kernel - simplify vm pager ops, add pre-faulting for zero-fill pages.
[dragonfly.git] / sys / platform / pc32 / i386 / pmap.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 David Greenman
7  * All rights reserved.
8  *
9  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
10  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
11  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
12  *
13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
14  * modification, are permitted provided that the following conditions
15  * are met:
16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
21  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
22  *    must display the following acknowledgement:
23  *      This product includes software developed by the University of
24  *      California, Berkeley and its contributors.
25  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
26  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
27  *    without specific prior written permission.
28  *
29  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
30  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
31  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
32  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
33  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
34  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
35  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
36  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
37  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
38  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
39  * SUCH DAMAGE.
40  *
41  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
42  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.18 2002/03/06 22:48:53 silby Exp $
43  * $DragonFly: src/sys/platform/pc32/i386/pmap.c,v 1.87 2008/08/25 17:01:38 dillon Exp $
44  */
45
46 /*
47  *      Manages physical address maps.
48  *
49  *      In addition to hardware address maps, this
50  *      module is called upon to provide software-use-only
51  *      maps which may or may not be stored in the same
52  *      form as hardware maps.  These pseudo-maps are
53  *      used to store intermediate results from copy
54  *      operations to and from address spaces.
55  *
56  *      Since the information managed by this module is
57  *      also stored by the logical address mapping module,
58  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
59  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
60  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
61  *      requested.
62  *
63  *      In order to cope with hardware architectures which
64  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
65  *      this module may delay invalidate or reduced protection
66  *      operations until such time as they are actually
67  *      necessary.  This module is given full information as
68  *      to which processors are currently using which maps,
69  *      and to when physical maps must be made correct.
70  */
71 /*
72  * PMAP_DEBUG - see platform/pc32/include/pmap.h
73  */
74
75 #include "opt_disable_pse.h"
76 #include "opt_pmap.h"
77 #include "opt_msgbuf.h"
78
79 #include <sys/param.h>
80 #include <sys/systm.h>
81 #include <sys/kernel.h>
82 #include <sys/proc.h>
83 #include <sys/msgbuf.h>
84 #include <sys/vmmeter.h>
85 #include <sys/mman.h>
86
87 #include <vm/vm.h>
88 #include <vm/vm_param.h>
89 #include <sys/sysctl.h>
90 #include <sys/lock.h>
91 #include <vm/vm_kern.h>
92 #include <vm/vm_page.h>
93 #include <vm/vm_map.h>
94 #include <vm/vm_object.h>
95 #include <vm/vm_extern.h>
96 #include <vm/vm_pageout.h>
97 #include <vm/vm_pager.h>
98 #include <vm/vm_zone.h>
99
100 #include <sys/user.h>
101 #include <sys/thread2.h>
102 #include <sys/sysref2.h>
103
104 #include <machine/cputypes.h>
105 #include <machine/md_var.h>
106 #include <machine/specialreg.h>
107 #include <machine/smp.h>
108 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
109 #include <machine/globaldata.h>
110 #include <machine/pmap.h>
111 #include <machine/pmap_inval.h>
112
113 #define PMAP_KEEP_PDIRS
114 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
115 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
116 #endif
117
118 #if defined(DIAGNOSTIC)
119 #define PMAP_DIAGNOSTIC
120 #endif
121
122 #define MINPV 2048
123
124 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
125 #define PMAP_INLINE __inline
126 #else
127 #define PMAP_INLINE
128 #endif
129
130 /*
131  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
132  */
133 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
134 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
135
136 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
137 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
138 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
139 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
140 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
141
142
143 /*
144  * Given a map and a machine independent protection code,
145  * convert to a vax protection code.
146  */
147 #define pte_prot(m, p)          \
148         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
149 static int protection_codes[8];
150
151 struct pmap kernel_pmap;
152 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
153
154 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
155 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
156 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
157 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
158 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
159 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
160 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
161 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
162 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
163 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
164
165 static vm_object_t kptobj;
166
167 static int nkpt;
168 vm_offset_t kernel_vm_end;
169
170 /*
171  * Data for the pv entry allocation mechanism
172  */
173 static vm_zone_t pvzone;
174 static struct vm_zone pvzone_store;
175 static struct vm_object pvzone_obj;
176 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
177 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
178 static struct pv_entry *pvinit;
179
180 /*
181  * Considering all the issues I'm having with pmap caching, if breakage
182  * continues to occur, and for debugging, I've added a sysctl that will
183  * just do an unconditional invltlb.
184  */
185 static int dreadful_invltlb;
186
187 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dreadful_invltlb,
188            CTLFLAG_RW, &dreadful_invltlb, 0, "");
189
190 /*
191  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
192  */
193 pt_entry_t *CMAP1 = 0, *ptmmap;
194 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
195 static pt_entry_t *msgbufmap;
196 struct msgbuf *msgbufp=0;
197
198 /*
199  * Crashdump maps.
200  */
201 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
202 static caddr_t crashdumpmap;
203
204 extern pt_entry_t *SMPpt;
205
206 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
207 static unsigned * get_ptbase (pmap_t pmap);
208 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
209 static void     i386_protection_init (void);
210 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
211
212 static void     pmap_remove_all (vm_page_t m);
213 static int pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, unsigned *ptq, 
214                                 vm_offset_t sva, pmap_inval_info_t info);
215 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap, 
216                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
217 static int pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
218                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
219 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
220 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, vm_offset_t va,
221                 vm_page_t mpte, vm_page_t m);
222
223 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
224
225 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
226 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, unsigned ptepindex);
227 static unsigned * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
228 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
229 static int pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, pmap_inval_info_t);
230 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
231
232 static unsigned pdir4mb;
233
234 /*
235  * Move the kernel virtual free pointer to the next
236  * 4MB.  This is used to help improve performance
237  * by using a large (4MB) page for much of the kernel
238  * (.text, .data, .bss)
239  */
240 static vm_offset_t
241 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
242 {
243         vm_offset_t newaddr = addr;
244 #ifndef DISABLE_PSE
245         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
246                 newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
247         }
248 #endif
249         return newaddr;
250 }
251
252 /*
253  * pmap_pte:
254  *
255  *      Extract the page table entry associated with the given map/virtual
256  *      pair.
257  *
258  *      This function may NOT be called from an interrupt.
259  */
260 PMAP_INLINE unsigned *
261 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
262 {
263         unsigned *pdeaddr;
264
265         if (pmap) {
266                 pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(pmap, va);
267                 if (*pdeaddr & PG_PS)
268                         return pdeaddr;
269                 if (*pdeaddr) {
270                         return get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
271                 }
272         }
273         return (0);
274 }
275
276 /*
277  * pmap_pte_quick:
278  *
279  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
280  * This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
281  * the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
282  * to do an entire invltlb when checking a single mapping.
283  *
284  * Should only be called while in a critical section.
285  *
286  * Unlike get_ptbase(), this function MAY be called from an interrupt or
287  * interrupt thread.
288  */
289 static unsigned * 
290 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
291 {
292         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
293         unsigned pde, newpf;
294
295         if ((pde = (unsigned) pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT]) != 0) {
296                 unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
297                 unsigned index = i386_btop(va);
298                 /* are we current address space or kernel? */
299                 if ((pmap == &kernel_pmap) ||
300                         (frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME))) {
301                         return (unsigned *) PTmap + index;
302                 }
303                 newpf = pde & PG_FRAME;
304                 if ( ((* (unsigned *) gd->gd_PMAP1) & PG_FRAME) != newpf) {
305                         * (unsigned *) gd->gd_PMAP1 = newpf | PG_RW | PG_V;
306                         cpu_invlpg(gd->gd_PADDR1);
307                 }
308                 return gd->gd_PADDR1 + ((unsigned) index & (NPTEPG - 1));
309         }
310         return (0);
311 }
312
313
314 /*
315  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
316  *
317  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
318  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
319  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
320  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
321  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
322  *      (physical) address starting relative to 0]
323  */
324 void
325 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr, vm_paddr_t loadaddr)
326 {
327         vm_offset_t va;
328         pt_entry_t *pte;
329         struct mdglobaldata *gd;
330         int i;
331         int pg;
332
333         KvaStart = (vm_offset_t)VADDR(PTDPTDI, 0);
334         KvaSize = (vm_offset_t)VADDR(APTDPTDI, 0) - KvaStart;
335         KvaEnd  = KvaStart + KvaSize;
336
337         avail_start = firstaddr;
338
339         /*
340          * XXX The calculation of virtual_start is wrong. It's NKPT*PAGE_SIZE
341          * too large. It should instead be correctly calculated in locore.s and
342          * not based on 'first' (which is a physical address, not a virtual
343          * address, for the start of unused physical memory). The kernel
344          * page tables are NOT double mapped and thus should not be included
345          * in this calculation.
346          */
347         virtual_start = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
348         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
349         virtual_end = VADDR(KPTDI+NKPDE-1, NPTEPG-1);
350
351         /*
352          * Initialize protection array.
353          */
354         i386_protection_init();
355
356         /*
357          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
358          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
359          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
360          */
361         kernel_pmap.pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
362         kernel_pmap.pm_count = 1;
363         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1;  /* don't allow deactivation */
364         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
365         nkpt = NKPT;
366
367         /*
368          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
369          * mapping of pages.
