 } else
3500                                         if (PV_BEEN_REFD(oflags)) {
3501                                                 pmap_dcache_wb_range(pmap, va,
3502                                                     PAGE_SIZE, TRUE,
3503                                                     (oflags & PVF_WRITE) == 0);
3504                                         }
3505                         }
3506                 } else if (m && !(m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_FICTITIOUS)))
3507                         if ((pve = pmap_get_pv_entry()) == NULL) {
3508                                 panic("pmap_enter: no pv entries");     
3509                         }
3510                 if (m && !(m->flags & (PG_UNMANAGED | PG_FICTITIOUS))) {
3511                         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva,
3512                             ("pmap_enter: managed mapping within the clean submap"));
3513                         pmap_enter_pv(m, pve, pmap, va, nflags);
3514                 }
3515         }
3516         /*
3517          * Make sure userland mappings get the right permissions
3518          */
3519         if (pmap != pmap_kernel() && va != vector_page) {
3520                 npte |= L2_S_PROT_U;
3521         }
3522
3523         /*
3524          * Keep the stats up to date
3525          */
3526         if (opte == 0) {
3527                 l2b->l2b_occupancy++;
3528                 pmap->pm_stats.resident_count++;
3529         } 
3530
3531
3532         /*
3533          * If this is just a wiring change, the two PTEs will be
3534          * identical, so there's no need to update the page table.
3535          */
3536         if (npte != opte) {
3537                 boolean_t is_cached = pmap_is_current(pmap);
3538
3539                 *ptep = npte;
3540                 if (is_cached) {
3541                         /*
3542                          * We only need to frob the cache/tlb if this pmap
3543                          * is current
3544                          */
3545                         PTE_SYNC(ptep);
3546                         if (L1_IDX(va) != L1_IDX(vector_page) && 
3547                             l2pte_valid(npte)) {
3548                                 /*
3549                                  * This mapping is likely to be accessed as
3550                                  * soon as we return to userland. Fix up the
3551                                  * L1 entry to avoid taking another
3552                                  * page/domain fault.
3553                                  */
3554                                 pd_entry_t *pl1pd, l1pd;
3555
3556                                 pl1pd = &pmap->pm_l1->l1_kva[L1_IDX(va)];
3557                                 l1pd = l2b->l2b_phys | L1_C_DOM(pmap->pm_domain) |
3558                                     L1_C_PROTO;
3559                                 if (*pl1pd != l1pd) {
3560                                         *pl1pd = l1pd;
3561                                         PTE_SYNC(pl1pd);
3562                                 }
3563                         }
3564                 }
3565
3566                 if (PV_BEEN_EXECD(oflags))
3567                         pmap_tlb_flushID_SE(pmap, va);
3568                 else if (PV_BEEN_REFD(oflags))
3569                         pmap_tlb_flushD_SE(pmap, va);
3570
3571
3572                 if (m)
3573                         pmap_vac_me_harder(m, pmap, va);
3574         }
3575 }
3576
3577 /*
3578  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
3579  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
3580  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
3581  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
3582  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
3583  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
3584  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
3585  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
3586  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
3587  * corresponding offset from m_start are mapped.
3588  */
3589 void
3590 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
3591     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
3592 {
3593         vm_page_t m;
3594         vm_pindex_t diff, psize;
3595
3596         psize = atop(end - start);
3597         m = m_start;
3598         PMAP_LOCK(pmap);
3599         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
3600                 pmap_enter_locked(pmap, start + ptoa(diff), m, prot &
3601                     (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE), FALSE, M_NOWAIT);
3602                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
3603         }
3604         PMAP_UNLOCK(pmap);
3605 }
3606
3607 /*
3608  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
3609  * 1. Current pmap & pmap exists.
3610  * 2. Not wired.
3611  * 3. Read access.
3612  * 4. No page table pages.
3613  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
3614  */
3615
3616 void
3617 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3618 {
3619
3620         PMAP_LOCK(pmap);
3621         pmap_enter_locked(pmap, va, m, prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE),
3622             FALSE, M_NOWAIT);
3623         PMAP_UNLOCK(pmap);
3624 }
3625
3626 /*
3627  *      Routine:        pmap_change_wiring
3628  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
3629  *                      pair.
3630  *      In/out conditions:
3631  *                      The mapping must already exist in the pmap.
3632  */
3633 void
3634 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
3635 {
3636         struct l2_bucket *l2b;
3637         pt_entry_t *ptep, pte;
3638         vm_page_t pg;
3639
3640         vm_page_lock_queues();
3641         PMAP_LOCK(pmap);
3642         l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap, va);
3643         KASSERT(l2b, ("No l2b bucket in pmap_change_wiring"));
3644         ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
3645         pte = *ptep;
3646         pg = PHYS_TO_VM_PAGE(l2pte_pa(pte));
3647         if (pg) 
3648                 pmap_modify_pv(pg, pmap, va, PVF_WIRED, wired);
3649         vm_page_unlock_queues();
3650         PMAP_UNLOCK(pmap);
3651 }
3652
3653
3654 /*
3655  *      Copy the range specified by src_addr/len
3656  *      from the source map to the range dst_addr/len
3657  *      in the destination map.
3658  *
3659  *      This routine is only advisory and need not do anything.
3660  */
3661 void
3662 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr,
3663     vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
3664 {
3665 }
3666
3667
3668 /*
3669  *      Routine:        pmap_extract
3670  *      Function:
3671  *              Extract the physical page address associated
3672  *              with the given map/virtual_address pair.
3673  */
3674 vm_paddr_t
3675 pmap_extract(pmap_t pm, vm_offset_t va)
3676 {
3677         struct l2_dtable *l2;
3678         pd_entry_t l1pd;
3679         pt_entry_t *ptep, pte;
3680         vm_paddr_t pa;
3681         u_int l1idx;
3682         l1idx = L1_IDX(va);
3683
3684         PMAP_LOCK(pm);
3685         l1pd = pm->pm_l1->l1_kva[l1idx];
3686         if (l1pte_section_p(l1pd)) {
3687                 /*
3688                  * These should only happen for pmap_kernel()
3689                  */
3690                 KASSERT(pm == pmap_kernel(), ("huh"));
3691                 /* XXX: what to do about the bits > 32 ? */
3692                 if (l1pd & L1_S_SUPERSEC) 
3693                         pa = (l1pd & L1_SUP_FRAME) | (va & L1_SUP_OFFSET);
3694                 else
3695                         pa = (l1pd & L1_S_FRAME) | (va & L1_S_OFFSET);
3696         } else {
3697                 /*
3698                  * Note that we can't rely on the validity of the L1
3699                  * descriptor as an indication that a mapping exists.
