]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/i386/xen/pmap.c
Fix a leak of the wired pages when unwiring of the PROT_NONE-mapped
[FreeBSD/stable/10.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  *      Since the information managed by this module is
84  *      also stored by the logical address mapping module,
85  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
86  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
87  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
88  *      requested.
89  *
90  *      In order to cope with hardware architectures which
91  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
92  *      this module may delay invalidate or reduced protection
93  *      operations until such time as they are actually
94  *      necessary.  This module is given full information as
95  *      to which processors are currently using which maps,
96  *      and to when physical maps must be made correct.
97  */
98
99 #include "opt_cpu.h"
100 #include "opt_pmap.h"
101 #include "opt_smp.h"
102 #include "opt_xbox.h"
103
104 #include <sys/param.h>
105 #include <sys/systm.h>
106 #include <sys/kernel.h>
107 #include <sys/ktr.h>
108 #include <sys/lock.h>
109 #include <sys/malloc.h>
110 #include <sys/mman.h>
111 #include <sys/msgbuf.h>
112 #include <sys/mutex.h>
113 #include <sys/proc.h>
114 #include <sys/rwlock.h>
115 #include <sys/sf_buf.h>
116 #include <sys/sx.h>
117 #include <sys/vmmeter.h>
118 #include <sys/sched.h>
119 #include <sys/sysctl.h>
120 #ifdef SMP
121 #include <sys/smp.h>
122 #else
123 #include <sys/cpuset.h>
124 #endif
125
126 #include <vm/vm.h>
127 #include <vm/vm_param.h>
128 #include <vm/vm_kern.h>
129 #include <vm/vm_page.h>
130 #include <vm/vm_map.h>
131 #include <vm/vm_object.h>
132 #include <vm/vm_extern.h>
133 #include <vm/vm_pageout.h>
134 #include <vm/vm_pager.h>
135 #include <vm/uma.h>
136
137 #include <machine/cpu.h>
138 #include <machine/cputypes.h>
139 #include <machine/md_var.h>
140 #include <machine/pcb.h>
141 #include <machine/specialreg.h>
142 #ifdef SMP
143 #include <machine/smp.h>
144 #endif
145
146 #ifdef XBOX
147 #include <machine/xbox.h>
148 #endif
149
150 #include <xen/interface/xen.h>
151 #include <xen/hypervisor.h>
152 #include <machine/xen/hypercall.h>
153 #include <machine/xen/xenvar.h>
154 #include <machine/xen/xenfunc.h>
155
156 #if !defined(CPU_DISABLE_SSE) && defined(I686_CPU)
157 #define CPU_ENABLE_SSE
158 #endif
159
160 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
161 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
162 #endif
163
164 #define DIAGNOSTIC
165
166 #if !defined(DIAGNOSTIC)
167 #ifdef __GNUC_GNU_INLINE__
168 #define PMAP_INLINE     __attribute__((__gnu_inline__)) inline
169 #else
170 #define PMAP_INLINE     extern inline
171 #endif
172 #else
173 #define PMAP_INLINE
174 #endif
175
176 #ifdef PV_STATS
177 #define PV_STAT(x)      do { x ; } while (0)
178 #else
179 #define PV_STAT(x)      do { } while (0)
180 #endif
181
182 /*
183  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
184  */
185 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
186 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
187
188 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
189 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
190 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
191 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
192 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
193
194 #define pmap_pte_set_prot(pte, v) ((*(int *)pte &= ~PG_PROT), (*(int *)pte |= (v)))
195
196 #define HAMFISTED_LOCKING
197 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
198 static struct mtx createdelete_lock;
199 #endif
200
201 struct pmap kernel_pmap_store;
202 LIST_HEAD(pmaplist, pmap);
203 static struct pmaplist allpmaps;
204 static struct mtx allpmaps_lock;
205
206 vm_offset_t virtual_avail;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
207 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
208 int pgeflag = 0;                /* PG_G or-in */
209 int pseflag = 0;                /* PG_PS or-in */
210
211 int nkpt;
212 vm_offset_t kernel_vm_end;
213 extern u_int32_t KERNend;
214
215 #ifdef PAE
216 pt_entry_t pg_nx;
217 #endif
218
219 static SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, pmap, CTLFLAG_RD, 0, "VM/pmap parameters");
220
221 static int pat_works;                   /* Is page attribute table sane? */
222
223 /*
224  * This lock is defined as static in other pmap implementations.  It cannot,
225  * however, be defined as static here, because it is (ab)used to serialize
226  * queued page table changes in other sources files.
227  */
228 struct rwlock pvh_global_lock;
229
230 /*
231  * Data for the pv entry allocation mechanism
232  */
233 static TAILQ_HEAD(pch, pv_chunk) pv_chunks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pv_chunks);
234 static int pv_entry_count = 0, pv_entry_max = 0, pv_entry_high_water = 0;
235 static int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
236
237 struct pv_chunk *pv_chunkbase;          /* KVA block for pv_chunks */
238 int pv_maxchunks;                       /* How many chunks we have KVA for */
239 vm_offset_t pv_vafree;                  /* freelist stored in the PTE */
240
241 /*
242  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
243  */
244 struct sysmaps {
245         struct  mtx lock;
246         pt_entry_t *CMAP1;
247         pt_entry_t *CMAP2;
248         caddr_t CADDR1;
249         caddr_t CADDR2;
250 };
251 static struct sysmaps sysmaps_pcpu[MAXCPU];
252 pt_entry_t *CMAP3;
253 caddr_t ptvmmap = 0;
254 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, u_int flags);
302
303 static vm_page_t _pmap_allocpte(pmap_t pmap, u_int ptepindex, u_int flags);
304 static void _pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free);
305 static pt_entry_t *pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
306 static void pmap_pte_release(pt_entry_t *pte);
307 static int pmap_unuse_pt(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t *);
308 static boolean_t pmap_is_prefaultable_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t addr);
309
310 static __inline void pagezero(void *page);
311
312 CTASSERT(1 << PDESHIFT == sizeof(pd_entry_t));
313 CTASSERT(1 << PTESHIFT == sizeof(pt_entry_t));
314
315 /*
316  * If you get an error here, then you set KVA_PAGES wrong! See the
317  * description of KVA_PAGES in sys/i386/include/pmap.h. It must be
318  * multiple of 4 for a normal kernel, or a multiple of 8 for a PAE.
319  */
320 CTASSERT(KERNBASE % (1 << 24) == 0);
321
322 void 
323 pd_set(struct pmap *pmap, int ptepindex, vm_paddr_t val, int type)
324 {
325         vm_paddr_t pdir_ma = vtomach(&pmap->pm_pdir[ptepindex]);
326         
327         switch (type) {
328         case SH_PD_SET_VA:
329 #if 0           
330                 xen_queue_pt_update(shadow_pdir_ma,
331                                     xpmap_ptom(val & ~(PG_RW)));
332 #endif          
333                 xen_queue_pt_update(pdir_ma,
334                                     xpmap_ptom(val));   
335                 break;
336         case SH_PD_SET_VA_MA:
337 #if 0           
338                 xen_queue_pt_update(shadow_pdir_ma,
339                                     val & ~(PG_RW));
340 #endif          
341                 xen_queue_pt_update(pdir_ma, val);      
342                 break;
343         case SH_PD_SET_VA_CLEAR:
344 #if 0
345                 xen_queue_pt_update(shadow_pdir_ma, 0);
346 #endif          
347                 xen_queue_pt_update(pdir_ma, 0);        
348                 break;
349         }
350 }
351
352 /*
353  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
354  *
355  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
356  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
357  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
358  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
359  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
360  *      (physical) address starting relative to 0]
361  */
362 void
363 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr)
364 {
365         vm_offset_t va;
366         pt_entry_t *pte, *unused;
367         struct sysmaps *sysmaps;
368         int i;
369
370         /*
371          * Initialize the first available kernel virtual address.  However,
372          * using "firstaddr" may waste a few pages of the kernel virtual
373          * address space, because locore may not have mapped every physical
374          * page that it allocated.  Preferably, locore would provide a first
375          * unused virtual address in addition to "firstaddr".
376          */
377         virtual_avail = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
378
379         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
380
381         /*
382          * Initialize the kernel pmap (which is statically allocated).
383          */
384         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
385         kernel_pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *) (KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
386 #ifdef PAE
387         kernel_pmap->pm_pdpt = (pdpt_entry_t *) (KERNBASE + (u_int)IdlePDPT);
388 #endif
389         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);      /* don't allow deactivation */
390         TAILQ_INIT(&kernel_pmap->pm_pvchunk);
391
392         /*
393          * Initialize the global pv list lock.
394          */
395         rw_init_flags(&pvh_global_lock, "pmap pv global", RW_RECURSE);
396
397         LIST_INIT(&allpmaps);
398         mtx_init(&allpmaps_lock, "allpmaps", NULL, MTX_SPIN);
399         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
400         LIST_INSERT_HEAD(&allpmaps, kernel_pmap, pm_list);
401         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
402         if (nkpt == 0)
403                 nkpt = NKPT;
404
405         /*
406          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
407          * mapping of pages.
408          */
409 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
410         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
411
412         va = virtual_avail;
413         pte = vtopte(va);
414
415         /*
416          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
417          * CMAP3 is used for the idle process page zeroing.
418          */
419         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
420                 sysmaps = &sysmaps_pcpu[i];
421                 mtx_init(&sysmaps->lock, "SYSMAPS", NULL, MTX_DEF);
422                 SYSMAP(caddr_t, sysmaps->CMAP1, sysmaps->CADDR1, 1)
423                 SYSMAP(caddr_t, sysmaps->CMAP2, sysmaps->CADDR2, 1)
424                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, 0);
425                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
426         }
427         SYSMAP(caddr_t, CMAP3, CADDR3, 1)
428         PT_SET_MA(CADDR3, 0);
429
430         /*
431          * Crashdump maps.
432          */
433         SYSMAP(caddr_t, unused, crashdumpmap, MAXDUMPPGS)
434
435         /*
436          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via /dev/mem.
437          */
438         SYSMAP(caddr_t, unused, ptvmmap, 1)
439
440         /*
441          * msgbufp is used to map the system message buffer.
442          */
443         SYSMAP(struct msgbuf *, unused, msgbufp, atop(round_page(msgbufsize)))
444
445         /*
446          * PADDR1 and PADDR2 are used by pmap_pte_quick() and pmap_pte(),
447          * respectively.
448          */
449         SYSMAP(pt_entry_t *, PMAP1, PADDR1, 1)
450         SYSMAP(pt_entry_t *, PMAP2, PADDR2, 1)
451
452         mtx_init(&PMAP2mutex, "PMAP2", NULL, MTX_DEF);
453
454         virtual_avail = va;
455
456         /*
457          * Leave in place an identity mapping (virt == phys) for the low 1 MB
458          * physical memory region that is used by the ACPI wakeup code.  This
459          * mapping must not have PG_G set. 
460          */
461 #ifndef XEN
462         /*
463          * leave here deliberately to show that this is not supported
464          */
465 #ifdef XBOX
466         /* FIXME: This is gross, but needed for the XBOX. Since we are in such
467          * an early stadium, we cannot yet neatly map video memory ... :-(
468          * Better fixes are very welcome! */
469         if (!arch_i386_is_xbox)
470 #endif
471         for (i = 1; i < NKPT; i++)
472                 PTD[i] = 0;
473
474         /* Initialize the PAT MSR if present. */
475         pmap_init_pat();
476
477         /* Turn on PG_G on kernel page(s) */
478         pmap_set_pg();
479 #endif
480
481 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
482         mtx_init(&createdelete_lock, "pmap create/delete", NULL, MTX_DEF);
483 #endif
484 }
485
486 /*
487  * Setup the PAT MSR.
488  */
489 void
490 pmap_init_pat(void)
491 {
492         uint64_t pat_msr;
493
494         /* Bail if this CPU doesn't implement PAT. */
495         if (!(cpu_feature & CPUID_PAT))
496                 return;
497
498         if (cpu_vendor_id != CPU_VENDOR_INTEL ||
499             (CPUID_TO_FAMILY(cpu_id) == 6 && CPUID_TO_MODEL(cpu_id) >= 0xe)) {
500                 /*
501                  * Leave the indices 0-3 at the default of WB, WT, UC, and UC-.
502                  * Program 4 and 5 as WP and WC.
503                  * Leave 6 and 7 as UC and UC-.
504                  */
505                 pat_msr = rdmsr(MSR_PAT);
506                 pat_msr &= ~(PAT_MASK(4) | PAT_MASK(5));
507                 pat_msr |= PAT_VALUE(4, PAT_WRITE_PROTECTED) |
508                     PAT_VALUE(5, PAT_WRITE_COMBINING);
509                 pat_works = 1;
510         } else {
511                 /*
512                  * Due to some Intel errata, we can only safely use the lower 4
513                  * PAT entries.  Thus, just replace PAT Index 2 with WC instead
514                  * of UC-.
515                  *
516                  *   Intel Pentium III Processor Specification Update
517                  * Errata E.27 (Upper Four PAT Entries Not Usable With Mode B
518                  * or Mode C Paging)
519                  *
520                  *   Intel Pentium IV  Processor Specification Update
521                  * Errata N46 (PAT Index MSB May Be Calculated Incorrectly)
522                  */
523                 pat_msr = rdmsr(MSR_PAT);
524                 pat_msr &= ~PAT_MASK(2);
525                 pat_msr |= PAT_VALUE(2, PAT_WRITE_COMBINING);
526                 pat_works = 0;
527         }
528         wrmsr(MSR_PAT, pat_msr);
529 }
530
531 /*
532  * Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
533  */
534 void
535 pmap_page_init(vm_page_t m)
536 {
537
538         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
539         m->md.pat_mode = PAT_WRITE_BACK;
540 }
541
542 /*
543  * ABuse the pte nodes for unmapped kva to thread a kva freelist through.
544  * Requirements:
545  *  - Must deal with pages in order to ensure that none of the PG_* bits
546  *    are ever set, PG_V in particular.
547  *  - Assumes we can write to ptes without pte_store() atomic ops, even
548  *    on PAE systems.  This should be ok.
549  *  - Assumes nothing will ever test these addresses for 0 to indicate
550  *    no mapping instead of correctly checking PG_V.
551  *  - Assumes a vm_offset_t will fit in a pte (true for i386).
552  * Because PG_V is never set, there can be no mappings to invalidate.
553  */
554 static int ptelist_count = 0;
555 static vm_offset_t
556 pmap_ptelist_alloc(vm_offset_t *head)
557 {
558         vm_offset_t va;
559         vm_offset_t *phead = (vm_offset_t *)*head;
560         
561         if (ptelist_count == 0) {
562                 printf("out of memory!!!!!!\n");
563                 return (0);     /* Out of memory */
564         }
565         ptelist_count--;
566         va = phead[ptelist_count];
567         return (va);
568 }
569
570 static void
571 pmap_ptelist_free(vm_offset_t *head, vm_offset_t va)
572 {
573         vm_offset_t *phead = (vm_offset_t *)*head;
574
575         phead[ptelist_count++] = va;
576 }
577
578 static void
579 pmap_ptelist_init(vm_offset_t *head, void *base, int npages)
580 {
581         int i, nstackpages;
582         vm_offset_t va;
583         vm_page_t m;
584         
585         nstackpages = (npages + PAGE_SIZE/sizeof(vm_offset_t) - 1)/ (PAGE_SIZE/sizeof(vm_offset_t));
586         for (i = 0; i < nstackpages; i++) {
587                 va = (vm_offset_t)base + i * PAGE_SIZE;
588                 m = vm_page_alloc(NULL, i,
589                     VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
590                     VM_ALLOC_ZERO);
591                 pmap_qenter(va, &m, 1);
592         }
593
594         *head = (vm_offset_t)base;
595         for (i = npages - 1; i >= nstackpages; i--) {
596                 va = (vm_offset_t)base + i * PAGE_SIZE;
597                 pmap_ptelist_free(head, va);
598         }
599 }
600
601
602 /*
603  *      Initialize the pmap module.
604  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
605  *      system needs to map virtual memory.
606  */
607 void
608 pmap_init(void)
609 {
610
611         /*
612          * Initialize the address space (zone) for the pv entries.  Set a
613          * high water mark so that the system can recover from excessive
614          * numbers of pv entries.
615          */
616         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
617         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + cnt.v_page_count;
618         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
619         pv_entry_max = roundup(pv_entry_max, _NPCPV);
620         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
621
622         pv_maxchunks = MAX(pv_entry_max / _NPCPV, maxproc);
623         pv_chunkbase = (struct pv_chunk *)kva_alloc(PAGE_SIZE * pv_maxchunks);
624         if (pv_chunkbase == NULL)
625                 panic("pmap_init: not enough kvm for pv chunks");
626         pmap_ptelist_init(&pv_vafree, pv_chunkbase, pv_maxchunks);
627 }
628
629
630 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_max, CTLFLAG_RD, &pv_entry_max, 0,
631         "Max number of PV entries");
632 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, shpgperproc, CTLFLAG_RD, &shpgperproc, 0,
633         "Page share factor per proc");
634
635 static SYSCTL_NODE(_vm_pmap, OID_AUTO, pde, CTLFLAG_RD, 0,
636     "2/4MB page mapping counters");
637
638 static u_long pmap_pde_mappings;
639 SYSCTL_ULONG(_vm_pmap_pde, OID_AUTO, mappings, CTLFLAG_RD,
640     &pmap_pde_mappings, 0, "2/4MB page mappings");
641
642 /***************************************************
643  * Low level helper routines.....
