]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/9.git/blob - sys/powerpc/booke/pmap.c
Copy head to stable/9 as part of 9.0-RELEASE release cycle.
[FreeBSD/stable/9.git] / sys / powerpc / booke / pmap.c
1 /*-
2  * Copyright (C) 2007-2009 Semihalf, Rafal Jaworowski <raj@semihalf.com>
3  * Copyright (C) 2006 Semihalf, Marian Balakowicz <m8@semihalf.com>
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN
18  * NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
19  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED
20  * TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
21  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
22  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
23  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
24  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
25  *
26  * Some hw specific parts of this pmap were derived or influenced
27  * by NetBSD's ibm4xx pmap module. More generic code is shared with
28  * a few other pmap modules from the FreeBSD tree.
29  */
30
31  /*
32   * VM layout notes:
33   *
34   * Kernel and user threads run within one common virtual address space
35   * defined by AS=0.
36   *
37   * Virtual address space layout:
38   * -----------------------------
39   * 0x0000_0000 - 0xafff_ffff   : user process
40   * 0xb000_0000 - 0xbfff_ffff   : pmap_mapdev()-ed area (PCI/PCIE etc.)
41   * 0xc000_0000 - 0xc0ff_ffff   : kernel reserved
42   *   0xc000_0000 - data_end    : kernel code+data, env, metadata etc.
43   * 0xc100_0000 - 0xfeef_ffff   : KVA
44   *   0xc100_0000 - 0xc100_3fff : reserved for page zero/copy
45   *   0xc100_4000 - 0xc200_3fff : reserved for ptbl bufs
46   *   0xc200_4000 - 0xc200_8fff : guard page + kstack0
47   *   0xc200_9000 - 0xfeef_ffff : actual free KVA space
48   * 0xfef0_0000 - 0xffff_ffff   : I/O devices region
49   */
50
51 #include <sys/cdefs.h>
52 __FBSDID("$FreeBSD$");
53
54 #include <sys/types.h>
55 #include <sys/param.h>
56 #include <sys/malloc.h>
57 #include <sys/ktr.h>
58 #include <sys/proc.h>
59 #include <sys/user.h>
60 #include <sys/queue.h>
61 #include <sys/systm.h>
62 #include <sys/kernel.h>
63 #include <sys/linker.h>
64 #include <sys/msgbuf.h>
65 #include <sys/lock.h>
66 #include <sys/mutex.h>
67 #include <sys/sched.h>
68 #include <sys/smp.h>
69 #include <sys/vmmeter.h>
70
71 #include <vm/vm.h>
72 #include <vm/vm_page.h>
73 #include <vm/vm_kern.h>
74 #include <vm/vm_pageout.h>
75 #include <vm/vm_extern.h>
76 #include <vm/vm_object.h>
77 #include <vm/vm_param.h>
78 #include <vm/vm_map.h>
79 #include <vm/vm_pager.h>
80 #include <vm/uma.h>
81
82 #include <machine/cpu.h>
83 #include <machine/pcb.h>
84 #include <machine/platform.h>
85
86 #include <machine/tlb.h>
87 #include <machine/spr.h>
88 #include <machine/vmparam.h>
89 #include <machine/md_var.h>
90 #include <machine/mmuvar.h>
91 #include <machine/pmap.h>
92 #include <machine/pte.h>
93
94 #include "mmu_if.h"
95
96 #ifdef  DEBUG
97 #define debugf(fmt, args...) printf(fmt, ##args)
98 #else
99 #define debugf(fmt, args...)
100 #endif
101
102 #define TODO                    panic("%s: not implemented", __func__);
103
104 #include "opt_sched.h"
105 #ifndef SCHED_4BSD
106 #error "e500 only works with SCHED_4BSD which uses a global scheduler lock."
107 #endif
108 extern struct mtx sched_lock;
109
110 extern int dumpsys_minidump;
111
112 extern unsigned char _etext[];
113 extern unsigned char _end[];
114
115 extern uint32_t *bootinfo;
116
117 #ifdef SMP
118 extern uint32_t kernload_ap;
119 #endif
120
121 vm_paddr_t kernload;
122 vm_offset_t kernstart;
123 vm_size_t kernsize;
124
125 /* Message buffer and tables. */
126 static vm_offset_t data_start;
127 static vm_size_t data_end;
128
129 /* Phys/avail memory regions. */
130 static struct mem_region *availmem_regions;
131 static int availmem_regions_sz;
132 static struct mem_region *physmem_regions;
133 static int physmem_regions_sz;
134
135 /* Reserved KVA space and mutex for mmu_booke_zero_page. */
136 static vm_offset_t zero_page_va;
137 static struct mtx zero_page_mutex;
138
139 static struct mtx tlbivax_mutex;
140
141 /*
142  * Reserved KVA space for mmu_booke_zero_page_idle. This is used
143  * by idle thred only, no lock required.
144  */
145 static vm_offset_t zero_page_idle_va;
146
147 /* Reserved KVA space and mutex for mmu_booke_copy_page. */
148 static vm_offset_t copy_page_src_va;
149 static vm_offset_t copy_page_dst_va;
150 static struct mtx copy_page_mutex;
151
152 /**************************************************************************/
153 /* PMAP */
154 /**************************************************************************/
155
156 static void mmu_booke_enter_locked(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
157     vm_prot_t, boolean_t);
158
159 unsigned int kptbl_min;         /* Index of the first kernel ptbl. */
160 unsigned int kernel_ptbls;      /* Number of KVA ptbls. */
161
162 /*
163  * If user pmap is processed with mmu_booke_remove and the resident count
164  * drops to 0, there are no more pages to remove, so we need not continue.
165  */
166 #define PMAP_REMOVE_DONE(pmap) \
167         ((pmap) != kernel_pmap && (pmap)->pm_stats.resident_count == 0)
168
169 extern void tid_flush(tlbtid_t);
170
171 /**************************************************************************/
172 /* TLB and TID handling */
173 /**************************************************************************/
174
175 /* Translation ID busy table */
176 static volatile pmap_t tidbusy[MAXCPU][TID_MAX + 1];
177
178 /*
179  * TLB0 capabilities (entry, way numbers etc.). These can vary between e500
180  * core revisions and should be read from h/w registers during early config.
181  */
182 uint32_t tlb0_entries;
183 uint32_t tlb0_ways;
184 uint32_t tlb0_entries_per_way;
185
186 #define TLB0_ENTRIES            (tlb0_entries)
187 #define TLB0_WAYS               (tlb0_ways)
188 #define TLB0_ENTRIES_PER_WAY    (tlb0_entries_per_way)
189
190 #define TLB1_ENTRIES 16
191
192 /* In-ram copy of the TLB1 */
193 static tlb_entry_t tlb1[TLB1_ENTRIES];
194
195 /* Next free entry in the TLB1 */
196 static unsigned int tlb1_idx;
197
198 static tlbtid_t tid_alloc(struct pmap *);
199
200 static void tlb_print_entry(int, uint32_t, uint32_t, uint32_t, uint32_t);
201
202 static int tlb1_set_entry(vm_offset_t, vm_offset_t, vm_size_t, uint32_t);
203 static void tlb1_write_entry(unsigned int);
204 static int tlb1_iomapped(int, vm_paddr_t, vm_size_t, vm_offset_t *);
205 static vm_size_t tlb1_mapin_region(vm_offset_t, vm_paddr_t, vm_size_t);
206
207 static vm_size_t tsize2size(unsigned int);
208 static unsigned int size2tsize(vm_size_t);
209 static unsigned int ilog2(unsigned int);
210
211 static void set_mas4_defaults(void);
212
213 static inline void tlb0_flush_entry(vm_offset_t);
214 static inline unsigned int tlb0_tableidx(vm_offset_t, unsigned int);
215
216 /**************************************************************************/
217 /* Page table management */
218 /**************************************************************************/
219
220 /* Data for the pv entry allocation mechanism */
221 static uma_zone_t pvzone;
222 static struct vm_object pvzone_obj;
223 static int pv_entry_count = 0, pv_entry_max = 0, pv_entry_high_water = 0;
224
225 #define PV_ENTRY_ZONE_MIN       2048    /* min pv entries in uma zone */
226
227 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
228 #define PMAP_SHPGPERPROC        200
229 #endif
230
231 static void ptbl_init(void);
232 static struct ptbl_buf *ptbl_buf_alloc(void);
233 static void ptbl_buf_free(struct ptbl_buf *);
234 static void ptbl_free_pmap_ptbl(pmap_t, pte_t *);
235
236 static pte_t *ptbl_alloc(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
237 static void ptbl_free(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
238 static void ptbl_hold(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
239 static int ptbl_unhold(mmu_t, pmap_t, unsigned int);
240
241 static vm_paddr_t pte_vatopa(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
242 static pte_t *pte_find(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
243 static void pte_enter(mmu_t, pmap_t, vm_page_t, vm_offset_t, uint32_t);
244 static int pte_remove(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, uint8_t);
245
246 static pv_entry_t pv_alloc(void);
247 static void pv_free(pv_entry_t);
248 static void pv_insert(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t);
249 static void pv_remove(pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t);
250
251 /* Number of kva ptbl buffers, each covering one ptbl (PTBL_PAGES). */
252 #define PTBL_BUFS               (128 * 16)
253
254 struct ptbl_buf {
255         TAILQ_ENTRY(ptbl_buf) link;     /* list link */
256         vm_offset_t kva;                /* va of mapping */
257 };
258
259 /* ptbl free list and a lock used for access synchronization. */
260 static TAILQ_HEAD(, ptbl_buf) ptbl_buf_freelist;
261 static struct mtx ptbl_buf_freelist_lock;
262
263 /* Base address of kva space allocated fot ptbl bufs. */
264 static vm_offset_t ptbl_buf_pool_vabase;
265
266 /* Pointer to ptbl_buf structures. */
267 static struct ptbl_buf *ptbl_bufs;
268
269 void pmap_bootstrap_ap(volatile uint32_t *);
270
271 /*
272  * Kernel MMU interface
273  */
274 static void             mmu_booke_change_wiring(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, boolean_t);
275 static void             mmu_booke_clear_modify(mmu_t, vm_page_t);
276 static void             mmu_booke_clear_reference(mmu_t, vm_page_t);
277 static void             mmu_booke_copy(mmu_t, pmap_t, pmap_t, vm_offset_t,
278     vm_size_t, vm_offset_t);
279 static void             mmu_booke_copy_page(mmu_t, vm_page_t, vm_page_t);
280 static void             mmu_booke_enter(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
281     vm_prot_t, boolean_t);
282 static void             mmu_booke_enter_object(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t,
283     vm_page_t, vm_prot_t);
284 static void             mmu_booke_enter_quick(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t,
285     vm_prot_t);
286 static vm_paddr_t       mmu_booke_extract(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
287 static vm_page_t        mmu_booke_extract_and_hold(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
288     vm_prot_t);
289 static void             mmu_booke_init(mmu_t);
290 static boolean_t        mmu_booke_is_modified(mmu_t, vm_page_t);
291 static boolean_t        mmu_booke_is_prefaultable(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t);
292 static boolean_t        mmu_booke_is_referenced(mmu_t, vm_page_t);
293 static boolean_t        mmu_booke_ts_referenced(mmu_t, vm_page_t);
294 static vm_offset_t      mmu_booke_map(mmu_t, vm_offset_t *, vm_offset_t, vm_offset_t,
295     int);
296 static int              mmu_booke_mincore(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
297     vm_paddr_t *);
298 static void             mmu_booke_object_init_pt(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
299     vm_object_t, vm_pindex_t, vm_size_t);
300 static boolean_t        mmu_booke_page_exists_quick(mmu_t, pmap_t, vm_page_t);
301 static void             mmu_booke_page_init(mmu_t, vm_page_t);
302 static int              mmu_booke_page_wired_mappings(mmu_t, vm_page_t);
303 static void             mmu_booke_pinit(mmu_t, pmap_t);
304 static void             mmu_booke_pinit0(mmu_t, pmap_t);
305 static void             mmu_booke_protect(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t,
306     vm_prot_t);
307 static void             mmu_booke_qenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_page_t *, int);
308 static void             mmu_booke_qremove(mmu_t, vm_offset_t, int);
309 static void             mmu_booke_release(mmu_t, pmap_t);
310 static void             mmu_booke_remove(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
311 static void             mmu_booke_remove_all(mmu_t, vm_page_t);
312 static void             mmu_booke_remove_write(mmu_t, vm_page_t);
313 static void             mmu_booke_zero_page(mmu_t, vm_page_t);
314 static void             mmu_booke_zero_page_area(mmu_t, vm_page_t, int, int);
315 static void             mmu_booke_zero_page_idle(mmu_t, vm_page_t);
316 static void             mmu_booke_activate(mmu_t, struct thread *);
317 static void             mmu_booke_deactivate(mmu_t, struct thread *);
318 static void             mmu_booke_bootstrap(mmu_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
319 static void             *mmu_booke_mapdev(mmu_t, vm_offset_t, vm_size_t);
320 static void             mmu_booke_unmapdev(mmu_t, vm_offset_t, vm_size_t);
321 static vm_offset_t      mmu_booke_kextract(mmu_t, vm_offset_t);
322 static void             mmu_booke_kenter(mmu_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
323 static void             mmu_booke_kremove(mmu_t, vm_offset_t);
324 static boolean_t        mmu_booke_dev_direct_mapped(mmu_t, vm_offset_t, vm_size_t);
325 static void             mmu_booke_sync_icache(mmu_t, pmap_t, vm_offset_t,
326     vm_size_t);
327 static vm_offset_t      mmu_booke_dumpsys_map(mmu_t, struct pmap_md *,
328     vm_size_t, vm_size_t *);
329 static void             mmu_booke_dumpsys_unmap(mmu_t, struct pmap_md *,
330     vm_size_t, vm_offset_t);
331 static struct pmap_md   *mmu_booke_scan_md(mmu_t, struct pmap_md *);
332