3700                  * We have to look it up in the L2 dtable.
3701                  */
3702                 l2 = pm->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
3703
3704                 if (l2 == NULL ||
3705                     (ptep = l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)].l2b_kva) == NULL) {
3706                         PMAP_UNLOCK(pm);
3707                         return (0);
3708                 }
3709
3710                 ptep = &ptep[l2pte_index(va)];
3711                 pte = *ptep;
3712
3713                 if (pte == 0) {
3714                         PMAP_UNLOCK(pm);
3715                         return (0);
3716                 }
3717
3718                 switch (pte & L2_TYPE_MASK) {
3719                 case L2_TYPE_L:
3720                         pa = (pte & L2_L_FRAME) | (va & L2_L_OFFSET);
3721                         break;
3722
3723                 default:
3724                         pa = (pte & L2_S_FRAME) | (va & L2_S_OFFSET);
3725                         break;
3726                 }
3727         }
3728
3729         PMAP_UNLOCK(pm);
3730         return (pa);
3731 }
3732
3733 /*
3734  * Atomically extract and hold the physical page with the given
3735  * pmap and virtual address pair if that mapping permits the given
3736  * protection.
3737  *
3738  */
3739 vm_page_t
3740 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
3741 {
3742         struct l2_dtable *l2;
3743         pd_entry_t l1pd;
3744         pt_entry_t *ptep, pte;
3745         vm_paddr_t pa;
3746         vm_page_t m = NULL;
3747         u_int l1idx;
3748         l1idx = L1_IDX(va);
3749
3750         vm_page_lock_queues();
3751         PMAP_LOCK(pmap);
3752         l1pd = pmap->pm_l1->l1_kva[l1idx];
3753         if (l1pte_section_p(l1pd)) {
3754                 /*
3755                  * These should only happen for pmap_kernel()
3756                  */
3757                 KASSERT(pmap == pmap_kernel(), ("huh"));
3758                 /* XXX: what to do about the bits > 32 ? */
3759                 if (l1pd & L1_S_SUPERSEC) 
3760                         pa = (l1pd & L1_SUP_FRAME) | (va & L1_SUP_OFFSET);
3761                 else
3762                         pa = (l1pd & L1_S_FRAME) | (va & L1_S_OFFSET);
3763                 if (l1pd & L1_S_PROT_W || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3764                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3765                         vm_page_hold(m);
3766                 }
3767                         
3768         } else {
3769                 /*
3770                  * Note that we can't rely on the validity of the L1
3771                  * descriptor as an indication that a mapping exists.
3772                  * We have to look it up in the L2 dtable.
3773                  */
3774                 l2 = pmap->pm_l2[L2_IDX(l1idx)];
3775
3776                 if (l2 == NULL ||
3777                     (ptep = l2->l2_bucket[L2_BUCKET(l1idx)].l2b_kva) == NULL) {
3778                         PMAP_UNLOCK(pmap);
3779                         vm_page_unlock_queues();
3780                         return (NULL);
3781                 }
3782
3783                 ptep = &ptep[l2pte_index(va)];
3784                 pte = *ptep;
3785
3786                 if (pte == 0) {
3787                         PMAP_UNLOCK(pmap);
3788                         vm_page_unlock_queues();
3789                         return (NULL);
3790                 }
3791                 if (pte & L2_S_PROT_W || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3792                         switch (pte & L2_TYPE_MASK) {
3793                         case L2_TYPE_L:
3794                                 pa = (pte & L2_L_FRAME) | (va & L2_L_OFFSET);
3795                                 break;
3796                                 
3797                         default:
3798                                 pa = (pte & L2_S_FRAME) | (va & L2_S_OFFSET);
3799                                 break;
3800                         }
3801                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3802                         vm_page_hold(m);
3803                 }
3804         }
3805
3806         PMAP_UNLOCK(pmap);
3807         vm_page_unlock_queues();
3808         return (m);
3809 }
3810
3811 /*
3812  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
3813  * such as one in a vmspace structure.
3814  */
3815
3816 int
3817 pmap_pinit(pmap_t pmap)
3818 {
3819         PDEBUG(1, printf("pmap_pinit: pmap = %08x\n", (uint32_t) pmap));
3820         
3821         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
3822         pmap_alloc_l1(pmap);
3823         bzero(pmap->pm_l2, sizeof(pmap->pm_l2));
3824
3825         pmap->pm_count = 1;
3826         pmap->pm_active = 0;
3827                 
3828         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
3829         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
3830         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
3831         if (vector_page < KERNBASE) {
3832                 pmap_enter(pmap, vector_page, 
3833                     VM_PROT_READ, PHYS_TO_VM_PAGE(systempage.pv_pa),
3834                     VM_PROT_READ, 1);
3835         } 
3836         return (1);
3837 }
3838
3839
3840 /***************************************************
3841  * page management routines.
3842  ***************************************************/
3843
3844
3845 static void
3846 pmap_free_pv_entry(pv_entry_t pv)
3847 {
3848         pv_entry_count--;
3849         uma_zfree(pvzone, pv);
3850 }
3851
3852
3853 /*
3854  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
3855  * when needed.
3856  * the memory allocation is performed bypassing the malloc code
3857  * because of the possibility of allocations at interrupt time.
3858  */
3859 static pv_entry_t
3860 pmap_get_pv_entry(void)
3861 {
3862         pv_entry_t ret_value;
3863         
3864         pv_entry_count++;
3865         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
3866                 pagedaemon_wakeup();
3867         ret_value = uma_zalloc(pvzone, M_NOWAIT);
3868         return ret_value;
3869 }
3870
3871
3872 /*
3873  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
3874  *
3875  *      It is assumed that the start and end are properly
3876  *      rounded to the page size.
