]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/9.2.git/blob - sys/i386/xen/pmap.c
- Copy stable/9 to releng/9.2 as part of the 9.2-RELEASE cycle.
[FreeBSD/releng/9.2.git] / sys / i386 / xen / pmap.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 David Greenman
7  * All rights reserved.
8  * Copyright (c) 2005 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
9  * All rights reserved.
10  *
11  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
12  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
13  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
14  *
15  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
16  * modification, are permitted provided that the following conditions
17  * are met:
18  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
20  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
22  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
23  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
24  *    must display the following acknowledgement:
25  *      This product includes software developed by the University of
26  *      California, Berkeley and its contributors.
27  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
28  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
29  *    without specific prior written permission.
30  *
31  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
32  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
33  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
34  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
35  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
36  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
37  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
38  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
39  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
40  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
41  * SUCH DAMAGE.
42  *
43  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
44  */
45 /*-
46  * Copyright (c) 2003 Networks Associates Technology, Inc.
47  * All rights reserved.
48  *
49  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jake Burkholder,
50  * Safeport Network Services, and Network Associates Laboratories, the
51  * Security Research Division of Network Associates, Inc. under
52  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the DARPA
53  * CHATS research program.
54  *
55  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
56  * modification, are permitted provided that the following conditions
57  * are met:
58  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
59  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
60  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
61  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
62  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
63  *
64  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
65  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
66  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
67  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
68  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
69  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
70  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
71  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
72  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
73  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
74  * SUCH DAMAGE.
75  */
76
77 #include <sys/cdefs.h>
78 __FBSDID("$FreeBSD$");
79
80 /*
81  *      Manages physical address maps.
82  *
83  *      In addition to hardware address maps, this
84  *      module is called upon to provide software-use-only
85  *      maps which may or may not be stored in the same
86  *      form as hardware maps.  These pseudo-maps are
87  *      used to store intermediate results from copy
88  *      operations to and from address spaces.
89  *
90  *      Since the information managed by this module is
91  *      also stored by the logical address mapping module,
92  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
93  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
94  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
95  *      requested.
96  *
97  *      In order to cope with hardware architectures which
98  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
99  *      this module may delay invalidate or reduced protection
100  *      operations until such time as they are actually
101  *      necessary.  This module is given full information as
102  *      to which processors are currently using which maps,
103  *      and to when physical maps must be made correct.
104  */
105
106 #include "opt_cpu.h"
107 #include "opt_pmap.h"
108 #include "opt_smp.h"
109 #include "opt_xbox.h"
110
111 #include <sys/param.h>
112 #include <sys/systm.h>
113 #include <sys/kernel.h>
114 #include <sys/ktr.h>
115 #include <sys/lock.h>
116 #include <sys/malloc.h>
117 #include <sys/mman.h>
118 #include <sys/msgbuf.h>
119 #include <sys/mutex.h>
120 #include <sys/proc.h>
121 #include <sys/sf_buf.h>
122 #include <sys/sx.h>
123 #include <sys/vmmeter.h>
124 #include <sys/sched.h>
125 #include <sys/sysctl.h>
126 #ifdef SMP
127 #include <sys/smp.h>
128 #else
129 #include <sys/cpuset.h>
130 #endif
131
132 #include <vm/vm.h>
133 #include <vm/vm_param.h>
134 #include <vm/vm_kern.h>
135 #include <vm/vm_page.h>
136 #include <vm/vm_map.h>
137 #include <vm/vm_object.h>
138 #include <vm/vm_extern.h>
139 #include <vm/vm_pageout.h>
140 #include <vm/vm_pager.h>
141 #include <vm/uma.h>
142
143 #include <machine/cpu.h>
144 #include <machine/cputypes.h>
145 #include <machine/md_var.h>
146 #include <machine/pcb.h>
147 #include <machine/specialreg.h>
148 #ifdef SMP
149 #include <machine/smp.h>
150 #endif
151
152 #ifdef XBOX
153 #include <machine/xbox.h>
154 #endif
155
156 #include <xen/interface/xen.h>
157 #include <xen/hypervisor.h>
158 #include <machine/xen/hypercall.h>
159 #include <machine/xen/xenvar.h>
160 #include <machine/xen/xenfunc.h>
161
162 #if !defined(CPU_DISABLE_SSE) && defined(I686_CPU)
163 #define CPU_ENABLE_SSE
164 #endif
165
166 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
167 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
168 #endif
169
170 #define DIAGNOSTIC
171
172 #if !defined(DIAGNOSTIC)
173 #ifdef __GNUC_GNU_INLINE__
174 #define PMAP_INLINE     __attribute__((__gnu_inline__)) inline
175 #else
176 #define PMAP_INLINE     extern inline
177 #endif
178 #else
179 #define PMAP_INLINE
180 #endif
181
182 #define PV_STATS
183 #ifdef PV_STATS
184 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
185 #else
186 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
187 #endif
188
189 /*
190  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
191  */
192 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
193 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
194
195 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
196 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
197 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
198 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
199 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
200
201 #define pmap_pte_set_prot(pte, v) ((*(int *)pte &= ~PG_PROT), (*(int *)pte |= (v)))
202
203 #define HAMFISTED_LOCKING
204 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
205 static struct mtx createdelete_lock;
206 #endif
207
208 struct pmap kernel_pmap_store;
209 LIST_HEAD(pmaplist, pmap);
210 static struct pmaplist allpmaps;
211 static struct mtx allpmaps_lock;
212
213 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
214 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
215 int pgeflag = 0;                /* PG_G or-in */
216 int pseflag = 0;                /* PG_PS or-in */
217
218 int nkpt;
219 vm_offset_t kernel_vm_end;
220 extern u_int32_t KERNend;
221
222 #ifdef PAE
223 pt_entry_t pg_nx;
224 #endif
225
226 static SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, pmap, CTLFLAG_RD, 0, "VM/pmap parameters");
227
228 static int pat_works;                   /* Is page attribute table sane? */
229
230 /*
231  * Data for the pv entry allocation mechanism
232  */
233 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
234 static int pv_entry_count = 0, pv_entry_max = 0, pv_entry_high_water = 0;
235 static int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
236
237 struct pv_chunk *pv_chunkbase;          /* KVA block for pv_chunks */
238 int pv_maxchunks;                       /* How many chunks we have KVA for */
239 vm_offset_t pv_vafree;                  /* freelist stored in the PTE */
240
241 /*
242  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
243  */
244 struct sysmaps {
245         struct  mtx lock;
246         pt_entry_t *CMAP1;
247         pt_entry_t *CMAP2;
248         caddr_t CADDR1;
249         caddr_t CADDR2;
250 };
251 static struct sysmaps sysmaps_pcpu[MAXCPU];
252 static pt_entry_t *CMAP3;
253 caddr_t ptvmmap = 0;
254 static caddr_t CADDR3;
255 struct msgbuf *msgbufp = 0;
256
257 /*
258  * Crashdump maps.
259  */
260 static caddr_t crashdumpmap;
261
262 static pt_entry_t *PMAP1 = 0, *PMAP2;
263 static pt_entry_t *PADDR1 = 0, *PADDR2;
264 #ifdef SMP
265 static int PMAP1cpu;
266 static int PMAP1changedcpu;
267 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1changedcpu, CTLFLAG_RD, 
268            &PMAP1changedcpu, 0,
269            "Number of times pmap_pte_quick changed CPU with same PMAP1");
270 #endif
271 static int PMAP1changed;
272 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1changed, CTLFLAG_RD, 
273            &PMAP1changed, 0,
274            "Number of times pmap_pte_quick changed PMAP1");
275 static int PMAP1unchanged;
276 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, PMAP1unchanged, CTLFLAG_RD, 
277            &PMAP1unchanged, 0,
278            "Number of times pmap_pte_quick didn't change PMAP1");
279 static struct mtx PMAP2mutex;
280
281 static void     free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc);
282 static void     free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv);
283 static pv_entry_t get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try);
284 static void     pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va);
285 static pv_entry_t pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap,
286                     vm_offset_t va);
287
288 static vm_page_t pmap_enter_quick_locked(multicall_entry_t **mcl, int *count, pmap_t pmap, vm_offset_t va,
289     vm_page_t m, vm_prot_t prot, vm_page_t mpte);
290 static void pmap_flush_page(vm_page_t m);
291 static void pmap_kenter_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, int mode);
292 static int pmap_remove_pte(pmap_t pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t sva,
293     vm_page_t *free);
294 static void pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va,
295     vm_page_t *free);
296 static void pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m,
297                                         vm_offset_t va);
298 static boolean_t pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
299     vm_page_t m);
300
301 static vm_page_t pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int flags);
302
303 static vm_page_t _pmap_allocpte(pmap_t pmap, u_int ptepindex, int flags);
304 static void _pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free);
305 static pt_entry_t *pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
306 static void pmap_pte_release(pt_entry_t *pte);
307 static int pmap_unuse_pt(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t *);
308 static boolean_t pmap_is_prefaultable_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t addr);
309
310 static __inline void pagezero(void *page);
311
312 CTASSERT(1 << PDESHIFT == sizeof(pd_entry_t));
313 CTASSERT(1 << PTESHIFT == sizeof(pt_entry_t));
314
315 /*
316  * If you get an error here, then you set KVA_PAGES wrong! See the
317  * description of KVA_PAGES in sys/i386/include/pmap.h. It must be
318  * multiple of 4 for a normal kernel, or a multiple of 8 for a PAE.
319  */
320 CTASSERT(KERNBASE % (1 << 24) == 0);
321
322 void 
323 pd_set(struct pmap *pmap, int ptepindex, vm_paddr_t val, int type)
324 {
325         vm_paddr_t pdir_ma = vtomach(&pmap->pm_pdir[ptepindex]);
326         
327         switch (type) {
328         case SH_PD_SET_VA:
329 #if 0           
330                 xen_queue_pt_update(shadow_pdir_ma,
331                                     xpmap_ptom(val & ~(PG_RW)));
332 #endif          
333                 xen_queue_pt_update(pdir_ma,
334                                     xpmap_ptom(val));   
335                 break;
336         case SH_PD_SET_VA_MA:
337 #if 0           
338                 xen_queue_pt_update(shadow_pdir_ma,
339                                     val & ~(PG_RW));
340 #endif          
341                 xen_queue_pt_update(pdir_ma, val);      
342                 break;
343         case SH_PD_SET_VA_CLEAR:
344 #if 0
345                 xen_queue_pt_update(shadow_pdir_ma, 0);
346 #endif          
347                 xen_queue_pt_update(pdir_ma, 0);        
348                 break;
349         }
350 }
351
352 /*
353  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
354  *
355  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
356  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
357  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
358  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
359  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
360  *      (physical) address starting relative to 0]
361  */
362 void
363 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr)
364 {
365         vm_offset_t va;
366         pt_entry_t *pte, *unused;
367         struct sysmaps *sysmaps;
368         int i;
369
370         /*
371          * Initialize the first available kernel virtual address.  However,
372          * using "firstaddr" may waste a few pages of the kernel virtual
373          * address space, because locore may not have mapped every physical
374          * page that it allocated.  Preferably, locore would provide a first
375          * unused virtual address in addition to "firstaddr".
376          */
377         virtual_avail = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
378
379         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
380
381         /*
382          * Initialize the kernel pmap (which is statically allocated).
383          */
384         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
385         kernel_pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *) (KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
386 #ifdef PAE
387         kernel_pmap->pm_pdpt = (pdpt_entry_t *) (KERNBASE + (u_int)IdlePDPT);
388 #endif
389         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);      /* don't allow deactivation */
390         TAILQ_INIT(&kernel_pmap->pm_pvchunk);
391         LIST_INIT(&allpmaps);
392         mtx_init(&allpmaps_lock, "allpmaps", NULL, MTX_SPIN);
393         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
394         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, kernel_pmap, pm_list);
395         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
396         if (nkpt == 0)
397                 nkpt = NKPT;
398
399         /*
400          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
401          * mapping of pages.
402          */
403 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
404         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
405
406         va = virtual_avail;
407         pte = vtopte(va);
408
409         /*
410          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
411          * CMAP3 is used for the idle process page zeroing.
412          */
413         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
414                 sysmaps = &sysmaps_pcpu[i];
415                 mtx_init(&sysmaps->lock, "SYSMAPS", NULL, MTX_DEF);
416                 SYSMAP(caddr_t, sysmaps->CMAP1, sysmaps->CADDR1, 1)
417                 SYSMAP(caddr_t, sysmaps->CMAP2, sysmaps->CADDR2, 1)
418                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, 0);
419                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
420         }
421         SYSMAP(caddr_t, CMAP3, CADDR3, 1)
422         PT_SET_MA(CADDR3, 0);
423
424         /*
425          * Crashdump maps.
426          */
427         SYSMAP(caddr_t, unused, crashdumpmap, MAXDUMPPGS)
428
429         /*
430          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via /dev/mem.
431          */
432         SYSMAP(caddr_t, unused, ptvmmap, 1)
433
434         /*
435          * msgbufp is used to map the system message buffer.
436          */
437         SYSMAP(struct msgbuf *, unused, msgbufp, atop(round_page(msgbufsize)))
438
439         /*
440          * PADDR1 and PADDR2 are used by pmap_pte_quick() and pmap_pte(),
441          * respectively.
442          */
443         SYSMAP(pt_entry_t *, PMAP1, PADDR1, 1)
444         SYSMAP(pt_entry_t *, PMAP2, PADDR2, 1)
445
446         mtx_init(&PMAP2mutex, "PMAP2", NULL, MTX_DEF);
447
448         virtual_avail = va;
449
450         /*
451          * Leave in place an identity mapping (virt == phys) for the low 1 MB
452          * physical memory region that is used by the ACPI wakeup code.  This
453          * mapping must not have PG_G set. 
454          */
455 #ifndef XEN
456         /*
457          * leave here deliberately to show that this is not supported
458          */
459 #ifdef XBOX
460         /* FIXME: This is gross, but needed for the XBOX. Since we are in such
461          * an early stadium, we cannot yet neatly map video memory ... :-(
462          * Better fixes are very welcome! */
463         if (!arch_i386_is_xbox)
464 #endif
465         for (i = 1; i < NKPT; i++)
466                 PTD[i] = 0;
467
468         /* Initialize the PAT MSR if present. */
469         pmap_init_pat();
470
471         /* Turn on PG_G on kernel page(s) */
472         pmap_set_pg();
473 #endif
474
475 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
476         mtx_init(&createdelete_lock, "pmap create/delete", NULL, MTX_DEF);
477 #endif
478 }
479
480 /*
481  * Setup the PAT MSR.
482  */
483 void
484 pmap_init_pat(void)
485 {
486         uint64_t pat_msr;
487
488         /* Bail if this CPU doesn't implement PAT. */
489         if (!(cpu_feature & CPUID_PAT))
490                 return;
491
492         if (cpu_vendor_id != CPU_VENDOR_INTEL ||
493             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 6 && CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xe)) {
494                 /*
495                  * Leave the indices 0-3 at the default of WB, WT, UC, and UC-.
496                  * Program 4 and 5 as WP and WC.
497                  * Leave 6 and 7 as UC and UC-.
498                  */
499                 pat_msr = rdmsr(MSR_PAT);
500                 pat_msr &= ~(PAT_MASK(4) | PAT_MASK(5));
501                 pat_msr |= PAT_VALUE(4, PAT_WRITE_PROTECTED) |
502                     PAT_VALUE(5, PAT_WRITE_COMBINING);
503                 pat_works = 1;
504         } else {
505                 /*
506                  * Due to some Intel errata, we can only safely use the lower 4
507                  * PAT entries.  Thus, just replace PAT Index 2 with WC instead
508                  * of UC-.
509                  *
510                  *   Intel Pentium III Processor Specification Update
511                  * Errata E.27 (Upper Four PAT Entries Not Usable With Mode B
512                  * or Mode C Paging)
513                  *
514                  *   Intel Pentium IV  Processor Specification Update
515                  * Errata N46 (PAT Index MSB May Be Calculated Incorrectly)
516                  */
517                 pat_msr = rdmsr(MSR_PAT);
518                 pat_msr &= ~PAT_MASK(2);
519                 pat_msr |= PAT_VALUE(2, PAT_WRITE_COMBINING);
520                 pat_works = 0;
521         }
522         wrmsr(MSR_PAT, pat_msr);
523 }
524
525 /*
526  * Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
527  */
528 void
529 pmap_page_init(vm_page_t m)
530 {
531
532         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
533         m->md.pat_mode = PAT_WRITE_BACK;
534 }
535
536 /*
537  * ABuse the pte nodes for unmapped kva to thread a kva freelist through.
538  * Requirements:
539  *  - Must deal with pages in order to ensure that none of the PG_* bits
540  *    are ever set, PG_V in particular.
541  *  - Assumes we can write to ptes without pte_store() atomic ops, even
542  *    on PAE systems.  This should be ok.