333 static mmu_method_t mmu_booke_methods[] = {
334         /* pmap dispatcher interface */
335         MMUMETHOD(mmu_change_wiring,    mmu_booke_change_wiring),
336         MMUMETHOD(mmu_clear_modify,     mmu_booke_clear_modify),
337         MMUMETHOD(mmu_clear_reference,  mmu_booke_clear_reference),
338         MMUMETHOD(mmu_copy,             mmu_booke_copy),
339         MMUMETHOD(mmu_copy_page,        mmu_booke_copy_page),
340         MMUMETHOD(mmu_enter,            mmu_booke_enter),
341         MMUMETHOD(mmu_enter_object,     mmu_booke_enter_object),
342         MMUMETHOD(mmu_enter_quick,      mmu_booke_enter_quick),
343         MMUMETHOD(mmu_extract,          mmu_booke_extract),
344         MMUMETHOD(mmu_extract_and_hold, mmu_booke_extract_and_hold),
345         MMUMETHOD(mmu_init,             mmu_booke_init),
346         MMUMETHOD(mmu_is_modified,      mmu_booke_is_modified),
347         MMUMETHOD(mmu_is_prefaultable,  mmu_booke_is_prefaultable),
348         MMUMETHOD(mmu_is_referenced,    mmu_booke_is_referenced),
349         MMUMETHOD(mmu_ts_referenced,    mmu_booke_ts_referenced),
350         MMUMETHOD(mmu_map,              mmu_booke_map),
351         MMUMETHOD(mmu_mincore,          mmu_booke_mincore),
352         MMUMETHOD(mmu_object_init_pt,   mmu_booke_object_init_pt),
353         MMUMETHOD(mmu_page_exists_quick,mmu_booke_page_exists_quick),
354         MMUMETHOD(mmu_page_init,        mmu_booke_page_init),
355         MMUMETHOD(mmu_page_wired_mappings, mmu_booke_page_wired_mappings),
356         MMUMETHOD(mmu_pinit,            mmu_booke_pinit),
357         MMUMETHOD(mmu_pinit0,           mmu_booke_pinit0),
358         MMUMETHOD(mmu_protect,          mmu_booke_protect),
359         MMUMETHOD(mmu_qenter,           mmu_booke_qenter),
360         MMUMETHOD(mmu_qremove,          mmu_booke_qremove),
361         MMUMETHOD(mmu_release,          mmu_booke_release),
362         MMUMETHOD(mmu_remove,           mmu_booke_remove),
363         MMUMETHOD(mmu_remove_all,       mmu_booke_remove_all),
364         MMUMETHOD(mmu_remove_write,     mmu_booke_remove_write),
365         MMUMETHOD(mmu_sync_icache,      mmu_booke_sync_icache),
366         MMUMETHOD(mmu_zero_page,        mmu_booke_zero_page),
367         MMUMETHOD(mmu_zero_page_area,   mmu_booke_zero_page_area),
368         MMUMETHOD(mmu_zero_page_idle,   mmu_booke_zero_page_idle),
369         MMUMETHOD(mmu_activate,         mmu_booke_activate),
370         MMUMETHOD(mmu_deactivate,       mmu_booke_deactivate),
371
372         /* Internal interfaces */
373         MMUMETHOD(mmu_bootstrap,        mmu_booke_bootstrap),
374         MMUMETHOD(mmu_dev_direct_mapped,mmu_booke_dev_direct_mapped),
375         MMUMETHOD(mmu_mapdev,           mmu_booke_mapdev),
376         MMUMETHOD(mmu_kenter,           mmu_booke_kenter),
377         MMUMETHOD(mmu_kextract,         mmu_booke_kextract),
378 /*      MMUMETHOD(mmu_kremove,          mmu_booke_kremove),     */
379         MMUMETHOD(mmu_unmapdev,         mmu_booke_unmapdev),
380
381         /* dumpsys() support */
382         MMUMETHOD(mmu_dumpsys_map,      mmu_booke_dumpsys_map),
383         MMUMETHOD(mmu_dumpsys_unmap,    mmu_booke_dumpsys_unmap),
384         MMUMETHOD(mmu_scan_md,          mmu_booke_scan_md),
385
386         { 0, 0 }
387 };
388
389 MMU_DEF(booke_mmu, MMU_TYPE_BOOKE, mmu_booke_methods, 0);
390
391 static inline void
392 tlb_miss_lock(void)
393 {
394 #ifdef SMP
395         struct pcpu *pc;
396
397         if (!smp_started)
398                 return;
399
400         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
401                 if (pc != pcpup) {
402
403                         CTR3(KTR_PMAP, "%s: tlb miss LOCK of CPU=%d, "
404                             "tlb_lock=%p", __func__, pc->pc_cpuid, pc->pc_booke_tlb_lock);
405
406                         KASSERT((pc->pc_cpuid != PCPU_GET(cpuid)),
407                             ("tlb_miss_lock: tried to lock self"));
408
409                         tlb_lock(pc->pc_booke_tlb_lock);
410
411                         CTR1(KTR_PMAP, "%s: locked", __func__);
412                 }
413         }
414 #endif
415 }
416
417 static inline void
418 tlb_miss_unlock(void)
419 {
420 #ifdef SMP
421         struct pcpu *pc;
422
423         if (!smp_started)
424                 return;
425
426         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
427                 if (pc != pcpup) {
428                         CTR2(KTR_PMAP, "%s: tlb miss UNLOCK of CPU=%d",
429                             __func__, pc->pc_cpuid);
430
431                         tlb_unlock(pc->pc_booke_tlb_lock);
432
433                         CTR1(KTR_PMAP, "%s: unlocked", __func__);
434                 }
435         }
436 #endif
437 }
438
439 /* Return number of entries in TLB0. */
440 static __inline void
441 tlb0_get_tlbconf(void)
442 {
443         uint32_t tlb0_cfg;
444
445         tlb0_cfg = mfspr(SPR_TLB0CFG);
446         tlb0_entries = tlb0_cfg & TLBCFG_NENTRY_MASK;
447         tlb0_ways = (tlb0_cfg & TLBCFG_ASSOC_MASK) >> TLBCFG_ASSOC_SHIFT;
448         tlb0_entries_per_way = tlb0_entries / tlb0_ways;
449 }
450
451 /* Initialize pool of kva ptbl buffers. */
452 static void
453 ptbl_init(void)
454 {
455         int i;
456
457         CTR3(KTR_PMAP, "%s: s (ptbl_bufs = 0x%08x size 0x%08x)", __func__,
458             (uint32_t)ptbl_bufs, sizeof(struct ptbl_buf) * PTBL_BUFS);
459         CTR3(KTR_PMAP, "%s: s (ptbl_buf_pool_vabase = 0x%08x size = 0x%08x)",
460             __func__, ptbl_buf_pool_vabase, PTBL_BUFS * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE);
461
462         mtx_init(&ptbl_buf_freelist_lock, "ptbl bufs lock", NULL, MTX_DEF);
463         TAILQ_INIT(&ptbl_buf_freelist);
464
465         for (i = 0; i < PTBL_BUFS; i++) {
466                 ptbl_bufs[i].kva = ptbl_buf_pool_vabase + i * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE;
467                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ptbl_buf_freelist, &ptbl_bufs[i], link);
468         }
469 }
470
471 /* Get a ptbl_buf from the freelist. */
472 static struct ptbl_buf *
473 ptbl_buf_alloc(void)
474 {
475         struct ptbl_buf *buf;
476
477         mtx_lock(&ptbl_buf_freelist_lock);
478         buf = TAILQ_FIRST(&ptbl_buf_freelist);
479         if (buf != NULL)
480                 TAILQ_REMOVE(&ptbl_buf_freelist, buf, link);
481         mtx_unlock(&ptbl_buf_freelist_lock);
482
483         CTR2(KTR_PMAP, "%s: buf = %p", __func__, buf);
484
485         return (buf);
486 }
487
488 /* Return ptbl buff to free pool. */
489 static void
490 ptbl_buf_free(struct ptbl_buf *buf)
491 {
492
493         CTR2(KTR_PMAP, "%s: buf = %p", __func__, buf);
494
495         mtx_lock(&ptbl_buf_freelist_lock);
496         TAILQ_INSERT_TAIL(&ptbl_buf_freelist, buf, link);
497         mtx_unlock(&ptbl_buf_freelist_lock);
498 }
499
500 /*
501  * Search the list of allocated ptbl bufs and find on list of allocated ptbls
502  */
503 static void
504 ptbl_free_pmap_ptbl(pmap_t pmap, pte_t *ptbl)
505 {
506         struct ptbl_buf *pbuf;
507
508         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl = %p", __func__, ptbl);
509
510         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
511
512         TAILQ_FOREACH(pbuf, &pmap->pm_ptbl_list, link)
513                 if (pbuf->kva == (vm_offset_t)ptbl) {
514                         /* Remove from pmap ptbl buf list. */
515                         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_ptbl_list, pbuf, link);
516
517                         /* Free corresponding ptbl buf. */
518                         ptbl_buf_free(pbuf);
519                         break;
520                 }
521 }
522
523 /* Allocate page table. */
524 static pte_t *
525 ptbl_alloc(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
526 {
527         vm_page_t mtbl[PTBL_PAGES];
528         vm_page_t m;
529         struct ptbl_buf *pbuf;
530         unsigned int pidx;
531         pte_t *ptbl;
532         int i;
533
534         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
535             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
536
537         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
538             ("ptbl_alloc: invalid pdir_idx"));
539         KASSERT((pmap->pm_pdir[pdir_idx] == NULL),
540             ("pte_alloc: valid ptbl entry exists!"));
541
542         pbuf = ptbl_buf_alloc();
543         if (pbuf == NULL)
544                 panic("pte_alloc: couldn't alloc kernel virtual memory");
545                 
546         ptbl = (pte_t *)pbuf->kva;
547
548         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl kva = %p", __func__, ptbl);
549
550         /* Allocate ptbl pages, this will sleep! */
551         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
552                 pidx = (PTBL_PAGES * pdir_idx) + i;
553                 while ((m = vm_page_alloc(NULL, pidx,
554                     VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED)) == NULL) {
555
556                         PMAP_UNLOCK(pmap);
557                         vm_page_unlock_queues();
558                         VM_WAIT;
559                         vm_page_lock_queues();
560                         PMAP_LOCK(pmap);
561                 }
562                 mtbl[i] = m;
563         }
564
565         /* Map allocated pages into kernel_pmap. */
566         mmu_booke_qenter(mmu, (vm_offset_t)ptbl, mtbl, PTBL_PAGES);
567
568         /* Zero whole ptbl. */
569         bzero((caddr_t)ptbl, PTBL_PAGES * PAGE_SIZE);
570
571         /* Add pbuf to the pmap ptbl bufs list. */
572         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_ptbl_list, pbuf, link);
573
574         return (ptbl);
575 }
576
577 /* Free ptbl pages and invalidate pdir entry. */
578 static void
579 ptbl_free(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
580 {
581         pte_t *ptbl;
582         vm_paddr_t pa;
583         vm_offset_t va;
584         vm_page_t m;
585         int i;
586
587         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
588             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
589
590         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
591             ("ptbl_free: invalid pdir_idx"));
592
593         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
594
595         CTR2(KTR_PMAP, "%s: ptbl = %p", __func__, ptbl);
596
597         KASSERT((ptbl != NULL), ("ptbl_free: null ptbl"));
598
599         /*
600          * Invalidate the pdir entry as soon as possible, so that other CPUs
601          * don't attempt to look up the page tables we are releasing.
602          */
603         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
604         tlb_miss_lock();
605         
606         pmap->pm_pdir[pdir_idx] = NULL;
607
608         tlb_miss_unlock();
609         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
610
611         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
612                 va = ((vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
613                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap, va);
614                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
615                 vm_page_free_zero(m);
616                 atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
617                 mmu_booke_kremove(mmu, va);
618         }
619
620         ptbl_free_pmap_ptbl(pmap, ptbl);
621 }
622
623 /*
624  * Decrement ptbl pages hold count and attempt to free ptbl pages.
625  * Called when removing pte entry from ptbl.
626  *
627  * Return 1 if ptbl pages were freed.
628  */
629 static int
630 ptbl_unhold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
631 {
632         pte_t *ptbl;
633         vm_paddr_t pa;
634         vm_page_t m;
635         int i;
636
637         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p su = %d pdir_idx = %d", __func__, pmap,
638             (pmap == kernel_pmap), pdir_idx);
639
640         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
641             ("ptbl_unhold: invalid pdir_idx"));
642         KASSERT((pmap != kernel_pmap),
643             ("ptbl_unhold: unholding kernel ptbl!"));
644
645         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
646
647         //debugf("ptbl_unhold: ptbl = 0x%08x\n", (u_int32_t)ptbl);
648         KASSERT(((vm_offset_t)ptbl >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS),
649             ("ptbl_unhold: non kva ptbl"));
650
651         /* decrement hold count */
652         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
653                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap,
654                     (vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
655                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
656                 m->wire_count--;
657         }
658
659         /*
660          * Free ptbl pages if there are no pte etries in this ptbl.
661          * wire_count has the same value for all ptbl pages, so check the last
662          * page.
663          */
664         if (m->wire_count == 0) {
665                 ptbl_free(mmu, pmap, pdir_idx);
666
667                 //debugf("ptbl_unhold: e (freed ptbl)\n");
668                 return (1);
669         }
670
671         return (0);
672 }
673
674 /*
675  * Increment hold count for ptbl pages. This routine is used when a new pte
676  * entry is being inserted into the ptbl.