644  ***************************************************/
645
646 /*
647  * Determine the appropriate bits to set in a PTE or PDE for a specified
648  * caching mode.
649  */
650 int
651 pmap_cache_bits(int mode, boolean_t is_pde)
652 {
653         int pat_flag, pat_index, cache_bits;
654
655         /* The PAT bit is different for PTE's and PDE's. */
656         pat_flag = is_pde ? PG_PDE_PAT : PG_PTE_PAT;
657
658         /* If we don't support PAT, map extended modes to older ones. */
659         if (!(cpu_feature & CPUID_PAT)) {
660                 switch (mode) {
661                 case PAT_UNCACHEABLE:
662                 case PAT_WRITE_THROUGH:
663                 case PAT_WRITE_BACK:
664                         break;
665                 case PAT_UNCACHED:
666                 case PAT_WRITE_COMBINING:
667                 case PAT_WRITE_PROTECTED:
668                         mode = PAT_UNCACHEABLE;
669                         break;
670                 }
671         }
672         
673         /* Map the caching mode to a PAT index. */
674         if (pat_works) {
675                 switch (mode) {
676                         case PAT_UNCACHEABLE:
677                                 pat_index = 3;
678                                 break;
679                         case PAT_WRITE_THROUGH:
680                                 pat_index = 1;
681                                 break;
682                         case PAT_WRITE_BACK:
683                                 pat_index = 0;
684                                 break;
685                         case PAT_UNCACHED:
686                                 pat_index = 2;
687                                 break;
688                         case PAT_WRITE_COMBINING:
689                                 pat_index = 5;
690                                 break;
691                         case PAT_WRITE_PROTECTED:
692                                 pat_index = 4;
693                                 break;
694                         default:
695                                 panic("Unknown caching mode %d\n", mode);
696                 }
697         } else {
698                 switch (mode) {
699                         case PAT_UNCACHED:
700                         case PAT_UNCACHEABLE:
701                         case PAT_WRITE_PROTECTED:
702                                 pat_index = 3;
703                                 break;
704                         case PAT_WRITE_THROUGH:
705                                 pat_index = 1;
706                                 break;
707                         case PAT_WRITE_BACK:
708                                 pat_index = 0;
709                                 break;
710                         case PAT_WRITE_COMBINING:
711                                 pat_index = 2;
712                                 break;
713                         default:
714                                 panic("Unknown caching mode %d\n", mode);
715                 }
716         }       
717
718         /* Map the 3-bit index value into the PAT, PCD, and PWT bits. */
719         cache_bits = 0;
720         if (pat_index & 0x4)
721                 cache_bits |= pat_flag;
722         if (pat_index & 0x2)
723                 cache_bits |= PG_NC_PCD;
724         if (pat_index & 0x1)
725                 cache_bits |= PG_NC_PWT;
726         return (cache_bits);
727 }
728 #ifdef SMP
729 /*
730  * For SMP, these functions have to use the IPI mechanism for coherence.
731  *
732  * N.B.: Before calling any of the following TLB invalidation functions,
733  * the calling processor must ensure that all stores updating a non-
734  * kernel page table are globally performed.  Otherwise, another
735  * processor could cache an old, pre-update entry without being
736  * invalidated.  This can happen one of two ways: (1) The pmap becomes
737  * active on another processor after its pm_active field is checked by
738  * one of the following functions but before a store updating the page
739  * table is globally performed. (2) The pmap becomes active on another
740  * processor before its pm_active field is checked but due to
741  * speculative loads one of the following functions stills reads the
742  * pmap as inactive on the other processor.
743  * 
744  * The kernel page table is exempt because its pm_active field is
745  * immutable.  The kernel page table is always active on every
746  * processor.
747  */
748 void
749 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
750 {
751         cpuset_t other_cpus;
752         u_int cpuid;
753
754         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p va=0x%x",
755             pmap, va);
756         
757         sched_pin();
758         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
759                 invlpg(va);
760                 smp_invlpg(va);
761         } else {
762                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
763                 other_cpus = all_cpus;
764                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
765                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
766                         invlpg(va);
767                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
768                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
769                         smp_masked_invlpg(other_cpus, va);
770         }
771         sched_unpin();
772         PT_UPDATES_FLUSH();
773 }
774
775 void
776 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
777 {
778         cpuset_t other_cpus;
779         vm_offset_t addr;
780         u_int cpuid;
781
782         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p eva=0x%x sva=0x%x",
783             pmap, sva, eva);
784
785         sched_pin();
786         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
787                 for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
788                         invlpg(addr);
789                 smp_invlpg_range(sva, eva);
790         } else {
791                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
792                 other_cpus = all_cpus;
793                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
794                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
795                         for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
796                                 invlpg(addr);
797                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
798                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
799                         smp_masked_invlpg_range(other_cpus, sva, eva);
800         }
801         sched_unpin();
802         PT_UPDATES_FLUSH();
803 }
804
805 void
806 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
807 {
808         cpuset_t other_cpus;
809         u_int cpuid;
810
811         CTR1(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p", pmap);
812
813         sched_pin();
814         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_CMP(&pmap->pm_active, &all_cpus)) {
815                 invltlb();
816                 smp_invltlb();
817         } else {
818                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
819                 other_cpus = all_cpus;
820                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
821                 if (CPU_ISSET(cpuid, &pmap->pm_active))
822                         invltlb();
823                 CPU_AND(&other_cpus, &pmap->pm_active);
824                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus))
825                         smp_masked_invltlb(other_cpus);
826         }
827         sched_unpin();
828 }
829
830 void
831 pmap_invalidate_cache(void)
832 {
833
834         sched_pin();
835         wbinvd();
836         smp_cache_flush();
837         sched_unpin();
838 }
839 #else /* !SMP */
840 /*
841  * Normal, non-SMP, 486+ invalidation functions.
842  * We inline these within pmap.c for speed.
843  */
844 PMAP_INLINE void
845 pmap_invalidate_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
846 {
847         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_page: pmap=%p va=0x%x",
848             pmap, va);
849
850         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
851                 invlpg(va);
852         PT_UPDATES_FLUSH();
853 }
854
855 PMAP_INLINE void
856 pmap_invalidate_range(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
857 {
858         vm_offset_t addr;
859
860         if (eva - sva > PAGE_SIZE)
861                 CTR3(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_range: pmap=%p sva=0x%x eva=0x%x",
862                     pmap, sva, eva);
863
864         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
865                 for (addr = sva; addr < eva; addr += PAGE_SIZE)
866                         invlpg(addr);
867         PT_UPDATES_FLUSH();
868 }
869
870 PMAP_INLINE void
871 pmap_invalidate_all(pmap_t pmap)
872 {
873
874         CTR1(KTR_PMAP, "pmap_invalidate_all: pmap=%p", pmap);
875         
876         if (pmap == kernel_pmap || !CPU_EMPTY(&pmap->pm_active))
877                 invltlb();
878 }
879
880 PMAP_INLINE void
881 pmap_invalidate_cache(void)
882 {
883
884         wbinvd();
885 }
886 #endif /* !SMP */
887
888 #define PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD  (2 * 1024 * 1024)
889
890 void
891 pmap_invalidate_cache_range(vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
892 {
893
894         KASSERT((sva & PAGE_MASK) == 0,
895             ("pmap_invalidate_cache_range: sva not page-aligned"));
896         KASSERT((eva & PAGE_MASK) == 0,
897             ("pmap_invalidate_cache_range: eva not page-aligned"));
898
899         if (cpu_feature & CPUID_SS)
900                 ; /* If "Self Snoop" is supported, do nothing. */
901         else if ((cpu_feature & CPUID_CLFSH) != 0 &&
902             eva - sva < PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD) {
903
904                 /*
905                  * Otherwise, do per-cache line flush.  Use the mfence
906                  * instruction to insure that previous stores are
907                  * included in the write-back.  The processor
908                  * propagates flush to other processors in the cache
909                  * coherence domain.
910                  */
911                 mfence();
912                 for (; sva < eva; sva += cpu_clflush_line_size)
913                         clflush(sva);
914                 mfence();
915         } else {
916
917                 /*
918                  * No targeted cache flush methods are supported by CPU,
919                  * or the supplied range is bigger than 2MB.
920                  * Globally invalidate cache.
921                  */
922                 pmap_invalidate_cache();
923         }
924 }
925
926 void
927 pmap_invalidate_cache_pages(vm_page_t *pages, int count)
928 {
929         int i;
930
931         if (count >= PMAP_CLFLUSH_THRESHOLD / PAGE_SIZE ||
932             (cpu_feature & CPUID_CLFSH) == 0) {
933                 pmap_invalidate_cache();
934         } else {
935                 for (i = 0; i < count; i++)
936                         pmap_flush_page(pages[i]);
937         }
938 }
939
940 /*
941  * Are we current address space or kernel?  N.B. We return FALSE when
942  * a pmap's page table is in use because a kernel thread is borrowing
943  * it.  The borrowed page table can change spontaneously, making any
944  * dependence on its continued use subject to a race condition.
945  */
946 static __inline int
947 pmap_is_current(pmap_t pmap)
948 {
949
950         return (pmap == kernel_pmap ||
951             (pmap == vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace) &&
952             (pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME) == (PTDpde[0] & PG_FRAME)));
953 }
954
955 /*
956  * If the given pmap is not the current or kernel pmap, the returned pte must
957  * be released by passing it to pmap_pte_release().
958  */
959 pt_entry_t *
960 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
961 {
962         pd_entry_t newpf;
963         pd_entry_t *pde;
964
965         pde = pmap_pde(pmap, va);
966         if (*pde & PG_PS)
967                 return (pde);
968         if (*pde != 0) {
969                 /* are we current address space or kernel? */
970                 if (pmap_is_current(pmap))
971                         return (vtopte(va));
972                 mtx_lock(&PMAP2mutex);
973                 newpf = *pde & PG_FRAME;
974                 if ((*PMAP2 & PG_FRAME) != newpf) {
975                         PT_SET_MA(PADDR2, newpf | PG_V | PG_A | PG_M);
976                         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_pte: pmap=%p va=0x%x newpte=0x%08x",
977                             pmap, va, (*PMAP2 & 0xffffffff));
978                 }
979                 return (PADDR2 + (i386_btop(va) & (NPTEPG - 1)));
980         }
981         return (NULL);
982 }
983
984 /*
985  * Releases a pte that was obtained from pmap_pte().  Be prepared for the pte
986  * being NULL.
987  */
988 static __inline void
989 pmap_pte_release(pt_entry_t *pte)
990 {
991
992         if ((pt_entry_t *)((vm_offset_t)pte & ~PAGE_MASK) == PADDR2) {
993                 CTR1(KTR_PMAP, "pmap_pte_release: pte=0x%jx",
994                     *PMAP2);
995                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
996                 PT_SET_VA(PMAP2, 0, TRUE);
997                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
998                 mtx_unlock(&PMAP2mutex);
999         }
1000 }
1001
1002 static __inline void
1003 invlcaddr(void *caddr)
1004 {
1005
1006         invlpg((u_int)caddr);
1007         PT_UPDATES_FLUSH();
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning
1012  * the pv lists.  This eliminates many coarse-grained
1013  * invltlb calls.  Note that many of the pv list
1014  * scans are across different pmaps.  It is very wasteful
1015  * to do an entire invltlb for checking a single mapping.
1016  *
1017  * If the given pmap is not the current pmap, pvh_global_lock
1018  * must be held and curthread pinned to a CPU.
1019  */
1020 static pt_entry_t *
1021 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1022 {
1023         pd_entry_t newpf;
1024         pd_entry_t *pde;
1025
1026         pde = pmap_pde(pmap, va);
1027         if (*pde & PG_PS)
1028                 return (pde);
1029         if (*pde != 0) {
1030                 /* are we current address space or kernel? */
1031                 if (pmap_is_current(pmap))
1032                         return (vtopte(va));
1033                 rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
1034                 KASSERT(curthread->td_pinned > 0, ("curthread not pinned"));
1035                 newpf = *pde & PG_FRAME;
1036                 if ((*PMAP1 & PG_FRAME) != newpf) {
1037                         PT_SET_MA(PADDR1, newpf | PG_V | PG_A | PG_M);
1038                         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_pte_quick: pmap=%p va=0x%x newpte=0x%08x",
1039                             pmap, va, (u_long)*PMAP1);
1040                         
1041 #ifdef SMP
1042                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1043 #endif
1044                         PMAP1changed++;
1045                 } else
1046 #ifdef SMP
1047                 if (PMAP1cpu != PCPU_GET(cpuid)) {
1048                         PMAP1cpu = PCPU_GET(cpuid);
1049                         invlcaddr(PADDR1);
1050                         PMAP1changedcpu++;
1051                 } else
1052 #endif
1053                         PMAP1unchanged++;
1054                 return (PADDR1 + (i386_btop(va) & (NPTEPG - 1)));
1055         }
1056         return (0);
1057 }
1058
1059 /*
1060  *      Routine:        pmap_extract
1061  *      Function:
1062  *              Extract the physical page address associated
1063  *              with the given map/virtual_address pair.
1064  */
1065 vm_paddr_t 
1066 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1067 {
1068         vm_paddr_t rtval;
1069         pt_entry_t *pte;
1070         pd_entry_t pde;
1071         pt_entry_t pteval;
1072
1073         rtval = 0;
1074         PMAP_LOCK(pmap);
1075         pde = pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT];
1076         if (pde != 0) {
1077                 if ((pde & PG_PS) != 0) {
1078                         rtval = xpmap_mtop(pde & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
1079                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1080                         return rtval;
1081                 }
1082                 pte = pmap_pte(pmap, va);
1083                 pteval = *pte ? xpmap_mtop(*pte) : 0;
1084                 rtval = (pteval & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
1085                 pmap_pte_release(pte);
1086         }
1087         PMAP_UNLOCK(pmap);
1088         return (rtval);
1089 }
1090
1091 /*
1092  *      Routine:        pmap_extract_ma
1093  *      Function:
1094  *              Like pmap_extract, but returns machine address
1095  */
1096 vm_paddr_t 
1097 pmap_extract_ma(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1098 {
1099         vm_paddr_t rtval;
1100         pt_entry_t *pte;
1101         pd_entry_t pde;
1102
1103         rtval = 0;
1104         PMAP_LOCK(pmap);
1105         pde = pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT];
1106         if (pde != 0) {
1107                 if ((pde & PG_PS) != 0) {
1108                         rtval = (pde & ~PDRMASK) | (va & PDRMASK);
1109                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1110                         return rtval;
1111                 }
1112                 pte = pmap_pte(pmap, va);
1113                 rtval = (*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
1114                 pmap_pte_release(pte);
1115         }
1116         PMAP_UNLOCK(pmap);
1117         return (rtval);
1118 }
1119
1120 /*
1121  *      Routine:        pmap_extract_and_hold
1122  *      Function:
1123  *              Atomically extract and hold the physical page
1124  *              with the given pmap and virtual address pair
1125  *              if that mapping permits the given protection.
1126  */
1127 vm_page_t
1128 pmap_extract_and_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_prot_t prot)
1129 {
1130         pd_entry_t pde;
1131         pt_entry_t pte, *ptep;
1132         vm_page_t m;
1133         vm_paddr_t pa;
1134
1135         pa = 0;
1136         m = NULL;
1137         PMAP_LOCK(pmap);
1138 retry:
1139         pde = PT_GET(pmap_pde(pmap, va));
1140         if (pde != 0) {
1141                 if (pde & PG_PS) {
1142                         if ((pde & PG_RW) || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
1143                                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, (pde &
1144                                     PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK), &pa))
1145                                         goto retry;
1146                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE((pde & PG_PS_FRAME) |
1147                                     (va & PDRMASK));
1148                                 vm_page_hold(m);
1149                         }
1150                 } else {
1151                         ptep = pmap_pte(pmap, va);
1152                         pte = PT_GET(ptep);
1153                         pmap_pte_release(ptep);
1154                         if (pte != 0 &&
1155                             ((pte & PG_RW) || (prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
1156                                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pte & PG_FRAME,
1157                                     &pa))
1158                                         goto retry;
1159                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME);
1160                                 vm_page_hold(m);
1161                         }
1162                 }
1163         }
1164         PA_UNLOCK_COND(pa);
1165         PMAP_UNLOCK(pmap);
1166         return (m);
1167 }
1168
1169 /***************************************************
1170  * Low level mapping routines.....
1171  ***************************************************/
1172
1173 /*
1174  * Add a wired page to the kva.