543  *  - Assumes nothing will ever test these addresses for 0 to indicate
544  *    no mapping instead of correctly checking PG_V.
545  *  - Assumes a vm_offset_t will fit in a pte (true for i386).
546  * Because PG_V is never set, there can be no mappings to invalidate.
547  */
548 static int ptelist_count = 0;
549 static vm_offset_t
550 pmap_ptelist_alloc(vm_offset_t *head)
551 {
552         vm_offset_t va;
553         vm_offset_t *phead = (vm_offset_t *)*head;
554         
555         if (ptelist_count == 0) {
556                 printf("out of memory!!!!!!\n");
557                 return (0);     /* Out of memory */
558         }
559         ptelist_count--;
560         va = phead[ptelist_count];
561         return (va);
562 }
563
564 static void
565 pmap_ptelist_free(vm_offset_t *head, vm_offset_t va)
566 {
567         vm_offset_t *phead = (vm_offset_t *)*head;
568
569         phead[ptelist_count++] = va;
570 }
571
572 static void
573 pmap_ptelist_init(vm_offset_t *head, void *base, int npages)
574 {
575         int i, nstackpages;
576         vm_offset_t va;
577         vm_page_t m;
578         
579         nstackpages = (npages + PAGE_SIZE/sizeof(vm_offset_t) - 1)/ (PAGE_SIZE/sizeof(vm_offset_t));
580         for (i = 0; i < nstackpages; i++) {
581                 va = (vm_offset_t)base + i * PAGE_SIZE;
582                 m = vm_page_alloc(NULL, i,
583                     VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
584                     VM_ALLOC_ZERO);
585                 pmap_qenter(va, &m, 1);
586         }
587
588         *head = (vm_offset_t)base;
589         for (i = npages - 1; i >= nstackpages; i--) {
590                 va = (vm_offset_t)base + i * PAGE_SIZE;
591                 pmap_ptelist_free(head, va);
592         }
593 }
594
595
596 /*
597  *      Initialize the pmap module.
598  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
599  *      system needs to map virtual memory.
600  */
601 void
602 pmap_init(void)
603 {
604
605         /*
606          * Initialize the address space (zone) for the pv entries.  Set a
607          * high water mark so that the system can recover from excessive
608          * numbers of pv entries.
609          */
610         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
611         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + cnt.v_page_count;
612         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
613         pv_entry_max = roundup(pv_entry_max, _NPCPV);
614         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
615
616         pv_maxchunks = MAX(pv_entry_max / _NPCPV, maxproc);
617         pv_chunkbase = (struct pv_chunk *)kmem_alloc_nofault(kernel_map,
618             PAGE_SIZE * pv_maxchunks);
619         if (pv_chunkbase == NULL)
620                 panic("pmap_init: not enough kvm for pv chunks");
621         pmap_ptelist_init(&pv_vafree, pv_chunkbase, pv_maxchunks);
622 }
623
624
625 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_max, CTLFLAG_RD, &pv_entry_max, 0,
626         "Max number of PV entries");
627 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, shpgperproc, CTLFLAG_RD, &shpgperproc, 0,
628         "Page share factor per proc");
629
630 static SYSCTL_NODE(_vm_pmap, OID_AUTO, pde, CTLFLAG_RD, 0,
631     "2/4MB page mapping counters");
632
633 static u_long pmap_pde_mappings;
634 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pde, OID_AUTO, mappings, CTLFLAG_RD,
635     &pmap_pde_mappings, 0, "2/4MB page mappings");
636
637 /***************************************************
638  * Low level helper routines.....
639  ***************************************************/
640
641 /*
642  * Determine the appropriate bits to set in a PTE or PDE for a specified
643  * caching mode.
644  */
645 int
646 pmap_cache_bits(int mode, boolean_t is_pde)
647 {
648         int pat_flag, pat_index, cache_bits;
649
650         /* The PAT bit is different for PTE's and PDE's. */
651         pat_flag = is_pde ? PG_PDE_PAT : PG_PTE_PAT;
652
653         /* If we don't support PAT, map extended modes to older ones. */
654         if (!(cpu_feature & CPUID_PAT)) {
655                 switch (mode) {
656                 case PAT_UNCACHEABLE:
657                 case PAT_WRITE_THROUGH:
658                 case PAT_WRITE_BACK:
659                         break;
660                 case PAT_UNCACHED:
661                 case PAT_WRITE_COMBINING:
662                 case PAT_WRITE_PROTECTED:
663                         mode = PAT_UNCACHEABLE;
664                         break;
665                 }
666         }
667         
668         /* Map the caching mode to a PAT index. */
669         if (pat_works) {
670                 switch (mode) {
671                         case PAT_UNCACHEABLE:
672                                 pat_index = 3;
673                                 break;
674                         case PAT_WRITE_THROUGH:
675                                 pat_index = 1;
676                                 break;
677                         case PAT_WRITE_BACK:
678                                 pat_index = 0;
679                                 break;
680                         case PAT_UNCACHED:
681                                 pat_index = 2;
682                                 break;
683                         case PAT_WRITE_COMBINING:
684                                 pat_index = 5;
685                                 break;
686                         case PAT_WRITE_PROTECTED:
687                                 pat_index = 4;
688                                 break;
689                         default:
690                                 panic("Unknown caching mode %d\n", mode);
691                 }
692         } else {
693                 switch (mode) {
694                         case PAT_UNCACHED:
695                         case PAT_UNCACHEABLE:
696                         case PAT_WRITE_PROTECTED:
697                                 pat_index = 3;
698                                 break;
699                         case PAT_WRITE_THROUGH:
700                                 pat_index = 1;
701                                 break;
702                         case PAT_WRITE_BACK:
703                                 pat_index = 0;
704                                 break;
705                         case PAT_WRITE_COMBINING:
706                                 pat_index = 2;
707                                 break;
708                         default:
709                                 panic("Unknown caching mode %d\n", mode);
710                 }
711         }       
712
713         /* Map the 3-bit index value into the PAT, PCD, and PWT bits. */
714         cache_bits = 0;
715         if (pat_index & 0x4)
716                 cache_bits |= pat_flag;
717         if (pat_index & 0x2)
718                 cache_bits |= PG_NC_PCD;
719         if (pat_index & 0x1)
720                 cache_bits |= PG_NC_PWT;
721         return (cache_bits);
722 }
723 #ifdef SMP
724 /*
725  * For SMP, these functions have to use the IPI mechanism for coherence.
726  *
727  * N.B.: Before calling any of the following TLB invalidation functions,
728  * the calling processor must ensure that all stores updating a non-
729  * kernel page table are globally performed.  Otherwise, another
730  * processor could cache an old, pre-update entry without being
731  * invalidated.  This can happen one of two ways: (1) The pmap becomes
732  * active on another processor after its pm_active field is checked by
733  * one of the following functions but before a store updating the page
734  * table is globally performed. (2) The pmap becomes active on another
735  * processor before its pm_active field is checked but due to
736  * speculative loads one of the following functions stills reads the
737  * pmap as inactive on the other processor.
738  * 
739  * The kernel page table is exempt because its pm_active field is
740  * immutable.  The kernel page table is always active on every
741  * processor.
742  */
743 void
744 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
745 {
746         cpuset_t other_cpus;
747         u_int cpuid;
748
749         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p va=0x%x",
750             pmap, va);
751         
752         sched_pin();
753         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
754                 invlpg(va);
755                 smp_invlpg(va);
756         } else {
757                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
758                 other_cpus = all_cpus;
759                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
760                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
761                         invlpg(va);
762                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
763                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
764                         smp_masked_invlpg(other_cpus, va);
765         }
766         sched_unpin();
767         PT_UPDATES_FLUSH();
768 }
769
770 void
771 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
772 {
773         cpuset_t other_cpus;
774         vm_offset_t addr;
775         u_int cpuid;
776
777         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p eva=0x%x sva=0x%x",
778             pmap, sva, eva);
779
780         sched_pin();
781         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
782                 for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
783                         invlpg(addr);
784                 smp_invlpg_range(sva, eva);
785         } else {
786                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
787                 other_cpus = all_cpus;
788                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
789                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
790                         for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
791                                 invlpg(addr);
792                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
793                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
794                         smp_masked_invlpg_range(other_cpus, sva, eva);
795         }
796         sched_unpin();
797         PT_UPDATES_FLUSH();
798 }
799
800 void
801 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
802 {
803         cpuset_t other_cpus;
804         u_int cpuid;
805
806         CTR1(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p", pmap);
807
808         sched_pin();
809         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
810                 invltlb();
811                 smp_invltlb();
812         } else {
813                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
814                 other_cpus = all_cpus;
815                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
816                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
817                         invltlb();
818                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
819                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
820                         smp_masked_invltlb(other_cpus);
821         }
822         sched_unpin();
823 }
824
825 void
826 pmap_invalidate_cache(void)
827 {
828
829         sched_pin();
830         wbinvd();
831         smp_cache_flush();
832         sched_unpin();
833 }
834 #else /* !SMP */
835 /*
836  * Normal, non-SMP, 486+ invalidation functions.
837  * We inline these within pmap.c for speed.
838  */
839 PMAP_INLINE void
840 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
841 {
842         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p va=0x%x",
843             pmap, va);
844
845         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
846                 invlpg(va);
847         PT_UPDATES_FLUSH();
848 }
849
850 PMAP_INLINE void
851 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
852 {
853         vm_offset_t addr;
854
855         if (eva - sva > PAGE_SIZE)
856                 CTR3(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_range: pmap=%p sva=0x%x eva=0x%x",
857                     pmap, sva, eva);
858
859         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
860                 for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
861                         invlpg(addr);
862         PT_UPDATES_FLUSH();
863 }
864
865 PMAP_INLINE void
866 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
867 {
868
869         CTR1(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_all: pmap=%p", pmap);
870         
871         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
872                 invltlb();
873 }
874
875 PMAP_INLINE void
876 pmap_invalidate_cache(void)
877 {
878
879         wbinvd();
880 }
881 #endif /* !SMP */
882
883 #define PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD  (2 * 1024 * 1024)
884
885 void
886 pmap_invalidate_cache_range(vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
887 {
888
889         KASSERT((sva & PAGE_MASK) == 0,
890             ("pmap_invalidate_cache_range: sva not page-aligned"));
891         KASSERT((eva & PAGE_MASK) == 0,
892             ("pmap_invalidate_cache_range: eva not page-aligned"));
893
894         if (cpu_feature & CPUID_SS)
895                 ; /* If "Self Snoop" is supported, do nothing. */
896         else if ((cpu_feature & CPUID_CLFSH) != 0 &&
897             eva - sva < PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD) {
898
899                 /*
900                  * Otherwise, do per-cache line flush.  Use the mfence
901                  * instruction to insure that previous stores are
902                  * included in the write-back.  The processor
903                  * propagates flush to other processors in the cache
904                  * coherence domain.
905                  */
906                 mfence();
907                 for (; sva < eva; sva += cpu_clflush_line_size)
908                         clflush(sva);
909                 mfence();
910         } else {
911
912                 /*
913                  * No targeted cache flush methods are supported by CPU,
914                  * or the supplied range is bigger than 2MB.
915                  * Globally invalidate cache.
916                  */
917                 pmap_invalidate_cache();
918         }
919 }
920
921 void
922 pmap_invalidate_cache_pages(vm_page_t *pages, int count)
923 {
924         int i;
925
926         if (count >= PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD / PAGE_SIZE ||
927             (cpu_feature & CPUID_CLFSH) == 0) {
928                 pmap_invalidate_cache();
929         } else {
930                 for (i = 0; i < count; i++)
931                         pmap_flush_page(pages[i]);
932         }
933 }
934
935 /*
936  * Are we current address space or kernel?  N.B. We return FALSE when
937  * a pmap's page table is in use because a kernel thread is borrowing
938  * it.  The borrowed page table can change spontaneously, making any
939  * dependence on its continued use subject to a race condition.
940  */
941 static __inline int
942 pmap_is_current(pmap_t pmap)
943 {
944
945         return (pmap == kernel_pmap ||
946             (pmap == vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace) &&
947             (pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME) == (PTDpde[0] & PG_FRAME)));
948 }
949
950 /*
951  * If the given pmap is not the current or kernel pmap, the returned pte must
952  * be released by passing it to pmap_pte_release().
953  */
954 pt_entry_t *
955 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
956 {
957         pd_entry_t newpf;
958         pd_entry_t *pde;
959
960         pde = pmap_pde(pmap, va);
961         if (*pde & PG_PS)
962                 return (pde);
963         if (*pde != 0) {
964                 /* are we current address space or kernel? */
965                 if (pmap_is_current(pmap))
966                         return (vtopte(va));
967                 mtx_lock(&PMAP2mutex);
968                 newpf = *pde & PG_FRAME;
969                 if ((*PMAP2 & PG_FRAME) != newpf) {
970                         vm_page_lock_queues();
971                         PT_SET_MA(PADDR2, newpf | PG_V | PG_A | PG_M);
972                         vm_page_unlock_queues();
973                         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_pte: pmap=%p va=0x%x newpte=0x%08x",
974                             pmap, va, (*PMAP2 & 0xffffffff));
975                 }
976                 return (PADDR2 + (i386_btop(va) & (NPTEPG - 1)));
977         }
978         return (NULL);
979 }
980
981 /*
982  * Releases a pte that was obtained from pmap_pte().  Be prepared for the pte
983  * being NULL.
984  */
985 static __inline void
986 pmap_pte_release(pt_entry_t *pte)
987 {
988
989         if ((pt_entry_t *)((vm_offset_t)pte & ~PAGE_MASK) == PADDR2) {
990                 CTR1(KTR_PMAP, "pmap_pte_release: pte=0x%jx",
991                     *PMAP2);
992                 vm_page_lock_queues();
993                 PT_SET_VA(PMAP2, 0, TRUE);
994                 vm_page_unlock_queues();
995                 mtx_unlock(&PMAP2mutex);
996         }
997 }
998
999 static __inline void
1000 invlcaddr(void *caddr)
1001 {
1002
1003         invlpg((u_int)caddr);
1004         PT_UPDATES_FLUSH();
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning
1009  * the pv lists.  This eliminates many coarse-grained
1010  * invltlb calls.  Note that many of the pv list
1011  * scans are across different pmaps.  It is very wasteful
1012  * to do an entire invltlb for checking a single mapping.
1013  *
1014  * If the given pmap is not the current pmap, vm_page_queue_mtx
1015  * must be held and curthread pinned to a CPU.
1016  */
1017 static pt_entry_t *
1018 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1019 {
1020         pd_entry_t newpf;
1021         pd_entry_t *pde;
1022
1023         pde = pmap_pde(pmap, va);
1024         if (*pde & PG_PS)
1025                 return (pde);
1026         if (*pde != 0) {
1027                 /* are we current address space or kernel? */
1028                 if (pmap_is_current(pmap))
1029                         return (vtopte(va));
1030                 mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
1031                 KASSERT(curthread->td_pinned > 0, ("curthread not pinned"));
1032                 newpf = *pde & PG_FRAME;
1033                 if ((*PMAP1 & PG_FRAME) != newpf) {
1034                         PT_SET_MA(PADDR1, newpf | PG_V | PG_A | PG_M);
1035                         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_pte_quick: pmap=%p va=0x%x newpte=0x%08x",
1036                             pmap, va, (u_long)*PMAP1);
1037                         
1038 #ifdef SMP
1039                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1040 #endif
1041                         PMAP1changed++;
1042                 } else
1043 #ifdef SMP
1044                 if (PMAP1cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
1045                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1046                         invlcaddr(PADDR1);
1047                         PMAP1changedcpu++;
1048                 } else
1049 #endif
1050                         PMAP1unchanged++;
1051                 return (PADDR1 + (i386_btop(va) & (NPTEPG - 1)));
1052         }
1053         return (0);
1054 }
1055
1056 /*
1057  *      Routine:        pmap_extract
1058  *      Function:
1059  *              Extract the physical page address associated
1060  *              with the given map/virtual_address pair.
1061  */
1062 vm_paddr_t 
1063 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1064 {
1065         vm_paddr_t rtval;
1066         pt_entry_t *pte;
1067         pd_entry_t pde;
1068         pt_entry_t pteval;
1069
1070         rtval = 0;
1071         PMAP_LOCK(pmap);
1072         pde = pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT];
1073         if (pde != 0) {
1074                 if ((pde & PG_PS) != 0) {
1075                         rtval = xpmap_mtop(pde & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
1076                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1077                         return rtval;
1078                 }
1079                 pte = pmap_pte(pmap, va);
1080                 pteval = *pte ? xpmap_mtop(*pte) : 0;
1081                 rtval = (pteval & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
1082                 pmap_pte_release(pte);
1083         }
1084         PMAP_UNLOCK(pmap);
1085         return (rtval);
1086 }
1087
1088 /*
1089  *      Routine:        pmap_extract_ma
1090  *      Function:
1091  *              Like pmap_extract, but returns machine address
1092  */
1093 vm_paddr_t 
1094 pmap_extract_ma(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1095 {
1096         vm_paddr_t rtval;
1097         pt_entry_t *pte;
1098         pd_entry_t pde;
1099
1100         rtval = 0;
1101         PMAP_LOCK(pmap);
1102         pde = pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT];
1103         if (pde != 0) {
1104                 if ((pde & PG_PS) != 0) {
1105                         rtval = (pde & ~PDRMASK) | (va & PDRMASK);
1106                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1107                         return rtval;
1108                 }
1109                 pte = pmap_pte(pmap, va);
1110                 rtval = (*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
1111                 pmap_pte_release(pte);
1112         }
1113         PMAP_UNLOCK(pmap);
1114         return (rtval);
1115 }
1116
1117 /*
1118  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
1119  *      Function:
1120  *              Atomically extract and hold the physical page
1121  *              with the given pmap and virtual address pair
1122  *              if that mapping permits the given protection.