3877  */
3878 #define  PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE     3
3879 void
3880 pmap_remove(pmap_t pm, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
3881 {
3882         struct l2_bucket *l2b;
3883         vm_offset_t next_bucket;
3884         pt_entry_t *ptep;
3885         u_int cleanlist_idx, total, cnt;
3886         struct {
3887                 vm_offset_t va;
3888                 pt_entry_t *pte;
3889         } cleanlist[PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE];
3890         u_int mappings, is_exec, is_refd;
3891         int flushall = 0;
3892
3893
3894         /*
3895          * we lock in the pmap => pv_head direction
3896          */
3897
3898         vm_page_lock_queues();
3899         PMAP_LOCK(pm);
3900         if (!pmap_is_current(pm)) {
3901                 cleanlist_idx = PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE + 1;
3902         } else
3903                 cleanlist_idx = 0;
3904
3905         total = 0;
3906         while (sva < eva) {
3907                 /*
3908                  * Do one L2 bucket's worth at a time.
3909                  */
3910                 next_bucket = L2_NEXT_BUCKET(sva);
3911                 if (next_bucket > eva)
3912                         next_bucket = eva;
3913
3914                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pm, sva);
3915                 if (l2b == NULL) {
3916                         sva = next_bucket;
3917                         continue;
3918                 }
3919
3920                 ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(sva)];
3921                 mappings = 0;
3922
3923                 while (sva < next_bucket) {
3924                         struct vm_page *pg;
3925                         pt_entry_t pte;
3926                         vm_paddr_t pa;
3927
3928                         pte = *ptep;
3929
3930                         if (pte == 0) {
3931                                 /*
3932                                  * Nothing here, move along
3933                                  */
3934                                 sva += PAGE_SIZE;
3935                                 ptep++;
3936                                 continue;
3937                         }
3938
3939                         pm->pm_stats.resident_count--;
3940                         pa = l2pte_pa(pte);
3941                         is_exec = 0;
3942                         is_refd = 1;
3943
3944                         /*
3945                          * Update flags. In a number of circumstances,
3946                          * we could cluster a lot of these and do a
3947                          * number of sequential pages in one go.
3948                          */
3949                         if ((pg = PHYS_TO_VM_PAGE(pa)) != NULL) {
3950                                 struct pv_entry *pve;
3951
3952                                 pve = pmap_remove_pv(pg, pm, sva);
3953                                 if (pve) {
3954                                         is_exec = PV_BEEN_EXECD(pve->pv_flags);
3955                                         is_refd = PV_BEEN_REFD(pve->pv_flags);
3956                                         pmap_free_pv_entry(pve);
3957                                 }
3958                         }
3959
3960                         if (!l2pte_valid(pte)) {
3961                                 *ptep = 0;
3962                                 PTE_SYNC_CURRENT(pm, ptep);
3963                                 sva += PAGE_SIZE;
3964                                 ptep++;
3965                                 mappings++;
3966                                 continue;
3967                         }
3968
3969                         if (cleanlist_idx < PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE) {
3970                                 /* Add to the clean list. */
3971                                 cleanlist[cleanlist_idx].pte = ptep;
3972                                 cleanlist[cleanlist_idx].va =
3973                                     sva | (is_exec & 1);
3974                                 cleanlist_idx++;
3975                         } else
3976                         if (cleanlist_idx == PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE) {
3977                                 /* Nuke everything if needed. */
3978                                 pmap_idcache_wbinv_all(pm);
3979                                 pmap_tlb_flushID(pm);
3980
3981                                 /*
3982                                  * Roll back the previous PTE list,
3983                                  * and zero out the current PTE.
3984                                  */
3985                                 for (cnt = 0;
3986                                      cnt < PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE; cnt++) {
3987                                         *cleanlist[cnt].pte = 0;
3988                                 }
3989                                 *ptep = 0;
3990                                 PTE_SYNC(ptep);
3991                                 cleanlist_idx++;
3992                                 flushall = 1;
3993                         } else {
3994                                 *ptep = 0;
3995                                 PTE_SYNC(ptep);
3996                                         if (is_exec)
3997                                                 pmap_tlb_flushID_SE(pm, sva);
3998                                         else
3999                                         if (is_refd)
4000                                                 pmap_tlb_flushD_SE(pm, sva);
4001                         }
4002
4003                         sva += PAGE_SIZE;
4004                         ptep++;
4005                         mappings++;
4006                 }
4007
4008                 /*
4009                  * Deal with any left overs
4010                  */
4011                 if (cleanlist_idx <= PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE) {
4012                         total += cleanlist_idx;
4013                         for (cnt = 0; cnt < cleanlist_idx; cnt++) {
4014                                 vm_offset_t clva =
4015                                     cleanlist[cnt].va & ~1;
4016                                 if (cleanlist[cnt].va & 1) {
4017                                         pmap_idcache_wbinv_range(pm,
4018                                             clva, PAGE_SIZE);
4019                                         pmap_tlb_flushID_SE(pm, clva);
4020                                 } else {
4021                                         pmap_dcache_wb_range(pm,
4022                                             clva, PAGE_SIZE, TRUE,
4023                                             FALSE);
4024                                         pmap_tlb_flushD_SE(pm, clva);
4025                                 }
4026                                 *cleanlist[cnt].pte = 0;
4027                                 PTE_SYNC_CURRENT(pm, cleanlist[cnt].pte);
4028                         }
4029
4030                         if (total <= PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE)
4031                                 cleanlist_idx = 0;
4032                         else {
4033                                 /*
4034                                  * We are removing so much entries it's just
4035                                  * easier to flush the whole cache.
4036                                  */
4037                                 cleanlist_idx = PMAP_REMOVE_CLEAN_LIST_SIZE + 1;
4038                                 pmap_idcache_wbinv_all(pm);
4039                                 flushall = 1;
4040                         }
4041                 }
4042
4043                 pmap_free_l2_bucket(pm, l2b, mappings);
4044         }
4045
4046         vm_page_unlock_queues();
4047         if (flushall)
4048                 cpu_tlb_flushID();
4049         PMAP_UNLOCK(pm);
4050 }
4051
4052
4053
4054
4055 /*
4056  * pmap_zero_page()
4057  * 
4058  * Zero a given physical page by mapping it at a page hook point.