1175  * Note: not SMP coherent.
1176  *
1177  * This function may be used before pmap_bootstrap() is called.
1178  */
1179 void 
1180 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1181 {
1182
1183         PT_SET_MA(va, xpmap_ptom(pa)| PG_RW | PG_V | pgeflag);
1184 }
1185
1186 void 
1187 pmap_kenter_ma(vm_offset_t va, vm_paddr_t ma)
1188 {
1189         pt_entry_t *pte;
1190
1191         pte = vtopte(va);
1192         pte_store_ma(pte, ma | PG_RW | PG_V | pgeflag);
1193 }
1194
1195 static __inline void
1196 pmap_kenter_attr(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, int mode)
1197 {
1198
1199         PT_SET_MA(va, pa | PG_RW | PG_V | pgeflag | pmap_cache_bits(mode, 0));
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Remove a page from the kernel pagetables.
1204  * Note: not SMP coherent.
1205  *
1206  * This function may be used before pmap_bootstrap() is called.
1207  */
1208 PMAP_INLINE void
1209 pmap_kremove(vm_offset_t va)
1210 {
1211         pt_entry_t *pte;
1212
1213         pte = vtopte(va);
1214         PT_CLEAR_VA(pte, FALSE);
1215 }
1216
1217 /*
1218  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
1219  *      virtual address space.
1220  *
1221  *      The value passed in '*virt' is a suggested virtual address for
1222  *      the mapping. Architectures which can support a direct-mapped
1223  *      physical to virtual region can return the appropriate address
1224  *      within that region, leaving '*virt' unchanged. Other
1225  *      architectures should map the pages starting at '*virt' and
1226  *      update '*virt' with the first usable address after the mapped
1227  *      region.
1228  */
1229 vm_offset_t
1230 pmap_map(vm_offset_t *virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1231 {
1232         vm_offset_t va, sva;
1233
1234         va = sva = *virt;
1235         CTR4(KTR_PMAP, "pmap_map: va=0x%x start=0x%jx end=0x%jx prot=0x%x",
1236             va, start, end, prot);
1237         while (start < end) {
1238                 pmap_kenter(va, start);
1239                 va += PAGE_SIZE;
1240                 start += PAGE_SIZE;
1241         }
1242         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1243         *virt = va;
1244         return (sva);
1245 }
1246
1247
1248 /*
1249  * Add a list of wired pages to the kva
1250  * this routine is only used for temporary
1251  * kernel mappings that do not need to have
1252  * page modification or references recorded.
1253  * Note that old mappings are simply written
1254  * over.  The page *must* be wired.
1255  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1256  */
1257 void
1258 pmap_qenter(vm_offset_t sva, vm_page_t *ma, int count)
1259 {
1260         pt_entry_t *endpte, *pte;
1261         vm_paddr_t pa;
1262         vm_offset_t va = sva;
1263         int mclcount = 0;
1264         multicall_entry_t mcl[16];
1265         multicall_entry_t *mclp = mcl;
1266         int error;
1267
1268         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_qenter:sva=0x%x count=%d", va, count);
1269         pte = vtopte(sva);
1270         endpte = pte + count;
1271         while (pte < endpte) {
1272                 pa = VM_PAGE_TO_MACH(*ma) | pgeflag | PG_RW | PG_V | PG_M | PG_A;
1273
1274                 mclp->op = __HYPERVISOR_update_va_mapping;
1275                 mclp->args[0] = va;
1276                 mclp->args[1] = (uint32_t)(pa & 0xffffffff);
1277                 mclp->args[2] = (uint32_t)(pa >> 32);
1278                 mclp->args[3] = (*pte & PG_V) ? UVMF_INVLPG|UVMF_ALL : 0;
1279         
1280                 va += PAGE_SIZE;
1281                 pte++;
1282                 ma++;
1283                 mclp++;
1284                 mclcount++;
1285                 if (mclcount == 16) {
1286                         error = HYPERVISOR_multicall(mcl, mclcount);
1287                         mclp = mcl;
1288                         mclcount = 0;
1289                         KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
1290                 }               
1291         }
1292         if (mclcount) {
1293                 error = HYPERVISOR_multicall(mcl, mclcount);
1294                 KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
1295         }
1296         
1297 #ifdef INVARIANTS
1298         for (pte = vtopte(sva), mclcount = 0; mclcount < count; mclcount++, pte++)
1299                 KASSERT(*pte, ("pte not set for va=0x%x", sva + mclcount*PAGE_SIZE));
1300 #endif  
1301 }
1302
1303 /*
1304  * This routine tears out page mappings from the
1305  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1306  * Note: SMP coherent.  Uses a ranged shootdown IPI.
1307  */
1308 void
1309 pmap_qremove(vm_offset_t sva, int count)
1310 {
1311         vm_offset_t va;
1312
1313         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_qremove: sva=0x%x count=%d", sva, count);
1314         va = sva;
1315         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1316         critical_enter();
1317         while (count-- > 0) {
1318                 pmap_kremove(va);
1319                 va += PAGE_SIZE;
1320         }
1321         PT_UPDATES_FLUSH();
1322         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, sva, va);
1323         critical_exit();
1324         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1325 }
1326
1327 /***************************************************
1328  * Page table page management routines.....
1329  ***************************************************/
1330 static __inline void
1331 pmap_free_zero_pages(vm_page_t free)
1332 {
1333         vm_page_t m;
1334
1335         while (free != NULL) {
1336                 m = free;
1337                 free = (void *)m->object;
1338                 m->object = NULL;
1339                 vm_page_free_zero(m);
1340         }
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Decrements a page table page's wire count, which is used to record the
1345  * number of valid page table entries within the page.  If the wire count
1346  * drops to zero, then the page table page is unmapped.  Returns TRUE if the
1347  * page table page was unmapped and FALSE otherwise.
1348  */
1349 static inline boolean_t
1350 pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free)
1351 {
1352
1353         --m->wire_count;
1354         if (m->wire_count == 0) {
1355                 _pmap_unwire_ptp(pmap, m, free);
1356                 return (TRUE);
1357         } else
1358                 return (FALSE);
1359 }
1360
1361 static void
1362 _pmap_unwire_ptp(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_page_t *free)
1363 {
1364         vm_offset_t pteva;
1365
1366         PT_UPDATES_FLUSH();
1367         /*
1368          * unmap the page table page
1369          */
1370         xen_pt_unpin(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1371         /*
1372          * page *might* contain residual mapping :-/  
1373          */
1374         PD_CLEAR_VA(pmap, m->pindex, TRUE);
1375         pmap_zero_page(m);
1376         --pmap->pm_stats.resident_count;
1377
1378         /*
1379          * This is a release store so that the ordinary store unmapping
1380          * the page table page is globally performed before TLB shoot-
1381          * down is begun.
1382          */
1383         atomic_subtract_rel_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1384
1385         /*
1386          * Do an invltlb to make the invalidated mapping
1387          * take effect immediately.
1388          */
1389         pteva = VM_MAXUSER_ADDRESS + i386_ptob(m->pindex);
1390         pmap_invalidate_page(pmap, pteva);
1391
1392         /* 
1393          * Put page on a list so that it is released after
1394          * *ALL* TLB shootdown is done
1395          */
1396         m->object = (void *)*free;
1397         *free = m;
1398 }
1399
1400 /*
1401  * After removing a page table entry, this routine is used to
1402  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1403  */
1404 static int
1405 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
1406 {
1407         pd_entry_t ptepde;
1408         vm_page_t mpte;
1409
1410         if (va >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
1411                 return (0);
1412         ptepde = PT_GET(pmap_pde(pmap, va));
1413         mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(ptepde & PG_FRAME);
1414         return (pmap_unwire_ptp(pmap, mpte, free));
1415 }
1416
1417 /*
1418  * Initialize the pmap for the swapper process.
1419  */
1420 void
1421 pmap_pinit0(pmap_t pmap)
1422 {
1423
1424         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1425         /*
1426          * Since the page table directory is shared with the kernel pmap,
1427          * which is already included in the list "allpmaps", this pmap does
1428          * not need to be inserted into that list.
1429          */
1430         pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (vm_offset_t)IdlePTD);
1431 #ifdef PAE
1432         pmap->pm_pdpt = (pdpt_entry_t *)(KERNBASE + (vm_offset_t)IdlePDPT);
1433 #endif
1434         CPU_ZERO(&pmap->pm_active);
1435         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1436         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvchunk);
1437         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1442  * such as one in a vmspace structure.
1443  */
1444 int
1445 pmap_pinit(pmap_t pmap)
1446 {
1447         vm_page_t m, ptdpg[NPGPTD + 1];
1448         int npgptd = NPGPTD + 1;
1449         int i;
1450
1451 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1452         mtx_lock(&createdelete_lock);
1453 #endif
1454
1455         /*
1456          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1457          * page directory table.
1458          */
1459         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1460                 pmap->pm_pdir = (pd_entry_t *)kva_alloc(NBPTD);
1461                 if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1462 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1463                         mtx_unlock(&createdelete_lock);
1464 #endif
1465                         return (0);
1466                 }
1467 #ifdef PAE
1468                 pmap->pm_pdpt = (pd_entry_t *)kva_alloc(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         rw_wlock(&pvh_global_lock);
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         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
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, u_int flags)
1549 {
1550         vm_paddr_t ptema;
1551         vm_page_t m;
1552
1553         /*
1554          * Allocate a page table page.
1555          */
1556         if ((m = vm_page_alloc(NULL, ptepindex, VM_ALLOC_NOOBJ |
1557             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO)) == NULL) {
1558                 if ((flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) == 0) {
1559                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1560                         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1561                         VM_WAIT;
1562                         rw_wlock(&pvh_global_lock);
1563                         PMAP_LOCK(pmap);
1564                 }
1565
1566                 /*
1567                  * Indicate the need to retry.  While waiting, the page table
1568                  * page may have been allocated.
1569                  */
1570                 return (NULL);
1571         }
1572         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1573                 pmap_zero_page(m);
1574
1575         /*
1576          * Map the pagetable page into the process address space, if
1577          * it isn't already there.
1578          */
1579
1580         pmap->pm_stats.resident_count++;
1581
1582         ptema = VM_PAGE_TO_MACH(m);
1583         xen_pt_pin(ptema);
1584         PT_SET_VA_MA(&pmap->pm_pdir[ptepindex],
1585                 (ptema | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M), TRUE);
1586         
1587         KASSERT(pmap->pm_pdir[ptepindex],
1588             ("_pmap_allocpte: ptepindex=%d did not get mapped", ptepindex));
1589         return (m);
1590 }
1591
1592 static vm_page_t
1593 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va, u_int flags)
1594 {
1595         u_int ptepindex;
1596         pd_entry_t ptema;
1597         vm_page_t m;
1598
1599         /*
1600          * Calculate pagetable page index
1601          */
1602         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1603 retry:
1604         /*
1605          * Get the page directory entry
1606          */
1607         ptema = pmap->pm_pdir[ptepindex];
1608
1609         /*
1610          * This supports switching from a 4MB page to a
1611          * normal 4K page.
1612          */
1613         if (ptema & PG_PS) {
1614                 /*
1615                  * XXX 
1616                  */
1617                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1618                 ptema = 0;
1619                 pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1620                 pmap_invalidate_all(kernel_pmap);
1621         }
1622
1623         /*
1624          * If the page table page is mapped, we just increment the
1625          * hold count, and activate it.
1626          */
1627         if (ptema & PG_V) {
1628                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(ptema) & PG_FRAME);
1629                 m->wire_count++;
1630         } else {
1631                 /*
1632                  * Here if the pte page isn't mapped, or if it has
1633                  * been deallocated. 
1634                  */
1635                 CTR3(KTR_PMAP, "pmap_allocpte: pmap=%p va=0x%08x flags=0x%x",
1636                     pmap, va, flags);
1637                 m = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex, flags);
1638                 if (m == NULL && (flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) == 0)
1639                         goto retry;
1640
1641                 KASSERT(pmap->pm_pdir[ptepindex], ("ptepindex=%d did not get mapped", ptepindex));
1642         }
1643         return (m);
1644 }
1645
1646
1647 /***************************************************
1648 * Pmap allocation/deallocation routines.
1649  ***************************************************/
1650
1651 #ifdef SMP
1652 /*
1653  * Deal with a SMP shootdown of other users of the pmap that we are
1654  * trying to dispose of.  This can be a bit hairy.
1655  */
1656 static cpuset_t *lazymask;
1657 static u_int lazyptd;
1658 static volatile u_int lazywait;
1659
1660 void pmap_lazyfix_action(void);
1661
1662 void
1663 pmap_lazyfix_action(void)
1664 {
1665
1666 #ifdef COUNT_IPIS
1667         (*ipi_lazypmap_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
1668 #endif
1669         if (rcr3() == lazyptd)
1670                 load_cr3(PCPU_GET(curpcb)->pcb_cr3);
1671         CPU_CLR_ATOMIC(PCPU_GET(cpuid), lazymask);
1672         atomic_store_rel_int(&lazywait, 1);
1673 }
1674
1675 static void
1676 pmap_lazyfix_self(u_int cpuid)
1677 {
1678
1679         if (rcr3() == lazyptd)
1680                 load_cr3(PCPU_GET(curpcb)->pcb_cr3);
1681         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, lazymask);
1682 }
1683
1684
1685 static void
1686 pmap_lazyfix(pmap_t pmap)
1687 {
1688         cpuset_t mymask, mask;
1689         u_int cpuid, spins;
1690         int lsb;
1691
1692         mask = pmap->pm_active;
1693         while (!CPU_EMPTY(&mask)) {
1694                 spins = 50000000;
1695
1696                 /* Find least significant set bit. */
1697                 lsb = CPU_FFS(&mask);
1698                 MPASS(lsb != 0);
1699                 lsb--;
1700                 CPU_SETOF(lsb, &mask);
1701                 mtx_lock_spin(&smp_ipi_mtx);
1702 #ifdef PAE
1703                 lazyptd = vtophys(pmap->pm_pdpt);
1704 #else
1705                 lazyptd = vtophys(pmap->pm_pdir);
1706 #endif
1707                 cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1708
1709                 /* Use a cpuset just for having an easy check. */
1710                 CPU_SETOF(cpuid, &mymask);
1711                 if (!CPU_CMP(&mask, &mymask)) {
1712                         lazymask = &pmap->pm_active;
1713                         pmap_lazyfix_self(cpuid);
1714                 } else {
1715                         atomic_store_rel_int((u_int *)&lazymask,
1716                             (u_int)&pmap->pm_active);
1717                         atomic_store_rel_int(&lazywait, 0);
1718                         ipi_selected(mask, IPI_LAZYPMAP);
1719                         while (lazywait == 0) {
1720                                 ia32_pause();
1721                                 if (--spins == 0)
1722                                         break;
1723                         }
1724                 }
1725                 mtx_unlock_spin(&smp_ipi_mtx);
1726                 if (spins == 0)
1727                         printf("pmap_lazyfix: spun for 50000000\n");
1728                 mask = pmap->pm_active;
1729         }
1730 }
1731
1732 #else   /* SMP */
1733
1734 /*
1735  * Cleaning up on uniprocessor is easy.  For various reasons, we're
1736  * unlikely to have to even execute this code, including the fact
1737  * that the cleanup is deferred until the parent does a wait(2), which
1738  * means that another userland process has run.
1739  */
1740 static void
1741 pmap_lazyfix(pmap_t pmap)
1742 {
1743         u_int cr3;
1744
1745         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
1746         if (cr3 == rcr3()) {
1747                 load_cr3(PCPU_GET(curpcb)->pcb_cr3);
1748                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &pmap->pm_active);
1749         }
1750 }
1751 #endif  /* SMP */
1752
1753 /*
1754  * Release any resources held by the given physical map.