1123  */
1124 vm_page_t
1125 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
1126 {
1127         pd_entry_t pde;
1128         pt_entry_t pte, *ptep;
1129         vm_page_t m;
1130         vm_paddr_t pa;
1131
1132         pa = 0;
1133         m = NULL;
1134         PMAP_LOCK(pmap);
1135 retry:
1136         pde = PT_GET(pmap_pde(pmap, va));
1137         if (pde != 0) {
1138                 if (pde & PG_PS) {
1139                         if ((pde & PG_RW) || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
1140                                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, (pde &
1141                                     PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK), &pa))
1142                                         goto retry;
1143                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE((pde & PG_PS_FRAME) |
1144                                     (va & PDRMASK));
1145                                 vm_page_hold(m);
1146                         }
1147                 } else {
1148                         ptep = pmap_pte(pmap, va);
1149                         pte = PT_GET(ptep);
1150                         pmap_pte_release(ptep);
1151                         if (pte != 0 &&
1152                             ((pte & PG_RW) || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
1153                                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pte & PG_FRAME,
1154                                     &pa))
1155                                         goto retry;
1156                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME);
1157                                 vm_page_hold(m);
1158                         }
1159                 }
1160         }
1161         PA_UNLOCK_COND(pa);
1162         PMAP_UNLOCK(pmap);
1163         return (m);
1164 }
1165
1166 /***************************************************
1167  * Low level mapping routines.....
1168  ***************************************************/
1169
1170 /*
1171  * Add a wired page to the kva.
1172  * Note: not SMP coherent.
1173  *
1174  * This function may be used before pmap_bootstrap() is called.
1175  */
1176 void 
1177 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1178 {
1179
1180         PT_SET_MA(va, xpmap_ptom(pa)| PG_RW | PG_V | pgeflag);
1181 }
1182
1183 void 
1184 pmap_kenter_ma(vm_offset_t va, vm_paddr_t ma)
1185 {
1186         pt_entry_t *pte;
1187
1188         pte = vtopte(va);
1189         pte_store_ma(pte, ma | PG_RW | PG_V | pgeflag);
1190 }
1191
1192 static __inline void
1193 pmap_kenter_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, int mode)
1194 {
1195
1196         PT_SET_MA(va, pa | PG_RW | PG_V | pgeflag | pmap_cache_bits(mode, 0));
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Remove a page from the kernel pagetables.
1201  * Note: not SMP coherent.
1202  *
1203  * This function may be used before pmap_bootstrap() is called.
1204  */
1205 PMAP_INLINE void
1206 pmap_kremove(vm_offset_t va)
1207 {
1208         pt_entry_t *pte;
1209
1210         pte = vtopte(va);
1211         PT_CLEAR_VA(pte, FALSE);
1212 }
1213
1214 /*
1215  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
1216  *      virtual address space.
1217  *
1218  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
1219  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
1220  *      physical to virtual region can return the appropriate address
1221  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
1222  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
1223  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
1224  *      region.
1225  */
1226 vm_offset_t
1227 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1228 {
1229         vm_offset_t va, sva;
1230
1231         va = sva = *virt;
1232         CTR4(KTR_PMAP, "pmap_map: va=0x%x start=0x%jx end=0x%jx prot=0x%x",
1233             va, start, end, prot);
1234         while (start < end) {
1235                 pmap_kenter(va, start);
1236                 va += PAGE_SIZE;
1237                 start += PAGE_SIZE;
1238         }
1239         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1240         *virt = va;
1241         return (sva);
1242 }
1243
1244
1245 /*
1246  * Add a list of wired pages to the kva
1247  * this routine is only used for temporary
1248  * kernel mappings that do not need to have
1249  * page modification or references recorded.
1250  * Note that old mappings are simply written
1251  * over.  The page *must* be wired.
1252  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1253  */
1254 void
1255 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
1256 {
1257         pt_entry_t *endpte, *pte;
1258         vm_paddr_t pa;
1259         vm_offset_t va = sva;
1260         int mclcount = 0;
1261         multicall_entry_t mcl[16];
1262         multicall_entry_t *mclp = mcl;
1263         int error;
1264
1265         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_qenter:sva=0x%x count=%d", va, count);
1266         pte = vtopte(sva);
1267         endpte = pte + count;
1268         while (pte < endpte) {
1269                 pa = VM_PAGE_TO_MACH(*ma) | pgeflag | PG_RW | PG_V | PG_M | PG_A;
1270
1271                 mclp->op = __HYPERVISOR_update_va_mapping;
1272                 mclp->args[0] = va;
1273                 mclp->args[1] = (uint32_t)(pa & 0xffffffff);
1274                 mclp->args[2] = (uint32_t)(pa >> 32);
1275                 mclp->args[3] = (*pte & PG_V) ? UVMF_INVLPG|UVMF_ALL : 0;
1276         
1277                 va += PAGE_SIZE;
1278                 pte++;
1279                 ma++;
1280                 mclp++;
1281                 mclcount++;
1282                 if (mclcount == 16) {
1283                         error = HYPERVISOR_multicall(mcl, mclcount);
1284                         mclp = mcl;
1285                         mclcount = 0;
1286                         KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
1287                 }               
1288         }
1289         if (mclcount) {
1290                 error = HYPERVISOR_multicall(mcl, mclcount);
1291                 KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
1292         }
1293         
1294 #ifdef INVARIANTS
1295         for (pte = vtopte(sva), mclcount = 0; mclcount < count; mclcount++, pte++)
1296                 KASSERT(*pte, ("pte not set for va=0x%x", sva + mclcount*PAGE_SIZE));
1297 #endif  
1298 }
1299
1300 /*
1301  * This routine tears out page mappings from the
1302  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1303  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1304  */
1305 void
1306 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
1307 {
1308         vm_offset_t va;
1309
1310         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_qremove: sva=0x%x count=%d", sva, count);
1311         va = sva;
1312         vm_page_lock_queues();
1313         critical_enter();
1314         while (count-- > 0) {
1315                 pmap_kremove(va);
1316                 va += PAGE_SIZE;
1317         }
1318         PT_UPDATES_FLUSH();
1319         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1320         critical_exit();
1321         vm_page_unlock_queues();
1322 }
1323
1324 /***************************************************
1325  * Page table page management routines.....
1326  ***************************************************/
1327 static __inline void
1328 pmap_free_zero_pages(vm_page_t free)
1329 {
1330         vm_page_t m;
1331
1332         while (free != NULL) {
1333                 m = free;
1334                 free = m->right;
1335                 vm_page_free_zero(m);
1336         }
1337 }
1338
1339 /*
1340  * Decrements a page table page's wire count, which is used to record the
1341  * number of valid page table entries within the page.  If the wire count
1342  * drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
1343  * page table page was unmapped and FALSE otherwise.
1344  */
1345 static inline boolean_t
1346 pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free)
1347 {
1348
1349         --m->wire_count;
1350         if (m->wire_count == 0) {
1351                 _pmap_unwire_ptp(pmap, m, free);
1352                 return (TRUE);
1353         } else
1354                 return (FALSE);
1355 }
1356
1357 static void
1358 _pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free)
1359 {
1360         vm_offset_t pteva;
1361
1362         PT_UPDATES_FLUSH();
1363         /*
1364          * unmap the page table page
1365          */
1366         xen_pt_unpin(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1367         /*
1368          * page *might* contain residual mapping :-/  
1369          */
1370         PD_CLEAR_VA(pmap, m->pindex, TRUE);
1371         pmap_zero_page(m);
1372         --pmap->pm_stats.resident_count;
1373
1374         /*
1375          * This is a release store so that the ordinary store unmapping
1376          * the page table page is globally performed before TLB shoot-
1377          * down is begun.
1378          */
1379         atomic_subtract_rel_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1380
1381         /*
1382          * Do an invltlb to make the invalidated mapping
1383          * take effect immediately.
1384          */
1385         pteva = VM_MAXUSER_ADDRESS + i386_ptob(m->pindex);
1386         pmap_invalidate_page(pmap, pteva);
1387
1388         /* 
1389          * Put page on a list so that it is released after
1390          * *ALL* TLB shootdown is done
1391          */
1392         m->right = *free;
1393         *free = m;
1394 }
1395
1396 /*
1397  * After removing a page table entry, this routine is used to
1398  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1399  */
1400 static int
1401 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
1402 {
1403         pd_entry_t ptepde;
1404         vm_page_t mpte;
1405
1406         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1407                 return (0);
1408         ptepde = PT_GET(pmap_pde(pmap, va));
1409         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(ptepde & PG_FRAME);
1410         return (pmap_unwire_ptp(pmap, mpte, free));
1411 }
1412
1413 /*
1414  * Initialize the pmap for the swapper process.
1415  */
1416 void
1417 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1418 {
1419
1420         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1421         /*
1422          * Since the page table directory is shared with the kernel pmap,
1423          * which is already included in the list "allpmaps", this pmap does
1424          * not need to be inserted into that list.
1425          */
1426         pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (vm_offset_t)IdlePTD);
1427 #ifdef PAE
1428         pmap->pm_pdpt = (pdpt_entry_t *)(KERNBASE + (vm_offset_t)IdlePDPT);
1429 #endif
1430         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
1431         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1432         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1433         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1434 }
1435
1436 /*
1437  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1438  * such as one in a vmspace structure.
1439  */
1440 int
1441 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1442 {
1443         vm_page_t m, ptdpg[NPGPTD + 1];
1444         int npgptd = NPGPTD + 1;
1445         int i;
1446
1447 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1448         mtx_lock(&createdelete_lock);
1449 #endif
1450
1451         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1452
1453         /*
1454          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1455          * page directory table.
1456          */
1457         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1458                 pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *)kmem_alloc_nofault(kernel_map,
1459                     NBPTD);
1460                 if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1461                         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
1462 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1463                         mtx_unlock(&createdelete_lock);
1464 #endif
1465                         return (0);
1466                 }
1467 #ifdef PAE
1468                 pmap->pm_pdpt = (pd_entry_t *)kmem_alloc_nofault(kernel_map, 1);
1469 #endif
1470         }
1471
1472         /*
1473          * allocate the page directory page(s)
1474          */
1475         for (i = 0; i < npgptd;) {
1476                 m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ |
1477                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
1478                 if (m == NULL)
1479                         VM_WAIT;
1480                 else {
1481                         ptdpg[i++] = m;
1482                 }
1483         }
1484
1485         pmap_qenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, ptdpg, NPGPTD);
1486
1487         for (i = 0; i < NPGPTD; i++)
1488                 if ((ptdpg[i]->flags & PG_ZERO) == 0)
1489                         pagezero(pmap->pm_pdir + (i * NPDEPG));
1490
1491         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1492         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, pmap, pm_list);
1493         /* Copy the kernel page table directory entries. */
1494         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * sizeof(pd_entry_t));
1495         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1496
1497 #ifdef PAE
1498         pmap_qenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdpt, &ptdpg[NPGPTD], 1);
1499         if ((ptdpg[NPGPTD]->flags & PG_ZERO) == 0)
1500                 bzero(pmap->pm_pdpt, PAGE_SIZE);
1501         for (i = 0; i < NPGPTD; i++) {
1502                 vm_paddr_t ma;
1503                 
1504                 ma = VM_PAGE_TO_MACH(ptdpg[i]);
1505                 pmap->pm_pdpt[i] = ma | PG_V;
1506
1507         }
1508 #endif  
1509         for (i = 0; i < NPGPTD; i++) {
1510                 pt_entry_t *pd;
1511                 vm_paddr_t ma;
1512                 
1513                 ma = VM_PAGE_TO_MACH(ptdpg[i]);
1514                 pd = pmap->pm_pdir + (i * NPDEPG);
1515                 PT_SET_MA(pd, *vtopte((vm_offset_t)pd) & ~(PG_M|PG_A|PG_U|PG_RW));
1516 #if 0           
1517                 xen_pgd_pin(ma);
1518 #endif          
1519         }
1520         
1521 #ifdef PAE      
1522         PT_SET_MA(pmap->pm_pdpt, *vtopte((vm_offset_t)pmap->pm_pdpt) & ~PG_RW);
1523 #endif
1524         vm_page_lock_queues();
1525         xen_flush_queue();
1526         xen_pgdpt_pin(VM_PAGE_TO_MACH(ptdpg[NPGPTD]));
1527         for (i = 0; i < NPGPTD; i++) {
1528                 vm_paddr_t ma = VM_PAGE_TO_MACH(ptdpg[i]);
1529                 PT_SET_VA_MA(&pmap->pm_pdir[PTDPTDI + i], ma | PG_V | PG_A, FALSE);
1530         }
1531         xen_flush_queue();
1532         vm_page_unlock_queues();
1533         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
1534         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1535         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1536
1537 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1538         mtx_unlock(&createdelete_lock);
1539 #endif
1540         return (1);
1541 }
1542
1543 /*
1544  * this routine is called if the page table page is not
1545  * mapped correctly.
1546  */
1547 static vm_page_t
1548 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, u_int ptepindex, int flags)
1549 {
1550         vm_paddr_t ptema;
1551         vm_page_t m;
1552
1553         KASSERT((flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_NOWAIT ||
1554             (flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_WAITOK,
1555             ("_pmap_allocpte: flags is neither M_NOWAIT nor M_WAITOK"));
1556
1557         /*
1558          * Allocate a page table page.
1559          */
1560         if ((m = vm_page_alloc(NULL, ptepindex, VM_ALLOC_NOOBJ |
1561             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL) {
1562                 if (flags & M_WAITOK) {
1563                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1564                         vm_page_unlock_queues();
1565                         VM_WAIT;
1566                         vm_page_lock_queues();
1567                         PMAP_LOCK(pmap);
1568                 }
1569
1570                 /*
1571                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page table
1572                  * page may have been allocated.
1573                  */
1574                 return (NULL);
1575         }
1576         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1577                 pmap_zero_page(m);
1578
1579         /*
1580          * Map the pagetable page into the process address space, if
1581          * it isn't already there.
1582          */
1583
1584         pmap->pm_stats.resident_count++;
1585
1586         ptema = VM_PAGE_TO_MACH(m);
1587         xen_pt_pin(ptema);
1588         PT_SET_VA_MA(&pmap->pm_pdir[ptepindex],
1589                 (ptema | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M), TRUE);
1590         
1591         KASSERT(pmap->pm_pdir[ptepindex],
1592             ("_pmap_allocpte: ptepindex=%d did not get mapped", ptepindex));
1593         return (m);
1594 }
1595
1596 static vm_page_t
1597 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int flags)
1598 {
1599         u_int ptepindex;
1600         pd_entry_t ptema;
1601         vm_page_t m;
1602
1603         KASSERT((flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_NOWAIT ||
1604             (flags & (M_NOWAIT | M_WAITOK)) == M_WAITOK,
1605             ("pmap_allocpte: flags is neither M_NOWAIT nor M_WAITOK"));
1606
1607         /*
1608          * Calculate pagetable page index
1609          */
1610         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1611 retry:
1612         /*
1613          * Get the page directory entry
1614          */
1615         ptema = pmap->pm_pdir[ptepindex];
1616
1617         /*
1618          * This supports switching from a 4MB page to a
1619          * normal 4K page.
1620          */
1621         if (ptema & PG_PS) {
1622                 /*
1623                  * XXX 
1624                  */
1625                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1626                 ptema = 0;
1627                 pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1628                 pmap_invalidate_all(kernel_pmap);
1629         }
1630
1631         /*
1632          * If the page table page is mapped, we just increment the
1633          * hold count, and activate it.
1634          */
1635         if (ptema & PG_V) {
1636                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(ptema) & PG_FRAME);
1637                 m->wire_count++;
1638         } else {
1639                 /*
1640                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has
1641                  * been deallocated. 
1642                  */
1643                 CTR3(KTR_PMAP, "pmap_allocpte: pmap=%p va=0x%08x flags=0x%x",
1644                     pmap, va, flags);
1645                 m = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex, flags);
1646                 if (m == NULL && (flags & M_WAITOK))
1647                         goto retry;
1648
1649                 KASSERT(pmap->pm_pdir[ptepindex], ("ptepindex=%d did not get mapped", ptepindex));
1650         }
1651         return (m);
1652 }
1653
1654
1655 /***************************************************
1656 * Pmap allocation/deallocation routines.