4059  * In doing the zero page op, the page we zero is mapped cachable, as with
4060  * StrongARM accesses to non-cached pages are non-burst making writing
4061  * _any_ bulk data very slow.
4062  */
4063 #if (ARM_MMU_GENERIC + ARM_MMU_SA1) != 0 || defined(CPU_XSCALE_CORE3)
4064 void
4065 pmap_zero_page_generic(vm_paddr_t phys, int off, int size)
4066 {
4067 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
4068         char *dstpg;
4069 #endif
4070
4071 #ifdef DEBUG
4072         struct vm_page *pg = PHYS_TO_VM_PAGE(phys);
4073
4074         if (pg->md.pvh_list != NULL)
4075                 panic("pmap_zero_page: page has mappings");
4076 #endif
4077
4078         if (_arm_bzero && size >= _min_bzero_size &&
4079             _arm_bzero((void *)(phys + off), size, IS_PHYSICAL) == 0)
4080                 return;
4081
4082 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
4083         dstpg = (char *)arm_ptovirt(phys);
4084         if (off || size != PAGE_SIZE) {
4085                 bzero(dstpg + off, size);
4086                 cpu_dcache_wbinv_range((vm_offset_t)(dstpg + off), size);
4087         } else {
4088                 bzero_page((vm_offset_t)dstpg);
4089                 cpu_dcache_wbinv_range((vm_offset_t)dstpg, PAGE_SIZE);
4090         }
4091 #else
4092
4093         mtx_lock(&cmtx);
4094         /*
4095          * Hook in the page, zero it, and purge the cache for that
4096          * zeroed page. Invalidate the TLB as needed.
4097          */
4098         *cdst_pte = L2_S_PROTO | phys |
4099             L2_S_PROT(PTE_KERNEL, VM_PROT_WRITE) | pte_l2_s_cache_mode;
4100         PTE_SYNC(cdst_pte);
4101         cpu_tlb_flushD_SE(cdstp);
4102         cpu_cpwait();
4103         if (off || size != PAGE_SIZE) {
4104                 bzero((void *)(cdstp + off), size);
4105                 cpu_dcache_wbinv_range(cdstp + off, size);
4106         } else {
4107                 bzero_page(cdstp);
4108                 cpu_dcache_wbinv_range(cdstp, PAGE_SIZE);
4109         }
4110         mtx_unlock(&cmtx);
4111 #endif
4112 }
4113 #endif /* (ARM_MMU_GENERIC + ARM_MMU_SA1) != 0 */
4114
4115 #if ARM_MMU_XSCALE == 1
4116 void
4117 pmap_zero_page_xscale(vm_paddr_t phys, int off, int size)
4118 {
4119         if (_arm_bzero && size >= _min_bzero_size &&
4120             _arm_bzero((void *)(phys + off), size, IS_PHYSICAL) == 0)
4121                 return;
4122         mtx_lock(&cmtx);
4123         /*
4124          * Hook in the page, zero it, and purge the cache for that
4125          * zeroed page. Invalidate the TLB as needed.
4126          */
4127         *cdst_pte = L2_S_PROTO | phys |
4128             L2_S_PROT(PTE_KERNEL, VM_PROT_WRITE) |
4129             L2_C | L2_XSCALE_T_TEX(TEX_XSCALE_X);       /* mini-data */
4130         PTE_SYNC(cdst_pte);
4131         cpu_tlb_flushD_SE(cdstp);
4132         cpu_cpwait();
4133         if (off || size != PAGE_SIZE)
4134                 bzero((void *)(cdstp + off), size);
4135         else
4136                 bzero_page(cdstp);
4137         mtx_unlock(&cmtx);
4138         xscale_cache_clean_minidata();
4139 }
4140
4141 /*
4142  * Change the PTEs for the specified kernel mappings such that they
4143  * will use the mini data cache instead of the main data cache.
4144  */
4145 void
4146 pmap_use_minicache(vm_offset_t va, vm_size_t size)
4147 {
4148         struct l2_bucket *l2b;
4149         pt_entry_t *ptep, *sptep, pte;
4150         vm_offset_t next_bucket, eva;
4151
4152 #if (ARM_NMMUS > 1) || defined(CPU_XSCALE_CORE3)
4153         if (xscale_use_minidata == 0)
4154                 return;
4155 #endif
4156
4157         eva = va + size;
4158
4159         while (va < eva) {
4160                 next_bucket = L2_NEXT_BUCKET(va);
4161                 if (next_bucket > eva)
4162                         next_bucket = eva;
4163
4164                 l2b = pmap_get_l2_bucket(pmap_kernel(), va);
4165
4166                 sptep = ptep = &l2b->l2b_kva[l2pte_index(va)];
4167
4168                 while (va < next_bucket) {
4169                         pte = *ptep;
4170                         if (!l2pte_minidata(pte)) {
4171                                 cpu_dcache_wbinv_range(va, PAGE_SIZE);
4172                                 cpu_tlb_flushD_SE(va);
4173                                 *ptep = pte & ~L2_B;
4174                         }
4175                         ptep++;
4176                         va += PAGE_SIZE;
4177                 }
4178                 PTE_SYNC_RANGE(sptep, (u_int)(ptep - sptep));
4179         }
4180         cpu_cpwait();
4181 }
4182 #endif /* ARM_MMU_XSCALE == 1 */
4183
4184 /*
4185  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping 
4186  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
4187  */
4188 void
4189 pmap_zero_page(vm_page_t m)
4190 {
4191         pmap_zero_page_func(VM_PAGE_TO_PHYS(m), 0, PAGE_SIZE);
4192 }
4193
4194
4195 /*
4196  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping 
4197  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
4198  *
4199  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
4200  */
4201 void
4202 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
4203 {
4204
4205         pmap_zero_page_func(VM_PAGE_TO_PHYS(m), off, size);
4206 }
4207
4208
4209 /*
4210  *      pmap_zero_page_idle zeros the specified hardware page by mapping 
4211  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.  This
4212  *      is intended to be called from the vm_pagezero process only and
4213  *      outside of Giant.