370          */
371 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
372         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
373
374         va = virtual_start;
375         pte = (pt_entry_t *) pmap_pte(&kernel_pmap, va);
376
377         /*
378          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
379          */
380         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
381
382         /*
383          * Crashdump maps.
384          */
385         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
386
387         /*
388          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
389          * /dev/mem.
390          */
391         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
392
393         /*
394          * msgbufp is used to map the system message buffer.
395          * XXX msgbufmap is not used.
396          */
397         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
398                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
399
400         virtual_start = va;
401
402         *(int *) CMAP1 = 0;
403         for (i = 0; i < NKPT; i++)
404                 PTD[i] = 0;
405
406         /*
407          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
408          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
409          * works under UP because self-referential page table mappings
410          */
411 #ifdef SMP
412         pgeflag = 0;
413 #else
414         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
415                 pgeflag = PG_G;
416 #endif
417         
418 /*
419  * Initialize the 4MB page size flag
420  */
421         pseflag = 0;
422 /*
423  * The 4MB page version of the initial
424  * kernel page mapping.
425  */
426         pdir4mb = 0;
427
428 #if !defined(DISABLE_PSE)
429         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
430                 unsigned ptditmp;
431                 /*
432                  * Note that we have enabled PSE mode
433                  */
434                 pseflag = PG_PS;
435                 ptditmp = *((unsigned *)PTmap + i386_btop(KERNBASE));
436                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
437                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
438                 pdir4mb = ptditmp;
439
440 #ifndef SMP
441                 /*
442                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
443                  * now because the APs will not be able to use it when
444                  * they boot up.
445                  */
446                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
447
448                 /*
449                  * We can do the mapping here for the single processor
450                  * case.  We simply ignore the old page table page from
451                  * now on.
452                  */
453                 /*
454                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
455                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
456                  */
457                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
458                 kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
459                 cpu_invltlb();
460 #endif
461         }
462 #endif
463
464         /*
465          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
466          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
467          * portion.
468          */
469         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
470         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
471         gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
472         gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
473         gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
474         gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
475         gd->gd_GDMAP1 = &PTD[KGDTDI];
476         gd->gd_CADDR1 = CPU_prvspace[0].CPAGE1;
477         gd->gd_CADDR2 = CPU_prvspace[0].CPAGE2;
478         gd->gd_CADDR3 = CPU_prvspace[0].CPAGE3;
479         gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)CPU_prvspace[0].PPAGE1;
480         gd->gd_GDADDR1= (unsigned *)VADDR(KGDTDI, 0);
481
482         cpu_invltlb();
483 }
484
485 #ifdef SMP
486 /*
487  * Set 4mb pdir for mp startup
488  */
489 void
490 pmap_set_opt(void)
491 {
492         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
493                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
494                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
495                         kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] =
496                             PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)pdir4mb;
497                         cpu_invltlb();
498                 }
499         }
500 }
501 #endif
502
503 /*
504  *      Initialize the pmap module.
505  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
506  *      system needs to map virtual memory.
507  *      pmap_init has been enhanced to support in a fairly consistant
508  *      way, discontiguous physical memory.
509  */
510 void
511 pmap_init(void)
512 {
513         int i;
514         int initial_pvs;
515
516         /*
517          * object for kernel page table pages
518          */
519         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NKPDE);
520
521         /*
522          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
523          * pv_head_table.
524          */
525
526         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
527                 vm_page_t m;
528
529                 m = &vm_page_array[i];
530                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
531                 m->md.pv_list_count = 0;
532         }
533
534         /*
535          * init the pv free list
536          */
537         initial_pvs = vm_page_array_size;
538         if (initial_pvs < MINPV)
539                 initial_pvs = MINPV;
540         pvzone = &pvzone_store;
541         pvinit = (struct pv_entry *) kmem_alloc(&kernel_map,
542                 initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
543         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry), pvinit,
544                 initial_pvs);
545
546         /*
547          * Now it is safe to enable pv_table recording.
548          */
549         pmap_initialized = TRUE;
550 }
551
552 /*
553  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
554  * high water mark so that the system can recover from excessive
555  * numbers of pv entries.
556  */
557 void
558 pmap_init2(void)
559 {
560         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
561
562         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
563         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
564         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
565         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
566         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, pv_entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
567 }
568
569
570 /***************************************************
571  * Low level helper routines.....
572  ***************************************************/
573
574 #ifdef PMAP_DEBUG
575
576 static void
577 test_m_maps_pv(vm_page_t m, pv_entry_t pv)
578 {
579         pv_entry_t spv;
580
581         crit_enter();
582 #ifdef PMAP_DEBUG
583         KKASSERT(pv->pv_m == m);
584 #endif
585         TAILQ_FOREACH(spv, &m->md.pv_list, pv_list) {
586                 if (pv == spv) {
587                         crit_exit();
588                         return;
589                 }
590         }
591         crit_exit();
592         panic("test_m_maps_pv: failed m %p pv %p\n", m, pv);
593 }
594
595 static void
596 ptbase_assert(struct pmap *pmap)
597 {
598         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
599
600         /* are we current address space or kernel? */
601         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned)PTDpde) & PG_FRAME)) {
602                 return;
603         }
604         KKASSERT(frame == (*mycpu->gd_GDMAP1 & PG_FRAME));
605 }
606
607 #else
608
609 #define test_m_maps_pv(m, pv)
610 #define ptbase_assert(pmap)
611
612 #endif
613
614 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
615
616 /*
617  * This code checks for non-writeable/modified pages.
618  * This should be an invalid condition.
619  */
620 static int
621 pmap_nw_modified(pt_entry_t ptea)
622 {
623         int pte;
624
625         pte = (int) ptea;
626
627         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
628                 return 1;
629         else
630                 return 0;
631 }
632 #endif
633
634
635 /*
636  * this routine defines the region(s) of memory that should
637  * not be tested for the modified bit.
638  */
639 static PMAP_INLINE int
640 pmap_track_modified(vm_offset_t va)
641 {
642         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
643                 return 1;
644         else
645                 return 0;
646 }
647
648 /*
649  * Retrieve the mapped page table base for a particular pmap.  Use our self
650  * mapping for the kernel_pmap or our current pmap.
651  *
652  * For foreign pmaps we use the per-cpu page table map.  Since this involves
653  * installing a ptd it's actually (per-process x per-cpu).  However, we
654  * still cannot depend on our mapping to survive thread switches because
655  * the process might be threaded and switching to another thread for the
656  * same process on the same cpu will allow that other thread to make its
657  * own mapping.
658  *
659  * This could be a bit confusing but the jist is for something like the
660  * vkernel which uses foreign pmaps all the time this represents a pretty
661  * good cache that avoids unnecessary invltlb()s.
662  */
663 static unsigned *
664 get_ptbase(pmap_t pmap)
665 {
666         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
667         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
668
669         /*
670          * We can use PTmap if the pmap is our current address space or
671          * the kernel address space.
672          */
673         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
674                 return (unsigned *) PTmap;
675         }
676
677         /*
678          * Otherwise we use the per-cpu alternative page table map.  Each
679          * cpu gets its own map.  Because of this we cannot use this map
680          * from interrupts or threads which can preempt.
681          *
682          * Even if we already have the map cached we may still have to
683          * invalidate the TLB if another cpu modified a PDE in the map.
684          */
685         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
686                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
687
688         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != frame) {
689                 *gd->gd_GDMAP1 = frame | PG_RW | PG_V;
690                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
691                 cpu_invltlb();
692         } else if ((pmap->pm_cached & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
693                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
694                 cpu_invltlb();
695         } else if (dreadful_invltlb) {
696                 cpu_invltlb();
697         }
698         return ((unsigned *)gd->gd_GDADDR1);
699 }
700
701 /*
702  * pmap_extract:
703  *
704  *      Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
705  *
706  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
707  *      not kernel_pmap.
708  */
709 vm_paddr_t 
710 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
711 {
712         vm_offset_t rtval;
713         vm_offset_t pdirindex;
714
715         pdirindex = va >> PDRSHIFT;
716         if (pmap && (rtval = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex])) {
717                 unsigned *pte;
718                 if ((rtval & PG_PS) != 0) {
719                         rtval &= ~(NBPDR - 1);
720                         rtval |= va & (NBPDR - 1);
721                         return rtval;
722                 }
723                 pte = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
724                 rtval = ((*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK));
725                 return rtval;
726         }
727         return 0;
728 }
729
730 /***************************************************
731  * Low level mapping routines.....
732  ***************************************************/
733
734 /*
735  * Routine: pmap_kenter
736  * Function:
737  *      Add a wired page to the KVA
738  *      NOTE! note that in order for the mapping to take effect -- you
739  *      should do an invltlb after doing the pmap_kenter().
740  */
741 void 
742 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
743 {
744         unsigned *pte;
745         unsigned npte;
746         pmap_inval_info info;
747
748         pmap_inval_init(&info);
749         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
750         pte = (unsigned *)vtopte(va);
751         pmap_inval_add(&info, &kernel_pmap, va);
752         *pte = npte;
753         pmap_inval_flush(&info);
754 }
755
756 /*
757  * Routine: pmap_kenter_quick
758  * Function:
759  *      Similar to pmap_kenter(), except we only invalidate the
760  *      mapping on the current CPU.