677  */
678 static void
679 ptbl_hold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, unsigned int pdir_idx)
680 {
681         vm_paddr_t pa;
682         pte_t *ptbl;
683         vm_page_t m;
684         int i;
685
686         CTR3(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p pdir_idx = %d", __func__, pmap,
687             pdir_idx);
688
689         KASSERT((pdir_idx <= (VM_MAXUSER_ADDRESS / PDIR_SIZE)),
690             ("ptbl_hold: invalid pdir_idx"));
691         KASSERT((pmap != kernel_pmap),
692             ("ptbl_hold: holding kernel ptbl!"));
693
694         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
695
696         KASSERT((ptbl != NULL), ("ptbl_hold: null ptbl"));
697
698         for (i = 0; i < PTBL_PAGES; i++) {
699                 pa = pte_vatopa(mmu, kernel_pmap,
700                     (vm_offset_t)ptbl + (i * PAGE_SIZE));
701                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
702                 m->wire_count++;
703         }
704 }
705
706 /* Allocate pv_entry structure. */
707 pv_entry_t
708 pv_alloc(void)
709 {
710         pv_entry_t pv;
711
712         pv_entry_count++;
713         if (pv_entry_count > pv_entry_high_water)
714                 pagedaemon_wakeup();
715         pv = uma_zalloc(pvzone, M_NOWAIT);
716
717         return (pv);
718 }
719
720 /* Free pv_entry structure. */
721 static __inline void
722 pv_free(pv_entry_t pve)
723 {
724
725         pv_entry_count--;
726         uma_zfree(pvzone, pve);
727 }
728
729
730 /* Allocate and initialize pv_entry structure. */
731 static void
732 pv_insert(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
733 {
734         pv_entry_t pve;
735
736         //int su = (pmap == kernel_pmap);
737         //debugf("pv_insert: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x m = 0x%08x)\n", su,
738         //      (u_int32_t)pmap, va, (u_int32_t)m);
739
740         pve = pv_alloc();
741         if (pve == NULL)
742                 panic("pv_insert: no pv entries!");
743
744         pve->pv_pmap = pmap;
745         pve->pv_va = va;
746
747         /* add to pv_list */
748         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
749         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
750
751         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pve, pv_link);
752
753         //debugf("pv_insert: e\n");
754 }
755
756 /* Destroy pv entry. */
757 static void
758 pv_remove(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
759 {
760         pv_entry_t pve;
761
762         //int su = (pmap == kernel_pmap);
763         //debugf("pv_remove: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x)\n", su, (u_int32_t)pmap, va);
764
765         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
766         mtx_assert(&vm_page_queue_mtx, MA_OWNED);
767
768         /* find pv entry */
769         TAILQ_FOREACH(pve, &m->md.pv_list, pv_link) {
770                 if ((pmap == pve->pv_pmap) && (va == pve->pv_va)) {
771                         /* remove from pv_list */
772                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pve, pv_link);
773                         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
774                                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
775
776                         /* free pv entry struct */
777                         pv_free(pve);
778                         break;
779                 }
780         }
781
782         //debugf("pv_remove: e\n");
783 }
784
785 /*
786  * Clean pte entry, try to free page table page if requested.
787  *
788  * Return 1 if ptbl pages were freed, otherwise return 0.
789  */
790 static int
791 pte_remove(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, uint8_t flags)
792 {
793         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
794         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
795         vm_page_t m;
796         pte_t *ptbl;
797         pte_t *pte;
798
799         //int su = (pmap == kernel_pmap);
800         //debugf("pte_remove: s (su = %d pmap = 0x%08x va = 0x%08x flags = %d)\n",
801         //              su, (u_int32_t)pmap, va, flags);
802
803         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
804         KASSERT(ptbl, ("pte_remove: null ptbl"));
805
806         pte = &ptbl[ptbl_idx];
807
808         if (pte == NULL || !PTE_ISVALID(pte))
809                 return (0);
810
811         if (PTE_ISWIRED(pte))
812                 pmap->pm_stats.wired_count--;
813
814         /* Handle managed entry. */
815         if (PTE_ISMANAGED(pte)) {
816                 /* Get vm_page_t for mapped pte. */
817                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
818
819                 if (PTE_ISMODIFIED(pte))
820                         vm_page_dirty(m);
821
822                 if (PTE_ISREFERENCED(pte))
823                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
824
825                 pv_remove(pmap, va, m);
826         }
827
828         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
829         tlb_miss_lock();
830
831         tlb0_flush_entry(va);
832         pte->flags = 0;
833         pte->rpn = 0;
834
835         tlb_miss_unlock();
836         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
837
838         pmap->pm_stats.resident_count--;
839
840         if (flags & PTBL_UNHOLD) {
841                 //debugf("pte_remove: e (unhold)\n");
842                 return (ptbl_unhold(mmu, pmap, pdir_idx));
843         }
844
845         //debugf("pte_remove: e\n");
846         return (0);
847 }
848
849 /*
850  * Insert PTE for a given page and virtual address.
851  */
852 static void
853 pte_enter(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va, uint32_t flags)
854 {
855         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
856         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
857         pte_t *ptbl, *pte;
858
859         CTR4(KTR_PMAP, "%s: su = %d pmap = %p va = %p", __func__,
860             pmap == kernel_pmap, pmap, va);
861
862         /* Get the page table pointer. */
863         ptbl = pmap->pm_pdir[pdir_idx];
864
865         if (ptbl == NULL) {
866                 /* Allocate page table pages. */
867                 ptbl = ptbl_alloc(mmu, pmap, pdir_idx);
868         } else {
869                 /*
870                  * Check if there is valid mapping for requested
871                  * va, if there is, remove it.
872                  */
873                 pte = &pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx];
874                 if (PTE_ISVALID(pte)) {
875                         pte_remove(mmu, pmap, va, PTBL_HOLD);
876                 } else {
877                         /*
878                          * pte is not used, increment hold count
879                          * for ptbl pages.
880                          */
881                         if (pmap != kernel_pmap)
882                                 ptbl_hold(mmu, pmap, pdir_idx);
883                 }
884         }
885
886         /*
887          * Insert pv_entry into pv_list for mapped page if part of managed
888          * memory.
889          */
890         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
891                 flags |= PTE_MANAGED;
892
893                 /* Create and insert pv entry. */
894                 pv_insert(pmap, va, m);
895         }
896
897         pmap->pm_stats.resident_count++;
898         
899         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
900         tlb_miss_lock();
901
902         tlb0_flush_entry(va);
903         if (pmap->pm_pdir[pdir_idx] == NULL) {
904                 /*
905                  * If we just allocated a new page table, hook it in
906                  * the pdir.
907                  */
908                 pmap->pm_pdir[pdir_idx] = ptbl;
909         }
910         pte = &(pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
911         pte->rpn = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & ~PTE_PA_MASK;
912         pte->flags |= (PTE_VALID | flags);
913
914         tlb_miss_unlock();
915         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
916 }
917
918 /* Return the pa for the given pmap/va. */
919 static vm_paddr_t
920 pte_vatopa(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
921 {
922         vm_paddr_t pa = 0;
923         pte_t *pte;
924
925         pte = pte_find(mmu, pmap, va);
926         if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
927                 pa = (PTE_PA(pte) | (va & PTE_PA_MASK));
928         return (pa);
929 }
930
931 /* Get a pointer to a PTE in a page table. */
932 static pte_t *
933 pte_find(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
934 {
935         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
936         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
937
938         KASSERT((pmap != NULL), ("pte_find: invalid pmap"));
939
940         if (pmap->pm_pdir[pdir_idx])
941                 return (&(pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]));
942
943         return (NULL);
944 }
945
946 /**************************************************************************/
947 /* PMAP related */
948 /**************************************************************************/
949
950 /*
951  * This is called during booke_init, before the system is really initialized.
952  */
953 static void
954 mmu_booke_bootstrap(mmu_t mmu, vm_offset_t start, vm_offset_t kernelend)
955 {
956         vm_offset_t phys_kernelend;
957         struct mem_region *mp, *mp1;
958         int cnt, i, j;
959         u_int s, e, sz;
960         u_int phys_avail_count;
961         vm_size_t physsz, hwphyssz, kstack0_sz;
962         vm_offset_t kernel_pdir, kstack0, va;
963         vm_paddr_t kstack0_phys;
964         void *dpcpu;
965         pte_t *pte;
966
967         debugf("mmu_booke_bootstrap: entered\n");
968
969 #ifdef SMP
970         kernload_ap = kernload;
971 #endif
972
973
974         /* Initialize invalidation mutex */
975         mtx_init(&tlbivax_mutex, "tlbivax", NULL, MTX_SPIN);
976
977         /* Read TLB0 size and associativity. */
978         tlb0_get_tlbconf();
979
980         /*
981          * Align kernel start and end address (kernel image).
982          * Note that kernel end does not necessarily relate to kernsize.
983          * kernsize is the size of the kernel that is actually mapped.
984          */
985         kernstart = trunc_page(start);
986         data_start = round_page(kernelend);
987         data_end = data_start;
988
989         /*
990          * Addresses of preloaded modules (like file systems) use
991          * physical addresses. Make sure we relocate those into
992          * virtual addresses.
993          */
994         preload_addr_relocate = kernstart - kernload;
995
996         /* Allocate the dynamic per-cpu area. */
997         dpcpu = (void *)data_end;
998         data_end += DPCPU_SIZE;
999
1000         /* Allocate space for the message buffer. */
1001         msgbufp = (struct msgbuf *)data_end;
1002         data_end += msgbufsize;
1003         debugf(" msgbufp at 0x%08x end = 0x%08x\n", (uint32_t)msgbufp,
1004             data_end);
1005
1006         data_end = round_page(data_end);
1007
1008         /* Allocate space for ptbl_bufs. */
1009         ptbl_bufs = (struct ptbl_buf *)data_end;
1010         data_end += sizeof(struct ptbl_buf) * PTBL_BUFS;
1011         debugf(" ptbl_bufs at 0x%08x end = 0x%08x\n", (uint32_t)ptbl_bufs,
1012             data_end);
1013
1014         data_end = round_page(data_end);
1015
1016         /* Allocate PTE tables for kernel KVA. */
1017         kernel_pdir = data_end;
1018         kernel_ptbls = (VM_MAX_KERNEL_ADDRESS - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS +
1019             PDIR_SIZE - 1) / PDIR_SIZE;
1020         data_end += kernel_ptbls * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE;
1021         debugf(" kernel ptbls: %d\n", kernel_ptbls);
1022         debugf(" kernel pdir at 0x%08x end = 0x%08x\n", kernel_pdir, data_end);
1023
1024         debugf(" data_end: 0x%08x\n", data_end);
1025         if (data_end - kernstart > kernsize) {
1026                 kernsize += tlb1_mapin_region(kernstart + kernsize,
1027                     kernload + kernsize, (data_end - kernstart) - kernsize);
1028         }
1029         data_end = kernstart + kernsize;
1030         debugf(" updated data_end: 0x%08x\n", data_end);
1031
1032         /*
1033          * Clear the structures - note we can only do it safely after the
1034          * possible additional TLB1 translations are in place (above) so that
1035          * all range up to the currently calculated 'data_end' is covered.
1036          */
1037         dpcpu_init(dpcpu, 0);
1038         memset((void *)ptbl_bufs, 0, sizeof(struct ptbl_buf) * PTBL_SIZE);
1039         memset((void *)kernel_pdir, 0, kernel_ptbls * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE);
1040
1041         /*******************************************************/
1042         /* Set the start and end of kva. */
1043         /*******************************************************/
1044         virtual_avail = round_page(data_end);
1045         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
1046
1047         /* Allocate KVA space for page zero/copy operations. */
1048         zero_page_va = virtual_avail;
1049         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1050         zero_page_idle_va = virtual_avail;
1051         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1052         copy_page_src_va = virtual_avail;
1053         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1054         copy_page_dst_va = virtual_avail;
1055         virtual_avail += PAGE_SIZE;
1056         debugf("zero_page_va = 0x%08x\n", zero_page_va);
1057         debugf("zero_page_idle_va = 0x%08x\n", zero_page_idle_va);
1058         debugf("copy_page_src_va = 0x%08x\n", copy_page_src_va);
1059         debugf("copy_page_dst_va = 0x%08x\n", copy_page_dst_va);
1060
1061         /* Initialize page zero/copy mutexes. */
1062         mtx_init(&zero_page_mutex, "mmu_booke_zero_page", NULL, MTX_DEF);
1063         mtx_init(&copy_page_mutex, "mmu_booke_copy_page", NULL, MTX_DEF);
1064
1065         /* Allocate KVA space for ptbl bufs. */
1066         ptbl_buf_pool_vabase = virtual_avail;
1067         virtual_avail += PTBL_BUFS * PTBL_PAGES * PAGE_SIZE;
1068         debugf("ptbl_buf_pool_vabase = 0x%08x end = 0x%08x\n",
1069             ptbl_buf_pool_vabase, virtual_avail);
1070
1071         /* Calculate corresponding physical addresses for the kernel region. */
1072         phys_kernelend = kernload + kernsize;
1073         debugf("kernel image and allocated data:\n");
1074         debugf(" kernload    = 0x%08x\n", kernload);
1075         debugf(" kernstart   = 0x%08x\n", kernstart);
1076         debugf(" kernsize    = 0x%08x\n", kernsize);
1077
1078         if (sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0]) < availmem_regions_sz)
1079                 panic("mmu_booke_bootstrap: phys_avail too small");
1080
1081         /*
1082          * Remove kernel physical address range from avail regions list. Page
1083          * align all regions.  Non-page aligned memory isn't very interesting
1084          * to us.  Also, sort the entries for ascending addresses.