4214  */
4215 void
4216 pmap_zero_page_idle(vm_page_t m)
4217 {
4218
4219         pmap_zero_page(m);
4220 }
4221
4222 #if 0
4223 /*
4224  * pmap_clean_page()
4225  *
4226  * This is a local function used to work out the best strategy to clean
4227  * a single page referenced by its entry in the PV table. It's used by
4228  * pmap_copy_page, pmap_zero page and maybe some others later on.
4229  *
4230  * Its policy is effectively:
4231  *  o If there are no mappings, we don't bother doing anything with the cache.
4232  *  o If there is one mapping, we clean just that page.
4233  *  o If there are multiple mappings, we clean the entire cache.
4234  *
4235  * So that some functions can be further optimised, it returns 0 if it didn't
4236  * clean the entire cache, or 1 if it did.
4237  *
4238  * XXX One bug in this routine is that if the pv_entry has a single page
4239  * mapped at 0x00000000 a whole cache clean will be performed rather than
4240  * just the 1 page. Since this should not occur in everyday use and if it does
4241  * it will just result in not the most efficient clean for the page.
4242  */
4243 static int
4244 pmap_clean_page(struct pv_entry *pv, boolean_t is_src)
4245 {
4246         pmap_t pm, pm_to_clean = NULL;
4247         struct pv_entry *npv;
4248         u_int cache_needs_cleaning = 0;
4249         u_int flags = 0;
4250         vm_offset_t page_to_clean = 0;
4251
4252         if (pv == NULL) {
4253                 /* nothing mapped in so nothing to flush */
4254                 return (0);
4255         }
4256
4257         /*
4258          * Since we flush the cache each time we change to a different
4259          * user vmspace, we only need to flush the page if it is in the
4260          * current pmap.
4261          */
4262         if (curthread)
4263                 pm = vmspace_pmap(curproc->p_vmspace);
4264         else
4265                 pm = pmap_kernel();
4266
4267         for (npv = pv; npv; npv = TAILQ_NEXT(npv, pv_list)) {
4268                 if (npv->pv_pmap == pmap_kernel() || npv->pv_pmap == pm) {
4269                         flags |= npv->pv_flags;
4270                         /*
4271                          * The page is mapped non-cacheable in 
4272                          * this map.  No need to flush the cache.
4273                          */
4274                         if (npv->pv_flags & PVF_NC) {
4275 #ifdef DIAGNOSTIC
4276                                 if (cache_needs_cleaning)
4277                                         panic("pmap_clean_page: "
4278                                             "cache inconsistency");
4279 #endif
4280                                 break;
4281                         } else if (is_src && (npv->pv_flags & PVF_WRITE) == 0)
4282                                 continue;
4283                         if (cache_needs_cleaning) {
4284                                 page_to_clean = 0;
4285                                 break;
4286                         } else {
4287                                 page_to_clean = npv->pv_va;
4288                                 pm_to_clean = npv->pv_pmap;
4289                         }
4290                         cache_needs_cleaning = 1;
4291                 }
4292         }
4293         if (page_to_clean) {
4294                 if (PV_BEEN_EXECD(flags))
4295                         pmap_idcache_wbinv_range(pm_to_clean, page_to_clean,
4296                             PAGE_SIZE);
4297                 else
4298                         pmap_dcache_wb_range(pm_to_clean, page_to_clean,
4299                             PAGE_SIZE, !is_src, (flags & PVF_WRITE) == 0);
4300         } else if (cache_needs_cleaning) {
4301                 if (PV_BEEN_EXECD(flags))
4302                         pmap_idcache_wbinv_all(pm);
4303                 else
4304                         pmap_dcache_wbinv_all(pm);
4305                 return (1);
4306         }
4307         return (0);
4308 }
4309 #endif
4310
4311 /*
4312  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
4313  *      page by mapping the page into virtual memory and using
4314  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
4315  *      time.
4316  */
4317
4318 /*
4319  * pmap_copy_page()
4320  *
4321  * Copy one physical page into another, by mapping the pages into
4322  * hook points. The same comment regarding cachability as in
4323  * pmap_zero_page also applies here.
4324  */
4325 #if  (ARM_MMU_GENERIC + ARM_MMU_SA1) != 0 || defined (CPU_XSCALE_CORE3)
4326 void
4327 pmap_copy_page_generic(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
4328 {
4329 #if 0
4330         struct vm_page *src_pg = PHYS_TO_VM_PAGE(src);
4331 #endif
4332 #ifdef DEBUG
4333         struct vm_page *dst_pg = PHYS_TO_VM_PAGE(dst);
4334
4335         if (dst_pg->md.pvh_list != NULL)
4336                 panic("pmap_copy_page: dst page has mappings");
4337 #endif
4338
4339
4340         /*
4341          * Clean the source page.  Hold the source page's lock for
4342          * the duration of the copy so that no other mappings can
4343          * be created while we have a potentially aliased mapping.
4344          */
4345 #if 0
4346         /*
4347          * XXX: Not needed while we call cpu_dcache_wbinv_all() in
4348          * pmap_copy_page().
4349          */
4350         (void) pmap_clean_page(TAILQ_FIRST(&src_pg->md.pv_list), TRUE);
4351 #endif
4352         /*
4353          * Map the pages into the page hook points, copy them, and purge
4354          * the cache for the appropriate page. Invalidate the TLB
4355          * as required.