1755  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1756  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1757  */
1758 void
1759 pmap_release(pmap_t pmap)
1760 {
1761         vm_page_t m, ptdpg[2*NPGPTD+1];
1762         vm_paddr_t ma;
1763         int i;
1764 #ifdef PAE      
1765         int npgptd = NPGPTD + 1;
1766 #else
1767         int npgptd = NPGPTD;
1768 #endif
1769
1770         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1771             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1772             pmap->pm_stats.resident_count));
1773         PT_UPDATES_FLUSH();
1774
1775 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1776         mtx_lock(&createdelete_lock);
1777 #endif
1778
1779         pmap_lazyfix(pmap);
1780         mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1781         LIST_REMOVE(pmap, pm_list);
1782         mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1783
1784         for (i = 0; i < NPGPTD; i++)
1785                 ptdpg[i] = PHYS_TO_VM_PAGE(vtophys(pmap->pm_pdir + (i*NPDEPG)) & PG_FRAME);
1786         pmap_qremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, NPGPTD);
1787 #ifdef PAE
1788         ptdpg[NPGPTD] = PHYS_TO_VM_PAGE(vtophys(pmap->pm_pdpt));
1789 #endif  
1790
1791         for (i = 0; i < npgptd; i++) {
1792                 m = ptdpg[i];
1793                 ma = VM_PAGE_TO_MACH(m);
1794                 /* unpinning L1 and L2 treated the same */
1795 #if 0
1796                 xen_pgd_unpin(ma);
1797 #else
1798                 if (i == NPGPTD)
1799                         xen_pgd_unpin(ma);
1800 #endif
1801 #ifdef PAE
1802                 if (i < NPGPTD)
1803                         KASSERT(VM_PAGE_TO_MACH(m) == (pmap->pm_pdpt[i] & PG_FRAME),
1804                             ("pmap_release: got wrong ptd page"));
1805 #endif
1806                 m->wire_count--;
1807                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
1808                 vm_page_free(m);
1809         }
1810 #ifdef PAE
1811         pmap_qremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdpt, 1);
1812 #endif
1813
1814 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
1815         mtx_unlock(&createdelete_lock);
1816 #endif
1817 }
1818 \f
1819 static int
1820 kvm_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1821 {
1822         unsigned long ksize = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - KERNBASE;
1823
1824         return (sysctl_handle_long(oidp, &ksize, 0, req));
1825 }
1826 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_size, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1827     0, 0, kvm_size, "IU", "Size of KVM");
1828
1829 static int
1830 kvm_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1831 {
1832         unsigned long kfree = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - kernel_vm_end;
1833
1834         return (sysctl_handle_long(oidp, &kfree, 0, req));
1835 }
1836 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kvm_free, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_RD, 
1837     0, 0, kvm_free, "IU", "Amount of KVM free");
1838
1839 /*
1840  * grow the number of kernel page table entries, if needed
1841  */
1842 void
1843 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1844 {
1845         struct pmap *pmap;
1846         vm_paddr_t ptppaddr;
1847         vm_page_t nkpg;
1848         pd_entry_t newpdir;
1849
1850         mtx_assert(&kernel_map->system_mtx, MA_OWNED);
1851         if (kernel_vm_end == 0) {
1852                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1853                 nkpt = 0;
1854                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1855                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1856                         nkpt++;
1857                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1858                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1859                                 break;
1860                         }
1861                 }
1862         }
1863         addr = roundup2(addr, NBPDR);
1864         if (addr - 1 >= kernel_map->max_offset)
1865                 addr = kernel_map->max_offset;
1866         while (kernel_vm_end < addr) {
1867                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1868                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1869                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1870                                 kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1871                                 break;
1872                         }
1873                         continue;
1874                 }
1875
1876                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, kernel_vm_end >> PDRSHIFT,
1877                     VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
1878                     VM_ALLOC_ZERO);
1879                 if (nkpg == NULL)
1880                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1881
1882                 nkpt++;
1883
1884                 if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1885                         pmap_zero_page(nkpg);
1886                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1887                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1888                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
1889                 PD_SET_VA(kernel_pmap, (kernel_vm_end >> PDRSHIFT), newpdir, TRUE);
1890                 mtx_lock_spin(&allpmaps_lock);
1891                 LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list)
1892                         PD_SET_VA(pmap, (kernel_vm_end >> PDRSHIFT), newpdir, TRUE);
1893
1894                 mtx_unlock_spin(&allpmaps_lock);
1895                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
1896
1897                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + NBPDR) & ~PDRMASK;
1898                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map->max_offset) {
1899                         kernel_vm_end = kernel_map->max_offset;
1900                         break;
1901                 }
1902         }
1903 }
1904
1905
1906 /***************************************************
1907  * page management routines.
1908  ***************************************************/
1909
1910 CTASSERT(sizeof(struct pv_chunk) == PAGE_SIZE);
1911 CTASSERT(_NPCM == 11);
1912 CTASSERT(_NPCPV == 336);
1913
1914 static __inline struct pv_chunk *
1915 pv_to_chunk(pv_entry_t pv)
1916 {
1917
1918         return ((struct pv_chunk *)((uintptr_t)pv & ~(uintptr_t)PAGE_MASK));
1919 }
1920
1921 #define PV_PMAP(pv) (pv_to_chunk(pv)->pc_pmap)
1922
1923 #define PC_FREE0_9      0xfffffffful    /* Free values for index 0 through 9 */
1924 #define PC_FREE10       0x0000fffful    /* Free values for index 10 */
1925
1926 static const uint32_t pc_freemask[_NPCM] = {
1927         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1928         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1929         PC_FREE0_9, PC_FREE0_9, PC_FREE0_9,
1930         PC_FREE0_9, PC_FREE10
1931 };
1932
1933 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_count, CTLFLAG_RD, &pv_entry_count, 0,
1934         "Current number of pv entries");
1935
1936 #ifdef PV_STATS
1937 static int pc_chunk_count, pc_chunk_allocs, pc_chunk_frees, pc_chunk_tryfail;
1938
1939 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_count, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_count, 0,
1940         "Current number of pv entry chunks");
1941 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_allocs, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_allocs, 0,
1942         "Current number of pv entry chunks allocated");
1943 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_frees, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_frees, 0,
1944         "Current number of pv entry chunks frees");
1945 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pc_chunk_tryfail, CTLFLAG_RD, &pc_chunk_tryfail, 0,
1946         "Number of times tried to get a chunk page but failed.");
1947
1948 static long pv_entry_frees, pv_entry_allocs;
1949 static int pv_entry_spare;
1950
1951 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_frees, CTLFLAG_RD, &pv_entry_frees, 0,
1952         "Current number of pv entry frees");
1953 SYSCTL_LONG(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_allocs, CTLFLAG_RD, &pv_entry_allocs, 0,
1954         "Current number of pv entry allocs");
1955 SYSCTL_INT(_vm_pmap, OID_AUTO, pv_entry_spare, CTLFLAG_RD, &pv_entry_spare, 0,
1956         "Current number of spare pv entries");
1957 #endif
1958
1959 /*
1960  * We are in a serious low memory condition.  Resort to
1961  * drastic measures to free some pages so we can allocate
1962  * another pv entry chunk.
1963  */
1964 static vm_page_t
1965 pmap_pv_reclaim(pmap_t locked_pmap)
1966 {
1967         struct pch newtail;
1968         struct pv_chunk *pc;
1969         pmap_t pmap;
1970         pt_entry_t *pte, tpte;
1971         pv_entry_t pv;
1972         vm_offset_t va;
1973         vm_page_t free, m, m_pc;
1974         uint32_t inuse;
1975         int bit, field, freed;
1976
1977         PMAP_LOCK_ASSERT(locked_pmap, MA_OWNED);
1978         pmap = NULL;
1979         free = m_pc = NULL;
1980         TAILQ_INIT(&newtail);
1981         while ((pc = TAILQ_FIRST(&pv_chunks)) != NULL && (pv_vafree == 0 ||
1982             free == NULL)) {
1983                 TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
1984                 if (pmap != pc->pc_pmap) {
1985                         if (pmap != NULL) {
1986                                 pmap_invalidate_all(pmap);
1987                                 if (pmap != locked_pmap)
1988                                         PMAP_UNLOCK(pmap);
1989                         }
1990                         pmap = pc->pc_pmap;
1991                         /* Avoid deadlock and lock recursion. */
1992                         if (pmap > locked_pmap)
1993                                 PMAP_LOCK(pmap);
1994                         else if (pmap != locked_pmap && !PMAP_TRYLOCK(pmap)) {
1995                                 pmap = NULL;
1996                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
1997                                 continue;
1998                         }
1999                 }
2000
2001                 /*
2002                  * Destroy every non-wired, 4 KB page mapping in the chunk.
2003                  */
2004                 freed = 0;
2005                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2006                         for (inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
2007                             inuse != 0; inuse &= ~(1UL << bit)) {
2008                                 bit = bsfl(inuse);
2009                                 pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
2010                                 va = pv->pv_va;
2011                                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2012                                 tpte = *pte;
2013                                 if ((tpte & PG_W) == 0)
2014                                         tpte = pte_load_clear(pte);
2015                                 pmap_pte_release(pte);
2016                                 if ((tpte & PG_W) != 0)
2017                                         continue;
2018                                 KASSERT(tpte != 0,
2019                                     ("pmap_pv_reclaim: pmap %p va %x zero pte",
2020                                     pmap, va));
2021                                 if ((tpte & PG_G) != 0)
2022                                         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2023                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte & PG_FRAME);
2024                                 if ((tpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2025                                         vm_page_dirty(m);
2026                                 if ((tpte & PG_A) != 0)
2027                                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2028                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2029                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2030                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2031                                 pc->pc_map[field] |= 1UL << bit;
2032                                 pmap_unuse_pt(pmap, va, &free);
2033                                 freed++;
2034                         }
2035                 }
2036                 if (freed == 0) {
2037                         TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2038                         continue;
2039                 }
2040                 /* Every freed mapping is for a 4 KB page. */
2041                 pmap->pm_stats.resident_count -= freed;
2042                 PV_STAT(pv_entry_frees += freed);
2043                 PV_STAT(pv_entry_spare += freed);
2044                 pv_entry_count -= freed;
2045                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2046                 for (field = 0; field < _NPCM; field++)
2047                         if (pc->pc_map[field] != pc_freemask[field]) {
2048                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2049                                     pc_list);
2050                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&newtail, pc, pc_lru);
2051
2052                                 /*
2053                                  * One freed pv entry in locked_pmap is
2054                                  * sufficient.
2055                                  */
2056                                 if (pmap == locked_pmap)
2057                                         goto out;
2058                                 break;
2059                         }
2060                 if (field == _NPCM) {
2061                         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2062                         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2063                         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2064                         /* Entire chunk is free; return it. */
2065                         m_pc = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2066                         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2067                         pmap_ptelist_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2068                         break;
2069                 }
2070         }
2071 out:
2072         TAILQ_CONCAT(&pv_chunks, &newtail, pc_lru);
2073         if (pmap != NULL) {
2074                 pmap_invalidate_all(pmap);
2075                 if (pmap != locked_pmap)
2076                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2077         }
2078         if (m_pc == NULL && pv_vafree != 0 && free != NULL) {
2079                 m_pc = free;
2080                 free = (void *)m_pc->object;
2081                 /* Recycle a freed page table page. */
2082                 m_pc->wire_count = 1;
2083                 atomic_add_int(&cnt.v_wire_count, 1);
2084         }
2085         pmap_free_zero_pages(free);
2086         return (m_pc);
2087 }
2088
2089 /*
2090  * free the pv_entry back to the free list
2091  */
2092 static void
2093 free_pv_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv)
2094 {
2095         struct pv_chunk *pc;
2096         int idx, field, bit;
2097
2098         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2099         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2100         PV_STAT(pv_entry_frees++);
2101         PV_STAT(pv_entry_spare++);
2102         pv_entry_count--;
2103         pc = pv_to_chunk(pv);
2104         idx = pv - &pc->pc_pventry[0];
2105         field = idx / 32;
2106         bit = idx % 32;
2107         pc->pc_map[field] |= 1ul << bit;
2108         for (idx = 0; idx < _NPCM; idx++)
2109                 if (pc->pc_map[idx] != pc_freemask[idx]) {
2110                         /*
2111                          * 98% of the time, pc is already at the head of the
2112                          * list.  If it isn't already, move it to the head.
2113                          */
2114                         if (__predict_false(TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk) !=
2115                             pc)) {
2116                                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2117                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc,
2118                                     pc_list);
2119                         }
2120                         return;
2121                 }
2122         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2123         free_pv_chunk(pc);
2124 }
2125
2126 static void
2127 free_pv_chunk(struct pv_chunk *pc)
2128 {
2129         vm_page_t m;
2130
2131         TAILQ_REMOVE(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2132         PV_STAT(pv_entry_spare -= _NPCPV);
2133         PV_STAT(pc_chunk_count--);
2134         PV_STAT(pc_chunk_frees++);
2135         /* entire chunk is free, return it */
2136         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract((vm_offset_t)pc));
2137         pmap_qremove((vm_offset_t)pc, 1);
2138         vm_page_unwire(m, 0);
2139         vm_page_free(m);
2140         pmap_ptelist_free(&pv_vafree, (vm_offset_t)pc);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
2145  * when needed.
2146  */
2147 static pv_entry_t
2148 get_pv_entry(pmap_t pmap, boolean_t try)
2149 {
2150         static const struct timeval printinterval = { 60, 0 };
2151         static struct timeval lastprint;
2152         int bit, field;
2153         pv_entry_t pv;
2154         struct pv_chunk *pc;
2155         vm_page_t m;
2156
2157         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2158         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2159         PV_STAT(pv_entry_allocs++);
2160         pv_entry_count++;
2161         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
2162                 if (ratecheck(&lastprint, &printinterval))
2163                         printf("Approaching the limit on PV entries, consider "
2164                             "increasing either the vm.pmap.shpgperproc or the "
2165                             "vm.pmap.pv_entry_max tunable.\n");
2166 retry:
2167         pc = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvchunk);
2168         if (pc != NULL) {
2169                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
2170                         if (pc->pc_map[field]) {
2171                                 bit = bsfl(pc->pc_map[field]);
2172                                 break;
2173                         }
2174                 }
2175                 if (field < _NPCM) {
2176                         pv = &pc->pc_pventry[field * 32 + bit];
2177                         pc->pc_map[field] &= ~(1ul << bit);
2178                         /* If this was the last item, move it to tail */
2179                         for (field = 0; field < _NPCM; field++)
2180                                 if (pc->pc_map[field] != 0) {
2181                                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
2182                                         return (pv);    /* not full, return */
2183                                 }
2184                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2185                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2186                         PV_STAT(pv_entry_spare--);
2187                         return (pv);
2188                 }
2189         }
2190         /*
2191          * Access to the ptelist "pv_vafree" is synchronized by the page
2192          * queues lock.  If "pv_vafree" is currently non-empty, it will
2193          * remain non-empty until pmap_ptelist_alloc() completes.
2194          */
2195         if (pv_vafree == 0 || (m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
2196             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
2197                 if (try) {
2198                         pv_entry_count--;
2199                         PV_STAT(pc_chunk_tryfail++);
2200                         return (NULL);
2201                 }
2202                 m = pmap_pv_reclaim(pmap);
2203                 if (m == NULL)
2204                         goto retry;
2205         }
2206         PV_STAT(pc_chunk_count++);
2207         PV_STAT(pc_chunk_allocs++);
2208         pc = (struct pv_chunk *)pmap_ptelist_alloc(&pv_vafree);
2209         pmap_qenter((vm_offset_t)pc, &m, 1);
2210         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
2211                 pagezero(pc);
2212         pc->pc_pmap = pmap;
2213         pc->pc_map[0] = pc_freemask[0] & ~1ul;  /* preallocated bit 0 */
2214         for (field = 1; field < _NPCM; field++)
2215                 pc->pc_map[field] = pc_freemask[field];
2216         TAILQ_INSERT_TAIL(&pv_chunks, pc, pc_lru);
2217         pv = &pc->pc_pventry[0];
2218         TAILQ_INSERT_HEAD(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
2219         PV_STAT(pv_entry_spare += _NPCPV - 1);
2220         return (pv);
2221 }
2222
2223 static __inline pv_entry_t
2224 pmap_pvh_remove(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
2225 {
2226         pv_entry_t pv;
2227
2228         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2229         TAILQ_FOREACH(pv, &pvh->pv_list, pv_next) {
2230                 if (pmap == PV_PMAP(pv) && va == pv->pv_va) {
2231                         TAILQ_REMOVE(&pvh->pv_list, pv, pv_next);
2232                         break;
2233                 }
2234         }
2235         return (pv);
2236 }
2237
2238 static void
2239 pmap_pvh_free(struct md_page *pvh, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
2240 {
2241         pv_entry_t pv;
2242
2243         pv = pmap_pvh_remove(pvh, pmap, va);
2244         KASSERT(pv != NULL, ("pmap_pvh_free: pv not found"));
2245         free_pv_entry(pmap, pv);
2246 }
2247
2248 static void
2249 pmap_remove_entry(pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
2250 {
2251
2252         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2253         pmap_pvh_free(&m->md, pmap, va);
2254         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2255                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2256 }
2257
2258 /*
2259  * Conditionally create a pv entry.
2260  */
2261 static boolean_t
2262 pmap_try_insert_pv_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2263 {
2264         pv_entry_t pv;
2265
2266         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2267         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2268         if (pv_entry_count < pv_entry_high_water && 
2269             (pv = get_pv_entry(pmap, TRUE)) != NULL) {
2270                 pv->pv_va = va;
2271                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2272                 return (TRUE);
2273         } else
2274                 return (FALSE);
2275 }
2276
2277 /*
2278  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process
2279  */
2280 static int
2281 pmap_remove_pte(pmap_t pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
2282 {
2283         pt_entry_t oldpte;
2284         vm_page_t m;
2285
2286         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_remove_pte: pmap=%p *ptq=0x%x va=0x%x",
2287             pmap, (u_long)*ptq, va);
2288         
2289         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2290         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2291         oldpte = *ptq;
2292         PT_SET_VA_MA(ptq, 0, TRUE);
2293         KASSERT(oldpte != 0,
2294             ("pmap_remove_pte: pmap %p va %x zero pte", pmap, va));
2295         if (oldpte & PG_W)
2296                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
2297         /*
2298          * Machines that don't support invlpg, also don't support
2299          * PG_G.