1657  ***************************************************/
1658
1659 #ifdef SMP
1660 /*
1661  * Deal with a SMP shootdown of other users of the pmap that we are
1662  * trying to dispose of.  This can be a bit hairy.
1663  */
1664 static cpuset_t *lazymask;
1665 static u_int lazyptd;
1666 static volatile u_int lazywait;
1667
1668 void pmap_lazyfix_action(void);
1669
1670 void
1671 pmap_lazyfix_action(void)
1672 {
1673
1674 #ifdef COUNT_IPIS
1675         (*ipi_lazypmap_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
1676 #endif
1677         if (rcr3() == lazyptd)
1678                 load_cr3(PCPU_GET(curpcb)->pcb_cr3);
1679         CPU_CLR_ATOMIC(PCPU_GET(cpuid), lazymask);
1680         atomic_store_rel_int(&lazywait, 1);
1681 }
1682
1683 static void
1684 pmap_lazyfix_self(u_int cpuid)
1685 {
1686
1687         if (rcr3() == lazyptd)
1688                 load_cr3(PCPU_GET(curpcb)->pcb_cr3);
1689         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, lazymask);
1690 }
1691
1692
1693 static void
1694 pmap_lazyfix(pmap_t pmap)
1695 {
1696         cpuset_t mymask, mask;
1697         u_int cpuid, spins;
1698         int lsb;
1699
1700         mask = pmap->pm_active;
1701         while (!CPU_EMPTY(&mask)) {
1702                 spins = 50000000;
1703
1704                 /* Find least significant set bit. */
1705                 lsb = cpusetobj_ffs(&mask);
1706                 MPASS(lsb != 0);
1707                 lsb--;
1708                 CPU_SETOF(lsb, &mask);
1709                 mtx_lock_spin(&smp_ipi_mtx);
1710 #ifdef PAE
1711                 lazyptd = vtophys(pmap->pm_pdpt);
1712 #else
1713                 lazyptd = vtophys(pmap->pm_pdir);
1714 #endif
1715                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1716
1717                 /* Use a cpuset just for having an easy check. */
1718                 CPU_SETOF(cpuid, &mymask);
1719                 if (!CPU_CMP(&mask, &mymask)) {
1720                         lazymask = &pmap->pm_active;
1721                         pmap_lazyfix_self(cpuid);
1722                 } else {
1723                         atomic_store_rel_int((u_int *)&lazymask,
1724                             (u_int)&pmap->pm_active);
1725                         atomic_store_rel_int(&lazywait, 0);
1726                         ipi_selected(mask, IPI_LAZYPMAP);
1727                         while (lazywait == 0) {
1728                                 ia32_pause();
1729                                 if (--spins == 0)
1730                                         break;
1731                         }
1732                 }
1733                 mtx_unlock_spin(&smp_ipi_mtx);
1734                 if (spins == 0)
1735                         printf("pmap_lazyfix: spun for 50000000\n");
1736                 mask = pmap->pm_active;
1737         }
1738 }
1739
1740 #else   /* SMP */
1741
1742 /*
1743  * Cleaning up on uniprocessor is easy.  For various reasons, we're
1744  * unlikely to have to even execute this code, including the fact
1745  * that the cleanup is deferred until the parent does a wait(2), which
1746  * means that another userland process has run.
1747  */
1748 static void
1749 pmap_lazyfix(pmap_t pmap)
1750 {
1751         u_int cr3;
1752
1753         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
1754         if (cr3 == rcr3()) {
1755                 load_cr3(PCPU_GET(curpcb)->pcb_cr3);
1756                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &pmap->pm_active);
1757         }
1758 }
1759 #endif  /* SMP */
1760
1761 /*
1762  * Release any resources held by the given physical map.
1763  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1764  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1765  */
1766 void
1767 pmap_release(pmap_t pmap)
1768 {
1769         vm_page_t m, ptdpg[2*NPGPTD+1];
1770         vm_paddr_t ma;
1771         int i;
1772 #ifdef PAE      
1773         int npgptd = NPGPTD + 1;
1774 #else
1775         int npgptd = NPGPTD;
1776 #endif
1777
1778         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1779             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1780             pmap->pm_stats.resident_count));
1781         PT_UPDATES_FLUSH();
1782
1783 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1784         mtx_lock(&createdelete_lock);
1785 #endif
1786
1787         pmap_lazyfix(pmap);
1788         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1789         LIST_REMOVE(pmap, pm_list);
1790         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1791
1792         for (i = 0; i < NPGPTD; i++)
1793                 ptdpg[i] = PHYS_TO_VM_PAGE(vtophys(pmap->pm_pdir + (i*NPDEPG)) & PG_FRAME);
1794         pmap_qremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, NPGPTD);
1795 #ifdef PAE
1796         ptdpg[NPGPTD] = PHYS_TO_VM_PAGE(vtophys(pmap->pm_pdpt));
1797 #endif  
1798
1799         for (i = 0; i < npgptd; i++) {
1800                 m = ptdpg[i];
1801                 ma = VM_PAGE_TO_MACH(m);
1802                 /* unpinning L1 and L2 treated the same */
1803 #if 0
1804                 xen_pgd_unpin(ma);
1805 #else
1806                 if (i == NPGPTD)
1807                         xen_pgd_unpin(ma);
1808 #endif
1809 #ifdef PAE
1810                 if (i < NPGPTD)
1811                         KASSERT(VM_PAGE_TO_MACH(m) == (pmap->pm_pdpt[i] & PG_FRAME),
1812                             ("pmap_release: got wrong ptd page"));
1813 #endif
1814                 m->wire_count--;
1815                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1816                 vm_page_free(m);
1817         }
1818 #ifdef PAE
1819         pmap_qremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdpt, 1);
1820 #endif
1821         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
1822
1823 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1824         mtx_unlock(&createdelete_lock);
1825 #endif
1826 }
1827 \f
1828 static int
1829 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1830 {
1831         unsigned long ksize = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - KERNBASE;
1832
1833         return (sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req));
1834 }
1835 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1836     0, 0, kvm_size, "IU", "Size of KVM");
1837
1838 static int
1839 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1840 {
1841         unsigned long kfree = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - kernel_vm_end;
1842
1843         return (sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req));
1844 }
1845 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1846     0, 0, kvm_free, "IU", "Amount of KVM free");
1847
1848 /*
1849  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1850  */
1851 void
1852 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1853 {
1854         struct pmap *pmap;
1855         vm_paddr_t ptppaddr;
1856         vm_page_t nkpg;
1857         pd_entry_t newpdir;
1858
1859         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1860         if (kernel_vm_end == 0) {
1861                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1862                 nkpt = 0;
1863                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1864                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1865                         nkpt++;
1866                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1867                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1868                                 break;
1869                         }
1870                 }
1871         }
1872         addr = roundup2(addr, NBPDR);
1873         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
1874                 addr = kernel_map->max_offset;
1875         while (kernel_vm_end < addr) {
1876                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1877                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1878                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1879                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1880                                 break;
1881                         }
1882                         continue;
1883                 }
1884
1885                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> PDRSHIFT,
1886                     VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
1887                     VM_ALLOC_ZERO);
1888                 if (nkpg == NULL)
1889                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1890
1891                 nkpt++;
1892
1893                 if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1894                         pmap_zero_page(nkpg);
1895                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1896                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1897                 vm_page_lock_queues();
1898                 PD_SET_VA(kernel_pmap, (kernel_vm_end >> PDRSHIFT), newpdir, TRUE);
1899                 mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1900                 LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list)
1901                         PD_SET_VA(pmap, (kernel_vm_end >> PDRSHIFT), newpdir, TRUE);
1902
1903                 mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1904                 vm_page_unlock_queues();
1905
1906                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1907                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1908                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1909                         break;
1910                 }
1911         }
1912 }
1913
1914
1915 /***************************************************
1916  * page management routines.
1917  ***************************************************/
1918
1919 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
1920 CTASSERT(_NPCM == 11);
1921 CTASSERT(_NPCPV == 336);
1922
1923 static __inline struct pv_chunk *
1924 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
1925 {
1926
1927         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
1928 }
1929
1930 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
1931
1932 #define PC_FREE0_9      0xfffffffful    /* Free values for index 0 through 9 */
1933 #define PC_FREE10       0x0000fffful    /* Free values for index 10 */
1934
1935 static const uint32_t pc_freemask[_NPCM] = {
1936         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1937         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1938         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1939         PC_FREE0_9, PC_FREE10
1940 };
1941
1942 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
1943         "Current number of pv entries");
1944
1945 #ifdef PV_STATS
1946 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
1947
1948 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
1949         "Current number of pv entry chunks");
1950 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
1951         "Current number of pv entry chunks allocated");
1952 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
1953         "Current number of pv entry chunks frees");
1954 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
1955         "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
1956
1957 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs;
1958 static int pv_entry_spare;
1959
1960 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
1961         "Current number of pv entry frees");
1962 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
1963         "Current number of pv entry allocs");
1964 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
1965         "Current number of spare pv entries");
1966 #endif
1967
1968 /*
1969  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
1970  * drastic measures to free some pages so we can allocate
1971  * another pv entry chunk.
1972  */
1973 static vm_page_t
1974 pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap)
1975 {
1976         struct pch newtail;
1977         struct pv_chunk *pc;
1978         pmap_t pmap;
1979         pt_entry_t *pte, tpte;
1980         pv_entry_t pv;
1981         vm_offset_t va;
1982         vm_page_t free, m, m_pc;
1983         uint32_t inuse;
1984         int bit, field, freed;
1985
1986         PMAP_LOCK_ASSERT(locked_pmap, MA_OWNED);
1987         pmap = NULL;
1988         free = m_pc = NULL;
1989         TAILQ_INIT(&newtail);
1990         while ((pc = TAILQ_FIRST(&pv_chunks)) != NULL && (pv_vafree == 0 ||
1991             free == NULL)) {
1992                 TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1993                 if (pmap != pc->pc_pmap) {
1994                         if (pmap != NULL) {
1995                                 pmap_invalidate_all(pmap);
1996                                 if (pmap != locked_pmap)
1997                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1998                         }
1999                         pmap = pc->pc_pmap;
2000                         /* Avoid deadlock and lock recursion. */
2001                         if (pmap > locked_pmap)
2002                                 PMAP_LOCK(pmap);
2003                         else if (pmap != locked_pmap && !PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
2004                                 pmap = NULL;
2005                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2006                                 continue;
2007                         }
2008                 }
2009
2010                 /*
2011                  * Destroy every non-wired, 4 KB page mapping in the chunk.
2012                  */
2013                 freed = 0;
2014                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2015                         for (inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2016                             inuse != 0; inuse &= ~(1UL << bit)) {
2017                                 bit = bsfl(inuse);
2018                                 pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
2019                                 va = pv->pv_va;
2020                                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2021                                 tpte = *pte;
2022                                 if ((tpte & PG_W) == 0)
2023                                         tpte = pte_load_clear(pte);
2024                                 pmap_pte_release(pte);
2025                                 if ((tpte & PG_W) != 0)
2026                                         continue;
2027                                 KASSERT(tpte != 0,
2028                                     ("pmap_pv_reclaim: pmap %p va %x zero pte",
2029                                     pmap, va));
2030                                 if ((tpte & PG_G) != 0)
2031                                         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2032                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte & PG_FRAME);
2033                                 if ((tpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2034                                         vm_page_dirty(m);
2035                                 if ((tpte & PG_A) != 0)
2036                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2037                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2038                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2039                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2040                                 pc->pc_map[field] |= 1UL << bit;
2041                                 pmap_unuse_pt(pmap, va, &free);
2042                                 freed++;
2043                         }
2044                 }
2045                 if (freed == 0) {
2046                         TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2047                         continue;
2048                 }
2049                 /* Every freed mapping is for a 4 KB page. */
2050                 pmap->pm_stats.resident_count -= freed;
2051                 PV_STAT(pv_entry_frees += freed);
2052                 PV_STAT(pv_entry_spare += freed);
2053                 pv_entry_count -= freed;
2054                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2055                 for (field = 0; field < _NPCM; field++)
2056                         if (pc->pc_map[field] != pc_freemask[field]) {
2057                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2058                                     pc_list);
2059                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2060
2061                                 /*
2062                                  * One freed pv entry in locked_pmap is
2063                                  * sufficient.
2064                                  */
2065                                 if (pmap == locked_pmap)
2066                                         goto out;
2067                                 break;
2068                         }
2069                 if (field == _NPCM) {
2070                         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2071                         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2072                         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2073                         /* Entire chunk is free; return it. */
2074                         m_pc = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2075                         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2076                         pmap_ptelist_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2077                         break;
2078                 }
2079         }
2080 out:
2081         TAILQ_CONCAT(&pv_chunks, &newtail, pc_lru);
2082         if (pmap != NULL) {
2083                 pmap_invalidate_all(pmap);
2084                 if (pmap != locked_pmap)
2085                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2086         }
2087         if (m_pc == NULL && pv_vafree != 0 && free != NULL) {
2088                 m_pc = free;
2089                 free = m_pc->right;
2090                 /* Recycle a freed page table page. */
2091                 m_pc->wire_count = 1;
2092                 atomic_add_int(&cnt.v_wire_count, 1);
2093         }
2094         pmap_free_zero_pages(free);
2095         return (m_pc);
2096 }
2097
2098 /*
2099  * free the pv_entry back to the free list
2100  */
2101 static void
2102 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
2103 {
2104         struct pv_chunk *pc;
2105         int idx, field, bit;
2106
2107         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2108         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2109         PV_STAT(pv_entry_frees++);
2110         PV_STAT(pv_entry_spare++);
2111         pv_entry_count--;
2112         pc = pv_to_chunk(pv);
2113         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
2114         field = idx / 32;
2115         bit = idx % 32;
2116         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
2117         for (idx = 0; idx < _NPCM; idx++)
2118                 if (pc->pc_map[idx] != pc_freemask[idx]) {
2119                         /*
2120                          * 98% of the time, pc is already at the head of the
2121                          * list.  If it isn't already, move it to the head.
2122                          */
2123                         if (__predict_false(TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk) !=
2124                             pc)) {
2125                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2126                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2127                                     pc_list);
2128                         }
2129                         return;
2130                 }
2131         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2132         free_pv_chunk(pc);
2133 }
2134
2135 static void
2136 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
2137 {
2138         vm_page_t m;
2139
2140         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2141         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2142         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2143         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2144         /* entire chunk is free, return it */
2145         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2146         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2147         vm_page_unwire(m, 0);
2148         vm_page_free(m);
2149         pmap_ptelist_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2150 }
2151
2152 /*
2153  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
2154  * when needed.
2155  */
2156 static pv_entry_t
2157 get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try)
2158 {
2159         static const struct timeval printinterval = { 60, 0 };
2160         static struct timeval lastprint;
2161         int bit, field;
2162         pv_entry_t pv;
2163         struct pv_chunk *pc;
2164         vm_page_t m;
2165
2166         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2167         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2168         PV_STAT(pv_entry_allocs++);
2169         pv_entry_count++;
2170         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
2171                 if (ratecheck(&lastprint, &printinterval))
2172                         printf("Approaching the limit on PV entries, consider "
2173                             "increasing either the vm.pmap.shpgperproc or the "
2174                             "vm.pmap.pv_entry_max tunable.\n");
2175 retry:
2176         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
2177         if (pc != NULL) {
2178                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2179                         if (pc->pc_map[field]) {
2180                                 bit = bsfl(pc->pc_map[field]);
2181                                 break;
2182                         }
2183                 }
2184                 if (field < _NPCM) {
2185                         pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
2186                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
2187                         /* If this was the last item, move it to tail */
2188                         for (field = 0; field < _NPCM; field++)
2189                                 if (pc->pc_map[field] != 0) {
2190                                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
2191                                         return (pv);    /* not full, return */
2192                                 }
2193                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2194                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2195                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
2196                         return (pv);
2197                 }
2198         }
2199         /*
2200          * Access to the ptelist "pv_vafree" is synchronized by the page
2201          * queues lock.  If "pv_vafree" is currently non-empty, it will
2202          * remain non-empty until pmap_ptelist_alloc() completes.