761  */
762 void
763 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
764 {
765         unsigned *pte;
766         unsigned npte;
767
768         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
769         pte = (unsigned *)vtopte(va);
770         *pte = npte;
771         cpu_invlpg((void *)va);
772 }
773
774 void
775 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
776 {
777         pmap_inval_info info;
778
779         pmap_inval_init(&info);
780         pmap_inval_add(&info, &kernel_pmap, va);
781         pmap_inval_flush(&info);
782 }
783
784 void
785 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
786 {
787         cpu_invlpg((void *)va);
788 }
789
790 /*
791  * remove a page from the kernel pagetables
792  */
793 void
794 pmap_kremove(vm_offset_t va)
795 {
796         unsigned *pte;
797         pmap_inval_info info;
798
799         pmap_inval_init(&info);
800         pte = (unsigned *)vtopte(va);
801         pmap_inval_add(&info, &kernel_pmap, va);
802         *pte = 0;
803         pmap_inval_flush(&info);
804 }
805
806 void
807 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
808 {
809         unsigned *pte;
810         pte = (unsigned *)vtopte(va);
811         *pte = 0;
812         cpu_invlpg((void *)va);
813 }
814
815 /*
816  * XXX these need to be recoded.  They are not used in any critical path.
817  */
818 void
819 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
820 {
821         *vtopte(va) |= PG_RW;
822         cpu_invlpg((void *)va);
823 }
824
825 void
826 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
827 {
828         *vtopte(va) |= PG_N;
829         cpu_invlpg((void *)va);
830 }
831
832 /*
833  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
834  *      virtual address space.
835  *
836  *      For now, VM is already on, we only need to map the
837  *      specified memory.
838  */
839 vm_offset_t
840 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
841 {
842         vm_offset_t     sva, virt;
843
844         sva = virt = *virtp;
845         while (start < end) {
846                 pmap_kenter(virt, start);
847                 virt += PAGE_SIZE;
848                 start += PAGE_SIZE;
849         }
850         *virtp = virt;
851         return (sva);
852 }
853
854
855 /*
856  * Add a list of wired pages to the kva
857  * this routine is only used for temporary
858  * kernel mappings that do not need to have
859  * page modification or references recorded.
860  * Note that old mappings are simply written
861  * over.  The page *must* be wired.
862  */
863 void
864 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
865 {
866         vm_offset_t end_va;
867
868         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
869                 
870         while (va < end_va) {
871                 unsigned *pte;
872
873                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
874                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
875                 cpu_invlpg((void *)va);
876                 va += PAGE_SIZE;
877                 m++;
878         }
879 #ifdef SMP
880         smp_invltlb();  /* XXX */
881 #endif
882 }
883
884 void
885 pmap_qenter2(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count, cpumask_t *mask)
886 {
887         vm_offset_t end_va;
888         cpumask_t cmask = mycpu->gd_cpumask;
889
890         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
891
892         while (va < end_va) {
893                 unsigned *pte;
894                 unsigned pteval;
895
896                 /*
897                  * Install the new PTE.  If the pte changed from the prior
898                  * mapping we must reset the cpu mask and invalidate the page.
899                  * If the pte is the same but we have not seen it on the
900                  * current cpu, invlpg the existing mapping.  Otherwise the
901                  * entry is optimal and no invalidation is required.
902                  */
903                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
904                 pteval = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_A | PG_RW | PG_V | pgeflag;
905                 if (*pte != pteval) {
906                         *mask = 0;
907                         *pte = pteval;
908                         cpu_invlpg((void *)va);
909                 } else if ((*mask & cmask) == 0) {
910                         cpu_invlpg((void *)va);
911                 }
912                 va += PAGE_SIZE;
913                 m++;
914         }
915         *mask |= cmask;
916 }
917
918 /*
919  * This routine jerks page mappings from the
920  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
921  *
922  * MPSAFE, INTERRUPT SAFE (cluster callback)
923  */
924 void
925 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
926 {
927         vm_offset_t end_va;
928
929         end_va = va + count*PAGE_SIZE;
930
931         while (va < end_va) {
932                 unsigned *pte;
933
934                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
935                 *pte = 0;
936                 cpu_invlpg((void *)va);
937                 va += PAGE_SIZE;
938         }
939 #ifdef SMP
940         smp_invltlb();
941 #endif
942 }
943
944 /*
945  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
946  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
947  *
948  * Unless the caller is managing objects whos pages are in a known state,
949  * the call should be made with a critical section held so the page's object
950  * association remains valid on return.
951  */
952 static vm_page_t
953 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
954 {
955         vm_page_t m;
956
957         do {
958                 m = vm_page_lookup(object, pindex);
959         } while (m && vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pplookp"));
960
961         return(m);
962 }
963
964 /*
965  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
966  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
967  */
968 void
969 pmap_init_thread(thread_t td)
970 {
971         /* enforce pcb placement */
972         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
973         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
974         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16;
975 }
976
977 /*
978  * This routine directly affects the fork perf for a process.
979  */
980 void
981 pmap_init_proc(struct proc *p)
982 {
983 }
984
985 /*
986  * Dispose the UPAGES for a process that has exited.
987  * This routine directly impacts the exit perf of a process.
988  */
989 void
990 pmap_dispose_proc(struct proc *p)
991 {
992         KASSERT(p->p_lock == 0, ("attempt to dispose referenced proc! %p", p));
993 }
994
995 /***************************************************
996  * Page table page management routines.....
997  ***************************************************/
998
999 /*
1000  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
1001  * drops to zero, then it decrements the wire count.
1002  */
1003 static int 
1004 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info) 
1005 {
1006         /* 
1007          * Wait until we can busy the page ourselves.  We cannot have
1008          * any active flushes if we block.
1009          */
1010         if (m->flags & PG_BUSY) {
1011                 pmap_inval_flush(info);
1012                 while (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pmuwpt"))
1013                         ;
1014         }
1015         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1016                 ("_pmap_unwire_pte_hold: %p->queue != PQ_NONE", m));
1017
1018         if (m->hold_count == 1) {
1019                 /*
1020                  * Unmap the page table page.
1021                  *
1022                  * NOTE: We must clear pm_cached for all cpus, including
1023                  *       the current one, when clearing a page directory
1024                  *       entry.
1025                  */
1026                 vm_page_busy(m);
1027                 pmap_inval_add(info, pmap, -1);
1028                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1029                 pmap->pm_pdir[m->pindex] = 0;
1030                 pmap->pm_cached = 0;
1031
1032                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1033                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1034
1035                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1036                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1037
1038                 /*
1039                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1040                  * after we decrement wire_count.
1041                  * 
1042                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1043                  * multiple wire counts.
1044                  */
1045                 vm_page_unhold(m);
1046                 --m->wire_count;
1047                 KKASSERT(m->wire_count == 0);
1048                 --vmstats.v_wire_count;
1049                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1050                 vm_page_flash(m);
1051                 vm_page_free_zero(m);
1052                 return 1;
1053         } else {
1054                 KKASSERT(m->hold_count > 1);
1055                 vm_page_unhold(m);
1056                 return 0;
1057         }
1058 }
1059
1060 static PMAP_INLINE int
1061 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1062 {
1063         KKASSERT(m->hold_count > 0);
1064         if (m->hold_count > 1) {
1065                 vm_page_unhold(m);
1066                 return 0;
1067         } else {
1068                 return _pmap_unwire_pte_hold(pmap, m, info);
1069         }
1070 }
1071
1072 /*
1073  * After removing a page table entry, this routine is used to
1074  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1075  *
1076  * WARNING:  This function can block
1077  */
1078 static int
1079 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte,
1080                 pmap_inval_info_t info)
1081 {
1082         unsigned ptepindex;
1083         if (va >= UPT_MIN_ADDRESS)
1084                 return 0;
1085
1086         if (mpte == NULL) {
1087                 ptepindex = (va >> PDRSHIFT);
1088                 if (pmap->pm_ptphint &&
1089                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1090                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1091                 } else {
1092                         pmap_inval_flush(info);
1093                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1094                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1095                 }
1096         }
1097
1098         return pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, info);
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1103  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1104  *
1105  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1106  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1107  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1108  */
1109 void
1110 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1111 {
1112         pmap->pm_pdir =
1113                 (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1114         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, (vm_offset_t) IdlePTD);
1115         pmap->pm_count = 1;
1116         pmap->pm_active = 0;
1117         pmap->pm_cached = 0;
1118         pmap->pm_ptphint = NULL;
1119         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1120         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1125  * such as one in a vmspace structure.
1126  */
1127 void
1128 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1129 {
1130         vm_page_t ptdpg;
1131
1132         /*
1133          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1134          * page directory table.
1135          */
1136         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1137                 pmap->pm_pdir =
1138                     (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1139         }
1140
1141         /*
1142          * Allocate an object for the ptes
1143          */
1144         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1145                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, PTDPTDI + 1);
1146
1147         /*
1148          * Allocate the page directory page, unless we already have
1149          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1150          * already be set appropriately.