1085          */
1086
1087         /* Retrieve phys/avail mem regions */
1088         mem_regions(&physmem_regions, &physmem_regions_sz,
1089             &availmem_regions, &availmem_regions_sz);
1090         sz = 0;
1091         cnt = availmem_regions_sz;
1092         debugf("processing avail regions:\n");
1093         for (mp = availmem_regions; mp->mr_size; mp++) {
1094                 s = mp->mr_start;
1095                 e = mp->mr_start + mp->mr_size;
1096                 debugf(" %08x-%08x -> ", s, e);
1097                 /* Check whether this region holds all of the kernel. */
1098                 if (s < kernload && e > phys_kernelend) {
1099                         availmem_regions[cnt].mr_start = phys_kernelend;
1100                         availmem_regions[cnt++].mr_size = e - phys_kernelend;
1101                         e = kernload;
1102                 }
1103                 /* Look whether this regions starts within the kernel. */
1104                 if (s >= kernload && s < phys_kernelend) {
1105                         if (e <= phys_kernelend)
1106                                 goto empty;
1107                         s = phys_kernelend;
1108                 }
1109                 /* Now look whether this region ends within the kernel. */
1110                 if (e > kernload && e <= phys_kernelend) {
1111                         if (s >= kernload)
1112                                 goto empty;
1113                         e = kernload;
1114                 }
1115                 /* Now page align the start and size of the region. */
1116                 s = round_page(s);
1117                 e = trunc_page(e);
1118                 if (e < s)
1119                         e = s;
1120                 sz = e - s;
1121                 debugf("%08x-%08x = %x\n", s, e, sz);
1122
1123                 /* Check whether some memory is left here. */
1124                 if (sz == 0) {
1125                 empty:
1126                         memmove(mp, mp + 1,
1127                             (cnt - (mp - availmem_regions)) * sizeof(*mp));
1128                         cnt--;
1129                         mp--;
1130                         continue;
1131                 }
1132
1133                 /* Do an insertion sort. */
1134                 for (mp1 = availmem_regions; mp1 < mp; mp1++)
1135                         if (s < mp1->mr_start)
1136                                 break;
1137                 if (mp1 < mp) {
1138                         memmove(mp1 + 1, mp1, (char *)mp - (char *)mp1);
1139                         mp1->mr_start = s;
1140                         mp1->mr_size = sz;
1141                 } else {
1142                         mp->mr_start = s;
1143                         mp->mr_size = sz;
1144                 }
1145         }
1146         availmem_regions_sz = cnt;
1147
1148         /*******************************************************/
1149         /* Steal physical memory for kernel stack from the end */
1150         /* of the first avail region                           */
1151         /*******************************************************/
1152         kstack0_sz = KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE;
1153         kstack0_phys = availmem_regions[0].mr_start +
1154             availmem_regions[0].mr_size;
1155         kstack0_phys -= kstack0_sz;
1156         availmem_regions[0].mr_size -= kstack0_sz;
1157
1158         /*******************************************************/
1159         /* Fill in phys_avail table, based on availmem_regions */
1160         /*******************************************************/
1161         phys_avail_count = 0;
1162         physsz = 0;
1163         hwphyssz = 0;
1164         TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", (u_long *) &hwphyssz);
1165
1166         debugf("fill in phys_avail:\n");
1167         for (i = 0, j = 0; i < availmem_regions_sz; i++, j += 2) {
1168
1169                 debugf(" region: 0x%08x - 0x%08x (0x%08x)\n",
1170                     availmem_regions[i].mr_start,
1171                     availmem_regions[i].mr_start +
1172                         availmem_regions[i].mr_size,
1173                     availmem_regions[i].mr_size);
1174
1175                 if (hwphyssz != 0 &&
1176                     (physsz + availmem_regions[i].mr_size) >= hwphyssz) {
1177                         debugf(" hw.physmem adjust\n");
1178                         if (physsz < hwphyssz) {
1179                                 phys_avail[j] = availmem_regions[i].mr_start;
1180                                 phys_avail[j + 1] =
1181                                     availmem_regions[i].mr_start +
1182                                     hwphyssz - physsz;
1183                                 physsz = hwphyssz;
1184                                 phys_avail_count++;
1185                         }
1186                         break;
1187                 }
1188
1189                 phys_avail[j] = availmem_regions[i].mr_start;
1190                 phys_avail[j + 1] = availmem_regions[i].mr_start +
1191                     availmem_regions[i].mr_size;
1192                 phys_avail_count++;
1193                 physsz += availmem_regions[i].mr_size;
1194         }
1195         physmem = btoc(physsz);
1196
1197         /* Calculate the last available physical address. */
1198         for (i = 0; phys_avail[i + 2] != 0; i += 2)
1199                 ;
1200         Maxmem = powerpc_btop(phys_avail[i + 1]);
1201
1202         debugf("Maxmem = 0x%08lx\n", Maxmem);
1203         debugf("phys_avail_count = %d\n", phys_avail_count);
1204         debugf("physsz = 0x%08x physmem = %ld (0x%08lx)\n", physsz, physmem,
1205             physmem);
1206
1207         /*******************************************************/
1208         /* Initialize (statically allocated) kernel pmap. */
1209         /*******************************************************/
1210         PMAP_LOCK_INIT(kernel_pmap);
1211         kptbl_min = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS / PDIR_SIZE;
1212
1213         debugf("kernel_pmap = 0x%08x\n", (uint32_t)kernel_pmap);
1214         debugf("kptbl_min = %d, kernel_ptbls = %d\n", kptbl_min, kernel_ptbls);
1215         debugf("kernel pdir range: 0x%08x - 0x%08x\n",
1216             kptbl_min * PDIR_SIZE, (kptbl_min + kernel_ptbls) * PDIR_SIZE - 1);
1217
1218         /* Initialize kernel pdir */
1219         for (i = 0; i < kernel_ptbls; i++)
1220                 kernel_pmap->pm_pdir[kptbl_min + i] =
1221                     (pte_t *)(kernel_pdir + (i * PAGE_SIZE * PTBL_PAGES));
1222
1223         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
1224                 kernel_pmap->pm_tid[i] = TID_KERNEL;
1225                 
1226                 /* Initialize each CPU's tidbusy entry 0 with kernel_pmap */
1227                 tidbusy[i][0] = kernel_pmap;
1228         }
1229
1230         /*
1231          * Fill in PTEs covering kernel code and data. They are not required
1232          * for address translation, as this area is covered by static TLB1
1233          * entries, but for pte_vatopa() to work correctly with kernel area
1234          * addresses.
1235          */
1236         for (va = KERNBASE; va < data_end; va += PAGE_SIZE) {
1237                 pte = &(kernel_pmap->pm_pdir[PDIR_IDX(va)][PTBL_IDX(va)]);
1238                 pte->rpn = kernload + (va - KERNBASE);
1239                 pte->flags = PTE_M | PTE_SR | PTE_SW | PTE_SX | PTE_WIRED |
1240                     PTE_VALID;
1241         }
1242         /* Mark kernel_pmap active on all CPUs */
1243         CPU_FILL(&kernel_pmap->pm_active);
1244
1245         /*******************************************************/
1246         /* Final setup */
1247         /*******************************************************/
1248
1249         /* Enter kstack0 into kernel map, provide guard page */
1250         kstack0 = virtual_avail + KSTACK_GUARD_PAGES * PAGE_SIZE;
1251         thread0.td_kstack = kstack0;
1252         thread0.td_kstack_pages = KSTACK_PAGES;
1253
1254         debugf("kstack_sz = 0x%08x\n", kstack0_sz);
1255         debugf("kstack0_phys at 0x%08x - 0x%08x\n",
1256             kstack0_phys, kstack0_phys + kstack0_sz);
1257         debugf("kstack0 at 0x%08x - 0x%08x\n", kstack0, kstack0 + kstack0_sz);
1258         
1259         virtual_avail += KSTACK_GUARD_PAGES * PAGE_SIZE + kstack0_sz;
1260         for (i = 0; i < KSTACK_PAGES; i++) {
1261                 mmu_booke_kenter(mmu, kstack0, kstack0_phys);
1262                 kstack0 += PAGE_SIZE;
1263                 kstack0_phys += PAGE_SIZE;
1264         }
1265         
1266         debugf("virtual_avail = %08x\n", virtual_avail);
1267         debugf("virtual_end   = %08x\n", virtual_end);
1268
1269         debugf("mmu_booke_bootstrap: exit\n");
1270 }
1271
1272 void
1273 pmap_bootstrap_ap(volatile uint32_t *trcp __unused)
1274 {
1275         int i;
1276
1277         /*
1278          * Finish TLB1 configuration: the BSP already set up its TLB1 and we
1279          * have the snapshot of its contents in the s/w tlb1[] table, so use
1280          * these values directly to (re)program AP's TLB1 hardware.
1281          */
1282         for (i = 0; i < tlb1_idx; i ++) {
1283                 /* Skip invalid entries */
1284                 if (!(tlb1[i].mas1 & MAS1_VALID))
1285                         continue;
1286
1287                 tlb1_write_entry(i);
1288         }
1289
1290         set_mas4_defaults();
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Get the physical page address for the given pmap/virtual address.
1295  */
1296 static vm_paddr_t
1297 mmu_booke_extract(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1298 {
1299         vm_paddr_t pa;
1300
1301         PMAP_LOCK(pmap);
1302         pa = pte_vatopa(mmu, pmap, va);
1303         PMAP_UNLOCK(pmap);
1304
1305         return (pa);
1306 }
1307
1308 /*
1309  * Extract the physical page address associated with the given
1310  * kernel virtual address.
1311  */
1312 static vm_paddr_t
1313 mmu_booke_kextract(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1314 {
1315
1316         return (pte_vatopa(mmu, kernel_pmap, va));
1317 }
1318
1319 /*
1320  * Initialize the pmap module.
1321  * Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
1322  * system needs to map virtual memory.
1323  */
1324 static void
1325 mmu_booke_init(mmu_t mmu)
1326 {
1327         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
1328
1329         /*
1330          * Initialize the address space (zone) for the pv entries.  Set a
1331          * high water mark so that the system can recover from excessive
1332          * numbers of pv entries.
1333          */
1334         pvzone = uma_zcreate("PV ENTRY", sizeof(struct pv_entry), NULL, NULL,
1335             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_VM | UMA_ZONE_NOFREE);
1336
1337         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
1338         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + cnt.v_page_count;
1339
1340         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
1341         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
1342
1343         uma_zone_set_obj(pvzone, &pvzone_obj, pv_entry_max);
1344
1345         /* Pre-fill pvzone with initial number of pv entries. */
1346         uma_prealloc(pvzone, PV_ENTRY_ZONE_MIN);
1347
1348         /* Initialize ptbl allocation. */
1349         ptbl_init();
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Map a list of wired pages into kernel virtual address space.  This is
1354  * intended for temporary mappings which do not need page modification or
1355  * references recorded.  Existing mappings in the region are overwritten.
1356  */
1357 static void
1358 mmu_booke_qenter(mmu_t mmu, vm_offset_t sva, vm_page_t *m, int count)
1359 {
1360         vm_offset_t va;
1361
1362         va = sva;
1363         while (count-- > 0) {
1364                 mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(*m));
1365                 va += PAGE_SIZE;
1366                 m++;
1367         }
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Remove page mappings from kernel virtual address space.  Intended for
1372  * temporary mappings entered by mmu_booke_qenter.
1373  */
1374 static void
1375 mmu_booke_qremove(mmu_t mmu, vm_offset_t sva, int count)
1376 {
1377         vm_offset_t va;
1378
1379         va = sva;
1380         while (count-- > 0) {
1381                 mmu_booke_kremove(mmu, va);
1382                 va += PAGE_SIZE;
1383         }
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Map a wired page into kernel virtual address space.
1388  */
1389 static void
1390 mmu_booke_kenter(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_offset_t pa)
1391 {
1392         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
1393         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
1394         uint32_t flags;
1395         pte_t *pte;
1396
1397         KASSERT(((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) &&
1398             (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)), ("mmu_booke_kenter: invalid va"));
1399
1400         flags = 0;
1401         flags |= (PTE_SR | PTE_SW | PTE_SX | PTE_WIRED | PTE_VALID);
1402         flags |= PTE_M;
1403
1404         pte = &(kernel_pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
1405
1406         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1407         tlb_miss_lock();
1408         
1409         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1410         
1411                 CTR1(KTR_PMAP, "%s: replacing entry!", __func__);
1412
1413                 /* Flush entry from TLB0 */
1414                 tlb0_flush_entry(va);
1415         }
1416
1417         pte->rpn = pa & ~PTE_PA_MASK;
1418         pte->flags = flags;
1419
1420         //debugf("mmu_booke_kenter: pdir_idx = %d ptbl_idx = %d va=0x%08x "
1421         //              "pa=0x%08x rpn=0x%08x flags=0x%08x\n",
1422         //              pdir_idx, ptbl_idx, va, pa, pte->rpn, pte->flags);
1423
1424         /* Flush the real memory from the instruction cache. */
1425         if ((flags & (PTE_I | PTE_G)) == 0) {
1426                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
1427         }
1428
1429         tlb_miss_unlock();
1430         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Remove a page from kernel page table.
1435  */
1436 static void
1437 mmu_booke_kremove(mmu_t mmu, vm_offset_t va)
1438 {
1439         unsigned int pdir_idx = PDIR_IDX(va);
1440         unsigned int ptbl_idx = PTBL_IDX(va);
1441         pte_t *pte;
1442
1443 //      CTR2(KTR_PMAP,("%s: s (va = 0x%08x)\n", __func__, va));
1444
1445         KASSERT(((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) &&
1446             (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1447             ("mmu_booke_kremove: invalid va"));
1448
1449         pte = &(kernel_pmap->pm_pdir[pdir_idx][ptbl_idx]);
1450
1451         if (!PTE_ISVALID(pte)) {
1452         
1453                 CTR1(KTR_PMAP, "%s: invalid pte", __func__);
1454
1455                 return;
1456         }
1457
1458         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1459         tlb_miss_lock();
1460
1461         /* Invalidate entry in TLB0, update PTE. */
1462         tlb0_flush_entry(va);
1463         pte->flags = 0;
1464         pte->rpn = 0;
1465
1466         tlb_miss_unlock();
1467         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Initialize pmap associated with process 0.
1472  */
1473 static void
1474 mmu_booke_pinit0(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1475 {
1476
1477         mmu_booke_pinit(mmu, pmap);
1478         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1479 }
1480
1481 /*
1482  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1483  * such as one in a vmspace structure.
1484  */
1485 static void
1486 mmu_booke_pinit(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1487 {
1488         int i;
1489
1490         CTR4(KTR_PMAP, "%s: pmap = %p, proc %d '%s'", __func__, pmap,
1491             curthread->td_proc->p_pid, curthread->td_proc->p_comm);
1492
1493         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("pmap_pinit: initializing kernel_pmap"));
1494
1495         PMAP_LOCK_INIT(pmap);
1496         for (i = 0; i < MAXCPU; i++)
1497                 pmap->pm_tid[i] = TID_NONE;
1498         CPU_ZERO(&kernel_pmap->pm_active);
1499         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof(pmap->pm_stats));
1500         bzero(&pmap->pm_pdir, sizeof(pte_t *) * PDIR_NENTRIES);
1501         TAILQ_INIT(&pmap->pm_ptbl_list);
1502 }
1503
1504 /*
1505  * Release any resources held by the given physical map.