2203          */
2204         if (pv_vafree == 0 || (m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2205             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
2206                 if (try) {
2207                         pv_entry_count--;
2208                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
2209                         return (NULL);
2210                 }
2211                 m = pmap_pv_reclaim(pmap);
2212                 if (m == NULL)
2213                         goto retry;
2214         }
2215         PV_STAT(pc_chunk_count++);
2216         PV_STAT(pc_chunk_allocs++);
2217         pc = (struct pv_chunk *)pmap_ptelist_alloc(&pv_vafree);
2218         pmap_qenter((vm_offset_t)pc, &m, 1);
2219         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
2220                 pagezero(pc);
2221         pc->pc_pmap = pmap;
2222         pc->pc_map[0] = pc_freemask[0] & ~1ul;  /* preallocated bit 0 */
2223         for (field = 1; field < _NPCM; field++)
2224                 pc->pc_map[field] = pc_freemask[field];
2225         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2226         pv = &pc->pc_pventry[0];
2227         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2228         PV_STAT(pv_entry_spare += _NPCPV - 1);
2229         return (pv);
2230 }
2231
2232 static __inline pv_entry_t
2233 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
2234 {
2235         pv_entry_t pv;
2236
2237         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2238         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_list) {
2239                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
2240                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_list);
2241                         break;
2242                 }
2243         }
2244         return (pv);
2245 }
2246
2247 static void
2248 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
2249 {
2250         pv_entry_t pv;
2251
2252         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
2253         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
2254         free_pv_entry(pmap, pv);
2255 }
2256
2257 static void
2258 pmap_remove_entry(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
2259 {
2260
2261         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2262         pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
2263         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2264                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Conditionally create a pv entry.
2269  */
2270 static boolean_t
2271 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2272 {
2273         pv_entry_t pv;
2274
2275         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2276         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2277         if (pv_entry_count < pv_entry_high_water && 
2278             (pv = get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
2279                 pv->pv_va = va;
2280                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2281                 return (TRUE);
2282         } else
2283                 return (FALSE);
2284 }
2285
2286 /*
2287  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process
2288  */
2289 static int
2290 pmap_remove_pte(pmap_t pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
2291 {
2292         pt_entry_t oldpte;
2293         vm_page_t m;
2294
2295         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_remove_pte: pmap=%p *ptq=0x%x va=0x%x",
2296             pmap, (u_long)*ptq, va);
2297         
2298         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2299         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2300         oldpte = *ptq;
2301         PT_SET_VA_MA(ptq, 0, TRUE);
2302         KASSERT(oldpte != 0,
2303             ("pmap_remove_pte: pmap %p va %x zero pte", pmap, va));
2304         if (oldpte & PG_W)
2305                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
2306         /*
2307          * Machines that don't support invlpg, also don't support
2308          * PG_G.
2309          */
2310         if (oldpte & PG_G)
2311                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
2312         pmap->pm_stats.resident_count -= 1;
2313         if (oldpte & PG_MANAGED) {
2314                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(oldpte) & PG_FRAME);
2315                 if ((oldpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2316                         vm_page_dirty(m);
2317                 if (oldpte & PG_A)
2318                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2319                 pmap_remove_entry(pmap, m, va);
2320         }
2321         return (pmap_unuse_pt(pmap, va, free));
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Remove a single page from a process address space
2326  */
2327 static void
2328 pmap_remove_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
2329 {
2330         pt_entry_t *pte;
2331
2332         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_remove_page: pmap=%p va=0x%x",
2333             pmap, va);
2334         
2335         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2336         KASSERT(curthread->td_pinned > 0, ("curthread not pinned"));
2337         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2338         if ((pte = pmap_pte_quick(pmap, va)) == NULL || (*pte & PG_V) == 0)
2339                 return;
2340         pmap_remove_pte(pmap, pte, va, free);
2341         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2342         if (*PMAP1)
2343                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
2344
2345 }
2346
2347 /*
2348  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
2349  *
2350  *      It is assumed that the start and end are properly
2351  *      rounded to the page size.
2352  */
2353 void
2354 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2355 {
2356         vm_offset_t pdnxt;
2357         pd_entry_t ptpaddr;
2358         pt_entry_t *pte;
2359         vm_page_t free = NULL;
2360         int anyvalid;
2361
2362         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_remove: pmap=%p sva=0x%x eva=0x%x",
2363             pmap, sva, eva);
2364
2365         /*
2366          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
2367          */
2368         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
2369                 return;
2370
2371         anyvalid = 0;
2372
2373         vm_page_lock_queues();
2374         sched_pin();
2375         PMAP_LOCK(pmap);
2376
2377         /*
2378          * special handling of removing one page.  a very
2379          * common operation and easy to short circuit some
2380          * code.
2381          */
2382         if ((sva + PAGE_SIZE == eva) && 
2383             ((pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
2384                 pmap_remove_page(pmap, sva, &free);
2385                 goto out;
2386         }
2387
2388         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
2389                 u_int pdirindex;
2390
2391                 /*
2392                  * Calculate index for next page table.
2393                  */
2394                 pdnxt = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2395                 if (pdnxt < sva)
2396                         pdnxt = eva;
2397                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
2398                         break;
2399
2400                 pdirindex = sva >> PDRSHIFT;
2401                 ptpaddr = pmap->pm_pdir[pdirindex];
2402
2403                 /*
2404                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2405                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2406                  */
2407                 if (ptpaddr == 0)
2408                         continue;
2409
2410                 /*
2411                  * Check for large page.
2412                  */
2413                 if ((ptpaddr & PG_PS) != 0) {
2414                         PD_CLEAR_VA(pmap, pdirindex, TRUE);
2415                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2416                         anyvalid = 1;
2417                         continue;
2418                 }
2419
2420                 /*
2421                  * Limit our scan to either the end of the va represented
2422                  * by the current page table page, or to the end of the
2423                  * range being removed.
2424                  */
2425                 if (pdnxt > eva)
2426                         pdnxt = eva;
2427
2428                 for (pte = pmap_pte_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte++,
2429                     sva += PAGE_SIZE) {
2430                         if ((*pte & PG_V) == 0)
2431                                 continue;
2432
2433                         /*
2434                          * The TLB entry for a PG_G mapping is invalidated
2435                          * by pmap_remove_pte().
2436                          */
2437                         if ((*pte & PG_G) == 0)
2438                                 anyvalid = 1;
2439                         if (pmap_remove_pte(pmap, pte, sva, &free))
2440                                 break;
2441                 }
2442         }
2443         PT_UPDATES_FLUSH();
2444         if (*PMAP1)
2445                 PT_SET_VA_MA(PMAP1, 0, TRUE);
2446 out:
2447         if (anyvalid)
2448                 pmap_invalidate_all(pmap);
2449         sched_unpin();
2450         vm_page_unlock_queues();
2451         PMAP_UNLOCK(pmap);
2452         pmap_free_zero_pages(free);
2453 }
2454
2455 /*
2456  *      Routine:        pmap_remove_all
2457  *      Function:
2458  *              Removes this physical page from
2459  *              all physical maps in which it resides.
2460  *              Reflects back modify bits to the pager.
2461  *
2462  *      Notes:
2463  *              Original versions of this routine were very
2464  *              inefficient because they iteratively called
2465  *              pmap_remove (slow...)
2466  */
2467
2468 void
2469 pmap_remove_all(vm_page_t m)
2470 {
2471         pv_entry_t pv;
2472         pmap_t pmap;
2473         pt_entry_t *pte, tpte;
2474         vm_page_t free;
2475
2476         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2477             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
2478         free = NULL;
2479         vm_page_lock_queues();
2480         sched_pin();
2481         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2482                 pmap = PV_PMAP(pv);
2483                 PMAP_LOCK(pmap);
2484                 pmap->pm_stats.resident_count--;
2485                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2486                 tpte = *pte;
2487                 PT_SET_VA_MA(pte, 0, TRUE);
2488                 KASSERT(tpte != 0, ("pmap_remove_all: pmap %p va %x zero pte",
2489                     pmap, pv->pv_va));
2490                 if (tpte & PG_W)
2491                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2492                 if (tpte & PG_A)
2493                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2494
2495                 /*
2496                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2497                  */
2498                 if ((tpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2499                         vm_page_dirty(m);
2500                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, &free);
2501                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2502                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2503                 free_pv_entry(pmap, pv);
2504                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2505         }
2506         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2507         PT_UPDATES_FLUSH();
2508         if (*PMAP1)
2509                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
2510         sched_unpin();
2511         vm_page_unlock_queues();
2512         pmap_free_zero_pages(free);
2513 }
2514
2515 /*
2516  *      Set the physical protection on the
2517  *      specified range of this map as requested.
2518  */
2519 void
2520 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2521 {
2522         vm_offset_t pdnxt;
2523         pd_entry_t ptpaddr;
2524         pt_entry_t *pte;
2525         int anychanged;
2526
2527         CTR4(KTR_PMAP, "pmap_protect: pmap=%p sva=0x%x eva=0x%x prot=0x%x",
2528             pmap, sva, eva, prot);
2529         
2530         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2531                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2532                 return;
2533         }
2534
2535 #ifdef PAE
2536         if ((prot & (VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)) ==
2537             (VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE))
2538                 return;
2539 #else
2540         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2541                 return;
2542 #endif
2543
2544         anychanged = 0;
2545
2546         vm_page_lock_queues();
2547         sched_pin();
2548         PMAP_LOCK(pmap);
2549         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
2550                 pt_entry_t obits, pbits;
2551                 u_int pdirindex;
2552
2553                 pdnxt = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2554                 if (pdnxt < sva)
2555                         pdnxt = eva;
2556
2557                 pdirindex = sva >> PDRSHIFT;
2558                 ptpaddr = pmap->pm_pdir[pdirindex];
2559
2560                 /*
2561                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2562                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2563                  */
2564                 if (ptpaddr == 0)
2565                         continue;
2566
2567                 /*
2568                  * Check for large page.
2569                  */
2570                 if ((ptpaddr & PG_PS) != 0) {
2571                         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
2572                                 pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2573 #ifdef PAE
2574                         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
2575                                 pmap->pm_pdir[pdirindex] |= pg_nx;
2576 #endif
2577                         anychanged = 1;
2578                         continue;
2579                 }
2580
2581                 if (pdnxt > eva)
2582                         pdnxt = eva;
2583
2584                 for (pte = pmap_pte_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte++,
2585                     sva += PAGE_SIZE) {
2586                         vm_page_t m;
2587
2588 retry:
2589                         /*
2590                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits in
2591                          * size, PG_RW, PG_A, and PG_M are among the least
2592                          * significant 32 bits.
2593                          */
2594                         obits = pbits = *pte;
2595                         if ((pbits & PG_V) == 0)
2596                                 continue;
2597
2598                         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
2599                                 if ((pbits & (PG_MANAGED | PG_M | PG_RW)) ==
2600                                     (PG_MANAGED | PG_M | PG_RW)) {
2601                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(pbits) &
2602                                             PG_FRAME);
2603                                         vm_page_dirty(m);
2604                                 }
2605                                 pbits &= ~(PG_RW | PG_M);
2606                         }
2607 #ifdef PAE
2608                         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
2609                                 pbits |= pg_nx;
2610 #endif
2611
2612                         if (pbits != obits) {
2613                                 obits = *pte;
2614                                 PT_SET_VA_MA(pte, pbits, TRUE);
2615                                 if (*pte != pbits)
2616                                         goto retry;
2617                                 if (obits & PG_G)
2618                                         pmap_invalidate_page(pmap, sva);
2619                                 else
2620                                         anychanged = 1;
2621                         }
2622                 }
2623         }
2624         PT_UPDATES_FLUSH();
2625         if (*PMAP1)
2626                 PT_SET_VA_MA(PMAP1, 0, TRUE);
2627         if (anychanged)
2628                 pmap_invalidate_all(pmap);
2629         sched_unpin();
2630         vm_page_unlock_queues();
2631         PMAP_UNLOCK(pmap);
2632 }
2633
2634 /*
2635  *      Insert the given physical page (p) at
2636  *      the specified virtual address (v) in the
2637  *      target physical map with the protection requested.
2638  *
2639  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2640  *      that the related pte can not be reclaimed.
2641  *
2642  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2643  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2644  *      insert this page into the given map NOW.
2645  */
2646 void
2647 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t access, vm_page_t m,
2648     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
2649 {
2650         pd_entry_t *pde;
2651         pt_entry_t *pte;
2652         pt_entry_t newpte, origpte;
2653         pv_entry_t pv;
2654         vm_paddr_t opa, pa;
2655         vm_page_t mpte, om;
2656         boolean_t invlva;
2657
2658         CTR6(KTR_PMAP, "pmap_enter: pmap=%08p va=0x%08x access=0x%x ma=0x%08x prot=0x%x wired=%d",
2659             pmap, va, access, VM_PAGE_TO_MACH(m), prot, wired);
2660         va = trunc_page(va);
2661         KASSERT(va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS, ("pmap_enter: toobig"));
2662         KASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS || va >= UPT_MAX_ADDRESS,
2663             ("pmap_enter: invalid to pmap_enter page table pages (va: 0x%x)",
2664             va));
2665         KASSERT((m->oflags & (VPO_UNMANAGED | VPO_BUSY)) != 0 ||
2666             VM_OBJECT_LOCKED(m->object),
2667             ("pmap_enter: page %p is not busy", m));
2668
2669         mpte = NULL;
2670
2671         vm_page_lock_queues();
2672         PMAP_LOCK(pmap);
2673         sched_pin();
2674
2675         /*
2676          * In the case that a page table page is not
2677          * resident, we are creating it here.
2678          */
2679         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2680                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va, M_WAITOK);
2681         }
2682
2683         pde = pmap_pde(pmap, va);
2684         if ((*pde & PG_PS) != 0)
2685                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2686         pte = pmap_pte_quick(pmap, va);
2687
2688         /*
2689          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2690          */
2691         if (pte == NULL) {
2692                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=%#jx, va=%#x",
2693                         (uintmax_t)pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT], va);
2694         }
2695
2696         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2697         om = NULL;
2698         opa = origpte = 0;
2699
2700 #if 0
2701         KASSERT((*pte & PG_V) || (*pte == 0), ("address set but not valid pte=%p *pte=0x%016jx",
2702                 pte, *pte));
2703 #endif
2704         origpte = *pte;
2705         if (origpte)
2706                 origpte = xpmap_mtop(origpte);
2707         opa = origpte & PG_FRAME;
2708
2709         /*
2710          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2711          */
2712         if (origpte && (opa == pa)) {
2713                 /*
2714                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2715                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2716                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2717                  * the PT page will be also.
2718                  */
2719                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2720                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2721                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2722                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2723
2724                 /*
2725                  * Remove extra pte reference
2726                  */
2727                 if (mpte)
2728                         mpte->wire_count--;
2729
2730                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2731                         om = m;
2732                         pa |= PG_MANAGED;
2733                 }
2734                 goto validate;
2735         } 
2736
2737         pv = NULL;
2738
2739         /*
2740          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2741          * handle validating new mapping.
2742          */
2743         if (opa) {
2744                 if (origpte & PG_W)
2745                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2746                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2747                         om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2748                         pv = pmap_pvh_remove(&om->md, pmap, va);
2749                 } else if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) 
2750                         printf("va=0x%x is unmanaged :-( \n", va);
2751                         
2752                 if (mpte != NULL) {
2753                         mpte->wire_count--;
2754                         KASSERT(mpte->wire_count > 0,
2755                             ("pmap_enter: missing reference to page table page,"
2756                              " va: 0x%x", va));
2757                 }
2758         } else
2759                 pmap->pm_stats.resident_count++;
2760
2761         /*
2762          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
2763          */
2764         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2765                 KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva,
2766                     ("pmap_enter: managed mapping within the clean submap"));
2767                 if (pv == NULL)
2768                         pv = get_pv_entry(pmap, FALSE);
2769                 pv->pv_va = va;
2770                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2771                 pa |= PG_MANAGED;
2772         } else if (pv != NULL)
2773                 free_pv_entry(pmap, pv);
2774
2775         /*
2776          * Increment counters
2777          */
2778         if (wired)
2779                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2780
2781 validate:
2782         /*
2783          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2784          */
2785         newpte = (pt_entry_t)(pa | PG_V);
2786         if ((prot & VM_PROT_WRITE) != 0) {
2787                 newpte |= PG_RW;
2788                 if ((newpte & PG_MANAGED) != 0)
2789                         vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
2790         }
2791 #ifdef PAE
2792         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
2793                 newpte |= pg_nx;
2794 #endif
2795         if (wired)
2796                 newpte |= PG_W;
2797         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS)
2798                 newpte |= PG_U;
2799         if (pmap == kernel_pmap)
2800                 newpte |= pgeflag;
2801
2802         critical_enter();
2803         /*
2804          * if the mapping or permission bits are different, we need
2805          * to update the pte.