1151          */
1152         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1153                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, PTDPTDI,
1154                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY);
1155                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1156                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED | PG_BUSY);
1157                 ptdpg->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1158                 ptdpg->wire_count = 1;
1159                 ++vmstats.v_wire_count;
1160                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1161         }
1162         if ((ptdpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1163                 bzero(pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1164 #ifdef PMAP_DEBUG
1165         else
1166                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1167 #endif
1168
1169         pmap->pm_pdir[MPPTDI] = PTD[MPPTDI];
1170
1171         /* install self-referential address mapping entry */
1172         *(unsigned *) (pmap->pm_pdir + PTDPTDI) =
1173                 VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1174
1175         pmap->pm_count = 1;
1176         pmap->pm_active = 0;
1177         pmap->pm_cached = 0;
1178         pmap->pm_ptphint = NULL;
1179         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1180         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1181         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1186  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1187  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1188  * of cleanup work to do here.
1189  */
1190 void
1191 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1192 {
1193         vm_page_t p;
1194
1195         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1196         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1197                 KKASSERT(pmap->pm_pdir != NULL);
1198                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir);
1199                 p->wire_count--;
1200                 vmstats.v_wire_count--;
1201                 KKASSERT((p->flags & PG_BUSY) == 0);
1202                 vm_page_busy(p);
1203                 vm_page_free_zero(p);
1204                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1205         }
1206         if (pmap->pm_pdir) {
1207                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1208                 pmap->pm_pdir = NULL;
1209         }
1210         if (pmap->pm_pteobj) {
1211                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1212                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1213         }
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1218  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1219  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1220  * then copies the template.
1221  */
1222 void
1223 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1224 {
1225         crit_enter();
1226         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1227         /* XXX copies current process, does not fill in MPPTDI */
1228         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1229         crit_exit();
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1234  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1235  *
1236  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1237  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1238  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1239  */
1240 static int
1241 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1242 {
1243         unsigned *pde = (unsigned *) pmap->pm_pdir;
1244         /*
1245          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1246          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1247          * might as well be placed directly into the zero queue.
1248          */
1249         if (vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl"))
1250                 return 0;
1251
1252         vm_page_busy(p);
1253
1254         /*
1255          * Remove the page table page from the processes address space.
1256          */
1257         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1258         KKASSERT(pde[p->pindex]);
1259         pde[p->pindex] = 0;
1260         --pmap->pm_stats.resident_count;
1261         pmap->pm_cached = 0;
1262
1263         if (p->hold_count)  {
1264                 panic("pmap_release: freeing held page table page");
1265         }
1266         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1267                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1268
1269         /*
1270          * We leave the page directory page cached, wired, and mapped in
1271          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1272          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1273          *
1274          * The pmap has already been removed from the pmap_list in the
1275          * PTDPTDI case.
1276          */
1277         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1278                 bzero(pde + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1279                 bzero(pde + KGDTDI, (NPDEPG - KGDTDI) * PTESIZE);
1280                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1281                 vm_page_wakeup(p);
1282         } else {
1283                 p->wire_count--;
1284                 vmstats.v_wire_count--;
1285                 vm_page_free_zero(p);
1286         }
1287         return 1;
1288 }
1289
1290 /*
1291  * this routine is called if the page table page is not
1292  * mapped correctly.
1293  */
1294 static vm_page_t
1295 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex)
1296 {
1297         vm_offset_t pteva, ptepa;
1298         vm_page_t m;
1299
1300         /*
1301          * Find or fabricate a new pagetable page
1302          */
1303         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1304                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1305
1306         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1307                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1308
1309         /*
1310          * Increment the hold count for the page we will be returning to
1311          * the caller.
1312          */
1313         m->hold_count++;
1314
1315         /*
1316          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1317          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1318          * return the held page.
1319          */
1320         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1321                 KKASSERT((ptepa & PG_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1322                 vm_page_wakeup(m);
1323                 return(m);
1324         }
1325
1326         if (m->wire_count == 0)
1327                 vmstats.v_wire_count++;
1328         m->wire_count++;
1329
1330
1331         /*
1332          * Map the pagetable page into the process address space, if
1333          * it isn't already there.
1334          *
1335          * NOTE: For safety clear pm_cached for all cpus including the
1336          *       current one when adding a PDE to the map.
1337          */
1338         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1339
1340         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1341         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1342                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1343         pmap->pm_cached = 0;
1344
1345         /*
1346          * Set the page table hint
1347          */
1348         pmap->pm_ptphint = m;
1349
1350         /*
1351          * Try to use the new mapping, but if we cannot, then
1352          * do it with the routine that maps the page explicitly.
1353          */
1354         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0) {
1355                 if ((((unsigned)pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME) ==
1356                         (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
1357                         pteva = UPT_MIN_ADDRESS + i386_ptob(ptepindex);
1358                         bzero((caddr_t) pteva, PAGE_SIZE);
1359                 } else {
1360                         pmap_zero_page(ptepa);
1361                 }
1362         }
1363 #ifdef PMAP_DEBUG
1364         else {
1365                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1366         }
1367 #endif
1368
1369         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1370         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1371         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1372         vm_page_wakeup(m);
1373
1374         return m;
1375 }
1376
1377 static vm_page_t
1378 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1379 {
1380         unsigned ptepindex;
1381         vm_offset_t ptepa;
1382         vm_page_t m;
1383
1384         /*
1385          * Calculate pagetable page index
1386          */
1387         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1388
1389         /*
1390          * Get the page directory entry
1391          */
1392         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1393
1394         /*
1395          * This supports switching from a 4MB page to a
1396          * normal 4K page.
1397          */
1398         if (ptepa & PG_PS) {
1399                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1400                 ptepa = 0;
1401                 cpu_invltlb();
1402                 smp_invltlb();
1403         }
1404
1405         /*
1406          * If the page table page is mapped, we just increment the
1407          * hold count, and activate it.
1408          */
1409         if (ptepa) {
1410                 /*
1411                  * In order to get the page table page, try the
1412                  * hint first.
1413                  */
1414                 if (pmap->pm_ptphint &&
1415                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1416                         m = pmap->pm_ptphint;
1417                 } else {
1418                         m = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1419                         pmap->pm_ptphint = m;
1420                 }
1421                 m->hold_count++;
1422                 return m;
1423         }
1424         /*
1425          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1426          */
1427         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1428 }
1429
1430
1431 /***************************************************
1432  * Pmap allocation/deallocation routines.
1433  ***************************************************/
1434
1435 /*
1436  * Release any resources held by the given physical map.
1437  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1438  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1439  */
1440 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1441
1442 void
1443 pmap_release(struct pmap *pmap)
1444 {
1445         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1446         struct rb_vm_page_scan_info info;
1447
1448         KASSERT(pmap->pm_active == 0, ("pmap still active! %08x", pmap->pm_active));
1449 #if defined(DIAGNOSTIC)
1450         if (object->ref_count != 1)
1451                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1452 #endif
1453         
1454         info.pmap = pmap;
1455         info.object = object;
1456         crit_enter();
1457         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1458         crit_exit();
1459
1460         do {
1461                 crit_enter();
1462                 info.error = 0;
1463                 info.mpte = NULL;
1464                 info.limit = object->generation;
1465
1466                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL, 
1467                                         pmap_release_callback, &info);
1468                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1469                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1470                                 info.error = 1;
1471                 }
1472                 crit_exit();
1473         } while (info.error);
1474         pmap->pm_cached = 0;
1475 }
1476
1477 static int
1478 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1479 {
1480         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1481
1482         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1483                 info->mpte = p;
1484                 return(0);
1485         }
1486         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1487                 info->error = 1;
1488                 return(-1);
1489         }
1490         if (info->object->generation != info->limit) {
1491                 info->error = 1;
1492                 return(-1);
1493         }
1494         return(0);
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1499  */
1500
1501 void
1502 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1503 {
1504         struct pmap *pmap;
1505         vm_offset_t ptppaddr;
1506         vm_page_t nkpg;
1507         pd_entry_t newpdir;
1508
1509         crit_enter();
1510         if (kernel_vm_end == 0) {
1511                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1512                 nkpt = 0;
1513                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1514                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1515                         nkpt++;
1516                 }
1517         }
1518         addr = (addr + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1519         while (kernel_vm_end < addr) {
1520                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1521                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1522                         continue;
1523                 }
1524
1525                 /*
1526                  * This index is bogus, but out of the way
1527                  */
1528                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt, 
1529                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_INTERRUPT);
1530                 if (nkpg == NULL)
1531                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1532
1533                 vm_page_wire(nkpg);
1534                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1535                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1536                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1537                 pdir_pde(PTD, kernel_vm_end) = newpdir;
1538                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1539                 nkpt++;
1540
1541                 /*
1542                  * This update must be interlocked with pmap_pinit2.
1543                  */
1544                 TAILQ_FOREACH(pmap, &pmap_list, pm_pmnode) {
1545                         *pmap_pde(pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1546                 }
1547                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1548                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1549         }
1550         crit_exit();
1551 }
1552
1553 /*
1554  *      Retire the given physical map from service.
1555  *      Should only be called if the map contains
1556  *      no valid mappings.
1557  */
1558 void
1559 pmap_destroy(pmap_t pmap)
1560 {
1561         int count;
1562
1563         if (pmap == NULL)
1564                 return;
1565
1566         count = --pmap->pm_count;
1567         if (count == 0) {
1568                 pmap_release(pmap);
1569                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
1570         }
1571 }
1572
1573 /*
1574  *      Add a reference to the specified pmap.