2300          */
2301         if (oldpte & PG_G)
2302                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, va);
2303         pmap->pm_stats.resident_count -= 1;
2304         if (oldpte & PG_MANAGED) {
2305                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(oldpte) & PG_FRAME);
2306                 if ((oldpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2307                         vm_page_dirty(m);
2308                 if (oldpte & PG_A)
2309                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2310                 pmap_remove_entry(pmap, m, va);
2311         }
2312         return (pmap_unuse_pt(pmap, va, free));
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Remove a single page from a process address space
2317  */
2318 static void
2319 pmap_remove_page(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t *free)
2320 {
2321         pt_entry_t *pte;
2322
2323         CTR2(KTR_PMAP, "pmap_remove_page: pmap=%p va=0x%x",
2324             pmap, va);
2325         
2326         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2327         KASSERT(curthread->td_pinned > 0, ("curthread not pinned"));
2328         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2329         if ((pte = pmap_pte_quick(pmap, va)) == NULL || (*pte & PG_V) == 0)
2330                 return;
2331         pmap_remove_pte(pmap, pte, va, free);
2332         pmap_invalidate_page(pmap, va);
2333         if (*PMAP1)
2334                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
2335
2336 }
2337
2338 /*
2339  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
2340  *
2341  *      It is assumed that the start and end are properly
2342  *      rounded to the page size.
2343  */
2344 void
2345 pmap_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2346 {
2347         vm_offset_t pdnxt;
2348         pd_entry_t ptpaddr;
2349         pt_entry_t *pte;
2350         vm_page_t free = NULL;
2351         int anyvalid;
2352
2353         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_remove: pmap=%p sva=0x%x eva=0x%x",
2354             pmap, sva, eva);
2355
2356         /*
2357          * Perform an unsynchronized read.  This is, however, safe.
2358          */
2359         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
2360                 return;
2361
2362         anyvalid = 0;
2363
2364         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2365         sched_pin();
2366         PMAP_LOCK(pmap);
2367
2368         /*
2369          * special handling of removing one page.  a very
2370          * common operation and easy to short circuit some
2371          * code.
2372          */
2373         if ((sva + PAGE_SIZE == eva) && 
2374             ((pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
2375                 pmap_remove_page(pmap, sva, &free);
2376                 goto out;
2377         }
2378
2379         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
2380                 u_int pdirindex;
2381
2382                 /*
2383                  * Calculate index for next page table.
2384                  */
2385                 pdnxt = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2386                 if (pdnxt < sva)
2387                         pdnxt = eva;
2388                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
2389                         break;
2390
2391                 pdirindex = sva >> PDRSHIFT;
2392                 ptpaddr = pmap->pm_pdir[pdirindex];
2393
2394                 /*
2395                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2396                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2397                  */
2398                 if (ptpaddr == 0)
2399                         continue;
2400
2401                 /*
2402                  * Check for large page.
2403                  */
2404                 if ((ptpaddr & PG_PS) != 0) {
2405                         PD_CLEAR_VA(pmap, pdirindex, TRUE);
2406                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2407                         anyvalid = 1;
2408                         continue;
2409                 }
2410
2411                 /*
2412                  * Limit our scan to either the end of the va represented
2413                  * by the current page table page, or to the end of the
2414                  * range being removed.
2415                  */
2416                 if (pdnxt > eva)
2417                         pdnxt = eva;
2418
2419                 for (pte = pmap_pte_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte++,
2420                     sva += PAGE_SIZE) {
2421                         if ((*pte & PG_V) == 0)
2422                                 continue;
2423
2424                         /*
2425                          * The TLB entry for a PG_G mapping is invalidated
2426                          * by pmap_remove_pte().
2427                          */
2428                         if ((*pte & PG_G) == 0)
2429                                 anyvalid = 1;
2430                         if (pmap_remove_pte(pmap, pte, sva, &free))
2431                                 break;
2432                 }
2433         }
2434         PT_UPDATES_FLUSH();
2435         if (*PMAP1)
2436                 PT_SET_VA_MA(PMAP1, 0, TRUE);
2437 out:
2438         if (anyvalid)
2439                 pmap_invalidate_all(pmap);
2440         sched_unpin();
2441         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2442         PMAP_UNLOCK(pmap);
2443         pmap_free_zero_pages(free);
2444 }
2445
2446 /*
2447  *      Routine:        pmap_remove_all
2448  *      Function:
2449  *              Removes this physical page from
2450  *              all physical maps in which it resides.
2451  *              Reflects back modify bits to the pager.
2452  *
2453  *      Notes:
2454  *              Original versions of this routine were very
2455  *              inefficient because they iteratively called
2456  *              pmap_remove (slow...)
2457  */
2458
2459 void
2460 pmap_remove_all(vm_page_t m)
2461 {
2462         pv_entry_t pv;
2463         pmap_t pmap;
2464         pt_entry_t *pte, tpte;
2465         vm_page_t free;
2466
2467         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2468             ("pmap_remove_all: page %p is not managed", m));
2469         free = NULL;
2470         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2471         sched_pin();
2472         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2473                 pmap = PV_PMAP(pv);
2474                 PMAP_LOCK(pmap);
2475                 pmap->pm_stats.resident_count--;
2476                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2477                 tpte = *pte;
2478                 PT_SET_VA_MA(pte, 0, TRUE);
2479                 KASSERT(tpte != 0, ("pmap_remove_all: pmap %p va %x zero pte",
2480                     pmap, pv->pv_va));
2481                 if (tpte & PG_W)
2482                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2483                 if (tpte & PG_A)
2484                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
2485
2486                 /*
2487                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2488                  */
2489                 if ((tpte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
2490                         vm_page_dirty(m);
2491                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, &free);
2492                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
2493                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
2494                 free_pv_entry(pmap, pv);
2495                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2496         }
2497         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
2498         PT_UPDATES_FLUSH();
2499         if (*PMAP1)
2500                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
2501         sched_unpin();
2502         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2503         pmap_free_zero_pages(free);
2504 }
2505
2506 /*
2507  *      Set the physical protection on the
2508  *      specified range of this map as requested.
2509  */
2510 void
2511 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2512 {
2513         vm_offset_t pdnxt;
2514         pd_entry_t ptpaddr;
2515         pt_entry_t *pte;
2516         int anychanged;
2517
2518         CTR4(KTR_PMAP, "pmap_protect: pmap=%p sva=0x%x eva=0x%x prot=0x%x",
2519             pmap, sva, eva, prot);
2520         
2521         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2522                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2523                 return;
2524         }
2525
2526 #ifdef PAE
2527         if ((prot & (VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)) ==
2528             (VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE))
2529                 return;
2530 #else
2531         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2532                 return;
2533 #endif
2534
2535         anychanged = 0;
2536
2537         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2538         sched_pin();
2539         PMAP_LOCK(pmap);
2540         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
2541                 pt_entry_t obits, pbits;
2542                 u_int pdirindex;
2543
2544                 pdnxt = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2545                 if (pdnxt < sva)
2546                         pdnxt = eva;
2547
2548                 pdirindex = sva >> PDRSHIFT;
2549                 ptpaddr = pmap->pm_pdir[pdirindex];
2550
2551                 /*
2552                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2553                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2554                  */
2555                 if (ptpaddr == 0)
2556                         continue;
2557
2558                 /*
2559                  * Check for large page.
2560                  */
2561                 if ((ptpaddr & PG_PS) != 0) {
2562                         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)
2563                                 pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2564 #ifdef PAE
2565                         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
2566                                 pmap->pm_pdir[pdirindex] |= pg_nx;
2567 #endif
2568                         anychanged = 1;
2569                         continue;
2570                 }
2571
2572                 if (pdnxt > eva)
2573                         pdnxt = eva;
2574
2575                 for (pte = pmap_pte_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte++,
2576                     sva += PAGE_SIZE) {
2577                         vm_page_t m;
2578
2579 retry:
2580                         /*
2581                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits in
2582                          * size, PG_RW, PG_A, and PG_M are among the least
2583                          * significant 32 bits.
2584                          */
2585                         obits = pbits = *pte;
2586                         if ((pbits & PG_V) == 0)
2587                                 continue;
2588
2589                         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
2590                                 if ((pbits & (PG_MANAGED | PG_M | PG_RW)) ==
2591                                     (PG_MANAGED | PG_M | PG_RW)) {
2592                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(pbits) &
2593                                             PG_FRAME);
2594                                         vm_page_dirty(m);
2595                                 }
2596                                 pbits &= ~(PG_RW | PG_M);
2597                         }
2598 #ifdef PAE
2599                         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
2600                                 pbits |= pg_nx;
2601 #endif
2602
2603                         if (pbits != obits) {
2604                                 obits = *pte;
2605                                 PT_SET_VA_MA(pte, pbits, TRUE);
2606                                 if (*pte != pbits)
2607                                         goto retry;
2608                                 if (obits & PG_G)
2609                                         pmap_invalidate_page(pmap, sva);
2610                                 else
2611                                         anychanged = 1;
2612                         }
2613                 }
2614         }
2615         PT_UPDATES_FLUSH();
2616         if (*PMAP1)
2617                 PT_SET_VA_MA(PMAP1, 0, TRUE);
2618         if (anychanged)
2619                 pmap_invalidate_all(pmap);
2620         sched_unpin();
2621         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2622         PMAP_UNLOCK(pmap);
2623 }
2624
2625 /*
2626  *      Insert the given physical page (p) at
2627  *      the specified virtual address (v) in the
2628  *      target physical map with the protection requested.
2629  *
2630  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2631  *      that the related pte can not be reclaimed.
2632  *
2633  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2634  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2635  *      insert this page into the given map NOW.
2636  */
2637 int
2638 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2639     u_int flags, int8_t psind __unused)
2640 {
2641         pd_entry_t *pde;
2642         pt_entry_t *pte;
2643         pt_entry_t newpte, origpte;
2644         pv_entry_t pv;
2645         vm_paddr_t opa, pa;
2646         vm_page_t mpte, om;
2647         boolean_t invlva, wired;
2648
2649         CTR5(KTR_PMAP,
2650             "pmap_enter: pmap=%08p va=0x%08x ma=0x%08x prot=0x%x flags=0x%x",
2651             pmap, va, VM_PAGE_TO_MACH(m), prot, flags);
2652         va = trunc_page(va);
2653         KASSERT(va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS, ("pmap_enter: toobig"));
2654         KASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS || va >= UPT_MAX_ADDRESS,
2655             ("pmap_enter: invalid to pmap_enter page table pages (va: 0x%x)",
2656             va));
2657         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 && !vm_page_xbusied(m))
2658                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
2659
2660         mpte = NULL;
2661         wired = (flags & PMAP_ENTER_WIRED) != 0;
2662
2663         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2664         PMAP_LOCK(pmap);
2665         sched_pin();
2666
2667         /*
2668          * In the case that a page table page is not
2669          * resident, we are creating it here.
2670          */
2671         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2672                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va, flags);
2673                 if (mpte == NULL) {
2674                         KASSERT((flags & PMAP_ENTER_NOSLEEP) != 0,
2675                             ("pmap_allocpte failed with sleep allowed"));
2676                         sched_unpin();
2677                         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2678                         PMAP_UNLOCK(pmap);
2679                         return (KERN_RESOURCE_SHORTAGE);
2680                 }
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_next);
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         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2845         PMAP_UNLOCK(pmap);
2846         return (KERN_SUCCESS);
2847 }
2848
2849 /*
2850  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
2851  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
2852  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
2853  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
2854  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
2855  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
2856  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
2857  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
2858  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
2859  * corresponding offset from m_start are mapped.
2860  */
2861 void
2862 pmap_enter_object(pmap_t pmap, vm_offset_t start, vm_offset_t end,
2863     vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
2864 {
2865         vm_page_t m, mpte;
2866         vm_pindex_t diff, psize;
2867         multicall_entry_t mcl[16];
2868         multicall_entry_t *mclp = mcl;
2869         int error, count = 0;
2870
2871         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m_start->object);
2872
2873         psize = atop(end - start);
2874         mpte = NULL;
2875         m = m_start;
2876         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2877         PMAP_LOCK(pmap);
2878         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
2879                 mpte = pmap_enter_quick_locked(&mclp, &count, pmap, start + ptoa(diff), m,
2880                     prot, mpte);
2881                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
2882                 if (count == 16) {
2883                         error = HYPERVISOR_multicall(mcl, count);
2884                         KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2885                         mclp = mcl;
2886                         count = 0;
2887                 }
2888         }
2889         if (count) {
2890                 error = HYPERVISOR_multicall(mcl, count);
2891                 KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2892         }
2893         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2894         PMAP_UNLOCK(pmap);
2895 }
2896
2897 /*
2898  * this code makes some *MAJOR* assumptions:
2899  * 1. Current pmap & pmap exists.
2900  * 2. Not wired.
2901  * 3. Read access.
2902  * 4. No page table pages.
2903  * but is *MUCH* faster than pmap_enter...
2904  */
2905
2906 void
2907 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2908 {
2909         multicall_entry_t mcl, *mclp;
2910         int count = 0;
2911         mclp = &mcl;
2912
2913         CTR4(KTR_PMAP, "pmap_enter_quick: pmap=%p va=0x%x m=%p prot=0x%x",
2914             pmap, va, m, prot);
2915         
2916         rw_wlock(&pvh_global_lock);
2917         PMAP_LOCK(pmap);
2918         (void)pmap_enter_quick_locked(&mclp, &count, pmap, va, m, prot, NULL);
2919         if (count)
2920                 HYPERVISOR_multicall(&mcl, count);
2921         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
2922         PMAP_UNLOCK(pmap);
2923 }
2924
2925 #ifdef notyet
2926 void
2927 pmap_enter_quick_range(pmap_t pmap, vm_offset_t *addrs, vm_page_t *pages, vm_prot_t *prots, int count)
2928 {
2929         int i, error, index = 0;
2930         multicall_entry_t mcl[16];
2931         multicall_entry_t *mclp = mcl;
2932                 
2933         PMAP_LOCK(pmap);
2934         for (i = 0; i < count; i++, addrs++, pages++, prots++) {
2935                 if (!pmap_is_prefaultable_locked(pmap, *addrs))
2936                         continue;
2937
2938                 (void) pmap_enter_quick_locked(&mclp, &index, pmap, *addrs, *pages, *prots, NULL);
2939                 if (index == 16) {
2940                         error = HYPERVISOR_multicall(mcl, index);
2941                         mclp = mcl;
2942                         index = 0;
2943                         KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2944                 }
2945         }
2946         if (index) {
2947                 error = HYPERVISOR_multicall(mcl, index);
2948                 KASSERT(error == 0, ("bad multicall %d", error));
2949         }
2950         
2951         PMAP_UNLOCK(pmap);
2952 }
2953 #endif
2954
2955 static vm_page_t
2956 pmap_enter_quick_locked(multicall_entry_t **mclpp, int *count, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
2957     vm_prot_t prot, vm_page_t mpte)
2958 {
2959         pt_entry_t *pte;
2960         vm_paddr_t pa;
2961         vm_page_t free;
2962         multicall_entry_t *mcl = *mclpp;
2963
2964         KASSERT(va < kmi.clean_sva || va >= kmi.clean_eva ||
2965             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
2966             ("pmap_enter_quick_locked: managed mapping within the clean submap"));
2967         rw_assert(&pvh_global_lock, RA_WLOCKED);
2968         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
2969
2970         /*
2971          * In the case that a page table page is not
2972          * resident, we are creating it here.
2973          */
2974         if (va < VM_MAXUSER_ADDRESS) {
2975                 u_int ptepindex;
2976                 pd_entry_t ptema;
2977
2978                 /*
2979                  * Calculate pagetable page index
2980                  */
2981                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2982                 if (mpte && (mpte->pindex == ptepindex)) {
2983                         mpte->wire_count++;
2984                 } else {
2985                         /*
2986                          * Get the page directory entry
2987                          */
2988                         ptema = pmap->pm_pdir[ptepindex];
2989
2990                         /*
2991                          * If the page table page is mapped, we just increment
2992                          * the hold count, and activate it.
2993                          */
2994                         if (ptema & PG_V) {
2995                                 if (ptema & PG_PS)
2996                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2997                                 mpte = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(ptema) & PG_FRAME);
2998                                 mpte->wire_count++;
2999                         } else {
3000                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex,
3001                                     PMAP_ENTER_NOSLEEP);
3002                                 if (mpte == NULL)
3003                                         return (mpte);
3004                         }
3005                 }
3006         } else {
3007                 mpte = NULL;
3008         }
3009
3010         /*
3011          * This call to vtopte makes the assumption that we are
3012          * entering the page into the current pmap.  In order to support
3013          * quick entry into any pmap, one would likely use pmap_pte_quick.