4356          */
4357         mtx_lock(&cmtx);
4358         *csrc_pte = L2_S_PROTO | src |
4359             L2_S_PROT(PTE_KERNEL, VM_PROT_READ) | pte_l2_s_cache_mode;
4360         PTE_SYNC(csrc_pte);
4361         *cdst_pte = L2_S_PROTO | dst |
4362             L2_S_PROT(PTE_KERNEL, VM_PROT_WRITE) | pte_l2_s_cache_mode;
4363         PTE_SYNC(cdst_pte);
4364         cpu_tlb_flushD_SE(csrcp);
4365         cpu_tlb_flushD_SE(cdstp);
4366         cpu_cpwait();
4367         bcopy_page(csrcp, cdstp);
4368         mtx_unlock(&cmtx);
4369         cpu_dcache_inv_range(csrcp, PAGE_SIZE);
4370         cpu_dcache_wbinv_range(cdstp, PAGE_SIZE);
4371 }
4372 #endif /* (ARM_MMU_GENERIC + ARM_MMU_SA1) != 0 */
4373
4374 #if ARM_MMU_XSCALE == 1
4375 void
4376 pmap_copy_page_xscale(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
4377 {
4378 #if 0
4379         /* XXX: Only needed for pmap_clean_page(), which is commented out. */
4380         struct vm_page *src_pg = PHYS_TO_VM_PAGE(src);
4381 #endif
4382 #ifdef DEBUG
4383         struct vm_page *dst_pg = PHYS_TO_VM_PAGE(dst);
4384
4385         if (dst_pg->md.pvh_list != NULL)
4386                 panic("pmap_copy_page: dst page has mappings");
4387 #endif
4388
4389
4390         /*
4391          * Clean the source page.  Hold the source page's lock for
4392          * the duration of the copy so that no other mappings can
4393          * be created while we have a potentially aliased mapping.
4394          */
4395 #if 0
4396         /*
4397          * XXX: Not needed while we call cpu_dcache_wbinv_all() in
4398          * pmap_copy_page().
4399          */
4400         (void) pmap_clean_page(TAILQ_FIRST(&src_pg->md.pv_list), TRUE);
4401 #endif
4402         /*
4403          * Map the pages into the page hook points, copy them, and purge
4404          * the cache for the appropriate page. Invalidate the TLB
4405          * as required.
4406          */
4407         mtx_lock(&cmtx);
4408         *csrc_pte = L2_S_PROTO | src |
4409             L2_S_PROT(PTE_KERNEL, VM_PROT_READ) |
4410             L2_C | L2_XSCALE_T_TEX(TEX_XSCALE_X);       /* mini-data */
4411         PTE_SYNC(csrc_pte);
4412         *cdst_pte = L2_S_PROTO | dst |
4413             L2_S_PROT(PTE_KERNEL, VM_PROT_WRITE) |
4414             L2_C | L2_XSCALE_T_TEX(TEX_XSCALE_X);       /* mini-data */
4415         PTE_SYNC(cdst_pte);
4416         cpu_tlb_flushD_SE(csrcp);
4417         cpu_tlb_flushD_SE(cdstp);
4418         cpu_cpwait();
4419         bcopy_page(csrcp, cdstp);
4420         mtx_unlock(&cmtx);
4421         xscale_cache_clean_minidata();
4422 }
4423 #endif /* ARM_MMU_XSCALE == 1 */
4424
4425 void
4426 pmap_copy_page(vm_page_t src, vm_page_t dst)
4427 {
4428 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
4429         vm_offset_t srcpg, dstpg;
4430 #endif
4431
4432         cpu_dcache_wbinv_all();
4433         if (_arm_memcpy && PAGE_SIZE >= _min_memcpy_size &&
4434             _arm_memcpy((void *)VM_PAGE_TO_PHYS(dst), 
4435             (void *)VM_PAGE_TO_PHYS(src), PAGE_SIZE, IS_PHYSICAL) == 0)
4436                 return;
4437 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
4438         srcpg = arm_ptovirt(VM_PAGE_TO_PHYS(src));
4439         dstpg = arm_ptovirt(VM_PAGE_TO_PHYS(dst));
4440         bcopy_page(srcpg, dstpg);
4441         cpu_dcache_wbinv_range(dstpg, PAGE_SIZE);
4442 #else
4443         pmap_copy_page_func(VM_PAGE_TO_PHYS(src), VM_PAGE_TO_PHYS(dst));
4444 #endif
4445 }
4446
4447
4448
4449
4450 /*
4451  * this routine returns true if a physical page resides
4452  * in the given pmap.
4453  */
4454 boolean_t
4455 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
4456 {
4457         pv_entry_t pv;
4458         int loops = 0;
4459         
4460         if (m->flags & PG_FICTITIOUS)
4461                 return (FALSE);
4462                 
4463         /*
4464          * Not found, check current mappings returning immediately
4465          */
4466         for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list);
4467             pv;
4468             pv = TAILQ_NEXT(pv, pv_list)) {
4469                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
4470                         return (TRUE);
4471                 }
4472                 loops++;
4473                 if (loops >= 16)
4474                         break;
4475         }
4476         return (FALSE);
4477 }
4478
4479
4480 /*
4481  *      pmap_ts_referenced:
4482  *
4483  *      Return the count of reference bits for a page, clearing all of them.
4484  */
4485 int
4486 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
4487 {
4488
4489         if (m->flags & PG_FICTITIOUS)
4490                 return (0);
4491         return (pmap_clearbit(m, PVF_REF));
4492 }
4493
4494
4495 boolean_t
4496 pmap_is_modified(vm_page_t m)
4497 {
4498
4499         if (m->md.pvh_attrs & PVF_MOD)
4500                 return (TRUE);
4501         
4502         return(FALSE);
4503 }
4504
4505
4506 /*
4507  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
4508  */
4509 void
4510 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
4511 {
4512
4513         if (m->md.pvh_attrs & PVF_MOD)
4514                 pmap_clearbit(m, PVF_MOD);
4515 }
4516
4517
4518 /*
4519  *      pmap_clear_reference:
4520  *
4521  *      Clear the reference bit on the specified physical page.
4522  */
4523 void
4524 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
4525 {
4526
4527         if (m->md.pvh_attrs & PVF_REF) 
4528                 pmap_clearbit(m, PVF_REF);
4529 }
4530
4531
4532 /*
4533  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
4534  */
4535 void
4536 pmap_remove_write(vm_page_t m)
4537 {
4538
4539         if (m->flags & PG_WRITEABLE)
4540                 pmap_clearbit(m, PVF_WRITE);
4541 }
4542
4543
4544 /*
4545  * perform the pmap work for mincore
4546  */
4547 int
4548 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
4549 {
4550         printf("pmap_mincore()\n");
4551         
4552         return (0);
4553 }
4554
4555
4556 vm_offset_t
4557 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
4558 {
4559
4560         return(addr);
4561 }
4562
4563 /*
4564  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
4565  *      different alignment might result in more superpage mappings.