1575  */
1576 void
1577 pmap_reference(pmap_t pmap)
1578 {
1579         if (pmap != NULL) {
1580                 pmap->pm_count++;
1581         }
1582 }
1583
1584 /***************************************************
1585 * page management routines.
1586  ***************************************************/
1587
1588 /*
1589  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1590  * called from an interrupt.
1591  */
1592 static PMAP_INLINE void
1593 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1594 {
1595 #ifdef PMAP_DEBUG
1596         KKASSERT(pv->pv_m != NULL);
1597         pv->pv_m = NULL;
1598 #endif
1599         pv_entry_count--;
1600         zfree(pvzone, pv);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1605  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
1606  */
1607 static pv_entry_t
1608 get_pv_entry(void)
1609 {
1610         pv_entry_count++;
1611         if (pv_entry_high_water &&
1612             (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1613             (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1614                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1615                 wakeup (&vm_pages_needed);
1616         }
1617         return zalloc(pvzone);
1618 }
1619
1620 /*
1621  * This routine is very drastic, but can save the system
1622  * in a pinch.
1623  */
1624 void
1625 pmap_collect(void)
1626 {
1627         int i;
1628         vm_page_t m;
1629         static int warningdone=0;
1630
1631         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1632                 return;
1633         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1634
1635         if (warningdone < 5) {
1636                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1637                 warningdone++;
1638         }
1639
1640         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1641                 m = &vm_page_array[i];
1642                 if (m->wire_count || m->hold_count || m->busy ||
1643                     (m->flags & PG_BUSY))
1644                         continue;
1645                 pmap_remove_all(m);
1646         }
1647 }
1648         
1649
1650 /*
1651  * If it is the first entry on the list, it is actually
1652  * in the header and we must copy the following entry up
1653  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1654  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1655  */
1656 static int
1657 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, 
1658                         vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1659 {
1660         pv_entry_t pv;
1661         int rtval;
1662
1663         crit_enter();
1664         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1665                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1666                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va) 
1667                                 break;
1668                 }
1669         } else {
1670                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1671 #ifdef PMAP_DEBUG
1672                         KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
1673 #endif
1674                         if (va == pv->pv_va)
1675                                 break;
1676                 }
1677         }
1678         KKASSERT(pv);
1679
1680         rtval = 0;
1681         test_m_maps_pv(m, pv);
1682         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1683         m->md.pv_list_count--;
1684         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1685                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1686         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1687         ++pmap->pm_generation;
1688         rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem, info);
1689         free_pv_entry(pv);
1690         crit_exit();
1691         return rtval;
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Create a pv entry for page at pa for
1696  * (pmap, va).
1697  */
1698 static void
1699 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1700 {
1701         pv_entry_t pv;
1702
1703         crit_enter();
1704         pv = get_pv_entry();
1705 #ifdef PMAP_DEBUG
1706         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
1707         pv->pv_m = m;
1708 #endif
1709         pv->pv_va = va;
1710         pv->pv_pmap = pmap;
1711         pv->pv_ptem = mpte;
1712
1713         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1714         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1715         ++pmap->pm_generation;
1716         m->md.pv_list_count++;
1717
1718         crit_exit();
1719 }
1720
1721 /*
1722  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process.
1723  *
1724  * WARNING: This function may block (via pmap_remove_entry/pmap_unuse_pt),
1725  *          callers using temporary pmaps must reload them.
1726  */
1727 static int
1728 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, unsigned *ptq, vm_offset_t va,
1729                 pmap_inval_info_t info)
1730 {
1731         unsigned oldpte;
1732         vm_page_t m;
1733
1734         ptbase_assert(pmap);
1735         pmap_inval_add(info, pmap, va);
1736         ptbase_assert(pmap);
1737         oldpte = loadandclear(ptq);
1738         KKASSERT(oldpte);
1739         if (oldpte & PG_W)
1740                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1741         /*
1742          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1743          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1744          * the SMP case.
1745          */
1746         if (oldpte & PG_G)
1747                 cpu_invlpg((void *)va);
1748         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1749         --pmap->pm_stats.resident_count;
1750         if (oldpte & PG_MANAGED) {
1751                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1752                 if (oldpte & PG_M) {
1753 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1754                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
1755                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1756                                         "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1757                                         (void *)va, (long)oldpte);
1758                         }
1759 #endif
1760                         if (pmap_track_modified(va))
1761                                 vm_page_dirty(m);
1762                 }
1763                 if (oldpte & PG_A)
1764                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1765                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va, info);
1766         } else {
1767                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL, info);
1768         }
1769
1770         return 0;
1771 }
1772
1773 /*
1774  * pmap_remove_page:
1775  *
1776  * Remove a single page from a process address space.
1777  *
1778  * This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1779  * not kernel_pmap.
1780  */
1781 static void
1782 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1783 {
1784         unsigned *ptq;
1785
1786         /*
1787          * if there is no pte for this address, just skip it!!!  Otherwise
1788          * get a local va for mappings for this pmap and remove the entry.
1789          */
1790         if (*pmap_pde(pmap, va) != 0) {
1791                 ptq = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
1792                 if (*ptq) {
1793                         pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, info);
1794                         /* ptq invalid */
1795                 }
1796         }
1797 }
1798
1799 /*
1800  * pmap_remove:
1801  *
1802  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1803  *
1804  *      It is assumed that the start and end are properly
1805  *      rounded to the page size.
1806  *
1807  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1808  *      not kernel_pmap.
1809  */
1810 void
1811 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1812 {
1813         unsigned *ptbase;
1814         vm_offset_t pdnxt;
1815         vm_offset_t ptpaddr;
1816         vm_offset_t sindex, eindex;
1817         struct pmap_inval_info info;
1818
1819         if (pmap == NULL)
1820                 return;
1821
1822         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1823                 return;
1824
1825         pmap_inval_init(&info);
1826
1827         /*
1828          * special handling of removing one page.  a very
1829          * common operation and easy to short circuit some
1830          * code.
1831          */
1832         if (((sva + PAGE_SIZE) == eva) && 
1833                 (((unsigned) pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
1834                 pmap_remove_page(pmap, sva, &info);
1835                 pmap_inval_flush(&info);
1836                 return;
1837         }
1838
1839         /*
1840          * Get a local virtual address for the mappings that are being
1841          * worked with.
1842          */
1843         sindex = i386_btop(sva);
1844         eindex = i386_btop(eva);
1845
1846         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
1847                 unsigned pdirindex;
1848
1849                 /*
1850                  * Calculate index for next page table.
1851                  */
1852                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1853                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1854                         break;
1855
1856                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1857                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
1858                         pmap_inval_add(&info, pmap, -1);
1859                         pmap->pm_pdir[pdirindex] = 0;
1860                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1861                         pmap->pm_cached = 0;
1862                         continue;
1863                 }
1864
1865                 /*
1866                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
1867                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
1868                  */
1869                 if (ptpaddr == 0)
1870                         continue;
1871
1872                 /*
1873                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1874                  * by the current page table page, or to the end of the
1875                  * range being removed.
1876                  */
1877                 if (pdnxt > eindex) {
1878                         pdnxt = eindex;
1879                 }
1880
1881                 /*
1882                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block and wipe the temporary
1883                  *       ptbase.
1884                  */
1885                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
1886                         vm_offset_t va;
1887
1888                         ptbase = get_ptbase(pmap);
1889                         if (ptbase[sindex] == 0)
1890                                 continue;
1891                         va = i386_ptob(sindex);
1892                         if (pmap_remove_pte(pmap, ptbase + sindex, va, &info))
1893                                 break;
1894                 }
1895         }
1896         pmap_inval_flush(&info);
1897 }
1898
1899 /*
1900  * pmap_remove_all:
1901  *
1902  *      Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
1903  *      Reflects back modify bits to the pager.
1904  *
1905  *      This routine may not be called from an interrupt.
1906  */
1907
1908 static void
1909 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1910 {
1911         struct pmap_inval_info info;
1912         unsigned *pte, tpte;
1913         pv_entry_t pv;
1914
1915         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
1916                 return;
1917
1918         pmap_inval_init(&info);
1919         crit_enter();
1920         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1921                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1922                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
1923
1924                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1925                 pmap_inval_add(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1926                 tpte = loadandclear(pte);
1927 #ifdef PMAP_DEBUG
1928                 KKASSERT(PHYS_TO_VM_PAGE(tpte) == m);
1929 #endif
1930                 if (tpte & PG_W)
1931                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
1932
1933                 if (tpte & PG_A)
1934                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1935
1936                 /*
1937                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1938                  */
1939                 if (tpte & PG_M) {
1940 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1941                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) tpte)) {
1942                                 kprintf("pmap_remove_all: modified page "
1943                                         "not writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1944                                         (void *)pv->pv_va, (long)tpte);
1945                         }
1946 #endif
1947                         if (pmap_track_modified(pv->pv_va))
1948                                 vm_page_dirty(m);
1949                 }
1950 #ifdef PMAP_DEBUG
1951                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
1952 #endif
1953                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1954                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1955                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
1956                 m->md.pv_list_count--;
1957                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1958                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1959                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
1960                 free_pv_entry(pv);
1961         }
1962         crit_exit();
1963         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
1964         pmap_inval_flush(&info);
1965 }
1966
1967 /*
1968  * pmap_protect:
1969  *
1970  *      Set the physical protection on the specified range of this map
1971  *      as requested.