2806          */
2807         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2808                 if (origpte) {
2809                         invlva = FALSE;
2810                         origpte = *pte;
2811                         PT_SET_VA(pte, newpte | PG_A, FALSE);
2812                         if (origpte & PG_A) {
2813                                 if (origpte & PG_MANAGED)
2814                                         vm_page_aflag_set(om, PGA_REFERENCED);
2815                                 if (opa != VM_PAGE_TO_PHYS(m))
2816                                         invlva = TRUE;
2817 #ifdef PAE
2818                                 if ((origpte & PG_NX) == 0 &&
2819                                     (newpte & PG_NX) != 0)
2820                                         invlva = TRUE;
2821 #endif
2822                         }
2823                         if ((origpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW)) {
2824                                 if ((origpte & PG_MANAGED) != 0)
2825                                         vm_page_dirty(om);
2826                                 if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
2827                                         invlva = TRUE;
2828                         }
2829                         if ((origpte & PG_MANAGED) != 0 &&
2830                             TAILQ_EMPTY(&om->md.pv_list))
2831                                 vm_page_aflag_clear(om, PGA_WRITEABLE);
2832                         if (invlva)
2833                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
2834                 } else{
2835                         PT_SET_VA(pte, newpte | PG_A, FALSE);
2836                 }
2837                 
2838         }
2839         PT_UPDATES_FLUSH();
2840         critical_exit();
2841         if (*PMAP1)
2842                 PT_SET_VA_MA(PMAP1, 0, TRUE);
2843         sched_unpin();
2844         vm_page_unlock_queues();
2845         PMAP_UNLOCK(pmap);
2846 }
2847
2848 /*
2849  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2850  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2851  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2852  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2853  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2854  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2855  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2856  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2857  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2858  * corresponding offset from m_start are mapped.
2859  */
2860 void
2861 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2862     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2863 {
2864         vm_page_t m, mpte;
2865         vm_pindex_t diff, psize;
2866         multicall_entry_t mcl[16];
2867         multicall_entry_t *mclp = mcl;
2868         int error, count = 0;
2869
2870         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m_start->object, MA_OWNED);
2871         psize = atop(end - start);
2872         mpte = NULL;
2873         m = m_start;
2874         vm_page_lock_queues();
2875         PMAP_LOCK(pmap);
2876         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2877                 mpte = pmap_enter_quick_locked(&mclp, &count, pmap, start + ptoa(diff), m,
2878                     prot, mpte);
2879                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2880                 if (count == 16) {
2881                         error = HYPERVISOR_multicall(mcl, count);
2882                         KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2883                         mclp = mcl;
2884                         count = 0;
2885                 }
2886         }
2887         if (count) {
2888                 error = HYPERVISOR_multicall(mcl, count);
2889                 KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2890         }
2891         vm_page_unlock_queues();
2892         PMAP_UNLOCK(pmap);
2893 }
2894
2895 /*
2896  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2897  * 1. Current pmap & pmap exists.
2898  * 2. Not wired.
2899  * 3. Read access.
2900  * 4. No page table pages.
2901  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2902  */
2903
2904 void
2905 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2906 {
2907         multicall_entry_t mcl, *mclp;
2908         int count = 0;
2909         mclp = &mcl;
2910
2911         CTR4(KTR_PMAP, "pmap_enter_quick: pmap=%p va=0x%x m=%p prot=0x%x",
2912             pmap, va, m, prot);
2913         
2914         vm_page_lock_queues();
2915         PMAP_LOCK(pmap);
2916         (void)pmap_enter_quick_locked(&mclp, &count, pmap, va, m, prot, NULL);
2917         if (count)
2918                 HYPERVISOR_multicall(&mcl, count);
2919         vm_page_unlock_queues();
2920         PMAP_UNLOCK(pmap);
2921 }
2922
2923 #ifdef notyet
2924 void
2925 pmap_enter_quick_range(pmap_t pmap, vm_offset_t *addrs, vm_page_t *pages, vm_prot_t *prots, int count)
2926 {
2927         int i, error, index = 0;
2928         multicall_entry_t mcl[16];
2929         multicall_entry_t *mclp = mcl;
2930                 
2931         PMAP_LOCK(pmap);
2932         for (i = 0; i < count; i++, addrs++, pages++, prots++) {
2933                 if (!pmap_is_prefaultable_locked(pmap, *addrs))
2934                         continue;
2935
2936                 (void) pmap_enter_quick_locked(&mclp, &index, pmap, *addrs, *pages, *prots, NULL);
2937                 if (index == 16) {
2938                         error = HYPERVISOR_multicall(mcl, index);
2939                         mclp = mcl;
2940                         index = 0;
2941                         KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2942                 }
2943         }
2944         if (index) {
2945                 error = HYPERVISOR_multicall(mcl, index);
2946                 KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2947         }
2948         
2949         PMAP_UNLOCK(pmap);
2950 }
2951 #endif
2952
2953 static vm_page_t
2954 pmap_enter_quick_locked(multicall_entry_t **mclpp, int *count, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2955     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte)
2956 {
2957         pt_entry_t *pte;
2958         vm_paddr_t pa;
2959         vm_page_t free;
2960         multicall_entry_t *mcl = *mclpp;
2961
2962         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2963             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
2964             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2965         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
2966         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2967
2968         /*
2969          * In the case that a page table page is not
2970          * resident, we are creating it here.
2971          */
2972         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2973                 u_int ptepindex;
2974                 pd_entry_t ptema;
2975
2976                 /*
2977                  * Calculate pagetable page index
2978                  */
2979                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2980                 if (mpte && (mpte->pindex == ptepindex)) {
2981                         mpte->wire_count++;
2982                 } else {
2983                         /*
2984                          * Get the page directory entry
2985                          */
2986                         ptema = pmap->pm_pdir[ptepindex];
2987
2988                         /*
2989                          * If the page table page is mapped, we just increment
2990                          * the hold count, and activate it.
2991                          */
2992                         if (ptema & PG_V) {
2993                                 if (ptema & PG_PS)
2994                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2995                                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(ptema) & PG_FRAME);
2996                                 mpte->wire_count++;
2997                         } else {
2998                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex,
2999                                     M_NOWAIT);
3000                                 if (mpte == NULL)
3001                                         return (mpte);
3002                         }
3003                 }
3004         } else {
3005                 mpte = NULL;
3006         }
3007
3008         /*
3009          * This call to vtopte makes the assumption that we are
3010          * entering the page into the current pmap.  In order to support
3011          * quick entry into any pmap, one would likely use pmap_pte_quick.
3012          * But that isn't as quick as vtopte.
3013          */
3014         KASSERT(pmap_is_current(pmap), ("entering pages in non-current pmap"));
3015         pte = vtopte(va);
3016         if (*pte & PG_V) {
3017                 if (mpte != NULL) {
3018                         mpte->wire_count--;
3019                         mpte = NULL;
3020                 }
3021                 return (mpte);
3022         }
3023
3024         /*
3025          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
3026          */
3027         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
3028             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m)) {
3029                 if (mpte != NULL) {
3030                         free = NULL;
3031                         if (pmap_unwire_ptp(pmap, mpte, &free)) {
3032                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
3033                                 pmap_free_zero_pages(free);
3034                         }
3035                         
3036                         mpte = NULL;
3037                 }
3038                 return (mpte);
3039         }
3040
3041         /*
3042          * Increment counters
3043          */
3044         pmap->pm_stats.resident_count++;
3045
3046         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3047 #ifdef PAE
3048         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
3049                 pa |= pg_nx;
3050 #endif
3051
3052 #if 0
3053         /*
3054          * Now validate mapping with RO protection
3055          */
3056         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3057                 pte_store(pte, pa | PG_V | PG_U);
3058         else
3059                 pte_store(pte, pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED);
3060 #else
3061         /*
3062          * Now validate mapping with RO protection
3063          */
3064         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3065                 pa =    xpmap_ptom(pa | PG_V | PG_U);
3066         else
3067                 pa = xpmap_ptom(pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED);
3068
3069         mcl->op = __HYPERVISOR_update_va_mapping;
3070         mcl->args[0] = va;
3071         mcl->args[1] = (uint32_t)(pa & 0xffffffff);
3072         mcl->args[2] = (uint32_t)(pa >> 32);
3073         mcl->args[3] = 0;
3074         *mclpp = mcl + 1;
3075         *count = *count + 1;
3076 #endif  
3077         return (mpte);
3078 }
3079
3080 /*
3081  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
3082  * to be used for panic dumps.
3083  */
3084 void *
3085 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
3086 {
3087         vm_offset_t va;
3088         vm_paddr_t ma = xpmap_ptom(pa);
3089
3090         va = (vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE);
3091         PT_SET_MA(va, (ma & ~PAGE_MASK) | PG_V | pgeflag);
3092         invlpg(va);
3093         return ((void *)crashdumpmap);
3094 }
3095
3096 /*
3097  * This code maps large physical mmap regions into the
3098  * processor address space.  Note that some shortcuts
3099  * are taken, but the code works.
3100  */
3101 void
3102 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
3103     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
3104 {
3105         pd_entry_t *pde;
3106         vm_paddr_t pa, ptepa;
3107         vm_page_t p;
3108         int pat_mode;
3109
3110         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
3111         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
3112             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
3113         if (pseflag && 
3114             (addr & (NBPDR - 1)) == 0 && (size & (NBPDR - 1)) == 0) {
3115                 if (!vm_object_populate(object, pindex, pindex + atop(size)))
3116                         return;
3117                 p = vm_page_lookup(object, pindex);
3118                 KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
3119                     ("pmap_object_init_pt: invalid page %p", p));
3120                 pat_mode = p->md.pat_mode;
3121
3122                 /*
3123                  * Abort the mapping if the first page is not physically
3124                  * aligned to a 2/4MB page boundary.
3125                  */
3126                 ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(p);
3127                 if (ptepa & (NBPDR - 1))
3128                         return;
3129
3130                 /*
3131                  * Skip the first page.  Abort the mapping if the rest of
3132                  * the pages are not physically contiguous or have differing
3133                  * memory attributes.
3134                  */
3135                 p = TAILQ_NEXT(p, listq);
3136                 for (pa = ptepa + PAGE_SIZE; pa < ptepa + size;
3137                     pa += PAGE_SIZE) {
3138                         KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
3139                             ("pmap_object_init_pt: invalid page %p", p));
3140                         if (pa != VM_PAGE_TO_PHYS(p) ||
3141                             pat_mode != p->md.pat_mode)
3142                                 return;
3143                         p = TAILQ_NEXT(p, listq);
3144                 }
3145
3146                 /*
3147                  * Map using 2/4MB pages.  Since "ptepa" is 2/4M aligned and
3148                  * "size" is a multiple of 2/4M, adding the PAT setting to
3149                  * "pa" will not affect the termination of this loop.
3150                  */
3151                 PMAP_LOCK(pmap);
3152                 for (pa = ptepa | pmap_cache_bits(pat_mode, 1); pa < ptepa +
3153                     size; pa += NBPDR) {
3154                         pde = pmap_pde(pmap, addr);
3155                         if (*pde == 0) {
3156                                 pde_store(pde, pa | PG_PS | PG_M | PG_A |
3157                                     PG_U | PG_RW | PG_V);
3158                                 pmap->pm_stats.resident_count += NBPDR /
3159                                     PAGE_SIZE;
3160                                 pmap_pde_mappings++;
3161                         }
3162                         /* Else continue on if the PDE is already valid. */
3163                         addr += NBPDR;
3164                 }
3165                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3166         }
3167 }
3168
3169 /*
3170  *      Routine:        pmap_change_wiring
3171  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
3172  *                      pair.
3173  *      In/out conditions:
3174  *                      The mapping must already exist in the pmap.
3175  */
3176 void
3177 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
3178 {
3179         pt_entry_t *pte;
3180
3181         vm_page_lock_queues();
3182         PMAP_LOCK(pmap);
3183         pte = pmap_pte(pmap, va);
3184
3185         if (wired && !pmap_pte_w(pte)) {
3186                 PT_SET_VA_MA((pte), *(pte) | PG_W, TRUE);
3187                 pmap->pm_stats.wired_count++;
3188         } else if (!wired && pmap_pte_w(pte)) {
3189                 PT_SET_VA_MA((pte), *(pte) & ~PG_W, TRUE);
3190                 pmap->pm_stats.wired_count--;
3191         }
3192         
3193         /*
3194          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
3195          * invalidate TLB.
3196          */
3197         pmap_pte_release(pte);
3198         PMAP_UNLOCK(pmap);
3199         vm_page_unlock_queues();
3200 }
3201
3202
3203
3204 /*
3205  *      Copy the range specified by src_addr/len
3206  *      from the source map to the range dst_addr/len
3207  *      in the destination map.
3208  *
3209  *      This routine is only advisory and need not do anything.
3210  */
3211
3212 void
3213 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
3214     vm_offset_t src_addr)
3215 {
3216         vm_page_t   free;
3217         vm_offset_t addr;
3218         vm_offset_t end_addr = src_addr + len;
3219         vm_offset_t pdnxt;
3220
3221         if (dst_addr != src_addr)
3222                 return;
3223
3224         if (!pmap_is_current(src_pmap)) {
3225                 CTR2(KTR_PMAP,
3226                     "pmap_copy, skipping: pdir[PTDPTDI]=0x%jx PTDpde[0]=0x%jx",
3227                     (src_pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME), (PTDpde[0] & PG_FRAME));
3228                 
3229                 return;
3230         }
3231         CTR5(KTR_PMAP, "pmap_copy:  dst_pmap=%p src_pmap=%p dst_addr=0x%x len=%d src_addr=0x%x",
3232             dst_pmap, src_pmap, dst_addr, len, src_addr);
3233         
3234 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
3235         mtx_lock(&createdelete_lock);
3236 #endif
3237
3238         vm_page_lock_queues();
3239         if (dst_pmap < src_pmap) {
3240                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
3241                 PMAP_LOCK(src_pmap);
3242         } else {
3243                 PMAP_LOCK(src_pmap);
3244                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
3245         }
3246         sched_pin();
3247         for (addr = src_addr; addr < end_addr; addr = pdnxt) {
3248                 pt_entry_t *src_pte, *dst_pte;
3249                 vm_page_t dstmpte, srcmpte;
3250                 pd_entry_t srcptepaddr;
3251                 u_int ptepindex;
3252
3253                 KASSERT(addr < UPT_MIN_ADDRESS,
3254                     ("pmap_copy: invalid to pmap_copy page tables"));
3255
3256                 pdnxt = (addr + NBPDR) & ~PDRMASK;
3257                 if (pdnxt < addr)
3258                         pdnxt = end_addr;
3259                 ptepindex = addr >> PDRSHIFT;
3260
3261                 srcptepaddr = PT_GET(&src_pmap->pm_pdir[ptepindex]);
3262                 if (srcptepaddr == 0)
3263                         continue;
3264                         
3265                 if (srcptepaddr & PG_PS) {
3266                         if (dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] == 0) {
3267                                 PD_SET_VA(dst_pmap, ptepindex, srcptepaddr & ~PG_W, TRUE);
3268                                 dst_pmap->pm_stats.resident_count +=
3269                                     NBPDR / PAGE_SIZE;
3270                         }
3271                         continue;
3272                 }
3273
3274                 srcmpte = PHYS_TO_VM_PAGE(srcptepaddr & PG_FRAME);
3275                 KASSERT(srcmpte->wire_count > 0,
3276                     ("pmap_copy: source page table page is unused"));
3277
3278                 if (pdnxt > end_addr)
3279                         pdnxt = end_addr;
3280
3281                 src_pte = vtopte(addr);
3282                 while (addr < pdnxt) {
3283                         pt_entry_t ptetemp;
3284                         ptetemp = *src_pte;
3285                         /*
3286                          * we only virtual copy managed pages
3287                          */
3288                         if ((ptetemp & PG_MANAGED) != 0) {
3289                                 dstmpte = pmap_allocpte(dst_pmap, addr,
3290                                     M_NOWAIT);
3291                                 if (dstmpte == NULL)
3292                                         goto out;
3293                                 dst_pte = pmap_pte_quick(dst_pmap, addr);
3294                                 if (*dst_pte == 0 &&
3295                                     pmap_try_insert_pv_entry(dst_pmap, addr,
3296                                     PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(ptetemp) & PG_FRAME))) {
3297                                         /*
3298                                          * Clear the wired, modified, and
3299                                          * accessed (referenced) bits
3300                                          * during the copy.