1506  * Called when a pmap initialized by mmu_booke_pinit is being released.
1507  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1508  */
1509 static void
1510 mmu_booke_release(mmu_t mmu, pmap_t pmap)
1511 {
1512
1513         KASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0,
1514             ("pmap_release: pmap resident count %ld != 0",
1515             pmap->pm_stats.resident_count));
1516
1517         PMAP_LOCK_DESTROY(pmap);
1518 }
1519
1520 /*
1521  * Insert the given physical page at the specified virtual address in the
1522  * target physical map with the protection requested. If specified the page
1523  * will be wired down.
1524  */
1525 static void
1526 mmu_booke_enter(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1527     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
1528 {
1529
1530         vm_page_lock_queues();
1531         PMAP_LOCK(pmap);
1532         mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, va, m, prot, wired);
1533         vm_page_unlock_queues();
1534         PMAP_UNLOCK(pmap);
1535 }
1536
1537 static void
1538 mmu_booke_enter_locked(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1539     vm_prot_t prot, boolean_t wired)
1540 {
1541         pte_t *pte;
1542         vm_paddr_t pa;
1543         uint32_t flags;
1544         int su, sync;
1545
1546         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1547         su = (pmap == kernel_pmap);
1548         sync = 0;
1549
1550         //debugf("mmu_booke_enter_locked: s (pmap=0x%08x su=%d tid=%d m=0x%08x va=0x%08x "
1551         //              "pa=0x%08x prot=0x%08x wired=%d)\n",
1552         //              (u_int32_t)pmap, su, pmap->pm_tid,
1553         //              (u_int32_t)m, va, pa, prot, wired);
1554
1555         if (su) {
1556                 KASSERT(((va >= virtual_avail) &&
1557                     (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1558                     ("mmu_booke_enter_locked: kernel pmap, non kernel va"));
1559         } else {
1560                 KASSERT((va <= VM_MAXUSER_ADDRESS),
1561                     ("mmu_booke_enter_locked: user pmap, non user va"));
1562         }
1563         KASSERT((m->oflags & (VPO_UNMANAGED | VPO_BUSY)) != 0 ||
1564             VM_OBJECT_LOCKED(m->object),
1565             ("mmu_booke_enter_locked: page %p is not busy", m));
1566
1567         PMAP_LOCK_ASSERT(pmap, MA_OWNED);
1568
1569         /*
1570          * If there is an existing mapping, and the physical address has not
1571          * changed, must be protection or wiring change.
1572          */
1573         if (((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) &&
1574             (PTE_ISVALID(pte)) && (PTE_PA(pte) == pa)) {
1575             
1576                 /*
1577                  * Before actually updating pte->flags we calculate and
1578                  * prepare its new value in a helper var.
1579                  */
1580                 flags = pte->flags;
1581                 flags &= ~(PTE_UW | PTE_UX | PTE_SW | PTE_SX | PTE_MODIFIED);
1582
1583                 /* Wiring change, just update stats. */
1584                 if (wired) {
1585                         if (!PTE_ISWIRED(pte)) {
1586                                 flags |= PTE_WIRED;
1587                                 pmap->pm_stats.wired_count++;
1588                         }
1589                 } else {
1590                         if (PTE_ISWIRED(pte)) {
1591                                 flags &= ~PTE_WIRED;
1592                                 pmap->pm_stats.wired_count--;
1593                         }
1594                 }
1595
1596                 if (prot & VM_PROT_WRITE) {
1597                         /* Add write permissions. */
1598                         flags |= PTE_SW;
1599                         if (!su)
1600                                 flags |= PTE_UW;
1601
1602                         if ((flags & PTE_MANAGED) != 0)
1603                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
1604                 } else {
1605                         /* Handle modified pages, sense modify status. */
1606
1607                         /*
1608                          * The PTE_MODIFIED flag could be set by underlying
1609                          * TLB misses since we last read it (above), possibly
1610                          * other CPUs could update it so we check in the PTE
1611                          * directly rather than rely on that saved local flags
1612                          * copy.
1613                          */
1614                         if (PTE_ISMODIFIED(pte))
1615                                 vm_page_dirty(m);
1616                 }
1617
1618                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE) {
1619                         flags |= PTE_SX;
1620                         if (!su)
1621                                 flags |= PTE_UX;
1622
1623                         /*
1624                          * Check existing flags for execute permissions: if we
1625                          * are turning execute permissions on, icache should
1626                          * be flushed.
1627                          */
1628                         if ((pte->flags & (PTE_UX | PTE_SX)) == 0)
1629                                 sync++;
1630                 }
1631
1632                 flags &= ~PTE_REFERENCED;
1633
1634                 /*
1635                  * The new flags value is all calculated -- only now actually
1636                  * update the PTE.
1637                  */
1638                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1639                 tlb_miss_lock();
1640
1641                 tlb0_flush_entry(va);
1642                 pte->flags = flags;
1643
1644                 tlb_miss_unlock();
1645                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1646
1647         } else {
1648                 /*
1649                  * If there is an existing mapping, but it's for a different
1650                  * physical address, pte_enter() will delete the old mapping.
1651                  */
1652                 //if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
1653                 //      debugf("mmu_booke_enter_locked: replace\n");
1654                 //else
1655                 //      debugf("mmu_booke_enter_locked: new\n");
1656
1657                 /* Now set up the flags and install the new mapping. */
1658                 flags = (PTE_SR | PTE_VALID);
1659                 flags |= PTE_M;
1660
1661                 if (!su)
1662                         flags |= PTE_UR;
1663
1664                 if (prot & VM_PROT_WRITE) {
1665                         flags |= PTE_SW;
1666                         if (!su)
1667                                 flags |= PTE_UW;
1668
1669                         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1670                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_WRITEABLE);
1671                 }
1672
1673                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE) {
1674                         flags |= PTE_SX;
1675                         if (!su)
1676                                 flags |= PTE_UX;
1677                 }
1678
1679                 /* If its wired update stats. */
1680                 if (wired) {
1681                         pmap->pm_stats.wired_count++;
1682                         flags |= PTE_WIRED;
1683                 }
1684
1685                 pte_enter(mmu, pmap, m, va, flags);
1686
1687                 /* Flush the real memory from the instruction cache. */
1688                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE)
1689                         sync++;
1690         }
1691
1692         if (sync && (su || pmap == PCPU_GET(curpmap))) {
1693                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
1694                 sync = 0;
1695         }
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Maps a sequence of resident pages belonging to the same object.
1700  * The sequence begins with the given page m_start.  This page is
1701  * mapped at the given virtual address start.  Each subsequent page is
1702  * mapped at a virtual address that is offset from start by the same
1703  * amount as the page is offset from m_start within the object.  The
1704  * last page in the sequence is the page with the largest offset from
1705  * m_start that can be mapped at a virtual address less than the given
1706  * virtual address end.  Not every virtual page between start and end
1707  * is mapped; only those for which a resident page exists with the
1708  * corresponding offset from m_start are mapped.
1709  */
1710 static void
1711 mmu_booke_enter_object(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t start,
1712     vm_offset_t end, vm_page_t m_start, vm_prot_t prot)
1713 {
1714         vm_page_t m;
1715         vm_pindex_t diff, psize;
1716
1717         psize = atop(end - start);
1718         m = m_start;
1719         vm_page_lock_queues();
1720         PMAP_LOCK(pmap);
1721         while (m != NULL && (diff = m->pindex - m_start->pindex) < psize) {
1722                 mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, start + ptoa(diff), m,
1723                     prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE), FALSE);
1724                 m = TAILQ_NEXT(m, listq);
1725         }
1726         vm_page_unlock_queues();
1727         PMAP_UNLOCK(pmap);
1728 }
1729
1730 static void
1731 mmu_booke_enter_quick(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
1732     vm_prot_t prot)
1733 {
1734
1735         vm_page_lock_queues();
1736         PMAP_LOCK(pmap);
1737         mmu_booke_enter_locked(mmu, pmap, va, m,
1738             prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE), FALSE);
1739         vm_page_unlock_queues();
1740         PMAP_UNLOCK(pmap);
1741 }
1742
1743 /*
1744  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1745  *
1746  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page size.
1747  */
1748 static void
1749 mmu_booke_remove(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_offset_t endva)
1750 {
1751         pte_t *pte;
1752         uint8_t hold_flag;
1753
1754         int su = (pmap == kernel_pmap);
1755
1756         //debugf("mmu_booke_remove: s (su = %d pmap=0x%08x tid=%d va=0x%08x endva=0x%08x)\n",
1757         //              su, (u_int32_t)pmap, pmap->pm_tid, va, endva);
1758
1759         if (su) {
1760                 KASSERT(((va >= virtual_avail) &&
1761                     (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)),
1762                     ("mmu_booke_remove: kernel pmap, non kernel va"));
1763         } else {
1764                 KASSERT((va <= VM_MAXUSER_ADDRESS),
1765                     ("mmu_booke_remove: user pmap, non user va"));
1766         }
1767
1768         if (PMAP_REMOVE_DONE(pmap)) {
1769                 //debugf("mmu_booke_remove: e (empty)\n");
1770                 return;
1771         }
1772
1773         hold_flag = PTBL_HOLD_FLAG(pmap);
1774         //debugf("mmu_booke_remove: hold_flag = %d\n", hold_flag);
1775
1776         vm_page_lock_queues();
1777         PMAP_LOCK(pmap);
1778         for (; va < endva; va += PAGE_SIZE) {
1779                 pte = pte_find(mmu, pmap, va);
1780                 if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte))
1781                         pte_remove(mmu, pmap, va, hold_flag);
1782         }
1783         PMAP_UNLOCK(pmap);
1784         vm_page_unlock_queues();
1785
1786         //debugf("mmu_booke_remove: e\n");
1787 }
1788
1789 /*
1790  * Remove physical page from all pmaps in which it resides.
1791  */
1792 static void
1793 mmu_booke_remove_all(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1794 {
1795         pv_entry_t pv, pvn;
1796         uint8_t hold_flag;
1797
1798         vm_page_lock_queues();
1799         for (pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list); pv != NULL; pv = pvn) {
1800                 pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_link);
1801
1802                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
1803                 hold_flag = PTBL_HOLD_FLAG(pv->pv_pmap);
1804                 pte_remove(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va, hold_flag);
1805                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
1806         }
1807         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1808         vm_page_unlock_queues();
1809 }
1810
1811 /*
1812  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
1813  */
1814 static vm_offset_t
1815 mmu_booke_map(mmu_t mmu, vm_offset_t *virt, vm_offset_t pa_start,
1816     vm_offset_t pa_end, int prot)
1817 {
1818         vm_offset_t sva = *virt;
1819         vm_offset_t va = sva;
1820
1821         //debugf("mmu_booke_map: s (sva = 0x%08x pa_start = 0x%08x pa_end = 0x%08x)\n",
1822         //              sva, pa_start, pa_end);
1823
1824         while (pa_start < pa_end) {
1825                 mmu_booke_kenter(mmu, va, pa_start);
1826                 va += PAGE_SIZE;
1827                 pa_start += PAGE_SIZE;
1828         }
1829         *virt = va;
1830
1831         //debugf("mmu_booke_map: e (va = 0x%08x)\n", va);
1832         return (sva);
1833 }
1834
1835 /*
1836  * The pmap must be activated before it's address space can be accessed in any
1837  * way.
1838  */
1839 static void
1840 mmu_booke_activate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1841 {
1842         pmap_t pmap;
1843         u_int cpuid;
1844
1845         pmap = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1846
1847         CTR5(KTR_PMAP, "%s: s (td = %p, proc = '%s', id = %d, pmap = 0x%08x)",
1848             __func__, td, td->td_proc->p_comm, td->td_proc->p_pid, pmap);
1849
1850         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("mmu_booke_activate: kernel_pmap!"));
1851
1852         mtx_lock_spin(&sched_lock);
1853
1854         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1855         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &pmap->pm_active);
1856         PCPU_SET(curpmap, pmap);
1857         
1858         if (pmap->pm_tid[cpuid] == TID_NONE)
1859                 tid_alloc(pmap);
1860
1861         /* Load PID0 register with pmap tid value. */
1862         mtspr(SPR_PID0, pmap->pm_tid[cpuid]);
1863         __asm __volatile("isync");
1864
1865         mtx_unlock_spin(&sched_lock);
1866
1867         CTR3(KTR_PMAP, "%s: e (tid = %d for '%s')", __func__,
1868             pmap->pm_tid[PCPU_GET(cpuid)], td->td_proc->p_comm);
1869 }
1870
1871 /*
1872  * Deactivate the specified process's address space.
1873  */
1874 static void
1875 mmu_booke_deactivate(mmu_t mmu, struct thread *td)
1876 {
1877         pmap_t pmap;
1878
1879         pmap = &td->td_proc->p_vmspace->vm_pmap;
1880         
1881         CTR5(KTR_PMAP, "%s: td=%p, proc = '%s', id = %d, pmap = 0x%08x",
1882             __func__, td, td->td_proc->p_comm, td->td_proc->p_pid, pmap);
1883
1884         CPU_CLR_ATOMIC(PCPU_GET(cpuid), &pmap->pm_active);
1885         PCPU_SET(curpmap, NULL);
1886 }
1887
1888 /*
1889  * Copy the range specified by src_addr/len
1890  * from the source map to the range dst_addr/len
1891  * in the destination map.
1892  *
1893  * This routine is only advisory and need not do anything.
1894  */
1895 static void
1896 mmu_booke_copy(mmu_t mmu, pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap,
1897     vm_offset_t dst_addr, vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
1898 {
1899
1900 }
1901
1902 /*
1903  * Set the physical protection on the specified range of this map as requested.