3014          * But that isn't as quick as vtopte.
3015          */
3016         KASSERT(pmap_is_current(pmap), ("entering pages in non-current pmap"));
3017         pte = vtopte(va);
3018         if (*pte & PG_V) {
3019                 if (mpte != NULL) {
3020                         mpte->wire_count--;
3021                         mpte = NULL;
3022                 }
3023                 return (mpte);
3024         }
3025
3026         /*
3027          * Enter on the PV list if part of our managed memory.
3028          */
3029         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
3030             !pmap_try_insert_pv_entry(pmap, va, m)) {
3031                 if (mpte != NULL) {
3032                         free = NULL;
3033                         if (pmap_unwire_ptp(pmap, mpte, &free)) {
3034                                 pmap_invalidate_page(pmap, va);
3035                                 pmap_free_zero_pages(free);
3036                         }
3037                         
3038                         mpte = NULL;
3039                 }
3040                 return (mpte);
3041         }
3042
3043         /*
3044          * Increment counters
3045          */
3046         pmap->pm_stats.resident_count++;
3047
3048         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3049 #ifdef PAE
3050         if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) == 0)
3051                 pa |= pg_nx;
3052 #endif
3053
3054 #if 0
3055         /*
3056          * Now validate mapping with RO protection
3057          */
3058         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3059                 pte_store(pte, pa | PG_V | PG_U);
3060         else
3061                 pte_store(pte, pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED);
3062 #else
3063         /*
3064          * Now validate mapping with RO protection
3065          */
3066         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3067                 pa =    xpmap_ptom(pa | PG_V | PG_U);
3068         else
3069                 pa = xpmap_ptom(pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED);
3070
3071         mcl->op = __HYPERVISOR_update_va_mapping;
3072         mcl->args[0] = va;
3073         mcl->args[1] = (uint32_t)(pa & 0xffffffff);
3074         mcl->args[2] = (uint32_t)(pa >> 32);
3075         mcl->args[3] = 0;
3076         *mclpp = mcl + 1;
3077         *count = *count + 1;
3078 #endif  
3079         return (mpte);
3080 }
3081
3082 /*
3083  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
3084  * to be used for panic dumps.
3085  */
3086 void *
3087 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
3088 {
3089         vm_offset_t va;
3090         vm_paddr_t ma = xpmap_ptom(pa);
3091
3092         va = (vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE);
3093         PT_SET_MA(va, (ma & ~PAGE_MASK) | PG_V | pgeflag);
3094         invlpg(va);
3095         return ((void *)crashdumpmap);
3096 }
3097
3098 /*
3099  * This code maps large physical mmap regions into the
3100  * processor address space.  Note that some shortcuts
3101  * are taken, but the code works.
3102  */
3103 void
3104 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_object_t object,
3105     vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
3106 {
3107         pd_entry_t *pde;
3108         vm_paddr_t pa, ptepa;
3109         vm_page_t p;
3110         int pat_mode;
3111
3112         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3113         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
3114             ("pmap_object_init_pt: non-device object"));
3115         if (pseflag && 
3116             (addr & (NBPDR - 1)) == 0 && (size & (NBPDR - 1)) == 0) {
3117                 if (!vm_object_populate(object, pindex, pindex + atop(size)))
3118                         return;
3119                 p = vm_page_lookup(object, pindex);
3120                 KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
3121                     ("pmap_object_init_pt: invalid page %p", p));
3122                 pat_mode = p->md.pat_mode;
3123
3124                 /*
3125                  * Abort the mapping if the first page is not physically
3126                  * aligned to a 2/4MB page boundary.
3127                  */
3128                 ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(p);
3129                 if (ptepa & (NBPDR - 1))
3130                         return;
3131
3132                 /*
3133                  * Skip the first page.  Abort the mapping if the rest of
3134                  * the pages are not physically contiguous or have differing
3135                  * memory attributes.
3136                  */
3137                 p = TAILQ_NEXT(p, listq);
3138                 for (pa = ptepa + PAGE_SIZE; pa < ptepa + size;
3139                     pa += PAGE_SIZE) {
3140                         KASSERT(p->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
3141                             ("pmap_object_init_pt: invalid page %p", p));
3142                         if (pa != VM_PAGE_TO_PHYS(p) ||
3143                             pat_mode != p->md.pat_mode)
3144                                 return;
3145                         p = TAILQ_NEXT(p, listq);
3146                 }
3147
3148                 /*
3149                  * Map using 2/4MB pages.  Since "ptepa" is 2/4M aligned and
3150                  * "size" is a multiple of 2/4M, adding the PAT setting to
3151                  * "pa" will not affect the termination of this loop.
3152                  */
3153                 PMAP_LOCK(pmap);
3154                 for (pa = ptepa | pmap_cache_bits(pat_mode, 1); pa < ptepa +
3155                     size; pa += NBPDR) {
3156                         pde = pmap_pde(pmap, addr);
3157                         if (*pde == 0) {
3158                                 pde_store(pde, pa | PG_PS | PG_M | PG_A |
3159                                     PG_U | PG_RW | PG_V);
3160                                 pmap->pm_stats.resident_count += NBPDR /
3161                                     PAGE_SIZE;
3162                                 pmap_pde_mappings++;
3163                         }
3164                         /* Else continue on if the PDE is already valid. */
3165                         addr += NBPDR;
3166                 }
3167                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3168         }
3169 }
3170
3171 /*
3172  *      Clear the wired attribute from the mappings for the specified range of
3173  *      addresses in the given pmap.  Every valid mapping within that range
3174  *      must have the wired attribute set.  In contrast, invalid mappings
3175  *      cannot have the wired attribute set, so they are ignored.
3176  *
3177  *      The wired attribute of the page table entry is not a hardware feature,
3178  *      so there is no need to invalidate any TLB entries.
3179  */
3180 void
3181 pmap_unwire(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
3182 {
3183         vm_offset_t pdnxt;
3184         pd_entry_t *pde;
3185         pt_entry_t *pte;
3186
3187         CTR3(KTR_PMAP, "pmap_unwire: pmap=%p sva=0x%x eva=0x%x", pmap, sva,
3188             eva);
3189         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3190         sched_pin();
3191         PMAP_LOCK(pmap);
3192         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
3193                 pdnxt = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
3194                 if (pdnxt < sva)
3195                         pdnxt = eva;
3196                 pde = pmap_pde(pmap, sva);
3197                 if ((*pde & PG_V) == 0)
3198                         continue;
3199                 if ((*pde & PG_PS) != 0)
3200                         panic("pmap_unwire: unexpected PG_PS in pde %#jx",
3201                             (uintmax_t)*pde);
3202                 if (pdnxt > eva)
3203                         pdnxt = eva;
3204                 for (pte = pmap_pte_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte++,
3205                     sva += PAGE_SIZE) {
3206                         if ((*pte & PG_V) == 0)
3207                                 continue;
3208                         if ((*pte & PG_W) == 0)
3209                                 panic("pmap_unwire: pte %#jx is missing PG_W",
3210                                     (uintmax_t)*pte);
3211                         PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~PG_W, FALSE);
3212                         pmap->pm_stats.wired_count--;
3213                 }
3214         }
3215         if (*PMAP1)
3216                 PT_CLEAR_VA(PMAP1, FALSE);
3217         PT_UPDATES_FLUSH();
3218         sched_unpin();
3219         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3220         PMAP_UNLOCK(pmap);
3221 }
3222
3223
3224 /*
3225  *      Copy the range specified by src_addr/len
3226  *      from the source map to the range dst_addr/len
3227  *      in the destination map.
3228  *
3229  *      This routine is only advisory and need not do anything.
3230  */
3231
3232 void
3233 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len,
3234     vm_offset_t src_addr)
3235 {
3236         vm_page_t   free;
3237         vm_offset_t addr;
3238         vm_offset_t end_addr = src_addr + len;
3239         vm_offset_t pdnxt;
3240
3241         if (dst_addr != src_addr)
3242                 return;
3243
3244         if (!pmap_is_current(src_pmap)) {
3245                 CTR2(KTR_PMAP,
3246                     "pmap_copy, skipping: pdir[PTDPTDI]=0x%jx PTDpde[0]=0x%jx",
3247                     (src_pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME), (PTDpde[0] & PG_FRAME));
3248                 
3249                 return;
3250         }
3251         CTR5(KTR_PMAP, "pmap_copy:  dst_pmap=%p src_pmap=%p dst_addr=0x%x len=%d src_addr=0x%x",
3252             dst_pmap, src_pmap, dst_addr, len, src_addr);
3253         
3254 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
3255         mtx_lock(&createdelete_lock);
3256 #endif
3257
3258         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3259         if (dst_pmap < src_pmap) {
3260                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
3261                 PMAP_LOCK(src_pmap);
3262         } else {
3263                 PMAP_LOCK(src_pmap);
3264                 PMAP_LOCK(dst_pmap);
3265         }
3266         sched_pin();
3267         for (addr = src_addr; addr < end_addr; addr = pdnxt) {
3268                 pt_entry_t *src_pte, *dst_pte;
3269                 vm_page_t dstmpte, srcmpte;
3270                 pd_entry_t srcptepaddr;
3271                 u_int ptepindex;
3272
3273                 KASSERT(addr < UPT_MIN_ADDRESS,
3274                     ("pmap_copy: invalid to pmap_copy page tables"));
3275
3276                 pdnxt = (addr + NBPDR) & ~PDRMASK;
3277                 if (pdnxt < addr)
3278                         pdnxt = end_addr;
3279                 ptepindex = addr >> PDRSHIFT;
3280
3281                 srcptepaddr = PT_GET(&src_pmap->pm_pdir[ptepindex]);
3282                 if (srcptepaddr == 0)
3283                         continue;
3284                         
3285                 if (srcptepaddr & PG_PS) {
3286                         if (dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] == 0) {
3287                                 PD_SET_VA(dst_pmap, ptepindex, srcptepaddr & ~PG_W, TRUE);
3288                                 dst_pmap->pm_stats.resident_count +=
3289                                     NBPDR / PAGE_SIZE;
3290                         }
3291                         continue;
3292                 }
3293
3294                 srcmpte = PHYS_TO_VM_PAGE(srcptepaddr & PG_FRAME);
3295                 KASSERT(srcmpte->wire_count > 0,
3296                     ("pmap_copy: source page table page is unused"));
3297
3298                 if (pdnxt > end_addr)
3299                         pdnxt = end_addr;
3300
3301                 src_pte = vtopte(addr);
3302                 while (addr < pdnxt) {
3303                         pt_entry_t ptetemp;
3304                         ptetemp = *src_pte;
3305                         /*
3306                          * we only virtual copy managed pages
3307                          */
3308                         if ((ptetemp & PG_MANAGED) != 0) {
3309                                 dstmpte = pmap_allocpte(dst_pmap, addr,
3310                                     PMAP_ENTER_NOSLEEP);
3311                                 if (dstmpte == NULL)
3312                                         goto out;
3313                                 dst_pte = pmap_pte_quick(dst_pmap, addr);
3314                                 if (*dst_pte == 0 &&
3315                                     pmap_try_insert_pv_entry(dst_pmap, addr,
3316                                     PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(ptetemp) & PG_FRAME))) {
3317                                         /*
3318                                          * Clear the wired, modified, and
3319                                          * accessed (referenced) bits
3320                                          * during the copy.
3321                                          */
3322                                         KASSERT(ptetemp != 0, ("src_pte not set"));
3323                                         PT_SET_VA_MA(dst_pte, ptetemp & ~(PG_W | PG_M | PG_A), TRUE /* XXX debug */);
3324                                         KASSERT(*dst_pte == (ptetemp & ~(PG_W | PG_M | PG_A)),
3325                                             ("no pmap copy expected: 0x%jx saw: 0x%jx",
3326                                                 ptetemp &  ~(PG_W | PG_M | PG_A), *dst_pte));
3327                                         dst_pmap->pm_stats.resident_count++;
3328                                 } else {
3329                                         free = NULL;
3330                                         if (pmap_unwire_ptp(dst_pmap, dstmpte,
3331                                             &free)) {
3332                                                 pmap_invalidate_page(dst_pmap,
3333                                                     addr);
3334                                                 pmap_free_zero_pages(free);
3335                                         }
3336                                         goto out;
3337                                 }
3338                                 if (dstmpte->wire_count >= srcmpte->wire_count)
3339                                         break;
3340                         }
3341                         addr += PAGE_SIZE;
3342                         src_pte++;
3343                 }
3344         }
3345 out:
3346         PT_UPDATES_FLUSH();
3347         sched_unpin();
3348         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3349         PMAP_UNLOCK(src_pmap);
3350         PMAP_UNLOCK(dst_pmap);
3351
3352 #ifdef HAMFISTED_LOCKING
3353         mtx_unlock(&createdelete_lock);
3354 #endif
3355 }       
3356
3357 static __inline void
3358 pagezero(void *page)
3359 {
3360 #if defined(I686_CPU)
3361         if (cpu_class == CPUCLASS_686) {
3362 #if defined(CPU_ENABLE_SSE)
3363                 if (cpu_feature & CPUID_SSE2)
3364                         sse2_pagezero(page);
3365                 else
3366 #endif
3367                         i686_pagezero(page);
3368         } else
3369 #endif
3370                 bzero(page, PAGE_SIZE);
3371 }
3372
3373 /*
3374  *      pmap_zero_page zeros the specified hardware page by mapping 
3375  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
3376  */
3377 void
3378 pmap_zero_page(vm_page_t m)
3379 {
3380         struct sysmaps *sysmaps;
3381
3382         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3383         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3384         if (*sysmaps->CMAP2)
3385                 panic("pmap_zero_page: CMAP2 busy");
3386         sched_pin();
3387         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M);
3388         pagezero(sysmaps->CADDR2);
3389         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3390         sched_unpin();
3391         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3392 }
3393
3394 /*
3395  *      pmap_zero_page_area zeros the specified hardware page by mapping 
3396  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.
3397  *
3398  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
3399  */
3400 void
3401 pmap_zero_page_area(vm_page_t m, int off, int size)
3402 {
3403         struct sysmaps *sysmaps;
3404
3405         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3406         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3407         if (*sysmaps->CMAP2)
3408                 panic("pmap_zero_page_area: CMAP2 busy");
3409         sched_pin();
3410         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M);
3411
3412         if (off == 0 && size == PAGE_SIZE) 
3413                 pagezero(sysmaps->CADDR2);
3414         else
3415                 bzero((char *)sysmaps->CADDR2 + off, size);
3416         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3417         sched_unpin();
3418         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3419 }
3420
3421 /*
3422  *      pmap_zero_page_idle zeros the specified hardware page by mapping 
3423  *      the page into KVM and using bzero to clear its contents.  This
3424  *      is intended to be called from the vm_pagezero process only and
3425  *      outside of Giant.
3426  */
3427 void
3428 pmap_zero_page_idle(vm_page_t m)
3429 {
3430
3431         if (*CMAP3)
3432                 panic("pmap_zero_page_idle: CMAP3 busy");
3433         sched_pin();
3434         PT_SET_MA(CADDR3, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M);
3435         pagezero(CADDR3);
3436         PT_SET_MA(CADDR3, 0);
3437         sched_unpin();
3438 }
3439
3440 /*
3441  *      pmap_copy_page copies the specified (machine independent)
3442  *      page by mapping the page into virtual memory and using
3443  *      bcopy to copy the page, one machine dependent page at a
3444  *      time.
3445  */
3446 void
3447 pmap_copy_page(vm_page_t src, vm_page_t dst)
3448 {
3449         struct sysmaps *sysmaps;
3450
3451         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3452         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3453         if (*sysmaps->CMAP1)
3454                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
3455         if (*sysmaps->CMAP2)
3456                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
3457         sched_pin();
3458         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, PG_V | VM_PAGE_TO_MACH(src) | PG_A);
3459         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW | VM_PAGE_TO_MACH(dst) | PG_A | PG_M);
3460         bcopy(sysmaps->CADDR1, sysmaps->CADDR2, PAGE_SIZE);
3461         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, 0);
3462         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3463         sched_unpin();
3464         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3465 }
3466
3467 int unmapped_buf_allowed = 1;
3468
3469 void
3470 pmap_copy_pages(vm_page_t ma[], vm_offset_t a_offset, vm_page_t mb[],
3471     vm_offset_t b_offset, int xfersize)
3472 {
3473         struct sysmaps *sysmaps;
3474         vm_page_t a_pg, b_pg;
3475         char *a_cp, *b_cp;
3476         vm_offset_t a_pg_offset, b_pg_offset;
3477         int cnt;
3478
3479         sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
3480         mtx_lock(&sysmaps->lock);
3481         if (*sysmaps->CMAP1 != 0)
3482                 panic("pmap_copy_pages: CMAP1 busy");
3483         if (*sysmaps->CMAP2 != 0)
3484                 panic("pmap_copy_pages: CMAP2 busy");
3485         sched_pin();
3486         while (xfersize > 0) {
3487                 a_pg = ma[a_offset >> PAGE_SHIFT];
3488                 a_pg_offset = a_offset & PAGE_MASK;
3489                 cnt = min(xfersize, PAGE_SIZE - a_pg_offset);
3490                 b_pg = mb[b_offset >> PAGE_SHIFT];
3491                 b_pg_offset = b_offset & PAGE_MASK;
3492                 cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - b_pg_offset);
3493                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, PG_V | VM_PAGE_TO_MACH(a_pg) | PG_A);
3494                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW |
3495                     VM_PAGE_TO_MACH(b_pg) | PG_A | PG_M);
3496                 a_cp = sysmaps->CADDR1 + a_pg_offset;
3497                 b_cp = sysmaps->CADDR2 + b_pg_offset;
3498                 bcopy(a_cp, b_cp, cnt);
3499                 a_offset += cnt;
3500                 b_offset += cnt;
3501                 xfersize -= cnt;
3502         }
3503         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR1, 0);
3504         PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
3505         sched_unpin();
3506         mtx_unlock(&sysmaps->lock);
3507 }
3508
3509 /*
3510  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
3511  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
3512  * be changed upwards or downwards in the future; it
3513  * is only necessary that true be returned for a small
3514  * subset of pmaps for proper page aging.