3301                                          */
3302                                         KASSERT(ptetemp != 0, ("src_pte not set"));
3303                                         PT_SET_VA_MA(dst_pte, ptetemp & ~(PG_W | PG_M | PG_A), TRUE /* XXX debug */);
3304                                         KASSERT(*dst_pte == (ptetemp & ~(PG_W | PG_M | PG_A)),
3305                                             ("no pmap copy expected: 0x%jx saw: 0x%jx",
3306                                                 ptetemp &  ~(PG_W | PG_M | PG_A), *dst_pte));
3307                                         dst_pmap->pm_stats.resident_count++;
3308                                 } else {
3309                                         free = NULL;
3310                                         if (pmap_unwire_ptp(dst_pmap, dstmpte,
3311                                             &free)) {
3312                                                 pmap_invalidate_page(dst_pmap,
3313                                                     addr);
3314                                                 pmap_free_zero_pages(free);
3315                                         }
3316                                         goto out;
3317                                 }
3318                                 if (dstmpte->wire_count >= srcmpte->wire_count)
3319                                         break;
3320                         }
3321                         addr += PAGE_SIZE;
3322                         src_pte++;
3323                 }
3324         }
3325 out:
3326         PT_UPDATES_FLUSH();
3327         sched_unpin();
3328         vm_page_unlock_queues();
3329         PMAP_UNLOCK(src_pmap);
3330         PMAP_UNLOCK(dst_pmap);
3331
3332 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
3333         mtx_unlock(&createdelete_lock);
3334 #endif
3335 }       
3336
3337 static __inline void
3338 pagezero(void *page)
3339 {
3340 #if defined(I686_CPU)
3341         if (cpu_class == CPUCLASS_686) {
3342 #if defined(CPU_ENABLE_SSE)
3343                 if (cpu_feature & CPUID_SSE2)
3344                         sse2_pagezero(page);
3345                 else
3346 #endif
3347                         i686_pagezero(page);
3348         } else
3349 #endif
3350                 bzero(page, PAGE_SIZE);
3351 }
3352
3353 /*
3354  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping 
3355  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
3356  */
3357 void
3358 pmap_zero_page(vm_page_t m)
3359 {
3360         struct sysmaps *sysmaps;
3361
3362         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3363         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3364         if (*sysmaps->CMAP2)
3365                 panic("pmap_zero_page: CMAP2 busy");
3366         sched_pin();
3367         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M);
3368         pagezero(sysmaps->CADDR2);
3369         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3370         sched_unpin();
3371         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3372 }
3373
3374 /*
3375  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping 
3376  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
3377  *
3378  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
3379  */
3380 void
3381 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
3382 {
3383         struct sysmaps *sysmaps;
3384
3385         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3386         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3387         if (*sysmaps->CMAP2)
3388                 panic("pmap_zero_page_area: CMAP2 busy");
3389         sched_pin();
3390         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M);
3391
3392         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE) 
3393                 pagezero(sysmaps->CADDR2);
3394         else
3395                 bzero((char *)sysmaps->CADDR2 + off, size);
3396         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3397         sched_unpin();
3398         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3399 }
3400
3401 /*
3402  *      pmap_zero_page_idle zeros the specified hardware page by mapping 
3403  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.  This
3404  *      is intended to be called from the vm_pagezero process only and
3405  *      outside of Giant.
3406  */
3407 void
3408 pmap_zero_page_idle(vm_page_t m)
3409 {
3410
3411         if (*CMAP3)
3412                 panic("pmap_zero_page_idle: CMAP3 busy");
3413         sched_pin();
3414         PT_SET_MA(CADDR3, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M);
3415         pagezero(CADDR3);
3416         PT_SET_MA(CADDR3, 0);
3417         sched_unpin();
3418 }
3419
3420 /*
3421  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
3422  *      page by mapping the page into virtual memory and using
3423  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
3424  *      time.
3425  */
3426 void
3427 pmap_copy_page(vm_page_t src, vm_page_t dst)
3428 {
3429         struct sysmaps *sysmaps;
3430
3431         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3432         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3433         if (*sysmaps->CMAP1)
3434                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
3435         if (*sysmaps->CMAP2)
3436                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
3437         sched_pin();
3438         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, PG_V | VM_PAGE_TO_MACH(src) | PG_A);
3439         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(dst) | PG_A | PG_M);
3440         bcopy(sysmaps->CADDR1, sysmaps->CADDR2, PAGE_SIZE);
3441         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, 0);
3442         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3443         sched_unpin();
3444         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3445 }
3446
3447 int unmapped_buf_allowed = 1;
3448
3449 void
3450 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
3451     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
3452 {
3453         struct sysmaps *sysmaps;
3454         vm_page_t a_pg, b_pg;
3455         char *a_cp, *b_cp;
3456         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
3457         int cnt;
3458
3459         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3460         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3461         if (*sysmaps->CMAP1 != 0)
3462                 panic("pmap_copy_pages: CMAP1 busy");
3463         if (*sysmaps->CMAP2 != 0)
3464                 panic("pmap_copy_pages: CMAP2 busy");
3465         sched_pin();
3466         while (xfersize > 0) {
3467                 a_pg = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
3468                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
3469                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
3470                 b_pg = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
3471                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
3472                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
3473                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, PG_V | VM_PAGE_TO_MACH(a_pg) | PG_A);
3474                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW |
3475                     VM_PAGE_TO_MACH(b_pg) | PG_A | PG_M);
3476                 a_cp = sysmaps->CADDR1 + a_pg_offset;
3477                 b_cp = sysmaps->CADDR2 + b_pg_offset;
3478                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
3479                 a_offset += cnt;
3480                 b_offset += cnt;
3481                 xfersize -= cnt;
3482         }
3483         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, 0);
3484         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3485         sched_unpin();
3486         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3487 }
3488
3489 /*
3490  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
3491  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
3492  * be changed upwards or downwards in the future; it
3493  * is only necessary that true be returned for a small
3494  * subset of pmaps for proper page aging.
3495  */
3496 boolean_t
3497 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
3498 {
3499         pv_entry_t pv;
3500         int loops = 0;
3501         boolean_t rv;
3502
3503         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3504             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
3505         rv = FALSE;
3506         vm_page_lock_queues();
3507         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3508                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
3509                         rv = TRUE;
3510                         break;
3511                 }
3512                 loops++;
3513                 if (loops >= 16)
3514                         break;
3515         }
3516         vm_page_unlock_queues();
3517         return (rv);
3518 }
3519
3520 /*
3521  *      pmap_page_wired_mappings:
3522  *
3523  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
3524  *      that are wired.
3525  */
3526 int
3527 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
3528 {
3529         pv_entry_t pv;
3530         pt_entry_t *pte;
3531         pmap_t pmap;
3532         int count;
3533
3534         count = 0;
3535         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3536                 return (count);
3537         vm_page_lock_queues();
3538         sched_pin();
3539         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3540                 pmap = PV_PMAP(pv);
3541                 PMAP_LOCK(pmap);
3542                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3543                 if ((*pte & PG_W) != 0)
3544                         count++;
3545                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3546         }
3547         sched_unpin();
3548         vm_page_unlock_queues();
3549         return (count);
3550 }
3551
3552 /*
3553  * Returns TRUE if the given page is mapped.  Otherwise, returns FALSE.
3554  */
3555 boolean_t
3556 pmap_page_is_mapped(vm_page_t m)
3557 {
3558
3559         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3560                 return (FALSE);
3561         return (!TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list));
3562 }
3563
3564 /*
3565  * Remove all pages from specified address space
3566  * this aids process exit speeds.  Also, this code
3567  * is special cased for current process only, but
3568  * can have the more generic (and slightly slower)
3569  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
3570  * in the case of running down an entire address space.
3571  */
3572 void
3573 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
3574 {
3575         pt_entry_t *pte, tpte;
3576         vm_page_t m, free = NULL;
3577         pv_entry_t pv;
3578         struct pv_chunk *pc, *npc;
3579         int field, idx;
3580         int32_t bit;
3581         uint32_t inuse, bitmask;
3582         int allfree;
3583
3584         CTR1(KTR_PMAP, "pmap_remove_pages: pmap=%p", pmap);
3585         
3586         if (pmap != vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace)) {
3587                 printf("warning: pmap_remove_pages called with non-current pmap\n");
3588                 return;
3589         }
3590         vm_page_lock_queues();
3591         KASSERT(pmap_is_current(pmap), ("removing pages from non-current pmap"));
3592         PMAP_LOCK(pmap);
3593         sched_pin();
3594         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
3595                 KASSERT(pc->pc_pmap == pmap, ("Wrong pmap %p %p", pmap,
3596                     pc->pc_pmap));
3597                 allfree = 1;
3598                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
3599                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
3600                         while (inuse != 0) {
3601                                 bit = bsfl(inuse);
3602                                 bitmask = 1UL << bit;
3603                                 idx = field * 32 + bit;
3604                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
3605                                 inuse &= ~bitmask;
3606
3607                                 pte = vtopte(pv->pv_va);
3608                                 tpte = *pte ? xpmap_mtop(*pte) : 0;
3609
3610                                 if (tpte == 0) {
3611                                         printf(
3612                                             "TPTE at %p  IS ZERO @ VA %08x\n",
3613                                             pte, pv->pv_va);
3614                                         panic("bad pte");
3615                                 }
3616
3617 /*
3618  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
3619  */
3620                                 if (tpte & PG_W) {
3621                                         allfree = 0;
3622                                         continue;
3623                                 }
3624
3625                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte & PG_FRAME);
3626                                 KASSERT(m->phys_addr == (tpte & PG_FRAME),
3627                                     ("vm_page_t %p phys_addr mismatch %016jx %016jx",
3628                                     m, (uintmax_t)m->phys_addr,
3629                                     (uintmax_t)tpte));
3630
3631                                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
3632                                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %#jx",
3633                                         (uintmax_t)tpte));
3634
3635
3636                                 PT_CLEAR_VA(pte, FALSE);
3637                                 
3638                                 /*
3639                                  * Update the vm_page_t clean/reference bits.
3640                                  */
3641                                 if (tpte & PG_M)
3642                                         vm_page_dirty(m);
3643
3644                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3645                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
3646                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3647
3648                                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, &free);
3649
3650                                 /* Mark free */
3651                                 PV_STAT(pv_entry_frees++);
3652                                 PV_STAT(pv_entry_spare++);
3653                                 pv_entry_count--;
3654                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
3655                                 pmap->pm_stats.resident_count--;                        
3656                         }
3657                 }
3658                 PT_UPDATES_FLUSH();
3659                 if (allfree) {
3660                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
3661                         free_pv_chunk(pc);
3662                 }
3663         }
3664         PT_UPDATES_FLUSH();
3665         if (*PMAP1)
3666                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3667
3668         sched_unpin();
3669         pmap_invalidate_all(pmap);
3670         vm_page_unlock_queues();
3671         PMAP_UNLOCK(pmap);
3672         pmap_free_zero_pages(free);
3673 }
3674
3675 /*
3676  *      pmap_is_modified:
3677  *
3678  *      Return whether or not the specified physical page was modified
3679  *      in any physical maps.
3680  */
3681 boolean_t
3682 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3683 {
3684         pv_entry_t pv;
3685         pt_entry_t *pte;
3686         pmap_t pmap;
3687         boolean_t rv;
3688
3689         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3690             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
3691         rv = FALSE;
3692
3693         /*
3694          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be
3695          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
3696          * is clear, no PTEs can have PG_M set.
3697          */
3698         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
3699         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
3700             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3701                 return (rv);
3702         vm_page_lock_queues();
3703         sched_pin();
3704         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3705                 pmap = PV_PMAP(pv);
3706                 PMAP_LOCK(pmap);
3707                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3708                 rv = (*pte & PG_M) != 0;
3709                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3710                 if (rv)
3711                         break;
3712         }
3713         if (*PMAP1)
3714                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3715         sched_unpin();
3716         vm_page_unlock_queues();
3717         return (rv);
3718 }
3719
3720 /*
3721  *      pmap_is_prefaultable:
3722  *
3723  *      Return whether or not the specified virtual address is elgible
3724  *      for prefault.
3725  */
3726 static boolean_t
3727 pmap_is_prefaultable_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3728 {
3729         pt_entry_t *pte;
3730         boolean_t rv = FALSE;
3731
3732         return (rv);
3733         
3734         if (pmap_is_current(pmap) && *pmap_pde(pmap, addr)) {
3735                 pte = vtopte(addr);
3736                 rv = (*pte == 0);
3737         }
3738         return (rv);
3739 }
3740
3741 boolean_t
3742 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3743 {
3744         boolean_t rv;
3745         
3746         PMAP_LOCK(pmap);
3747         rv = pmap_is_prefaultable_locked(pmap, addr);
3748         PMAP_UNLOCK(pmap);
3749         return (rv);
3750 }
3751
3752 boolean_t
3753 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
3754 {
3755         pv_entry_t pv;
3756         pt_entry_t *pte;
3757         pmap_t pmap;
3758         boolean_t rv;
3759
3760         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3761             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
3762         rv = FALSE;
3763         vm_page_lock_queues();
3764         sched_pin();
3765         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3766                 pmap = PV_PMAP(pv);
3767                 PMAP_LOCK(pmap);
3768                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3769                 rv = (*pte & (PG_A | PG_V)) == (PG_A | PG_V);
3770                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3771                 if (rv)
3772                         break;
3773         }
3774         if (*PMAP1)
3775                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3776         sched_unpin();
3777         vm_page_unlock_queues();
3778         return (rv);
3779 }
3780
3781 void
3782 pmap_map_readonly(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int len)
3783 {
3784         int i, npages = round_page(len) >> PAGE_SHIFT;
3785         for (i = 0; i < npages; i++) {
3786                 pt_entry_t *pte;
3787                 pte = pmap_pte(pmap, (vm_offset_t)(va + i*PAGE_SIZE));
3788                 vm_page_lock_queues();
3789                 pte_store(pte, xpmap_mtop(*pte & ~(PG_RW|PG_M)));
3790                 vm_page_unlock_queues();
3791                 PMAP_MARK_PRIV(xpmap_mtop(*pte));
3792                 pmap_pte_release(pte);
3793         }
3794 }
3795
3796 void
3797 pmap_map_readwrite(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int len)
3798 {
3799         int i, npages = round_page(len) >> PAGE_SHIFT;
3800         for (i = 0; i < npages; i++) {
3801                 pt_entry_t *pte;
3802                 pte = pmap_pte(pmap, (vm_offset_t)(va + i*PAGE_SIZE));
3803                 PMAP_MARK_UNPRIV(xpmap_mtop(*pte));
3804                 vm_page_lock_queues();
3805                 pte_store(pte, xpmap_mtop(*pte) | (PG_RW|PG_M));
3806                 vm_page_unlock_queues();
3807                 pmap_pte_release(pte);
3808         }
3809 }
3810
3811 /*
3812  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
3813  */
3814 void
3815 pmap_remove_write(vm_page_t m)
3816 {
3817         pv_entry_t pv;
3818         pmap_t pmap;
3819         pt_entry_t oldpte, *pte;
3820
3821         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3822             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
3823
3824         /*
3825          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be set by
3826          * another thread while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
3827          * is clear, no page table entries need updating.
3828          */
3829         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
3830         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
3831             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3832                 return;
3833         vm_page_lock_queues();
3834         sched_pin();
3835         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3836                 pmap = PV_PMAP(pv);
3837                 PMAP_LOCK(pmap);
3838                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3839 retry:
3840                 oldpte = *pte;
3841                 if ((oldpte & PG_RW) != 0) {
3842                         vm_paddr_t newpte = oldpte & ~(PG_RW | PG_M);
3843                         
3844                         /*
3845                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits
3846                          * in size, PG_RW and PG_M are among the least
3847                          * significant 32 bits.
3848                          */
3849                         PT_SET_VA_MA(pte, newpte, TRUE);
3850                         if (*pte != newpte)
3851                                 goto retry;
3852                         
3853                         if ((oldpte & PG_M) != 0)
3854                                 vm_page_dirty(m);
3855                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3856                 }
3857                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3858         }
3859         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3860         PT_UPDATES_FLUSH();
3861         if (*PMAP1)
3862                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3863         sched_unpin();
3864         vm_page_unlock_queues();
3865 }
3866
3867 /*
3868  *      pmap_ts_referenced:
3869  *
3870  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3871  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3872  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3873  *      reference bits set.
3874  *
3875  *      XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3876  *      should be tested and standardized at some point in the future for
3877  *      optimal aging of shared pages.
3878  */
3879 int
3880 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3881 {
3882         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3883         pmap_t pmap;
3884         pt_entry_t *pte;
3885         int rtval = 0;
3886
3887         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3888             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
3889         vm_page_lock_queues();
3890         sched_pin();
3891         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3892                 pvf = pv;
3893                 do {
3894                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3895                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3896                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3897                         pmap = PV_PMAP(pv);
3898                         PMAP_LOCK(pmap);
3899                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3900                         if ((*pte & PG_A) != 0) {
3901                                 PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~PG_A, FALSE);
3902                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3903                                 rtval++;
3904                                 if (rtval > 4)
3905                                         pvn = NULL;
3906                         }
3907                         PMAP_UNLOCK(pmap);
3908                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3909         }
3910         PT_UPDATES_FLUSH();
3911         if (*PMAP1)
3912                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3913         sched_unpin();
3914         vm_page_unlock_queues();
3915         return (rtval);
3916 }
3917
3918 /*
3919  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3920  */
3921 void
3922 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3923 {
3924         pv_entry_t pv;
3925         pmap_t pmap;
3926         pt_entry_t *pte;
3927
3928         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3929             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
3930         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
3931         KASSERT((m->oflags & VPO_BUSY) == 0,
3932             ("pmap_clear_modify: page %p is busy", m));
3933
3934         /*
3935          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PG_M set.