1904  */
1905 static void
1906 mmu_booke_protect(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva,
1907     vm_prot_t prot)
1908 {
1909         vm_offset_t va;
1910         vm_page_t m;
1911         pte_t *pte;
1912
1913         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1914                 mmu_booke_remove(mmu, pmap, sva, eva);
1915                 return;
1916         }
1917
1918         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1919                 return;
1920
1921         vm_page_lock_queues();
1922         PMAP_LOCK(pmap);
1923         for (va = sva; va < eva; va += PAGE_SIZE) {
1924                 if ((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) {
1925                         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1926                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
1927
1928                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1929                                 tlb_miss_lock();
1930
1931                                 /* Handle modified pages. */
1932                                 if (PTE_ISMODIFIED(pte) && PTE_ISMANAGED(pte))
1933                                         vm_page_dirty(m);
1934
1935                                 tlb0_flush_entry(va);
1936                                 pte->flags &= ~(PTE_UW | PTE_SW | PTE_MODIFIED);
1937
1938                                 tlb_miss_unlock();
1939                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1940                         }
1941                 }
1942         }
1943         PMAP_UNLOCK(pmap);
1944         vm_page_unlock_queues();
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Clear the write and modified bits in each of the given page's mappings.
1949  */
1950 static void
1951 mmu_booke_remove_write(mmu_t mmu, vm_page_t m)
1952 {
1953         pv_entry_t pv;
1954         pte_t *pte;
1955
1956         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
1957             ("mmu_booke_remove_write: page %p is not managed", m));
1958
1959         /*
1960          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be set by
1961          * another thread while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
1962          * is clear, no page table entries need updating.
1963          */
1964         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
1965         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
1966             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
1967                 return;
1968         vm_page_lock_queues();
1969         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
1970                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
1971                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL) {
1972                         if (PTE_ISVALID(pte)) {
1973                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
1974
1975                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
1976                                 tlb_miss_lock();
1977
1978                                 /* Handle modified pages. */
1979                                 if (PTE_ISMODIFIED(pte))
1980                                         vm_page_dirty(m);
1981
1982                                 /* Flush mapping from TLB0. */
1983                                 pte->flags &= ~(PTE_UW | PTE_SW | PTE_MODIFIED);
1984
1985                                 tlb_miss_unlock();
1986                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
1987                         }
1988                 }
1989                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
1990         }
1991         vm_page_aflag_clear(m, PGA_WRITEABLE);
1992         vm_page_unlock_queues();
1993 }
1994
1995 static void
1996 mmu_booke_sync_icache(mmu_t mmu, pmap_t pm, vm_offset_t va, vm_size_t sz)
1997 {
1998         pte_t *pte;
1999         pmap_t pmap;
2000         vm_page_t m;
2001         vm_offset_t addr;
2002         vm_paddr_t pa;
2003         int active, valid;
2004  
2005         va = trunc_page(va);
2006         sz = round_page(sz);
2007
2008         vm_page_lock_queues();
2009         pmap = PCPU_GET(curpmap);
2010         active = (pm == kernel_pmap || pm == pmap) ? 1 : 0;
2011         while (sz > 0) {
2012                 PMAP_LOCK(pm);
2013                 pte = pte_find(mmu, pm, va);
2014                 valid = (pte != NULL && PTE_ISVALID(pte)) ? 1 : 0;
2015                 if (valid)
2016                         pa = PTE_PA(pte);
2017                 PMAP_UNLOCK(pm);
2018                 if (valid) {
2019                         if (!active) {
2020                                 /* Create a mapping in the active pmap. */
2021                                 addr = 0;
2022                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2023                                 PMAP_LOCK(pmap);
2024                                 pte_enter(mmu, pmap, m, addr,
2025                                     PTE_SR | PTE_VALID | PTE_UR);
2026                                 __syncicache((void *)addr, PAGE_SIZE);
2027                                 pte_remove(mmu, pmap, addr, PTBL_UNHOLD);
2028                                 PMAP_UNLOCK(pmap);
2029                         } else
2030                                 __syncicache((void *)va, PAGE_SIZE);
2031                 }
2032                 va += PAGE_SIZE;
2033                 sz -= PAGE_SIZE;
2034         }
2035         vm_page_unlock_queues();
2036 }
2037
2038 /*
2039  * Atomically extract and hold the physical page with the given
2040  * pmap and virtual address pair if that mapping permits the given
2041  * protection.
2042  */
2043 static vm_page_t
2044 mmu_booke_extract_and_hold(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va,
2045     vm_prot_t prot)
2046 {
2047         pte_t *pte;
2048         vm_page_t m;
2049         uint32_t pte_wbit;
2050         vm_paddr_t pa;
2051         
2052         m = NULL;
2053         pa = 0; 
2054         PMAP_LOCK(pmap);
2055 retry:
2056         pte = pte_find(mmu, pmap, va);
2057         if ((pte != NULL) && PTE_ISVALID(pte)) {
2058                 if (pmap == kernel_pmap)
2059                         pte_wbit = PTE_SW;
2060                 else
2061                         pte_wbit = PTE_UW;
2062
2063                 if ((pte->flags & pte_wbit) || ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0)) {
2064                         if (vm_page_pa_tryrelock(pmap, PTE_PA(pte), &pa))
2065                                 goto retry;
2066                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(PTE_PA(pte));
2067                         vm_page_hold(m);
2068                 }
2069         }
2070
2071         PA_UNLOCK_COND(pa);
2072         PMAP_UNLOCK(pmap);
2073         return (m);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Initialize a vm_page's machine-dependent fields.
2078  */
2079 static void
2080 mmu_booke_page_init(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2081 {
2082
2083         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
2084 }
2085
2086 /*
2087  * mmu_booke_zero_page_area zeros the specified hardware page by
2088  * mapping it into virtual memory and using bzero to clear
2089  * its contents.
2090  *
2091  * off and size must reside within a single page.
2092  */
2093 static void
2094 mmu_booke_zero_page_area(mmu_t mmu, vm_page_t m, int off, int size)
2095 {
2096         vm_offset_t va;
2097
2098         /* XXX KASSERT off and size are within a single page? */
2099
2100         mtx_lock(&zero_page_mutex);
2101         va = zero_page_va;
2102
2103         mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2104         bzero((caddr_t)va + off, size);
2105         mmu_booke_kremove(mmu, va);
2106
2107         mtx_unlock(&zero_page_mutex);
2108 }
2109
2110 /*
2111  * mmu_booke_zero_page zeros the specified hardware page.
2112  */
2113 static void
2114 mmu_booke_zero_page(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2115 {
2116
2117         mmu_booke_zero_page_area(mmu, m, 0, PAGE_SIZE);
2118 }
2119
2120 /*
2121  * mmu_booke_copy_page copies the specified (machine independent) page by
2122  * mapping the page into virtual memory and using memcopy to copy the page,
2123  * one machine dependent page at a time.
2124  */
2125 static void
2126 mmu_booke_copy_page(mmu_t mmu, vm_page_t sm, vm_page_t dm)
2127 {
2128         vm_offset_t sva, dva;
2129
2130         sva = copy_page_src_va;
2131         dva = copy_page_dst_va;
2132
2133         mtx_lock(&copy_page_mutex);
2134         mmu_booke_kenter(mmu, sva, VM_PAGE_TO_PHYS(sm));
2135         mmu_booke_kenter(mmu, dva, VM_PAGE_TO_PHYS(dm));
2136         memcpy((caddr_t)dva, (caddr_t)sva, PAGE_SIZE);
2137         mmu_booke_kremove(mmu, dva);
2138         mmu_booke_kremove(mmu, sva);
2139         mtx_unlock(&copy_page_mutex);
2140 }
2141
2142 /*
2143  * mmu_booke_zero_page_idle zeros the specified hardware page by mapping it
2144  * into virtual memory and using bzero to clear its contents. This is intended
2145  * to be called from the vm_pagezero process only and outside of Giant. No
2146  * lock is required.
2147  */
2148 static void
2149 mmu_booke_zero_page_idle(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2150 {
2151         vm_offset_t va;
2152
2153         va = zero_page_idle_va;
2154         mmu_booke_kenter(mmu, va, VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2155         bzero((caddr_t)va, PAGE_SIZE);
2156         mmu_booke_kremove(mmu, va);
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Return whether or not the specified physical page was modified
2161  * in any of physical maps.
2162  */
2163 static boolean_t
2164 mmu_booke_is_modified(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2165 {
2166         pte_t *pte;
2167         pv_entry_t pv;
2168         boolean_t rv;
2169
2170         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2171             ("mmu_booke_is_modified: page %p is not managed", m));
2172         rv = FALSE;
2173
2174         /*
2175          * If the page is not VPO_BUSY, then PGA_WRITEABLE cannot be
2176          * concurrently set while the object is locked.  Thus, if PGA_WRITEABLE
2177          * is clear, no PTEs can be modified.
2178          */
2179         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2180         if ((m->oflags & VPO_BUSY) == 0 &&
2181             (m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2182                 return (rv);
2183         vm_page_lock_queues();
2184         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2185                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2186                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2187                     PTE_ISVALID(pte)) {
2188                         if (PTE_ISMODIFIED(pte))
2189                                 rv = TRUE;
2190                 }
2191                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2192                 if (rv)
2193                         break;
2194         }
2195         vm_page_unlock_queues();
2196         return (rv);
2197 }
2198
2199 /*
2200  * Return whether or not the specified virtual address is eligible
2201  * for prefault.
2202  */
2203 static boolean_t
2204 mmu_booke_is_prefaultable(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2205 {
2206
2207         return (FALSE);
2208 }
2209
2210 /*
2211  * Return whether or not the specified physical page was referenced
2212  * in any physical maps.
2213  */
2214 static boolean_t
2215 mmu_booke_is_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2216 {
2217         pte_t *pte;
2218         pv_entry_t pv;
2219         boolean_t rv;
2220
2221         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2222             ("mmu_booke_is_referenced: page %p is not managed", m));
2223         rv = FALSE;
2224         vm_page_lock_queues();
2225         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2226                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2227                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2228                     PTE_ISVALID(pte)) {
2229                         if (PTE_ISREFERENCED(pte))
2230                                 rv = TRUE;
2231                 }
2232                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2233                 if (rv)
2234                         break;
2235         }
2236         vm_page_unlock_queues();
2237         return (rv);
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Clear the modify bits on the specified physical page.
2242  */
2243 static void
2244 mmu_booke_clear_modify(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2245 {
2246         pte_t *pte;
2247         pv_entry_t pv;
2248
2249         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2250             ("mmu_booke_clear_modify: page %p is not managed", m));
2251         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
2252         KASSERT((m->oflags & VPO_BUSY) == 0,
2253             ("mmu_booke_clear_modify: page %p is busy", m));
2254
2255         /*
2256          * If the page is not PG_AWRITEABLE, then no PTEs can be modified.
2257          * If the object containing the page is locked and the page is not
2258          * VPO_BUSY, then PG_AWRITEABLE cannot be concurrently set.
2259          */
2260         if ((m->aflags & PGA_WRITEABLE) == 0)
2261                 return;
2262         vm_page_lock_queues();
2263         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2264                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2265                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2266                     PTE_ISVALID(pte)) {
2267                         mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2268                         tlb_miss_lock();
2269                         
2270                         if (pte->flags & (PTE_SW | PTE_UW | PTE_MODIFIED)) {
2271                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2272                                 pte->flags &= ~(PTE_SW | PTE_UW | PTE_MODIFIED |
2273                                     PTE_REFERENCED);
2274                         }
2275
2276                         tlb_miss_unlock();
2277                         mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2278                 }
2279                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2280         }
2281         vm_page_unlock_queues();
2282 }
2283
2284 /*
2285  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
2286  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
2287  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
2288  * reference bits set.
2289  *
2290  * XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
2291  * should be tested and standardized at some point in the future for
2292  * optimal aging of shared pages.
2293  */
2294 static int
2295 mmu_booke_ts_referenced(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2296 {
2297         pte_t *pte;
2298         pv_entry_t pv;
2299         int count;
2300
2301         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2302             ("mmu_booke_ts_referenced: page %p is not managed", m));
2303         count = 0;
2304         vm_page_lock_queues();
2305         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2306                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2307                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2308                     PTE_ISVALID(pte)) {
2309                         if (PTE_ISREFERENCED(pte)) {
2310                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2311                                 tlb_miss_lock();
2312
2313                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2314                                 pte->flags &= ~PTE_REFERENCED;
2315
2316                                 tlb_miss_unlock();
2317                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2318
2319                                 if (++count > 4) {
2320                                         PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2321                                         break;
2322                                 }
2323                         }
2324                 }
2325                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2326         }
2327         vm_page_unlock_queues();
2328         return (count);
2329 }
2330
2331 /*
2332  * Clear the reference bit on the specified physical page.
2333  */
2334 static void
2335 mmu_booke_clear_reference(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2336 {
2337         pte_t *pte;
2338         pv_entry_t pv;
2339
2340         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2341             ("mmu_booke_clear_reference: page %p is not managed", m));
2342         vm_page_lock_queues();
2343         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2344                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2345                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL &&
2346                     PTE_ISVALID(pte)) {
2347                         if (PTE_ISREFERENCED(pte)) {
2348                                 mtx_lock_spin(&tlbivax_mutex);
2349                                 tlb_miss_lock();
2350                                 
2351                                 tlb0_flush_entry(pv->pv_va);
2352                                 pte->flags &= ~PTE_REFERENCED;
2353
2354                                 tlb_miss_unlock();
2355                                 mtx_unlock_spin(&tlbivax_mutex);
2356                         }
2357                 }
2358                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2359         }
2360         vm_page_unlock_queues();
2361 }
2362
2363 /*
2364  * Change wiring attribute for a map/virtual-address pair.