1972  *
1973  *      This function may not be called from an interrupt if the map is
1974  *      not the kernel_pmap.
1975  */
1976 void
1977 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1978 {
1979         unsigned *ptbase;
1980         vm_offset_t pdnxt, ptpaddr;
1981         vm_pindex_t sindex, eindex;
1982         pmap_inval_info info;
1983
1984         if (pmap == NULL)
1985                 return;
1986
1987         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1988                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1989                 return;
1990         }
1991
1992         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1993                 return;
1994
1995         pmap_inval_init(&info);
1996
1997         ptbase = get_ptbase(pmap);
1998
1999         sindex = i386_btop(sva);
2000         eindex = i386_btop(eva);
2001
2002         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
2003
2004                 unsigned pdirindex;
2005
2006                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
2007
2008                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
2009                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
2010                         pmap_inval_add(&info, pmap, -1);
2011                         pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2012                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2013                         continue;
2014                 }
2015
2016                 /*
2017                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2018                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2019                  */
2020                 if (ptpaddr == 0)
2021                         continue;
2022
2023                 if (pdnxt > eindex) {
2024                         pdnxt = eindex;
2025                 }
2026
2027                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
2028
2029                         unsigned pbits;
2030                         vm_page_t m;
2031
2032                         /*
2033                          * XXX non-optimal.  Note also that there can be
2034                          * no pmap_inval_flush() calls until after we modify
2035                          * ptbase[sindex] (or otherwise we have to do another
2036                          * pmap_inval_add() call).
2037                          */
2038                         pmap_inval_add(&info, pmap, i386_ptob(sindex));
2039                         pbits = ptbase[sindex];
2040
2041                         if (pbits & PG_MANAGED) {
2042                                 m = NULL;
2043                                 if (pbits & PG_A) {
2044                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2045                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2046                                         pbits &= ~PG_A;
2047                                 }
2048                                 if (pbits & PG_M) {
2049                                         if (pmap_track_modified(i386_ptob(sindex))) {
2050                                                 if (m == NULL)
2051                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2052                                                 vm_page_dirty(m);
2053                                                 pbits &= ~PG_M;
2054                                         }
2055                                 }
2056                         }
2057
2058                         pbits &= ~PG_RW;
2059
2060                         if (pbits != ptbase[sindex]) {
2061                                 ptbase[sindex] = pbits;
2062                         }
2063                 }
2064         }
2065         pmap_inval_flush(&info);
2066 }
2067
2068 /*
2069  *      Insert the given physical page (p) at
2070  *      the specified virtual address (v) in the
2071  *      target physical map with the protection requested.
2072  *
2073  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2074  *      that the related pte can not be reclaimed.
2075  *
2076  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2077  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2078  *      insert this page into the given map NOW.
2079  */
2080 void
2081 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2082            boolean_t wired)
2083 {
2084         vm_paddr_t pa;
2085         unsigned *pte;
2086         vm_paddr_t opa;
2087         vm_offset_t origpte, newpte;
2088         vm_page_t mpte;
2089         pmap_inval_info info;
2090
2091         if (pmap == NULL)
2092                 return;
2093
2094         va &= PG_FRAME;
2095 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2096         if (va >= KvaEnd)
2097                 panic("pmap_enter: toobig");
2098         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS)) {
2099                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page "
2100                       "table pages (va: %p)", (void *)va);
2101         }
2102 #endif
2103         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2104                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with kernel_pmap\n");
2105                 print_backtrace();
2106         }
2107         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2108                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without kernel_pmap\n");
2109                 print_backtrace();
2110         }
2111
2112         /*
2113          * In the case that a page table page is not
2114          * resident, we are creating it here.
2115          */
2116         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2117                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2118         else
2119                 mpte = NULL;
2120
2121         pmap_inval_init(&info);
2122         pte = pmap_pte(pmap, va);
2123
2124         /*
2125          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2126          */
2127         if (pte == NULL) {
2128                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=0x%lx, va=%p\n",
2129                      (long)pmap->pm_pdir[PTDPTDI], (void *)va);
2130         }
2131
2132         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & PG_FRAME;
2133         origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2134         opa = origpte & PG_FRAME;
2135
2136         if (origpte & PG_PS)
2137                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2138
2139         /*
2140          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2141          */
2142         if (origpte && (opa == pa)) {
2143                 /*
2144                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2145                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2146                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2147                  * the PT page will be also.
2148                  */
2149                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2150                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2151                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2152                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2153
2154 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2155                 if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) origpte)) {
2156                         kprintf("pmap_enter: modified page not "
2157                                 "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2158                                 (void *)va, (long )origpte);
2159                 }
2160 #endif
2161
2162                 /*
2163                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
2164                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
2165                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
2166                  * bits below.
2167                  */
2168                 if (mpte)
2169                         mpte->hold_count--;
2170
2171                 /*
2172                  * We might be turning off write access to the page,
2173                  * so we go ahead and sense modify status.
2174                  */
2175                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2176                         if ((origpte & PG_M) && pmap_track_modified(va)) {
2177                                 vm_page_t om;
2178                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2179                                 vm_page_dirty(om);
2180                         }
2181                         pa |= PG_MANAGED;
2182                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2183                 }
2184                 goto validate;
2185         } 
2186         /*
2187          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2188          * handle validating new mapping.
2189          *
2190          * Since we have a ref on the page directory page pmap_pte()
2191          * will always return non-NULL.
2192          *
2193          * NOTE: pmap_remove_pte() can block and cause the temporary ptbase
2194          *       to get wiped.  reload the ptbase.  I'm not sure if it is
2195          *       also possible to race another pmap_enter() but check for
2196          *       that case too.
2197          */
2198         while (opa) {
2199                 int err;
2200
2201                 KKASSERT((origpte & PG_FRAME) ==
2202                          (*(vm_offset_t *)pte & PG_FRAME));
2203                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va, &info);
2204                 if (err)
2205                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: %p", (void *)va);
2206                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2207                 origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2208                 opa = origpte & PG_FRAME;
2209                 if (opa) {
2210                         kprintf("pmap_enter: Warning, raced pmap %p va %p\n",
2211                                 pmap, (void *)va);
2212                 }
2213         }
2214
2215         /*
2216          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2217          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2218          * called at interrupt time.
2219          */
2220         if (pmap_initialized && 
2221             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2222                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2223                 ptbase_assert(pmap);
2224                 pa |= PG_MANAGED;
2225                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2226         }
2227
2228         /*
2229          * Increment counters
2230          */
2231         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2232         if (wired)
2233                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2234         KKASSERT(*pte == 0);
2235
2236 validate:
2237         /*
2238          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2239          */
2240         ptbase_assert(pmap);
2241         newpte = (vm_offset_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V);
2242
2243         if (wired)
2244                 newpte |= PG_W;
2245         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2246                 newpte |= PG_U;
2247         if (pmap == &kernel_pmap)
2248                 newpte |= pgeflag;
2249
2250         /*
2251          * if the mapping or permission bits are different, we need
2252          * to update the pte.
2253          */
2254         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2255                 pmap_inval_add(&info, pmap, va);
2256                 ptbase_assert(pmap);
2257                 KKASSERT(*pte == 0 ||
2258                          (*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2259                 *pte = newpte | PG_A;
2260                 if (newpte & PG_RW)
2261                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2262         }
2263         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2264         pmap_inval_flush(&info);
2265 }
2266
2267 /*
2268  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2269  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
2270  * VA.
2271  *
2272  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2273  */
2274 void
2275 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2276 {
2277         unsigned *pte;
2278         vm_paddr_t pa;
2279         vm_page_t mpte;
2280         unsigned ptepindex;
2281         vm_offset_t ptepa;
2282         pmap_inval_info info;
2283
2284         pmap_inval_init(&info);
2285
2286         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2287                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on UVA with kernel_pmap\n");
2288                 print_backtrace();
2289         }
2290         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2291                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on KVA without kernel_pmap\n");
2292                 print_backtrace();
2293         }
2294
2295         KKASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS); /* assert used on user pmaps only */
2296
2297         /*
2298          * Calculate the page table page (mpte), allocating it if necessary.
2299          *
2300          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the
2301          * section following.
2302          */
2303         if (va < UPT_MIN_ADDRESS) {
2304                 /*
2305                  * Calculate pagetable page index
2306                  */
2307                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2308
2309                 do {
2310                         /*
2311                          * Get the page directory entry
2312                          */
2313                         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
2314
2315                         /*
2316                          * If the page table page is mapped, we just increment
2317                          * the hold count, and activate it.
2318                          */
2319                         if (ptepa) {
2320                                 if (ptepa & PG_PS)
2321                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2322                                 if (pmap->pm_ptphint &&
2323                                     (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2324                                         mpte = pmap->pm_ptphint;
2325                                 } else {
2326                                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2327                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2328                                 }
2329                                 if (mpte)
2330                                         mpte->hold_count++;
2331                         } else {
2332                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2333                         }
2334                 } while (mpte == NULL);
2335         } else {
2336                 mpte = NULL;
2337                 /* this code path is not yet used */
2338         }
2339
2340         /*
2341          * With a valid (and held) page directory page, we can just use
2342          * vtopte() to get to the pte.  If the pte is already present
2343          * we do not disturb it.