3936          * If the object containing the page is locked and the page is not
3937          * VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
3938          */
3939         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3940                 return;
3941         vm_page_lock_queues();
3942         sched_pin();
3943         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3944                 pmap = PV_PMAP(pv);
3945                 PMAP_LOCK(pmap);
3946                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3947                 if ((*pte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW)) {
3948                         /*
3949                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits
3950                          * in size, PG_M is among the least significant
3951                          * 32 bits. 
3952                          */
3953                         PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~PG_M, FALSE);
3954                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3955                 }
3956                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3957         }
3958         sched_unpin();
3959         vm_page_unlock_queues();
3960 }
3961
3962 /*
3963  *      pmap_clear_reference:
3964  *
3965  *      Clear the reference bit on the specified physical page.
3966  */
3967 void
3968 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3969 {
3970         pv_entry_t pv;
3971         pmap_t pmap;
3972         pt_entry_t *pte;
3973
3974         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3975             ("pmap_clear_reference: page %p is not managed", m));
3976         vm_page_lock_queues();
3977         sched_pin();
3978         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3979                 pmap = PV_PMAP(pv);
3980                 PMAP_LOCK(pmap);
3981                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3982                 if ((*pte & PG_A) != 0) {
3983                         /*
3984                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits
3985                          * in size, PG_A is among the least significant
3986                          * 32 bits. 
3987                          */
3988                         PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~PG_A, FALSE);
3989                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3990                 }
3991                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3992         }
3993         sched_unpin();
3994         vm_page_unlock_queues();
3995 }
3996
3997 /*
3998  * Miscellaneous support routines follow
3999  */
4000
4001 /*
4002  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
4003  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
4004  * routine is intended to be used for mapping device memory,
4005  * NOT real memory.
4006  */
4007 void *
4008 pmap_mapdev_attr(vm_paddr_t pa, vm_size_t size, int mode)
4009 {
4010         vm_offset_t va, offset;
4011         vm_size_t tmpsize;
4012
4013         offset = pa & PAGE_MASK;
4014         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
4015         pa = pa & PG_FRAME;
4016
4017         if (pa < KERNLOAD && pa + size <= KERNLOAD)
4018                 va = KERNBASE + pa;
4019         else
4020                 va = kmem_alloc_nofault(kernel_map, size);
4021         if (!va)
4022                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
4023
4024         for (tmpsize = 0; tmpsize < size; tmpsize += PAGE_SIZE)
4025                 pmap_kenter_attr(va + tmpsize, pa + tmpsize, mode);
4026         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, va, va + tmpsize);
4027         pmap_invalidate_cache_range(va, va + size);
4028         return ((void *)(va + offset));
4029 }
4030
4031 void *
4032 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
4033 {
4034
4035         return (pmap_mapdev_attr(pa, size, PAT_UNCACHEABLE));
4036 }
4037
4038 void *
4039 pmap_mapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
4040 {
4041
4042         return (pmap_mapdev_attr(pa, size, PAT_WRITE_BACK));
4043 }
4044
4045 void
4046 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
4047 {
4048         vm_offset_t base, offset;
4049
4050         if (va >= KERNBASE && va + size <= KERNBASE + KERNLOAD)
4051                 return;
4052         base = trunc_page(va);
4053         offset = va & PAGE_MASK;
4054         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
4055         kmem_free(kernel_map, base, size);
4056 }
4057
4058 /*
4059  * Sets the memory attribute for the specified page.
4060  */
4061 void
4062 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
4063 {
4064
4065         m->md.pat_mode = ma;
4066         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
4067                 return;
4068
4069         /*
4070          * If "m" is a normal page, flush it from the cache.
4071          * See pmap_invalidate_cache_range().
4072          *
4073          * First, try to find an existing mapping of the page by sf
4074          * buffer. sf_buf_invalidate_cache() modifies mapping and
4075          * flushes the cache.
4076          */    
4077         if (sf_buf_invalidate_cache(m))
4078                 return;
4079
4080         /*
4081          * If page is not mapped by sf buffer, but CPU does not
4082          * support self snoop, map the page transient and do
4083          * invalidation. In the worst case, whole cache is flushed by
4084          * pmap_invalidate_cache_range().
4085          */
4086         if ((cpu_feature & CPUID_SS) == 0)
4087                 pmap_flush_page(m);
4088 }
4089
4090 static void
4091 pmap_flush_page(vm_page_t m)
4092 {
4093         struct sysmaps *sysmaps;
4094         vm_offset_t sva, eva;
4095
4096         if ((cpu_feature & CPUID_CLFSH) != 0) {
4097                 sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
4098                 mtx_lock(&sysmaps->lock);
4099                 if (*sysmaps->CMAP2)
4100                         panic("pmap_flush_page: CMAP2 busy");
4101                 sched_pin();
4102                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW |
4103                     VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M |
4104                     pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0));
4105                 invlcaddr(sysmaps->CADDR2);
4106                 sva = (vm_offset_t)sysmaps->CADDR2;
4107                 eva = sva + PAGE_SIZE;
4108
4109                 /*
4110                  * Use mfence despite the ordering implied by
4111                  * mtx_{un,}lock() because clflush is not guaranteed
4112                  * to be ordered by any other instruction.
4113                  */
4114                 mfence();
4115                 for (; sva < eva; sva += cpu_clflush_line_size)
4116                         clflush(sva);
4117                 mfence();
4118                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
4119                 sched_unpin();
4120                 mtx_unlock(&sysmaps->lock);
4121         } else
4122                 pmap_invalidate_cache();
4123 }
4124
4125 /*
4126  * Changes the specified virtual address range's memory type to that given by
4127  * the parameter "mode".  The specified virtual address range must be
4128  * completely contained within either the kernel map.
4129  *
4130  * Returns zero if the change completed successfully, and either EINVAL or
4131  * ENOMEM if the change failed.  Specifically, EINVAL is returned if some part
4132  * of the virtual address range was not mapped, and ENOMEM is returned if
4133  * there was insufficient memory available to complete the change.
4134  */
4135 int
4136 pmap_change_attr(vm_offset_t va, vm_size_t size, int mode)
4137 {
4138         vm_offset_t base, offset, tmpva;
4139         pt_entry_t *pte;
4140         u_int opte, npte;
4141         pd_entry_t *pde;
4142         boolean_t changed;
4143
4144         base = trunc_page(va);
4145         offset = va & PAGE_MASK;
4146         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
4147
4148         /* Only supported on kernel virtual addresses. */
4149         if (base <= VM_MAXUSER_ADDRESS)
4150                 return (EINVAL);
4151
4152         /* 4MB pages and pages that aren't mapped aren't supported. */
4153         for (tmpva = base; tmpva < (base + size); tmpva += PAGE_SIZE) {
4154                 pde = pmap_pde(kernel_pmap, tmpva);
4155                 if (*pde & PG_PS)
4156                         return (EINVAL);
4157                 if ((*pde & PG_V) == 0)
4158                         return (EINVAL);
4159                 pte = vtopte(va);
4160                 if ((*pte & PG_V) == 0)
4161                         return (EINVAL);
4162         }
4163
4164         changed = FALSE;
4165
4166         /*
4167          * Ok, all the pages exist and are 4k, so run through them updating
4168          * their cache mode.
4169          */
4170         for (tmpva = base; size > 0; ) {
4171                 pte = vtopte(tmpva);
4172
4173                 /*
4174                  * The cache mode bits are all in the low 32-bits of the
4175                  * PTE, so we can just spin on updating the low 32-bits.
4176                  */
4177                 do {
4178                         opte = *(u_int *)pte;
4179                         npte = opte & ~(PG_PTE_PAT | PG_NC_PCD | PG_NC_PWT);
4180                         npte |= pmap_cache_bits(mode, 0);
4181                         PT_SET_VA_MA(pte, npte, TRUE);
4182                 } while (npte != opte && (*pte != npte));
4183                 if (npte != opte)
4184                         changed = TRUE;
4185                 tmpva += PAGE_SIZE;
4186                 size -= PAGE_SIZE;
4187         }
4188
4189         /*
4190          * Flush CPU caches to make sure any data isn't cached that
4191          * shouldn't be, etc.
4192          */
4193         if (changed) {
4194                 pmap_invalidate_range(kernel_pmap, base, tmpva);
4195                 pmap_invalidate_cache_range(base, tmpva);
4196         }
4197         return (0);
4198 }
4199
4200 /*
4201  * perform the pmap work for mincore
4202  */
4203 int
4204 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
4205 {
4206         pt_entry_t *ptep, pte;
4207         vm_paddr_t pa;
4208         int val;
4209
4210         PMAP_LOCK(pmap);
4211 retry:
4212         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
4213         pte = (ptep != NULL) ? PT_GET(ptep) : 0;
4214         pmap_pte_release(ptep);
4215         val = 0;
4216         if ((pte & PG_V) != 0) {
4217                 val |= MINCORE_INCORE;
4218                 if ((pte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
4219                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
4220                 if ((pte & PG_A) != 0)
4221                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
4222         }
4223         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
4224             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) &&
4225             (pte & (PG_MANAGED | PG_V)) == (PG_MANAGED | PG_V)) {
4226                 pa = pte & PG_FRAME;
4227                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
4228                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
4229                         goto retry;
4230         } else
4231                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
4232         PMAP_UNLOCK(pmap);
4233         return (val);
4234 }
4235
4236 void
4237 pmap_activate(struct thread *td)
4238 {
4239         pmap_t  pmap, oldpmap;
4240         u_int   cpuid;
4241         u_int32_t  cr3;
4242
4243         critical_enter();
4244         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
4245         oldpmap = PCPU_GET(curpmap);
4246         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
4247 #if defined(SMP)
4248         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &oldpmap->pm_active);
4249         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
4250 #else
4251         CPU_CLR(cpuid, &oldpmap->pm_active);
4252         CPU_SET(cpuid, &pmap->pm_active);
4253 #endif
4254 #ifdef PAE
4255         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdpt);
4256 #else
4257         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
4258 #endif
4259         /*
4260          * pmap_activate is for the current thread on the current cpu
4261          */
4262         td->td_pcb->pcb_cr3 = cr3;
4263         PT_UPDATES_FLUSH();
4264         load_cr3(cr3);
4265         PCPU_SET(curpmap, pmap);
4266         critical_exit();
4267 }
4268
4269 void
4270 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
4271 {
4272 }
4273
4274 /*
4275  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
4276  *      different alignment might result in more superpage mappings.
4277  */
4278 void
4279 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
4280     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
4281 {
4282         vm_offset_t superpage_offset;
4283
4284         if (size < NBPDR)
4285                 return;
4286         if (object != NULL && (object->flags & OBJ_COLORED) != 0)
4287                 offset += ptoa(object->pg_color);
4288         superpage_offset = offset & PDRMASK;
4289         if (size - ((NBPDR - superpage_offset) & PDRMASK) < NBPDR ||
4290             (*addr & PDRMASK) == superpage_offset)
4291                 return;
4292         if ((*addr & PDRMASK) < superpage_offset)
4293                 *addr = (*addr & ~PDRMASK) + superpage_offset;
4294         else
4295                 *addr = ((*addr + PDRMASK) & ~PDRMASK) + superpage_offset;
4296 }
4297
4298 void
4299 pmap_suspend()
4300 {
4301         pmap_t pmap;
4302         int i, pdir, offset;
4303         vm_paddr_t pdirma;
4304         mmu_update_t mu[4];
4305
4306         /*
4307          * We need to remove the recursive mapping structure from all
4308          * our pmaps so that Xen doesn't get confused when it restores
4309          * the page tables. The recursive map lives at page directory
4310          * index PTDPTDI. We assume that the suspend code has stopped
4311          * the other vcpus (if any).
4312          */
4313         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
4314                 for (i = 0; i < 4; i++) {
4315                         /*
4316                          * Figure out which page directory (L2) page
4317                          * contains this bit of the recursive map and
4318                          * the offset within that page of the map
4319                          * entry
4320                          */
4321                         pdir = (PTDPTDI + i) / NPDEPG;
4322                         offset = (PTDPTDI + i) % NPDEPG;
4323                         pdirma = pmap->pm_pdpt[pdir] & PG_FRAME;
4324                         mu[i].ptr = pdirma + offset * sizeof(pd_entry_t);
4325                         mu[i].val = 0;
4326                 }
4327                 HYPERVISOR_mmu_update(mu, 4, NULL, DOMID_SELF);
4328         }
4329 }
4330
4331 void
4332 pmap_resume()
4333 {
4334         pmap_t pmap;
4335         int i, pdir, offset;
4336         vm_paddr_t pdirma;
4337         mmu_update_t mu[4];
4338
4339         /*
4340          * Restore the recursive map that we removed on suspend.
4341          */
4342         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
4343                 for (i = 0; i < 4; i++) {
4344                         /*
4345                          * Figure out which page directory (L2) page
4346                          * contains this bit of the recursive map and
4347                          * the offset within that page of the map
4348                          * entry
4349                          */
4350                         pdir = (PTDPTDI + i) / NPDEPG;
4351                         offset = (PTDPTDI + i) % NPDEPG;
4352                         pdirma = pmap->pm_pdpt[pdir] & PG_FRAME;
4353                         mu[i].ptr = pdirma + offset * sizeof(pd_entry_t);
4354                         mu[i].val = (pmap->pm_pdpt[i] & PG_FRAME) | PG_V;
4355                 }
4356                 HYPERVISOR_mmu_update(mu, 4, NULL, DOMID_SELF);
4357         }
4358 }
4359
4360 #if defined(PMAP_DEBUG)
4361 pmap_pid_dump(int pid)
4362 {
4363         pmap_t pmap;
4364         struct proc *p;
4365         int npte = 0;
4366         int index;
4367
4368         sx_slock(&allproc_lock);
4369         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
4370                 if (p->p_pid != pid)
4371                         continue;
4372
4373                 if (p->p_vmspace) {
4374                         int i,j;
4375                         index = 0;
4376                         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
4377                         for (i = 0; i < NPDEPTD; i++) {
4378                                 pd_entry_t *pde;
4379                                 pt_entry_t *pte;
4380                                 vm_offset_t base = i << PDRSHIFT;
4381                                 
4382                                 pde = &pmap->pm_pdir[i];
4383                                 if (pde && pmap_pde_v(pde)) {
4384                                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
4385                                                 vm_offset_t va = base + (j << PAGE_SHIFT);
4386                                                 if (va >= (vm_offset_t) VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
4387                                                         if (index) {
4388                                                                 index = 0;
4389                                                                 printf("\n");
4390                                                         }
4391                                                         sx_sunlock(&allproc_lock);
4392                                                         return (npte);
4393                                                 }
4394                                                 pte = pmap_pte(pmap, va);
4395                                                 if (pte && pmap_pte_v(pte)) {
4396                                                         pt_entry_t pa;
4397                                                         vm_page_t m;
4398                                                         pa = PT_GET(pte);
4399                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa & PG_FRAME);
4400                                                         printf("va: 0x%x, pt: 0x%x, h: %d, w: %d, f: 0x%x",
4401                                                                 va, pa, m->hold_count, m->wire_count, m->flags);
4402                                                         npte++;
4403                                                         index++;
4404                                                         if (index >= 2) {
4405                                                                 index = 0;
4406                                                                 printf("\n");
4407                                                         } else {
4408                                                                 printf(" ");
4409                                                         }
4410                                                 }
4411                                         }
4412                                 }
4413                         }
4414                 }
4415         }
4416         sx_sunlock(&allproc_lock);
4417         return (npte);
4418 }
4419 #endif
4420
4421 #if defined(DEBUG)
4422
4423 static void     pads(pmap_t pm);
4424 void            pmap_pvdump(vm_paddr_t pa);
4425
4426 /* print address space of pmap*/
4427 static void
4428 pads(pmap_t pm)
4429 {
4430         int i, j;
4431         vm_paddr_t va;
4432         pt_entry_t *ptep;
4433
4434         if (pm == kernel_pmap)
4435                 return;
4436         for (i = 0; i < NPDEPTD; i++)
4437                 if (pm->pm_pdir[i])
4438                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
4439                                 va = (i << PDRSHIFT) + (j << PAGE_SHIFT);
4440                                 if (pm == kernel_pmap && va < KERNBASE)
4441                                         continue;
4442                                 if (pm != kernel_pmap && va > UPT_MAX_ADDRESS)
4443                                         continue;
4444                                 ptep = pmap_pte(pm, va);
4445                                 if (pmap_pte_v(ptep))
4446                                         printf("%x:%x ", va, *ptep);
4447                         };
4448
4449 }
4450
4451 void
4452 pmap_pvdump(vm_paddr_t pa)
4453 {
4454         pv_entry_t pv;
4455         pmap_t pmap;
4456         vm_page_t m;
4457
4458         printf("pa %x", pa);
4459         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
4460         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
4461                 pmap = PV_PMAP(pv);
4462                 printf(" -> pmap %p, va %x", (void *)pmap, pv->pv_va);
4463                 pads(pmap);
4464         }
4465         printf(" ");
4466 }
4467 #endif