2365  */
2366 static void
2367 mmu_booke_change_wiring(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2368 {
2369         pte_t *pte;
2370
2371         PMAP_LOCK(pmap);
2372         if ((pte = pte_find(mmu, pmap, va)) != NULL) {
2373                 if (wired) {
2374                         if (!PTE_ISWIRED(pte)) {
2375                                 pte->flags |= PTE_WIRED;
2376                                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2377                         }
2378                 } else {
2379                         if (PTE_ISWIRED(pte)) {
2380                                 pte->flags &= ~PTE_WIRED;
2381                                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2382                         }
2383                 }
2384         }
2385         PMAP_UNLOCK(pmap);
2386 }
2387
2388 /*
2389  * Return true if the pmap's pv is one of the first 16 pvs linked to from this
2390  * page.  This count may be changed upwards or downwards in the future; it is
2391  * only necessary that true be returned for a small subset of pmaps for proper
2392  * page aging.
2393  */
2394 static boolean_t
2395 mmu_booke_page_exists_quick(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_page_t m)
2396 {
2397         pv_entry_t pv;
2398         int loops;
2399         boolean_t rv;
2400
2401         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
2402             ("mmu_booke_page_exists_quick: page %p is not managed", m));
2403         loops = 0;
2404         rv = FALSE;
2405         vm_page_lock_queues();
2406         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2407                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2408                         rv = TRUE;
2409                         break;
2410                 }
2411                 if (++loops >= 16)
2412                         break;
2413         }
2414         vm_page_unlock_queues();
2415         return (rv);
2416 }
2417
2418 /*
2419  * Return the number of managed mappings to the given physical page that are
2420  * wired.
2421  */
2422 static int
2423 mmu_booke_page_wired_mappings(mmu_t mmu, vm_page_t m)
2424 {
2425         pv_entry_t pv;
2426         pte_t *pte;
2427         int count = 0;
2428
2429         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
2430                 return (count);
2431         vm_page_lock_queues();
2432         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_link) {
2433                 PMAP_LOCK(pv->pv_pmap);
2434                 if ((pte = pte_find(mmu, pv->pv_pmap, pv->pv_va)) != NULL)
2435                         if (PTE_ISVALID(pte) && PTE_ISWIRED(pte))
2436                                 count++;
2437                 PMAP_UNLOCK(pv->pv_pmap);
2438         }
2439         vm_page_unlock_queues();
2440         return (count);
2441 }
2442
2443 static int
2444 mmu_booke_dev_direct_mapped(mmu_t mmu, vm_offset_t pa, vm_size_t size)
2445 {
2446         int i;
2447         vm_offset_t va;
2448
2449         /*
2450          * This currently does not work for entries that
2451          * overlap TLB1 entries.
2452          */
2453         for (i = 0; i < tlb1_idx; i ++) {
2454                 if (tlb1_iomapped(i, pa, size, &va) == 0)
2455                         return (0);
2456         }
2457
2458         return (EFAULT);
2459 }
2460
2461 vm_offset_t
2462 mmu_booke_dumpsys_map(mmu_t mmu, struct pmap_md *md, vm_size_t ofs,
2463     vm_size_t *sz)
2464 {
2465         vm_paddr_t pa, ppa;
2466         vm_offset_t va;
2467         vm_size_t gran;
2468
2469         /* Raw physical memory dumps don't have a virtual address. */
2470         if (md->md_vaddr == ~0UL) {
2471                 /* We always map a 256MB page at 256M. */
2472                 gran = 256 * 1024 * 1024;
2473                 pa = md->md_paddr + ofs;
2474                 ppa = pa & ~(gran - 1);
2475                 ofs = pa - ppa;
2476                 va = gran;
2477                 tlb1_set_entry(va, ppa, gran, _TLB_ENTRY_IO);
2478                 if (*sz > (gran - ofs))
2479                         *sz = gran - ofs;
2480                 return (va + ofs);
2481         }
2482
2483         /* Minidumps are based on virtual memory addresses. */
2484         va = md->md_vaddr + ofs;
2485         if (va >= kernstart + kernsize) {
2486                 gran = PAGE_SIZE - (va & PAGE_MASK);
2487                 if (*sz > gran)
2488                         *sz = gran;
2489         }
2490         return (va);
2491 }
2492
2493 void
2494 mmu_booke_dumpsys_unmap(mmu_t mmu, struct pmap_md *md, vm_size_t ofs,
2495     vm_offset_t va)
2496 {
2497
2498         /* Raw physical memory dumps don't have a virtual address. */
2499         if (md->md_vaddr == ~0UL) {
2500                 tlb1_idx--;
2501                 tlb1[tlb1_idx].mas1 = 0;
2502                 tlb1[tlb1_idx].mas2 = 0;
2503                 tlb1[tlb1_idx].mas3 = 0;
2504                 tlb1_write_entry(tlb1_idx);
2505                 return;
2506         }
2507  
2508         /* Minidumps are based on virtual memory addresses. */
2509         /* Nothing to do... */
2510 }
2511
2512 struct pmap_md *
2513 mmu_booke_scan_md(mmu_t mmu, struct pmap_md *prev)
2514 {
2515         static struct pmap_md md;
2516         pte_t *pte;
2517         vm_offset_t va;
2518  
2519         if (dumpsys_minidump) {
2520                 md.md_paddr = ~0UL;     /* Minidumps use virtual addresses. */
2521                 if (prev == NULL) {
2522                         /* 1st: kernel .data and .bss. */
2523                         md.md_index = 1;
2524                         md.md_vaddr = trunc_page((uintptr_t)_etext);
2525                         md.md_size = round_page((uintptr_t)_end) - md.md_vaddr;
2526                         return (&md);
2527                 }
2528                 switch (prev->md_index) {
2529                 case 1:
2530                         /* 2nd: msgbuf and tables (see pmap_bootstrap()). */
2531                         md.md_index = 2;
2532                         md.md_vaddr = data_start;
2533                         md.md_size = data_end - data_start;
2534                         break;
2535                 case 2:
2536                         /* 3rd: kernel VM. */
2537                         va = prev->md_vaddr + prev->md_size;
2538                         /* Find start of next chunk (from va). */
2539                         while (va < virtual_end) {
2540                                 /* Don't dump the buffer cache. */
2541                                 if (va >= kmi.buffer_sva &&
2542                                     va < kmi.buffer_eva) {
2543                                         va = kmi.buffer_eva;
2544                                         continue;
2545                                 }
2546                                 pte = pte_find(mmu, kernel_pmap, va);
2547                                 if (pte != NULL && PTE_ISVALID(pte))
2548                                         break;
2549                                 va += PAGE_SIZE;
2550                         }
2551                         if (va < virtual_end) {
2552                                 md.md_vaddr = va;
2553                                 va += PAGE_SIZE;
2554                                 /* Find last page in chunk. */
2555                                 while (va < virtual_end) {
2556                                         /* Don't run into the buffer cache. */
2557                                         if (va == kmi.buffer_sva)
2558                                                 break;
2559                                         pte = pte_find(mmu, kernel_pmap, va);
2560                                         if (pte == NULL || !PTE_ISVALID(pte))
2561                                                 break;
2562                                         va += PAGE_SIZE;
2563                                 }
2564                                 md.md_size = va - md.md_vaddr;
2565                                 break;
2566                         }
2567                         md.md_index = 3;
2568                         /* FALLTHROUGH */
2569                 default:
2570                         return (NULL);
2571                 }
2572         } else { /* minidumps */
2573                 mem_regions(&physmem_regions, &physmem_regions_sz,
2574                     &availmem_regions, &availmem_regions_sz);
2575
2576                 if (prev == NULL) {
2577                         /* first physical chunk. */
2578                         md.md_paddr = physmem_regions[0].mr_start;
2579                         md.md_size = physmem_regions[0].mr_size;
2580                         md.md_vaddr = ~0UL;
2581                         md.md_index = 1;
2582                 } else if (md.md_index < physmem_regions_sz) {
2583                         md.md_paddr = physmem_regions[md.md_index].mr_start;
2584                         md.md_size = physmem_regions[md.md_index].mr_size;
2585                         md.md_vaddr = ~0UL;
2586                         md.md_index++;
2587                 } else {
2588                         /* There's no next physical chunk. */
2589                         return (NULL);
2590                 }
2591         }
2592
2593         return (&md);
2594 }
2595
2596 /*
2597  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual address space.
2598  * Return a pointer to where it is mapped. This routine is intended to be used
2599  * for mapping device memory, NOT real memory.
2600  */
2601 static void *
2602 mmu_booke_mapdev(mmu_t mmu, vm_offset_t pa, vm_size_t size)
2603 {
2604         void *res;
2605         uintptr_t va;
2606         vm_size_t sz;
2607
2608         va = (pa >= 0x80000000) ? pa : (0xe2000000 + pa);
2609         res = (void *)va;
2610
2611         do {
2612                 sz = 1 << (ilog2(size) & ~1);
2613                 if (bootverbose)
2614                         printf("Wiring VA=%x to PA=%x (size=%x), "
2615                             "using TLB1[%d]\n", va, pa, sz, tlb1_idx);
2616                 tlb1_set_entry(va, pa, sz, _TLB_ENTRY_IO);
2617                 size -= sz;
2618                 pa += sz;
2619                 va += sz;
2620         } while (size > 0);
2621
2622         return (res);
2623 }
2624
2625 /*
2626  * 'Unmap' a range mapped by mmu_booke_mapdev().
2627  */
2628 static void
2629 mmu_booke_unmapdev(mmu_t mmu, vm_offset_t va, vm_size_t size)
2630 {
2631         vm_offset_t base, offset;
2632
2633         /*
2634          * Unmap only if this is inside kernel virtual space.
2635          */
2636         if ((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) && (va <= VM_MAX_KERNEL_ADDRESS)) {
2637                 base = trunc_page(va);
2638                 offset = va & PAGE_MASK;
2639                 size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
2640                 kmem_free(kernel_map, base, size);
2641         }
2642 }
2643
2644 /*
2645  * mmu_booke_object_init_pt preloads the ptes for a given object into the
2646  * specified pmap. This eliminates the blast of soft faults on process startup
2647  * and immediately after an mmap.
2648  */
2649 static void
2650 mmu_booke_object_init_pt(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr,
2651     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, vm_size_t size)
2652 {
2653
2654         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
2655         KASSERT(object->type == OBJT_DEVICE || object->type == OBJT_SG,
2656             ("mmu_booke_object_init_pt: non-device object"));
2657 }
2658
2659 /*
2660  * Perform the pmap work for mincore.
2661  */
2662 static int
2663 mmu_booke_mincore(mmu_t mmu, pmap_t pmap, vm_offset_t addr,
2664     vm_paddr_t *locked_pa)
2665 {
2666
2667         TODO;
2668         return (0);
2669 }
2670
2671 /**************************************************************************/
2672 /* TID handling */
2673 /**************************************************************************/
2674
2675 /*
2676  * Allocate a TID. If necessary, steal one from someone else.
2677  * The new TID is flushed from the TLB before returning.
2678  */
2679 static tlbtid_t
2680 tid_alloc(pmap_t pmap)
2681 {
2682         tlbtid_t tid;
2683         int thiscpu;
2684
2685         KASSERT((pmap != kernel_pmap), ("tid_alloc: kernel pmap"));
2686
2687         CTR2(KTR_PMAP, "%s: s (pmap = %p)", __func__, pmap);
2688
2689         thiscpu = PCPU_GET(cpuid);
2690
2691         tid = PCPU_GET(tid_next);
2692         if (tid > TID_MAX)
2693                 tid = TID_MIN;
2694         PCPU_SET(tid_next, tid + 1);
2695
2696         /* If we are stealing TID then clear the relevant pmap's field */
2697         if (tidbusy[thiscpu][tid] != NULL) {
2698
2699                 CTR2(KTR_PMAP, "%s: warning: stealing tid %d", __func__, tid);
2700                 
2701                 tidbusy[thiscpu][tid]->pm_tid[thiscpu] = TID_NONE;
2702
2703                 /* Flush all entries from TLB0 matching this TID. */
2704                 tid_flush(tid);
2705         }
2706
2707         tidbusy[thiscpu][tid] = pmap;
2708         pmap->pm_tid[thiscpu] = tid;
2709         __asm __volatile("msync; isync");
2710
2711         CTR3(KTR_PMAP, "%s: e (%02d next = %02d)", __func__, tid,
2712             PCPU_GET(tid_next));
2713
2714         return (tid);
2715 }
2716
2717 /**************************************************************************/
2718 /* TLB0 handling */
2719 /**************************************************************************/
2720
2721 static void
2722 tlb_print_entry(int i, uint32_t mas1, uint32_t mas2, uint32_t mas3,
2723     uint32_t mas7)
2724 {
2725         int as;
2726         char desc[3];
2727         tlbtid_t tid;
2728         vm_size_t size;
2729         unsigned int tsize;
2730
2731         desc[2] = '\0';
2732         if (mas1 & MAS1_VALID)
2733                 desc[0] = 'V';
2734         else
2735                 desc[0] = ' ';
2736
2737         if (mas1 & MAS1_IPROT)
2738                 desc[1] = 'P';
2739         else
2740                 desc[1] = ' ';
2741
2742         as = (mas1 & MAS1_TS_MASK) ? 1 : 0;
2743         tid = MAS1_GETTID(mas1);
2744
2745         tsize = (mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
2746         size = 0;
2747         if (tsize)
2748                 size = tsize2size(tsize);
2749
2750         debugf("%3d: (%s) [AS=%d] "
2751             "sz = 0x%08x tsz = %d tid = %d mas1 = 0x%08x "
2752             "mas2(va) = 0x%08x mas3(pa) = 0x%08x mas7 = 0x%08x\n",
2753             i, desc, as, size, tsize, tid, mas1, mas2, mas3, mas7);
2754 }
2755
2756 /* Convert TLB0 va and way number to tlb0[] table index. */
2757 static inline unsigned int
2758 tlb0_tableidx(vm_offset_t va, unsigned int way)
2759 {
2760         unsigned int idx;
2761
2762         idx = (way * TLB0_ENTRIES_PER_WAY);
2763         idx += (va & MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_MASK) >> MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_SHIFT;
2764         return (idx);
2765 }
2766
2767 /*
2768  * Invalidate TLB0 entry.