3515  */
3516 boolean_t
3517 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
3518 {
3519         pv_entry_t pv;
3520         int loops = 0;
3521         boolean_t rv;
3522
3523         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3524             ("pmap_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
3525         rv = FALSE;
3526         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3527         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
3528                 if (PV_PMAP(pv) == pmap) {
3529                         rv = TRUE;
3530                         break;
3531                 }
3532                 loops++;
3533                 if (loops >= 16)
3534                         break;
3535         }
3536         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3537         return (rv);
3538 }
3539
3540 /*
3541  *      pmap_page_wired_mappings:
3542  *
3543  *      Return the number of managed mappings to the given physical page
3544  *      that are wired.
3545  */
3546 int
3547 pmap_page_wired_mappings(vm_page_t m)
3548 {
3549         pv_entry_t pv;
3550         pt_entry_t *pte;
3551         pmap_t pmap;
3552         int count;
3553
3554         count = 0;
3555         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3556                 return (count);
3557         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3558         sched_pin();
3559         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
3560                 pmap = PV_PMAP(pv);
3561                 PMAP_LOCK(pmap);
3562                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3563                 if ((*pte & PG_W) != 0)
3564                         count++;
3565                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3566         }
3567         sched_unpin();
3568         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3569         return (count);
3570 }
3571
3572 /*
3573  * Returns TRUE if the given page is mapped.  Otherwise, returns FALSE.
3574  */
3575 boolean_t
3576 pmap_page_is_mapped(vm_page_t m)
3577 {
3578
3579         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3580                 return (FALSE);
3581         return (!TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list));
3582 }
3583
3584 /*
3585  * Remove all pages from specified address space
3586  * this aids process exit speeds.  Also, this code
3587  * is special cased for current process only, but
3588  * can have the more generic (and slightly slower)
3589  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
3590  * in the case of running down an entire address space.
3591  */
3592 void
3593 pmap_remove_pages(pmap_t pmap)
3594 {
3595         pt_entry_t *pte, tpte;
3596         vm_page_t m, free = NULL;
3597         pv_entry_t pv;
3598         struct pv_chunk *pc, *npc;
3599         int field, idx;
3600         int32_t bit;
3601         uint32_t inuse, bitmask;
3602         int allfree;
3603
3604         CTR1(KTR_PMAP, "pmap_remove_pages: pmap=%p", pmap);
3605         
3606         if (pmap != vmspace_pmap(curthread->td_proc->p_vmspace)) {
3607                 printf("warning: pmap_remove_pages called with non-current pmap\n");
3608                 return;
3609         }
3610         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3611         KASSERT(pmap_is_current(pmap), ("removing pages from non-current pmap"));
3612         PMAP_LOCK(pmap);
3613         sched_pin();
3614         TAILQ_FOREACH_SAFE(pc, &pmap->pm_pvchunk, pc_list, npc) {
3615                 KASSERT(pc->pc_pmap == pmap, ("Wrong pmap %p %p", pmap,
3616                     pc->pc_pmap));
3617                 allfree = 1;
3618                 for (field = 0; field < _NPCM; field++) {
3619                         inuse = ~pc->pc_map[field] & pc_freemask[field];
3620                         while (inuse != 0) {
3621                                 bit = bsfl(inuse);
3622                                 bitmask = 1UL << bit;
3623                                 idx = field * 32 + bit;
3624                                 pv = &pc->pc_pventry[idx];
3625                                 inuse &= ~bitmask;
3626
3627                                 pte = vtopte(pv->pv_va);
3628                                 tpte = *pte ? xpmap_mtop(*pte) : 0;
3629
3630                                 if (tpte == 0) {
3631                                         printf(
3632                                             "TPTE at %p  IS ZERO @ VA %08x\n",
3633                                             pte, pv->pv_va);
3634                                         panic("bad pte");
3635                                 }
3636
3637 /*
3638  * We cannot remove wired pages from a process' mapping at this time
3639  */
3640                                 if (tpte & PG_W) {
3641                                         allfree = 0;
3642                                         continue;
3643                                 }
3644
3645                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte & PG_FRAME);
3646                                 KASSERT(m->phys_addr == (tpte & PG_FRAME),
3647                                     ("vm_page_t %p phys_addr mismatch %016jx %016jx",
3648                                     m, (uintmax_t)m->phys_addr,
3649                                     (uintmax_t)tpte));
3650
3651                                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
3652                                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %#jx",
3653                                         (uintmax_t)tpte));
3654
3655
3656                                 PT_CLEAR_VA(pte, FALSE);
3657                                 
3658                                 /*
3659                                  * Update the vm_page_t clean/reference bits.
3660                                  */
3661                                 if (tpte & PG_M)
3662                                         vm_page_dirty(m);
3663
3664                                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3665                                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
3666                                         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3667
3668                                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, &free);
3669
3670                                 /* Mark free */
3671                                 PV_STAT(pv_entry_frees++);
3672                                 PV_STAT(pv_entry_spare++);
3673                                 pv_entry_count--;
3674                                 pc->pc_map[field] |= bitmask;
3675                                 pmap->pm_stats.resident_count--;                        
3676                         }
3677                 }
3678                 PT_UPDATES_FLUSH();
3679                 if (allfree) {
3680                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvchunk, pc, pc_list);
3681                         free_pv_chunk(pc);
3682                 }
3683         }
3684         PT_UPDATES_FLUSH();
3685         if (*PMAP1)
3686                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3687
3688         sched_unpin();
3689         pmap_invalidate_all(pmap);
3690         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3691         PMAP_UNLOCK(pmap);
3692         pmap_free_zero_pages(free);
3693 }
3694
3695 /*
3696  *      pmap_is_modified:
3697  *
3698  *      Return whether or not the specified physical page was modified
3699  *      in any physical maps.
3700  */
3701 boolean_t
3702 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3703 {
3704         pv_entry_t pv;
3705         pt_entry_t *pte;
3706         pmap_t pmap;
3707         boolean_t rv;
3708
3709         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3710             ("pmap_is_modified: page %p is not managed", m));
3711         rv = FALSE;
3712
3713         /*
3714          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
3715          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
3716          * is clear, no PTEs can have PG_M set.
3717          */
3718         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3719         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3720                 return (rv);
3721         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3722         sched_pin();
3723         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
3724                 pmap = PV_PMAP(pv);
3725                 PMAP_LOCK(pmap);
3726                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3727                 rv = (*pte & PG_M) != 0;
3728                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3729                 if (rv)
3730                         break;
3731         }
3732         if (*PMAP1)
3733                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3734         sched_unpin();
3735         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3736         return (rv);
3737 }
3738
3739 /*
3740  *      pmap_is_prefaultable:
3741  *
3742  *      Return whether or not the specified virtual address is elgible
3743  *      for prefault.
3744  */
3745 static boolean_t
3746 pmap_is_prefaultable_locked(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3747 {
3748         pt_entry_t *pte;
3749         boolean_t rv = FALSE;
3750
3751         return (rv);
3752         
3753         if (pmap_is_current(pmap) && *pmap_pde(pmap, addr)) {
3754                 pte = vtopte(addr);
3755                 rv = (*pte == 0);
3756         }
3757         return (rv);
3758 }
3759
3760 boolean_t
3761 pmap_is_prefaultable(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3762 {
3763         boolean_t rv;
3764         
3765         PMAP_LOCK(pmap);
3766         rv = pmap_is_prefaultable_locked(pmap, addr);
3767         PMAP_UNLOCK(pmap);
3768         return (rv);
3769 }
3770
3771 boolean_t
3772 pmap_is_referenced(vm_page_t m)
3773 {
3774         pv_entry_t pv;
3775         pt_entry_t *pte;
3776         pmap_t pmap;
3777         boolean_t rv;
3778
3779         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3780             ("pmap_is_referenced: page %p is not managed", m));
3781         rv = FALSE;
3782         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3783         sched_pin();
3784         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
3785                 pmap = PV_PMAP(pv);
3786                 PMAP_LOCK(pmap);
3787                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3788                 rv = (*pte & (PG_A | PG_V)) == (PG_A | PG_V);
3789                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3790                 if (rv)
3791                         break;
3792         }
3793         if (*PMAP1)
3794                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3795         sched_unpin();
3796         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3797         return (rv);
3798 }
3799
3800 void
3801 pmap_map_readonly(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int len)
3802 {
3803         int i, npages = round_page(len) >> PAGE_SHIFT;
3804         for (i = 0; i < npages; i++) {
3805                 pt_entry_t *pte;
3806                 pte = pmap_pte(pmap, (vm_offset_t)(va + i*PAGE_SIZE));
3807                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
3808                 pte_store(pte, xpmap_mtop(*pte & ~(PG_RW|PG_M)));
3809                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3810                 PMAP_MARK_PRIV(xpmap_mtop(*pte));
3811                 pmap_pte_release(pte);
3812         }
3813 }
3814
3815 void
3816 pmap_map_readwrite(pmap_t pmap, vm_offset_t va, int len)
3817 {
3818         int i, npages = round_page(len) >> PAGE_SHIFT;
3819         for (i = 0; i < npages; i++) {
3820                 pt_entry_t *pte;
3821                 pte = pmap_pte(pmap, (vm_offset_t)(va + i*PAGE_SIZE));
3822                 PMAP_MARK_UNPRIV(xpmap_mtop(*pte));
3823                 rw_wlock(&pvh_global_lock);
3824                 pte_store(pte, xpmap_mtop(*pte) | (PG_RW|PG_M));
3825                 rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3826                 pmap_pte_release(pte);
3827         }
3828 }
3829
3830 /*
3831  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
3832  */
3833 void
3834 pmap_remove_write(vm_page_t m)
3835 {
3836         pv_entry_t pv;
3837         pmap_t pmap;
3838         pt_entry_t oldpte, *pte;
3839
3840         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3841             ("pmap_remove_write: page %p is not managed", m));
3842
3843         /*
3844          * If the page is not exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be
3845          * set by another thread while the object is locked.  Thus,
3846          * if PGA_WRITEABLE is clear, no page table entries need updating.
3847          */
3848         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3849         if (!vm_page_xbusied(m) && (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
3850                 return;
3851         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3852         sched_pin();
3853         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
3854                 pmap = PV_PMAP(pv);
3855                 PMAP_LOCK(pmap);
3856                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3857 retry:
3858                 oldpte = *pte;
3859                 if ((oldpte & PG_RW) != 0) {
3860                         vm_paddr_t newpte = oldpte & ~(PG_RW | PG_M);
3861                         
3862                         /*
3863                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits
3864                          * in size, PG_RW and PG_M are among the least
3865                          * significant 32 bits.
3866                          */
3867                         PT_SET_VA_MA(pte, newpte, TRUE);
3868                         if (*pte != newpte)
3869                                 goto retry;
3870                         
3871                         if ((oldpte & PG_M) != 0)
3872                                 vm_page_dirty(m);
3873                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3874                 }
3875                 PMAP_UNLOCK(pmap);
3876         }
3877         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
3878         PT_UPDATES_FLUSH();
3879         if (*PMAP1)
3880                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3881         sched_unpin();
3882         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3883 }
3884
3885 /*
3886  *      pmap_ts_referenced:
3887  *
3888  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3889  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3890  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3891  *      reference bits set.
3892  *
3893  *      XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3894  *      should be tested and standardized at some point in the future for
3895  *      optimal aging of shared pages.
3896  */
3897 int
3898 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3899 {
3900         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3901         pmap_t pmap;
3902         pt_entry_t *pte;
3903         int rtval = 0;
3904
3905         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3906             ("pmap_ts_referenced: page %p is not managed", m));
3907         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3908         sched_pin();
3909         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3910                 pvf = pv;
3911                 do {
3912                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_next);
3913                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3914                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_next);
3915                         pmap = PV_PMAP(pv);
3916                         PMAP_LOCK(pmap);
3917                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3918                         if ((*pte & PG_A) != 0) {
3919                                 PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~PG_A, FALSE);
3920                                 pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
3921                                 rtval++;
3922                                 if (rtval > 4)
3923                                         pvn = NULL;
3924                         }
3925                         PMAP_UNLOCK(pmap);
3926                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3927         }
3928         PT_UPDATES_FLUSH();
3929         if (*PMAP1)
3930                 PT_SET_MA(PADDR1, 0);
3931         sched_unpin();
3932         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3933         return (rtval);
3934 }
3935
3936 /*
3937  *      Apply the given advice to the specified range of addresses within the
3938  *      given pmap.  Depending on the advice, clear the referenced and/or
3939  *      modified flags in each mapping and set the mapped page's dirty field.
3940  */
3941 void
3942 pmap_advise(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, int advice)
3943 {
3944         pd_entry_t oldpde;
3945         pt_entry_t *pte;
3946         vm_offset_t pdnxt;
3947         vm_page_t m;
3948         boolean_t anychanged;
3949
3950         if (advice != MADV_DONTNEED && advice != MADV_FREE)
3951                 return;
3952         anychanged = FALSE;
3953         rw_wlock(&pvh_global_lock);
3954         sched_pin();
3955         PMAP_LOCK(pmap);
3956         for (; sva < eva; sva = pdnxt) {
3957                 pdnxt = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
3958                 if (pdnxt < sva)
3959                         pdnxt = eva;
3960                 oldpde = pmap->pm_pdir[sva >> PDRSHIFT];
3961                 if ((oldpde & (PG_PS | PG_V)) != PG_V)
3962                         continue;
3963                 if (pdnxt > eva)
3964                         pdnxt = eva;
3965                 for (pte = pmap_pte_quick(pmap, sva); sva != pdnxt; pte++,
3966                     sva += PAGE_SIZE) {
3967                         if ((*pte & (PG_MANAGED | PG_V)) != (PG_MANAGED |
3968                             PG_V))
3969                                 continue;
3970                         else if ((*pte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW)) {
3971                                 if (advice == MADV_DONTNEED) {
3972                                         /*
3973                                          * Future calls to pmap_is_modified()
3974                                          * can be avoided by making the page
3975                                          * dirty now.
3976                                          */
3977                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(xpmap_mtop(*pte) &
3978                                             PG_FRAME);
3979                                         vm_page_dirty(m);
3980                                 }
3981                                 PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~(PG_M | PG_A), TRUE);
3982                         } else if ((*pte & PG_A) != 0)
3983                                 PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~PG_A, TRUE);
3984                         else
3985                                 continue;
3986                         if ((*pte & PG_G) != 0)
3987                                 pmap_invalidate_page(pmap, sva);
3988                         else
3989                                 anychanged = TRUE;
3990                 }
3991         }
3992         PT_UPDATES_FLUSH();
3993         if (*PMAP1)
3994                 PT_SET_VA_MA(PMAP1, 0, TRUE);
3995         if (anychanged)
3996                 pmap_invalidate_all(pmap);
3997         sched_unpin();
3998         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
3999         PMAP_UNLOCK(pmap);
4000 }
4001
4002 /*
4003  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
4004  */
4005 void
4006 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
4007 {
4008         pv_entry_t pv;
4009         pmap_t pmap;
4010         pt_entry_t *pte;
4011
4012         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4013             ("pmap_clear_modify: page %p is not managed", m));
4014         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4015         KASSERT(!vm_page_xbusied(m),
4016             ("pmap_clear_modify: page %p is exclusive busied", m));
4017
4018         /*
4019          * If the page is not PGA_WRITEABLE, then no PTEs can have PG_M set.
4020          * If the object containing the page is locked and the page is not
4021          * exclusive busied, then PGA_WRITEABLE cannot be concurrently set.
4022          */
4023         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
4024                 return;
4025         rw_wlock(&pvh_global_lock);
4026         sched_pin();
4027         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
4028                 pmap = PV_PMAP(pv);
4029                 PMAP_LOCK(pmap);
4030                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
4031                 if ((*pte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW)) {
4032                         /*
4033                          * Regardless of whether a pte is 32 or 64 bits
4034                          * in size, PG_M is among the least significant
4035                          * 32 bits. 