4566  */
4567 void
4568 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
4569     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
4570 {
4571 }
4572
4573
4574 /*
4575  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
4576  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
4577  * routine is intended to be used for mapping device memory,
4578  * NOT real memory.
4579  */
4580 void *
4581 pmap_mapdev(vm_offset_t pa, vm_size_t size)
4582 {
4583         vm_offset_t va, tmpva, offset;
4584         
4585         offset = pa & PAGE_MASK;
4586         size = roundup(size, PAGE_SIZE);
4587         
4588         GIANT_REQUIRED;
4589         
4590         va = kmem_alloc_nofault(kernel_map, size);
4591         if (!va)
4592                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
4593         for (tmpva = va; size > 0;) {
4594                 pmap_kenter_internal(tmpva, pa, 0);
4595                 size -= PAGE_SIZE;
4596                 tmpva += PAGE_SIZE;
4597                 pa += PAGE_SIZE;
4598         }
4599         
4600         return ((void *)(va + offset));
4601 }
4602
4603 #define BOOTSTRAP_DEBUG
4604
4605 /*
4606  * pmap_map_section:
4607  *
4608  *      Create a single section mapping.
4609  */
4610 void
4611 pmap_map_section(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t pa,
4612     int prot, int cache)
4613 {
4614         pd_entry_t *pde = (pd_entry_t *) l1pt;
4615         pd_entry_t fl;
4616
4617         KASSERT(((va | pa) & L1_S_OFFSET) == 0, ("ouin2"));
4618
4619         switch (cache) {
4620         case PTE_NOCACHE:
4621         default:
4622                 fl = 0;
4623                 break;
4624
4625         case PTE_CACHE:
4626                 fl = pte_l1_s_cache_mode;
4627                 break;
4628
4629         case PTE_PAGETABLE:
4630                 fl = pte_l1_s_cache_mode_pt;
4631                 break;
4632         }
4633
4634         pde[va >> L1_S_SHIFT] = L1_S_PROTO | pa |
4635             L1_S_PROT(PTE_KERNEL, prot) | fl | L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL);
4636         PTE_SYNC(&pde[va >> L1_S_SHIFT]);
4637
4638 }
4639
4640 /*
4641  * pmap_link_l2pt:
4642  *
4643  *      Link the L2 page table specified by l2pv.pv_pa into the L1
4644  *      page table at the slot for "va".
4645  */
4646 void
4647 pmap_link_l2pt(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, struct pv_addr *l2pv)
4648 {
4649         pd_entry_t *pde = (pd_entry_t *) l1pt, proto;
4650         u_int slot = va >> L1_S_SHIFT;
4651
4652         proto = L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL) | L1_C_PROTO;
4653
4654 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM     
4655         printf("pmap_link_l2pt: pa=0x%x va=0x%x\n", l2pv->pv_pa, l2pv->pv_va);
4656 #endif
4657
4658         pde[slot + 0] = proto | (l2pv->pv_pa + 0x000);
4659
4660         PTE_SYNC(&pde[slot]);
4661
4662         SLIST_INSERT_HEAD(&kernel_pt_list, l2pv, pv_list);
4663
4664         
4665 }
4666
4667 /*
4668  * pmap_map_entry
4669  *
4670  *      Create a single page mapping.
4671  */
4672 void
4673 pmap_map_entry(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t pa, int prot,
4674     int cache)
4675 {
4676         pd_entry_t *pde = (pd_entry_t *) l1pt;
4677         pt_entry_t fl;
4678         pt_entry_t *pte;
4679
4680         KASSERT(((va | pa) & PAGE_MASK) == 0, ("ouin"));
4681
4682         switch (cache) {
4683         case PTE_NOCACHE:
4684         default:
4685                 fl = 0;
4686                 break;
4687
4688         case PTE_CACHE:
4689                 fl = pte_l2_s_cache_mode;
4690                 break;
4691
4692         case PTE_PAGETABLE:
4693                 fl = pte_l2_s_cache_mode_pt;
4694                 break;
4695         }
4696
4697         if ((pde[va >> L1_S_SHIFT] & L1_TYPE_MASK) != L1_TYPE_C)
4698                 panic("pmap_map_entry: no L2 table for VA 0x%08x", va);
4699
4700         pte = (pt_entry_t *) kernel_pt_lookup(pde[L1_IDX(va)] & L1_C_ADDR_MASK);
4701
4702         if (pte == NULL)
4703                 panic("pmap_map_entry: can't find L2 table for VA 0x%08x", va);
4704
4705         pte[l2pte_index(va)] =
4706             L2_S_PROTO | pa | L2_S_PROT(PTE_KERNEL, prot) | fl;
4707         PTE_SYNC(&pte[l2pte_index(va)]);
4708 }
4709
4710 /*
4711  * pmap_map_chunk:
4712  *
4713  *      Map a chunk of memory using the most efficient mappings
4714  *      possible (section. large page, small page) into the
4715  *      provided L1 and L2 tables at the specified virtual address.