2344          */
2345         pte = (unsigned *)vtopte(va);
2346         if (*pte & PG_V) {
2347                 if (mpte)
2348                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, &info);
2349                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2350                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & PG_FRAME) == 0);
2351                 return;
2352         }
2353
2354         /*
2355          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2356          */
2357         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2358                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2359                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2360         }
2361
2362         /*
2363          * Increment counters
2364          */
2365         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2366
2367         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2368
2369         /*
2370          * Now validate mapping with RO protection
2371          */
2372         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2373                 *pte = pa | PG_V | PG_U;
2374         else
2375                 *pte = pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED;
2376 /*      pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed inval->valid */
2377         pmap_inval_flush(&info);
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2382  * to be used for panic dumps.
2383  */
2384 void *
2385 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
2386 {
2387         pmap_kenter((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2388         return ((void *)crashdumpmap);
2389 }
2390
2391 #define MAX_INIT_PT (96)
2392
2393 /*
2394  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2395  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2396  * immediately after an mmap.
2397  */
2398 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2399
2400 void
2401 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2402                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
2403                     vm_size_t size, int limit)
2404 {
2405         struct rb_vm_page_scan_info info;
2406         struct lwp *lp;
2407         int psize;
2408
2409         /*
2410          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2411          * or object.
2412          */
2413         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2414                 return;
2415
2416         /*
2417          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2418          */
2419         lp = curthread->td_lwp;
2420         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2421                 return;
2422
2423         psize = i386_btop(size);
2424
2425         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2426                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2427                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2428                 return;
2429         }
2430
2431         if (psize + pindex > object->size) {
2432                 if (object->size < pindex)
2433                         return;           
2434                 psize = object->size - pindex;
2435         }
2436
2437         if (psize == 0)
2438                 return;
2439
2440         /*
2441          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2442          * any valid pages found into the pmap.
2443          *
2444          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2445          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2446          */
2447         info.start_pindex = pindex;
2448         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2449         info.limit = limit;
2450         info.mpte = NULL;
2451         info.addr = addr;
2452         info.pmap = pmap;
2453
2454         crit_enter();
2455         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2456                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2457         crit_exit();
2458 }
2459
2460 static
2461 int
2462 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2463 {
2464         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2465         vm_pindex_t rel_index;
2466         /*
2467          * don't allow an madvise to blow away our really
2468          * free pages allocating pv entries.
2469          */
2470         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2471                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2472                     return(-1);
2473         }
2474         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2475             (p->busy == 0) && (p->flags & (PG_BUSY | PG_FICTITIOUS)) == 0) {
2476                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2477                         vm_page_deactivate(p);
2478                 vm_page_busy(p);
2479                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2480                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2481                                  info->addr + i386_ptob(rel_index), p);
2482                 vm_page_wakeup(p);
2483         }
2484         return(0);
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2489  * pre-fault the specified address.
2490  *
2491  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2492  * pte is already loaded into the slot.
2493  */
2494 int
2495 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2496 {
2497         unsigned *pte;
2498
2499         if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0)
2500                 return(0);
2501         pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2502         if (*pte)
2503                 return(0);
2504         return(1);
2505 }
2506
2507 /*
2508  *      Routine:        pmap_change_wiring
2509  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
2510  *                      pair.
2511  *      In/out conditions:
2512  *                      The mapping must already exist in the pmap.
2513  */
2514 void
2515 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2516 {
2517         unsigned *pte;
2518
2519         if (pmap == NULL)
2520                 return;
2521
2522         pte = pmap_pte(pmap, va);
2523
2524         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2525                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2526         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2527                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2528
2529         /*
2530          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2531          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2532          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
2533          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2534          * wiring changes.
2535          */
2536 #ifdef SMP
2537         if (wired)
2538                 atomic_set_int(pte, PG_W);
2539         else
2540                 atomic_clear_int(pte, PG_W);
2541 #else
2542         if (wired)
2543                 atomic_set_int_nonlocked(pte, PG_W);
2544         else
2545                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_W);
2546 #endif
2547 }
2548
2549
2550
2551 /*
2552  *      Copy the range specified by src_addr/len
2553  *      from the source map to the range dst_addr/len
2554  *      in the destination map.
2555  *
2556  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2557  */
2558 void
2559 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
2560         vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2561 {
2562 #if 0
2563         pmap_inval_info info;
2564         vm_offset_t addr;
2565         vm_offset_t end_addr = src_addr + len;
2566         vm_offset_t pdnxt;
2567         unsigned src_frame, dst_frame;
2568         vm_page_t m;
2569 #endif
2570
2571         if (dst_addr != src_addr)
2572                 return;
2573         /*
2574          * XXX BUGGY.  Amoung other things srcmpte is assumed to remain
2575          * valid through blocking calls, and that's just not going to
2576          * be the case.
2577          *
2578          * FIXME!
2579          */
2580         return;
2581 #if 0
2582         src_frame = ((unsigned) src_pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME;
2583         if (src_frame != (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
2584                 return;
2585         }
2586
2587         dst_frame = ((unsigned) dst_pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME;
2588         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != dst_frame) {
2589                 *gd->gd_GDMAP1 = dst_frame | PG_RW | PG_V;
2590                 cpu_invltlb();
2591                 XXX
2592         }
2593         pmap_inval_init(&info);
2594         pmap_inval_add(&info, dst_pmap, -1);
2595         pmap_inval_add(&info, src_pmap, -1);
2596
2597         /*
2598          * critical section protection is required to maintain the page/object
2599          * association, interrupts can free pages and remove them from 
2600          * their objects.
2601          */
2602         crit_enter();
2603         for (addr = src_addr; addr < end_addr; addr = pdnxt) {
2604                 unsigned *src_pte, *dst_pte;
2605                 vm_page_t dstmpte, srcmpte;
2606                 vm_offset_t srcptepaddr;
2607                 unsigned ptepindex;
2608
2609                 if (addr >= UPT_MIN_ADDRESS)
2610                         panic("pmap_copy: invalid to pmap_copy page tables\n");
2611
2612                 /*
2613                  * Don't let optional prefaulting of pages make us go
2614                  * way below the low water mark of free pages or way
2615                  * above high water mark of used pv entries.
2616                  */
2617                 if (vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved ||
2618                     pv_entry_count > pv_entry_high_water)
2619                         break;
2620                 
2621                 pdnxt = ((addr + PAGE_SIZE*NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE*NPTEPG - 1));
2622                 ptepindex = addr >> PDRSHIFT;
2623
2624                 srcptepaddr = (vm_offset_t) src_pmap->pm_pdir[ptepindex];
2625                 if (srcptepaddr == 0)
2626                         continue;
2627                         
2628                 if (srcptepaddr & PG_PS) {
2629                         if (dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] == 0) {
2630                                 dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] = (pd_entry_t) srcptepaddr;
2631                                 dst_pmap->pm_stats.resident_count += NBPDR / PAGE_SIZE;
2632                                 XXX
2633                         }
2634                         continue;
2635                 }
2636
2637                 srcmpte = vm_page_lookup(src_pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2638                 if ((srcmpte == NULL) || (srcmpte->hold_count == 0) ||
2639                     (srcmpte->flags & PG_BUSY)) {
2640                         continue;
2641                 }
2642
2643                 if (pdnxt > end_addr)
2644                         pdnxt = end_addr;
2645
2646                 src_pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2647                 dst_pte = (unsigned *) avtopte(addr);
2648                 while (addr < pdnxt) {
2649                         unsigned ptetemp;
2650
2651                         ptetemp = *src_pte;
2652                         /*
2653                          * we only virtual copy managed pages
2654                          */
2655                         if ((ptetemp & PG_MANAGED) != 0) {
2656                                 /*
2657                                  * We have to check after allocpte for the
2658                                  * pte still being around...  allocpte can
2659                                  * block.
2660                                  *
2661                                  * pmap_allocpte() can block.  If we lose
2662                                  * our page directory mappings we stop.
2663                                  */
2664                                 dstmpte = pmap_allocpte(dst_pmap, addr);
2665
2666                                 if (src_frame != (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME) ||
2667                                     XXX dst_frame != (((unsigned) xxx) & PG_FRAME)
2668                                 ) {
2669                                         kprintf("WARNING: pmap_copy: detected and corrected race\n");
2670                                         pmap_unwire_pte_hold(dst_pmap, dstmpte, &info);
2671                                         goto failed;
2672                                 } else if ((*dst_pte == 0) &&
2673                                            (ptetemp = *src_pte) != 0 &&
2674                                            (ptetemp & PG_MANAGED)) {
2675                                         /*
2676                                          * Clear the modified and
2677                                          * accessed (referenced) bits
2678                                          * during the copy.
2679                                          */
2680                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(ptetemp);
2681                                         *dst_pte = ptetemp & ~(PG_M | PG_A);
2682                                         ++dst_pmap->pm_stats.resident_count;
2683                                         pmap_insert_entry(dst_pmap, addr,
2684                                                 dstmpte, m);
2685                                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2686                                 } else {
2687                                         kprintf("WARNING: pmap_copy: dst_pte race detected and corrected\n");
2688                                         pmap_unwire_pte_hold(dst_pmap, dstmpte, &info);
2689                                         goto failed;
2690                                 }
2691                                 if (dstmpte->hold_count >= srcmpte->hold_count)
2692                                         break;
2693                         }
2694                         addr += PAGE_SIZE;
2695                         src_pte++;
2696                         dst_pte++;
2697                 }
2698         }
2699 failed:
2700         crit_exit();
2701         pmap_inval_flush(&info);
2702 #endif
2703 }       
2704
2705 /*
2706  * pmap_zero_page:
2707  *
2708  *      Zero the specified PA by mapping the page into KVM and clearing its
2709  *      contents.