4036                          */
4037                         PT_SET_VA_MA(pte, *pte & ~PG_M, FALSE);
4038                         pmap_invalidate_page(pmap, pv->pv_va);
4039                 }
4040                 PMAP_UNLOCK(pmap);
4041         }
4042         sched_unpin();
4043         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
4044 }
4045
4046 /*
4047  * Miscellaneous support routines follow
4048  */
4049
4050 /*
4051  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
4052  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
4053  * routine is intended to be used for mapping device memory,
4054  * NOT real memory.
4055  */
4056 void *
4057 pmap_mapdev_attr(vm_paddr_t pa, vm_size_t size, int mode)
4058 {
4059         vm_offset_t va, offset;
4060         vm_size_t tmpsize;
4061
4062         offset = pa & PAGE_MASK;
4063         size = round_page(offset + size);
4064         pa = pa & PG_FRAME;
4065
4066         if (pa < KERNLOAD && pa + size <= KERNLOAD)
4067                 va = KERNBASE + pa;
4068         else
4069                 va = kva_alloc(size);
4070         if (!va)
4071                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
4072
4073         for (tmpsize = 0; tmpsize < size; tmpsize += PAGE_SIZE)
4074                 pmap_kenter_attr(va + tmpsize, pa + tmpsize, mode);
4075         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, va, va + tmpsize);
4076         pmap_invalidate_cache_range(va, va + size);
4077         return ((void *)(va + offset));
4078 }
4079
4080 void *
4081 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
4082 {
4083
4084         return (pmap_mapdev_attr(pa, size, PAT_UNCACHEABLE));
4085 }
4086
4087 void *
4088 pmap_mapbios(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
4089 {
4090
4091         return (pmap_mapdev_attr(pa, size, PAT_WRITE_BACK));
4092 }
4093
4094 void
4095 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
4096 {
4097         vm_offset_t base, offset;
4098
4099         if (va >= KERNBASE && va + size <= KERNBASE + KERNLOAD)
4100                 return;
4101         base = trunc_page(va);
4102         offset = va & PAGE_MASK;
4103         size = round_page(offset + size);
4104         kva_free(base, size);
4105 }
4106
4107 /*
4108  * Sets the memory attribute for the specified page.
4109  */
4110 void
4111 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
4112 {
4113
4114         m->md.pat_mode = ma;
4115         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0)
4116                 return;
4117
4118         /*
4119          * If "m" is a normal page, flush it from the cache.
4120          * See pmap_invalidate_cache_range().
4121          *
4122          * First, try to find an existing mapping of the page by sf
4123          * buffer. sf_buf_invalidate_cache() modifies mapping and
4124          * flushes the cache.
4125          */    
4126         if (sf_buf_invalidate_cache(m))
4127                 return;
4128
4129         /*
4130          * If page is not mapped by sf buffer, but CPU does not
4131          * support self snoop, map the page transient and do
4132          * invalidation. In the worst case, whole cache is flushed by
4133          * pmap_invalidate_cache_range().
4134          */
4135         if ((cpu_feature & CPUID_SS) == 0)
4136                 pmap_flush_page(m);
4137 }
4138
4139 static void
4140 pmap_flush_page(vm_page_t m)
4141 {
4142         struct sysmaps *sysmaps;
4143         vm_offset_t sva, eva;
4144
4145         if ((cpu_feature & CPUID_CLFSH) != 0) {
4146                 sysmaps = &sysmaps_pcpu[PCPU_GET(cpuid)];
4147                 mtx_lock(&sysmaps->lock);
4148                 if (*sysmaps->CMAP2)
4149                         panic("pmap_flush_page: CMAP2 busy");
4150                 sched_pin();
4151                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, PG_V | PG_RW |
4152                     VM_PAGE_TO_MACH(m) | PG_A | PG_M |
4153                     pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0));
4154                 invlcaddr(sysmaps->CADDR2);
4155                 sva = (vm_offset_t)sysmaps->CADDR2;
4156                 eva = sva + PAGE_SIZE;
4157
4158                 /*
4159                  * Use mfence despite the ordering implied by
4160                  * mtx_{un,}lock() because clflush is not guaranteed
4161                  * to be ordered by any other instruction.
4162                  */
4163                 mfence();
4164                 for (; sva < eva; sva += cpu_clflush_line_size)
4165                         clflush(sva);
4166                 mfence();
4167                 PT_SET_MA(sysmaps->CADDR2, 0);
4168                 sched_unpin();
4169                 mtx_unlock(&sysmaps->lock);
4170         } else
4171                 pmap_invalidate_cache();
4172 }
4173
4174 /*
4175  * Changes the specified virtual address range's memory type to that given by
4176  * the parameter "mode".  The specified virtual address range must be
4177  * completely contained within either the kernel map.
4178  *
4179  * Returns zero if the change completed successfully, and either EINVAL or
4180  * ENOMEM if the change failed.  Specifically, EINVAL is returned if some part
4181  * of the virtual address range was not mapped, and ENOMEM is returned if
4182  * there was insufficient memory available to complete the change.
4183  */
4184 int
4185 pmap_change_attr(vm_offset_t va, vm_size_t size, int mode)
4186 {
4187         vm_offset_t base, offset, tmpva;
4188         pt_entry_t *pte;
4189         u_int opte, npte;
4190         pd_entry_t *pde;
4191         boolean_t changed;
4192
4193         base = trunc_page(va);
4194         offset = va & PAGE_MASK;
4195         size = round_page(offset + size);
4196
4197         /* Only supported on kernel virtual addresses. */
4198         if (base <= VM_MAXUSER_ADDRESS)
4199                 return (EINVAL);
4200
4201         /* 4MB pages and pages that aren't mapped aren't supported. */
4202         for (tmpva = base; tmpva < (base + size); tmpva += PAGE_SIZE) {
4203                 pde = pmap_pde(kernel_pmap, tmpva);
4204                 if (*pde & PG_PS)
4205                         return (EINVAL);
4206                 if ((*pde & PG_V) == 0)
4207                         return (EINVAL);
4208                 pte = vtopte(va);
4209                 if ((*pte & PG_V) == 0)
4210                         return (EINVAL);
4211         }
4212
4213         changed = FALSE;
4214
4215         /*
4216          * Ok, all the pages exist and are 4k, so run through them updating
4217          * their cache mode.
4218          */
4219         for (tmpva = base; size > 0; ) {
4220                 pte = vtopte(tmpva);
4221
4222                 /*
4223                  * The cache mode bits are all in the low 32-bits of the
4224                  * PTE, so we can just spin on updating the low 32-bits.
4225                  */
4226                 do {
4227                         opte = *(u_int *)pte;
4228                         npte = opte & ~(PG_PTE_PAT | PG_NC_PCD | PG_NC_PWT);
4229                         npte |= pmap_cache_bits(mode, 0);
4230                         PT_SET_VA_MA(pte, npte, TRUE);
4231                 } while (npte != opte && (*pte != npte));
4232                 if (npte != opte)
4233                         changed = TRUE;
4234                 tmpva += PAGE_SIZE;
4235                 size -= PAGE_SIZE;
4236         }
4237
4238         /*
4239          * Flush CPU caches to make sure any data isn't cached that
4240          * shouldn't be, etc.
4241          */
4242         if (changed) {
4243                 pmap_invalidate_range(kernel_pmap, base, tmpva);
4244                 pmap_invalidate_cache_range(base, tmpva);
4245         }
4246         return (0);
4247 }
4248
4249 /*
4250  * perform the pmap work for mincore
4251  */
4252 int
4253 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_paddr_t *locked_pa)
4254 {
4255         pt_entry_t *ptep, pte;
4256         vm_paddr_t pa;
4257         int val;
4258
4259         PMAP_LOCK(pmap);
4260 retry:
4261         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
4262         pte = (ptep != NULL) ? PT_GET(ptep) : 0;
4263         pmap_pte_release(ptep);
4264         val = 0;
4265         if ((pte & PG_V) != 0) {
4266                 val |= MINCORE_INCORE;
4267                 if ((pte & (PG_M | PG_RW)) == (PG_M | PG_RW))
4268                         val |= MINCORE_MODIFIED | MINCORE_MODIFIED_OTHER;
4269                 if ((pte & PG_A) != 0)
4270                         val |= MINCORE_REFERENCED | MINCORE_REFERENCED_OTHER;
4271         }
4272         if ((val & (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER)) !=
4273             (MINCORE_MODIFIED_OTHER | MINCORE_REFERENCED_OTHER) &&
4274             (pte & (PG_MANAGED | PG_V)) == (PG_MANAGED | PG_V)) {
4275                 pa = pte & PG_FRAME;
4276                 /* Ensure that "PHYS_TO_VM_PAGE(pa)->object" doesn't change. */
4277                 if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, pa, locked_pa))
4278                         goto retry;
4279         } else
4280                 PA_UNLOCK_COND(*locked_pa);
4281         PMAP_UNLOCK(pmap);
4282         return (val);
4283 }
4284
4285 void
4286 pmap_activate(struct thread *td)
4287 {
4288         pmap_t  pmap, oldpmap;
4289         u_int   cpuid;
4290         u_int32_t  cr3;
4291
4292         critical_enter();
4293         pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
4294         oldpmap = PCPU_GET(curpmap);
4295         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
4296 #if defined(SMP)
4297         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &oldpmap->pm_active);
4298         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
4299 #else
4300         CPU_CLR(cpuid, &oldpmap->pm_active);
4301         CPU_SET(cpuid, &pmap->pm_active);
4302 #endif
4303 #ifdef PAE
4304         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdpt);
4305 #else
4306         cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
4307 #endif
4308         /*
4309          * pmap_activate is for the current thread on the current cpu
4310          */
4311         td->td_pcb->pcb_cr3 = cr3;
4312         PT_UPDATES_FLUSH();
4313         load_cr3(cr3);
4314         PCPU_SET(curpmap, pmap);
4315         critical_exit();
4316 }
4317
4318 void
4319 pmap_sync_icache(pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
4320 {
4321 }
4322
4323 /*
4324  *      Increase the starting virtual address of the given mapping if a
4325  *      different alignment might result in more superpage mappings.
4326  */
4327 void
4328 pmap_align_superpage(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
4329     vm_offset_t *addr, vm_size_t size)
4330 {
4331         vm_offset_t superpage_offset;
4332
4333         if (size < NBPDR)
4334                 return;
4335         if (object != NULL && (object->flags & OBJ_COLORED) != 0)
4336                 offset += ptoa(object->pg_color);
4337         superpage_offset = offset & PDRMASK;
4338         if (size - ((NBPDR - superpage_offset) & PDRMASK) < NBPDR ||
4339             (*addr & PDRMASK) == superpage_offset)
4340                 return;
4341         if ((*addr & PDRMASK) < superpage_offset)
4342                 *addr = (*addr & ~PDRMASK) + superpage_offset;
4343         else
4344                 *addr = ((*addr + PDRMASK) & ~PDRMASK) + superpage_offset;
4345 }
4346
4347 void
4348 pmap_suspend()
4349 {
4350         pmap_t pmap;
4351         int i, pdir, offset;
4352         vm_paddr_t pdirma;
4353         mmu_update_t mu[4];
4354
4355         /*
4356          * We need to remove the recursive mapping structure from all
4357          * our pmaps so that Xen doesn't get confused when it restores
4358          * the page tables. The recursive map lives at page directory
4359          * index PTDPTDI. We assume that the suspend code has stopped
4360          * the other vcpus (if any).
4361          */
4362         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
4363                 for (i = 0; i < 4; i++) {
4364                         /*
4365                          * Figure out which page directory (L2) page
4366                          * contains this bit of the recursive map and
4367                          * the offset within that page of the map
4368                          * entry
4369                          */
4370                         pdir = (PTDPTDI + i) / NPDEPG;
4371                         offset = (PTDPTDI + i) % NPDEPG;
4372                         pdirma = pmap->pm_pdpt[pdir] & PG_FRAME;
4373                         mu[i].ptr = pdirma + offset * sizeof(pd_entry_t);
4374                         mu[i].val = 0;
4375                 }
4376                 HYPERVISOR_mmu_update(mu, 4, NULL, DOMID_SELF);
4377         }
4378 }
4379
4380 void
4381 pmap_resume()
4382 {
4383         pmap_t pmap;
4384         int i, pdir, offset;
4385         vm_paddr_t pdirma;
4386         mmu_update_t mu[4];
4387
4388         /*
4389          * Restore the recursive map that we removed on suspend.
4390          */
4391         LIST_FOREACH(pmap, &allpmaps, pm_list) {
4392                 for (i = 0; i < 4; i++) {
4393                         /*
4394                          * Figure out which page directory (L2) page
4395                          * contains this bit of the recursive map and
4396                          * the offset within that page of the map
4397                          * entry
4398                          */
4399                         pdir = (PTDPTDI + i) / NPDEPG;
4400                         offset = (PTDPTDI + i) % NPDEPG;
4401                         pdirma = pmap->pm_pdpt[pdir] & PG_FRAME;
4402                         mu[i].ptr = pdirma + offset * sizeof(pd_entry_t);
4403                         mu[i].val = (pmap->pm_pdpt[i] & PG_FRAME) | PG_V;
4404                 }
4405                 HYPERVISOR_mmu_update(mu, 4, NULL, DOMID_SELF);
4406         }
4407 }
4408
4409 #if defined(PMAP_DEBUG)
4410 pmap_pid_dump(int pid)
4411 {
4412         pmap_t pmap;
4413         struct proc *p;
4414         int npte = 0;
4415         int index;
4416
4417         sx_slock(&allproc_lock);
4418         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
4419                 if (p->p_pid != pid)
4420                         continue;
4421
4422                 if (p->p_vmspace) {
4423                         int i,j;
4424                         index = 0;
4425                         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
4426                         for (i = 0; i < NPDEPTD; i++) {
4427                                 pd_entry_t *pde;
4428                                 pt_entry_t *pte;
4429                                 vm_offset_t base = i << PDRSHIFT;
4430                                 
4431                                 pde = &pmap->pm_pdir[i];
4432                                 if (pde && pmap_pde_v(pde)) {
4433                                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
4434                                                 vm_offset_t va = base + (j << PAGE_SHIFT);
4435                                                 if (va >= (vm_offset_t) VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) {
4436                                                         if (index) {
4437                                                                 index = 0;
4438                                                                 printf("\n");
4439                                                         }
4440                                                         sx_sunlock(&allproc_lock);
4441                                                         return (npte);
4442                                                 }
4443                                                 pte = pmap_pte(pmap, va);
4444                                                 if (pte && pmap_pte_v(pte)) {
4445                                                         pt_entry_t pa;
4446                                                         vm_page_t m;
4447                                                         pa = PT_GET(pte);
4448                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa & PG_FRAME);
4449                                                         printf("va: 0x%x, pt: 0x%x, h: %d, w: %d, f: 0x%x",
4450                                                                 va, pa, m->hold_count, m->wire_count, m->flags);
4451                                                         npte++;
4452                                                         index++;
4453                                                         if (index >= 2) {
4454                                                                 index = 0;
4455                                                                 printf("\n");
4456                                                         } else {
4457                                                                 printf(" ");
4458                                                         }
4459                                                 }
4460                                         }
4461                                 }
4462                         }
4463                 }
4464         }
4465         sx_sunlock(&allproc_lock);
4466         return (npte);
4467 }
4468 #endif
4469
4470 #if defined(DEBUG)
4471
4472 static void     pads(pmap_t pm);
4473 void            pmap_pvdump(vm_paddr_t pa);
4474
4475 /* print address space of pmap*/
4476 static void
4477 pads(pmap_t pm)
4478 {
4479         int i, j;
4480         vm_paddr_t va;
4481         pt_entry_t *ptep;
4482
4483         if (pm == kernel_pmap)
4484                 return;
4485         for (i = 0; i < NPDEPTD; i++)
4486                 if (pm->pm_pdir[i])
4487                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
4488                                 va = (i << PDRSHIFT) + (j << PAGE_SHIFT);
4489                                 if (pm == kernel_pmap && va < KERNBASE)
4490                                         continue;
4491                                 if (pm != kernel_pmap && va > UPT_MAX_ADDRESS)
4492                                         continue;
4493                                 ptep = pmap_pte(pm, va);
4494                                 if (pmap_pte_v(ptep))
4495                                         printf("%x:%x ", va, *ptep);
4496                         };
4497
4498 }
4499
4500 void
4501 pmap_pvdump(vm_paddr_t pa)
4502 {
4503         pv_entry_t pv;
4504         pmap_t pmap;
4505         vm_page_t m;
4506
4507         printf("pa %x", pa);
4508         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
4509         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_next) {
4510                 pmap = PV_PMAP(pv);
4511                 printf(" -> pmap %p, va %x", (void *)pmap, pv->pv_va);
4512                 pads(pmap);
4513         }
4514         printf(" ");
4515 }
4516 #endif