4716  */
4717 vm_size_t
4718 pmap_map_chunk(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t pa,
4719     vm_size_t size, int prot, int cache)
4720 {
4721         pd_entry_t *pde = (pd_entry_t *) l1pt;
4722         pt_entry_t *pte, f1, f2s, f2l;
4723         vm_size_t resid;  
4724         int i;
4725
4726         resid = (size + (PAGE_SIZE - 1)) & ~(PAGE_SIZE - 1);
4727
4728         if (l1pt == 0)
4729                 panic("pmap_map_chunk: no L1 table provided");
4730
4731 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM     
4732         printf("pmap_map_chunk: pa=0x%x va=0x%x size=0x%x resid=0x%x "
4733             "prot=0x%x cache=%d\n", pa, va, size, resid, prot, cache);
4734 #endif
4735
4736         switch (cache) {
4737         case PTE_NOCACHE:
4738         default:
4739                 f1 = 0;
4740                 f2l = 0;
4741                 f2s = 0;
4742                 break;
4743
4744         case PTE_CACHE:
4745                 f1 = pte_l1_s_cache_mode;
4746                 f2l = pte_l2_l_cache_mode;
4747                 f2s = pte_l2_s_cache_mode;
4748                 break;
4749
4750         case PTE_PAGETABLE:
4751                 f1 = pte_l1_s_cache_mode_pt;
4752                 f2l = pte_l2_l_cache_mode_pt;
4753                 f2s = pte_l2_s_cache_mode_pt;
4754                 break;
4755         }
4756
4757         size = resid;
4758
4759         while (resid > 0) {
4760                 /* See if we can use a section mapping. */
4761                 if (L1_S_MAPPABLE_P(va, pa, resid)) {
4762 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM
4763                         printf("S");
4764 #endif
4765                         pde[va >> L1_S_SHIFT] = L1_S_PROTO | pa |
4766                             L1_S_PROT(PTE_KERNEL, prot) | f1 |
4767                             L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL);
4768                         PTE_SYNC(&pde[va >> L1_S_SHIFT]);
4769                         va += L1_S_SIZE;
4770                         pa += L1_S_SIZE;
4771                         resid -= L1_S_SIZE;
4772                         continue;
4773                 }
4774
4775                 /*
4776                  * Ok, we're going to use an L2 table.  Make sure
4777                  * one is actually in the corresponding L1 slot
4778                  * for the current VA.
4779                  */
4780                 if ((pde[va >> L1_S_SHIFT] & L1_TYPE_MASK) != L1_TYPE_C)
4781                         panic("pmap_map_chunk: no L2 table for VA 0x%08x", va);
4782
4783                 pte = (pt_entry_t *) kernel_pt_lookup(
4784                     pde[L1_IDX(va)] & L1_C_ADDR_MASK);
4785                 if (pte == NULL)
4786                         panic("pmap_map_chunk: can't find L2 table for VA"
4787                             "0x%08x", va);
4788                 /* See if we can use a L2 large page mapping. */
4789                 if (L2_L_MAPPABLE_P(va, pa, resid)) {
4790 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM
4791                         printf("L");
4792 #endif
4793                         for (i = 0; i < 16; i++) {
4794                                 pte[l2pte_index(va) + i] =
4795                                     L2_L_PROTO | pa |
4796                                     L2_L_PROT(PTE_KERNEL, prot) | f2l;
4797                                 PTE_SYNC(&pte[l2pte_index(va) + i]);
4798                         }
4799                         va += L2_L_SIZE;
4800                         pa += L2_L_SIZE;
4801                         resid -= L2_L_SIZE;
4802                         continue;
4803                 }
4804
4805                 /* Use a small page mapping. */
4806 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM
4807                 printf("P");
4808 #endif
4809                 pte[l2pte_index(va)] =
4810                     L2_S_PROTO | pa | L2_S_PROT(PTE_KERNEL, prot) | f2s;
4811                 PTE_SYNC(&pte[l2pte_index(va)]);
4812                 va += PAGE_SIZE;
4813                 pa += PAGE_SIZE;
4814                 resid -= PAGE_SIZE;
4815         }
4816 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM
4817         printf("\n");
4818 #endif
4819         return (size);
4820
4821 }
4822
4823 /********************** Static device map routines ***************************/
4824
4825 static const struct pmap_devmap *pmap_devmap_table;
4826
4827 /*
4828  * Register the devmap table.  This is provided in case early console
4829  * initialization needs to register mappings created by bootstrap code
4830  * before pmap_devmap_bootstrap() is called.
4831  */
4832 void
4833 pmap_devmap_register(const struct pmap_devmap *table)
4834 {
4835
4836         pmap_devmap_table = table;
4837 }
4838
4839 /*
4840  * Map all of the static regions in the devmap table, and remember
4841  * the devmap table so other parts of the kernel can look up entries
4842  * later.
4843  */
4844 void
4845 pmap_devmap_bootstrap(vm_offset_t l1pt, const struct pmap_devmap *table)
4846 {
4847         int i;
4848
4849         pmap_devmap_table = table;
4850
4851         for (i = 0; pmap_devmap_table[i].pd_size != 0; i++) {
4852 #ifdef VERBOSE_INIT_ARM
4853                 printf("devmap: %08x -> %08x @ %08x\n",
4854                     pmap_devmap_table[i].pd_pa,
4855                     pmap_devmap_table[i].pd_pa +
4856                         pmap_devmap_table[i].pd_size - 1,
4857                     pmap_devmap_table[i].pd_va);
4858 #endif
4859                 pmap_map_chunk(l1pt, pmap_devmap_table[i].pd_va,
4860                     pmap_devmap_table[i].pd_pa,
4861                     pmap_devmap_table[i].pd_size,
4862                     pmap_devmap_table[i].pd_prot,
4863                     pmap_devmap_table[i].pd_cache);
4864         }
4865 }
4866
4867 const struct pmap_devmap *
4868 pmap_devmap_find_pa(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
4869 {
4870         int i;
4871
4872         if (pmap_devmap_table == NULL)
4873                 return (NULL);
4874
4875         for (i = 0; pmap_devmap_table[i].pd_size != 0; i++) {
4876                 if (pa >= pmap_devmap_table[i].pd_pa &&
4877                     pa + size <= pmap_devmap_table[i].pd_pa +
4878                                  pmap_devmap_table[i].pd_size)
4879                         return (&pmap_devmap_table[i]);
4880         }
4881
4882         return (NULL);
4883 }
4884
4885 const struct pmap_devmap *
4886 pmap_devmap_find_va(vm_offset_t va, vm_size_t size)
4887 {
4888         int i;
4889
4890         if (pmap_devmap_table == NULL)
4891                 return (NULL);
4892
4893         for (i = 0; pmap_devmap_table[i].pd_size != 0; i++) {
4894                 if (va >= pmap_devmap_table[i].pd_va &&
4895                     va + size <= pmap_devmap_table[i].pd_va +
4896                                  pmap_devmap_table[i].pd_size)
4897                         return (&pmap_devmap_table[i]);
4898         }
4899
4900         return (NULL);
4901 }
4902