2769  */
2770 static inline void
2771 tlb0_flush_entry(vm_offset_t va)
2772 {
2773
2774         CTR2(KTR_PMAP, "%s: s va=0x%08x", __func__, va);
2775
2776         mtx_assert(&tlbivax_mutex, MA_OWNED);
2777
2778         __asm __volatile("tlbivax 0, %0" :: "r"(va & MAS2_EPN_MASK));
2779         __asm __volatile("isync; msync");
2780         __asm __volatile("tlbsync; msync");
2781
2782         CTR1(KTR_PMAP, "%s: e", __func__);
2783 }
2784
2785 /* Print out contents of the MAS registers for each TLB0 entry */
2786 void
2787 tlb0_print_tlbentries(void)
2788 {
2789         uint32_t mas0, mas1, mas2, mas3, mas7;
2790         int entryidx, way, idx;
2791
2792         debugf("TLB0 entries:\n");
2793         for (way = 0; way < TLB0_WAYS; way ++)
2794                 for (entryidx = 0; entryidx < TLB0_ENTRIES_PER_WAY; entryidx++) {
2795
2796                         mas0 = MAS0_TLBSEL(0) | MAS0_ESEL(way);
2797                         mtspr(SPR_MAS0, mas0);
2798                         __asm __volatile("isync");
2799
2800                         mas2 = entryidx << MAS2_TLB0_ENTRY_IDX_SHIFT;
2801                         mtspr(SPR_MAS2, mas2);
2802
2803                         __asm __volatile("isync; tlbre");
2804
2805                         mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
2806                         mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
2807                         mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
2808                         mas7 = mfspr(SPR_MAS7);
2809
2810                         idx = tlb0_tableidx(mas2, way);
2811                         tlb_print_entry(idx, mas1, mas2, mas3, mas7);
2812                 }
2813 }
2814
2815 /**************************************************************************/
2816 /* TLB1 handling */
2817 /**************************************************************************/
2818
2819 /*
2820  * TLB1 mapping notes:
2821  *
2822  * TLB1[0]      CCSRBAR
2823  * TLB1[1]      Kernel text and data.
2824  * TLB1[2-15]   Additional kernel text and data mappings (if required), PCI
2825  *              windows, other devices mappings.
2826  */
2827
2828 /*
2829  * Write given entry to TLB1 hardware.
2830  * Use 32 bit pa, clear 4 high-order bits of RPN (mas7).
2831  */
2832 static void
2833 tlb1_write_entry(unsigned int idx)
2834 {
2835         uint32_t mas0, mas7;
2836
2837         //debugf("tlb1_write_entry: s\n");
2838
2839         /* Clear high order RPN bits */
2840         mas7 = 0;
2841
2842         /* Select entry */
2843         mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(idx);
2844         //debugf("tlb1_write_entry: mas0 = 0x%08x\n", mas0);
2845
2846         mtspr(SPR_MAS0, mas0);
2847         __asm __volatile("isync");
2848         mtspr(SPR_MAS1, tlb1[idx].mas1);
2849         __asm __volatile("isync");
2850         mtspr(SPR_MAS2, tlb1[idx].mas2);
2851         __asm __volatile("isync");
2852         mtspr(SPR_MAS3, tlb1[idx].mas3);
2853         __asm __volatile("isync");
2854         mtspr(SPR_MAS7, mas7);
2855         __asm __volatile("isync; tlbwe; isync; msync");
2856
2857         //debugf("tlb1_write_entry: e\n");
2858 }
2859
2860 /*
2861  * Return the largest uint value log such that 2^log <= num.
2862  */
2863 static unsigned int
2864 ilog2(unsigned int num)
2865 {
2866         int lz;
2867
2868         __asm ("cntlzw %0, %1" : "=r" (lz) : "r" (num));
2869         return (31 - lz);
2870 }
2871
2872 /*
2873  * Convert TLB TSIZE value to mapped region size.
2874  */
2875 static vm_size_t
2876 tsize2size(unsigned int tsize)
2877 {
2878
2879         /*
2880          * size = 4^tsize KB
2881          * size = 4^tsize * 2^10 = 2^(2 * tsize - 10)
2882          */
2883
2884         return ((1 << (2 * tsize)) * 1024);
2885 }
2886
2887 /*
2888  * Convert region size (must be power of 4) to TLB TSIZE value.
2889  */
2890 static unsigned int
2891 size2tsize(vm_size_t size)
2892 {
2893
2894         return (ilog2(size) / 2 - 5);
2895 }
2896
2897 /*
2898  * Register permanent kernel mapping in TLB1.
2899  *
2900  * Entries are created starting from index 0 (current free entry is
2901  * kept in tlb1_idx) and are not supposed to be invalidated.
2902  */
2903 static int
2904 tlb1_set_entry(vm_offset_t va, vm_offset_t pa, vm_size_t size,
2905     uint32_t flags)
2906 {
2907         uint32_t ts, tid;
2908         int tsize;
2909         
2910         if (tlb1_idx >= TLB1_ENTRIES) {
2911                 printf("tlb1_set_entry: TLB1 full!\n");
2912                 return (-1);
2913         }
2914
2915         /* Convert size to TSIZE */
2916         tsize = size2tsize(size);
2917
2918         tid = (TID_KERNEL << MAS1_TID_SHIFT) & MAS1_TID_MASK;
2919         /* XXX TS is hard coded to 0 for now as we only use single address space */
2920         ts = (0 << MAS1_TS_SHIFT) & MAS1_TS_MASK;
2921
2922         /* XXX LOCK tlb1[] */
2923
2924         tlb1[tlb1_idx].mas1 = MAS1_VALID | MAS1_IPROT | ts | tid;
2925         tlb1[tlb1_idx].mas1 |= ((tsize << MAS1_TSIZE_SHIFT) & MAS1_TSIZE_MASK);
2926         tlb1[tlb1_idx].mas2 = (va & MAS2_EPN_MASK) | flags;
2927
2928         /* Set supervisor RWX permission bits */
2929         tlb1[tlb1_idx].mas3 = (pa & MAS3_RPN) | MAS3_SR | MAS3_SW | MAS3_SX;
2930
2931         tlb1_write_entry(tlb1_idx++);
2932
2933         /* XXX UNLOCK tlb1[] */
2934
2935         /*
2936          * XXX in general TLB1 updates should be propagated between CPUs,
2937          * since current design assumes to have the same TLB1 set-up on all
2938          * cores.
2939          */
2940         return (0);
2941 }
2942
2943 /*
2944  * Map in contiguous RAM region into the TLB1 using maximum of
2945  * KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES entries.
2946  *
2947  * If necessary round up last entry size and return total size
2948  * used by all allocated entries.
2949  */
2950 vm_size_t
2951 tlb1_mapin_region(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2952 {
2953         vm_size_t pgs[KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES];
2954         vm_size_t mapped, pgsz, base, mask;
2955         int idx, nents;
2956
2957         /* Round up to the next 1M */
2958         size = (size + (1 << 20) - 1) & ~((1 << 20) - 1);
2959
2960         mapped = 0;
2961         idx = 0;
2962         base = va;
2963         pgsz = 64*1024*1024;
2964         while (mapped < size) {
2965                 while (mapped < size && idx < KERNEL_REGION_MAX_TLB_ENTRIES) {
2966                         while (pgsz > (size - mapped))
2967                                 pgsz >>= 2;
2968                         pgs[idx++] = pgsz;
2969                         mapped += pgsz;
2970                 }
2971
2972                 /* We under-map. Correct for this. */
2973                 if (mapped < size) {
2974                         while (pgs[idx - 1] == pgsz) {
2975                                 idx--;
2976                                 mapped -= pgsz;
2977                         }
2978                         /* XXX We may increase beyond out starting point. */
2979                         pgsz <<= 2;
2980                         pgs[idx++] = pgsz;
2981                         mapped += pgsz;
2982                 }
2983         }
2984
2985         nents = idx;
2986         mask = pgs[0] - 1;
2987         /* Align address to the boundary */
2988         if (va & mask) {
2989                 va = (va + mask) & ~mask;
2990                 pa = (pa + mask) & ~mask;
2991         }
2992
2993         for (idx = 0; idx < nents; idx++) {
2994                 pgsz = pgs[idx];
2995                 debugf("%u: %x -> %x, size=%x\n", idx, pa, va, pgsz);
2996                 tlb1_set_entry(va, pa, pgsz, _TLB_ENTRY_MEM);
2997                 pa += pgsz;
2998                 va += pgsz;
2999         }
3000
3001         mapped = (va - base);
3002         debugf("mapped size 0x%08x (wasted space 0x%08x)\n",
3003             mapped, mapped - size);
3004         return (mapped);
3005 }
3006
3007 /*
3008  * TLB1 initialization routine, to be called after the very first
3009  * assembler level setup done in locore.S.
3010  */
3011 void
3012 tlb1_init(vm_offset_t ccsrbar)
3013 {
3014         uint32_t mas0, mas1, mas3;
3015         uint32_t tsz;
3016         u_int i;
3017
3018         if (bootinfo != NULL && bootinfo[0] != 1) {
3019                 tlb1_idx = *((uint16_t *)(bootinfo + 8));
3020         } else
3021                 tlb1_idx = 1;
3022
3023         /* The first entry/entries are used to map the kernel. */
3024         for (i = 0; i < tlb1_idx; i++) {
3025                 mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(i);
3026                 mtspr(SPR_MAS0, mas0);
3027                 __asm __volatile("isync; tlbre");
3028
3029                 mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
3030                 if ((mas1 & MAS1_VALID) == 0)
3031                         continue;
3032
3033                 mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
3034
3035                 tlb1[i].mas1 = mas1;
3036                 tlb1[i].mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
3037                 tlb1[i].mas3 = mas3;
3038
3039                 if (i == 0)
3040                         kernload = mas3 & MAS3_RPN;
3041
3042                 tsz = (mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
3043                 kernsize += (tsz > 0) ? tsize2size(tsz) : 0;
3044         }
3045
3046         /* Map in CCSRBAR. */
3047         tlb1_set_entry(CCSRBAR_VA, ccsrbar, CCSRBAR_SIZE, _TLB_ENTRY_IO);
3048
3049         /* Setup TLB miss defaults */
3050         set_mas4_defaults();
3051 }
3052
3053 /*
3054  * Setup MAS4 defaults.
3055  * These values are loaded to MAS0-2 on a TLB miss.
3056  */
3057 static void
3058 set_mas4_defaults(void)
3059 {
3060         uint32_t mas4;
3061
3062         /* Defaults: TLB0, PID0, TSIZED=4K */
3063         mas4 = MAS4_TLBSELD0;
3064         mas4 |= (TLB_SIZE_4K << MAS4_TSIZED_SHIFT) & MAS4_TSIZED_MASK;
3065 #ifdef SMP
3066         mas4 |= MAS4_MD;
3067 #endif
3068         mtspr(SPR_MAS4, mas4);
3069         __asm __volatile("isync");
3070 }
3071
3072 /*
3073  * Print out contents of the MAS registers for each TLB1 entry
3074  */
3075 void
3076 tlb1_print_tlbentries(void)
3077 {
3078         uint32_t mas0, mas1, mas2, mas3, mas7;
3079         int i;
3080
3081         debugf("TLB1 entries:\n");
3082         for (i = 0; i < TLB1_ENTRIES; i++) {
3083
3084                 mas0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(i);
3085                 mtspr(SPR_MAS0, mas0);
3086
3087                 __asm __volatile("isync; tlbre");
3088
3089                 mas1 = mfspr(SPR_MAS1);
3090                 mas2 = mfspr(SPR_MAS2);
3091                 mas3 = mfspr(SPR_MAS3);
3092                 mas7 = mfspr(SPR_MAS7);
3093
3094                 tlb_print_entry(i, mas1, mas2, mas3, mas7);
3095         }
3096 }
3097
3098 /*
3099  * Print out contents of the in-ram tlb1 table.
3100  */
3101 void
3102 tlb1_print_entries(void)
3103 {
3104         int i;
3105
3106         debugf("tlb1[] table entries:\n");
3107         for (i = 0; i < TLB1_ENTRIES; i++)
3108                 tlb_print_entry(i, tlb1[i].mas1, tlb1[i].mas2, tlb1[i].mas3, 0);
3109 }
3110
3111 /*
3112  * Return 0 if the physical IO range is encompassed by one of the
3113  * the TLB1 entries, otherwise return related error code.
3114  */
3115 static int
3116 tlb1_iomapped(int i, vm_paddr_t pa, vm_size_t size, vm_offset_t *va)
3117 {
3118         uint32_t prot;
3119         vm_paddr_t pa_start;
3120         vm_paddr_t pa_end;
3121         unsigned int entry_tsize;
3122         vm_size_t entry_size;
3123
3124         *va = (vm_offset_t)NULL;
3125
3126         /* Skip invalid entries */
3127         if (!(tlb1[i].mas1 & MAS1_VALID))
3128                 return (EINVAL);
3129
3130         /*
3131          * The entry must be cache-inhibited, guarded, and r/w
3132          * so it can function as an i/o page
3133          */
3134         prot = tlb1[i].mas2 & (MAS2_I | MAS2_G);
3135         if (prot != (MAS2_I | MAS2_G))
3136                 return (EPERM);
3137
3138         prot = tlb1[i].mas3 & (MAS3_SR | MAS3_SW);
3139         if (prot != (MAS3_SR | MAS3_SW))
3140                 return (EPERM);
3141
3142         /* The address should be within the entry range. */
3143         entry_tsize = (tlb1[i].mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >> MAS1_TSIZE_SHIFT;
3144         KASSERT((entry_tsize), ("tlb1_iomapped: invalid entry tsize"));
3145
3146         entry_size = tsize2size(entry_tsize);
3147         pa_start = tlb1[i].mas3 & MAS3_RPN;
3148         pa_end = pa_start + entry_size - 1;
3149
3150         if ((pa < pa_start) || ((pa + size) > pa_end))
3151                 return (ERANGE);
3152
3153         /* Return virtual address of this mapping. */
3154         *va = (tlb1[i].mas2 & MAS2_EPN_MASK) + (pa - pa_start);
3155         return (0);
3156 }