2710  *
2711  *      This function may be called from an interrupt and no locking is
2712  *      required.
2713  */
2714 void
2715 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2716 {
2717         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2718
2719         crit_enter();
2720         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2721                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2722         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2723                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2724         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2725
2726 #if defined(I686_CPU)
2727         if (cpu_class == CPUCLASS_686)
2728                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2729         else
2730 #endif
2731                 bzero(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE);
2732         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2733         crit_exit();
2734 }
2735
2736 /*
2737  * pmap_page_assertzero:
2738  *
2739  *      Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2740  */
2741 void
2742 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2743 {
2744         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2745         int i;
2746
2747         crit_enter();
2748         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2749                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2750         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2751                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2752         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2753         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += 4) {
2754             if (*(int *)((char *)gd->gd_CADDR3 + i) != 0) {
2755                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!\n",
2756                     (void *)gd->gd_CADDR3);
2757             }
2758         }
2759         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2760         crit_exit();
2761 }
2762
2763 /*
2764  * pmap_zero_page:
2765  *
2766  *      Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2767  *      its contents with bzero.
2768  *
2769  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2770  */
2771 void
2772 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2773 {
2774         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2775
2776         crit_enter();
2777         if (*(int *) gd->gd_CMAP3)
2778                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2779         *(int *) gd->gd_CMAP3 = PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2780         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2781
2782 #if defined(I686_CPU)
2783         if (cpu_class == CPUCLASS_686 && off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2784                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2785         else
2786 #endif
2787                 bzero((char *)gd->gd_CADDR3 + off, size);
2788         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2789         crit_exit();
2790 }
2791
2792 /*
2793  * pmap_copy_page:
2794  *
2795  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2796  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2797  *      is required.
2798  */
2799 void
2800 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2801 {
2802         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2803
2804         crit_enter();
2805         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2806                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2807         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2808                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2809
2810         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2811         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2812
2813         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2814         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2815
2816         bcopy(gd->gd_CADDR1, gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE);
2817
2818         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2819         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2820         crit_exit();
2821 }
2822
2823 /*
2824  * pmap_copy_page_frag:
2825  *
2826  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2827  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2828  *      is required.
2829  */
2830 void
2831 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2832 {
2833         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2834
2835         crit_enter();
2836         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2837                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2838         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2839                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2840
2841         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2842         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2843
2844         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2845         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2846
2847         bcopy((char *)gd->gd_CADDR1 + (src & PAGE_MASK),
2848               (char *)gd->gd_CADDR2 + (dst & PAGE_MASK),
2849               bytes);
2850
2851         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2852         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2853         crit_exit();
2854 }
2855
2856 /*
2857  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2858  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2859  * be changed upwards or downwards in the future; it
2860  * is only necessary that true be returned for a small
2861  * subset of pmaps for proper page aging.
2862  */
2863 boolean_t
2864 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2865 {
2866         pv_entry_t pv;
2867         int loops = 0;
2868
2869         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2870                 return FALSE;
2871
2872         crit_enter();
2873
2874         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2875                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2876                         crit_exit();
2877                         return TRUE;
2878                 }
2879                 loops++;
2880                 if (loops >= 16)
2881                         break;
2882         }
2883         crit_exit();
2884         return (FALSE);
2885 }
2886
2887 /*
2888  * Remove all pages from specified address space
2889  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2890  * is special cased for current process only, but
2891  * can have the more generic (and slightly slower)
2892  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2893  * in the case of running down an entire address space.
2894  */
2895 void
2896 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2897 {
2898         struct lwp *lp;
2899         unsigned *pte, tpte;
2900         pv_entry_t pv, npv;
2901         vm_page_t m;
2902         pmap_inval_info info;
2903         int iscurrentpmap;
2904         int32_t save_generation;
2905
2906         lp = curthread->td_lwp;
2907         if (lp && pmap == vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2908                 iscurrentpmap = 1;
2909         else
2910                 iscurrentpmap = 0;
2911
2912         pmap_inval_init(&info);
2913         crit_enter();
2914         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2915                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2916                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2917                         continue;
2918                 }
2919
2920                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2921
2922                 if (iscurrentpmap)
2923                         pte = (unsigned *)vtopte(pv->pv_va);
2924                 else
2925                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2926                 KKASSERT(*pte);
2927                 if (pmap->pm_active)
2928                         pmap_inval_add(&info, pmap, pv->pv_va);
2929
2930                 /*
2931                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2932                  * at this time
2933                  */
2934                 if (*pte & PG_W) {
2935                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2936                         continue;
2937                 }
2938                 KKASSERT(*pte);
2939                 tpte = loadandclear(pte);
2940
2941                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte);
2942                 test_m_maps_pv(m, pv);
2943
2944                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2945                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %x", tpte));
2946
2947                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2948                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2949
2950                 /*
2951                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2952                  */
2953                 if (tpte & PG_M) {
2954                         vm_page_dirty(m);
2955                 }
2956
2957                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2958 #ifdef PMAP_DEBUG
2959                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2960                 KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
2961 #endif
2962                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2963                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
2964
2965                 m->md.pv_list_count--;
2966                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2967                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2968                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2969
2970                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2971                 free_pv_entry(pv);
2972
2973                 /*
2974                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
2975                  * calls and other removals were made.
2976                  */
2977                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
2978                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
2979                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
2980                 }
2981         }
2982         pmap_inval_flush(&info);
2983         crit_exit();
2984 }
2985
2986 /*
2987  * pmap_testbit tests bits in pte's
2988  * note that the testbit/clearbit routines are inline,
2989  * and a lot of things compile-time evaluate.
2990  */
2991 static boolean_t
2992 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2993 {
2994         pv_entry_t pv;
2995         unsigned *pte;
2996
2997         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2998                 return FALSE;
2999
3000         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
3001                 return FALSE;
3002
3003         crit_enter();
3004
3005         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3006                 /*
3007                  * if the bit being tested is the modified bit, then
3008                  * mark clean_map and ptes as never
3009                  * modified.
3010                  */
3011                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
3012                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3013                                 continue;
3014                 }
3015
3016 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3017                 if (!pv->pv_pmap) {
3018                         kprintf("Null pmap (tb) at va: %p\n",
3019                                 (void *)pv->pv_va);
3020                         continue;
3021                 }
3022 #endif
3023                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3024                 if (*pte & bit) {
3025                         crit_exit();
3026                         return TRUE;
3027                 }
3028         }
3029         crit_exit();
3030         return (FALSE);
3031 }
3032
3033 /*
3034  * this routine is used to modify bits in ptes
3035  */
3036 static __inline void
3037 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3038 {
3039         struct pmap_inval_info info;
3040         pv_entry_t pv;
3041         unsigned *pte;
3042         unsigned pbits;
3043
3044         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3045                 return;
3046
3047         pmap_inval_init(&info);
3048         crit_enter();
3049
3050         /*
3051          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3052          * setting RO do we need to clear the VAC?
3053          */
3054         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3055                 /*
3056                  * don't write protect pager mappings
3057                  */
3058                 if (bit == PG_RW) {
3059                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3060                                 continue;
3061                 }
3062
3063 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3064                 if (!pv->pv_pmap) {
3065                         kprintf("Null pmap (cb) at va: %p\n",
3066                                 (void *)pv->pv_va);
3067                         continue;
3068                 }
3069 #endif
3070
3071                 /*
3072                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3073                  * clear PG_A or PG_M safely but we need to synchronize
3074                  * with the target cpus when we mess with PG_RW.
3075                  *
3076                  * We do not have to force synchronization when clearing
3077                  * PG_M even for PTEs generated via virtual memory maps,
3078                  * because the virtual kernel will invalidate the pmap
3079                  * entry when/if it needs to resynchronize the Modify bit.
3080                  */
3081                 if (bit & PG_RW)
3082                         pmap_inval_add(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3083                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3084 again:
3085                 pbits = *pte;
3086                 if (pbits & bit) {
3087                         if (bit == PG_RW) {
3088                                 if (pbits & PG_M) {
3089                                         vm_page_dirty(m);
3090                                         atomic_clear_int(pte, PG_M|PG_RW);
3091                                 } else {
3092                                         /*
3093                                          * The cpu may be trying to set PG_M
3094                                          * simultaniously with our clearing
3095                                          * of PG_RW.
3096                                          */
3097                                         if (!atomic_cmpset_int(pte, pbits,
3098                                                                pbits & ~PG_RW))
3099                                                 goto again;
3100                                 }
3101                         } else if (bit == PG_M) {
3102                                 /*
3103                                  * We could also clear PG_RW here to force
3104                                  * a fault on write to redetect PG_M for
3105                                  * virtual kernels, but it isn't necessary
3106                                  * since virtual kernels invalidate the pte 
3107                                  * when they clear the VPTE_M bit in their
3108                                  * virtual page tables.
3109                                  */
3110                                 atomic_clear_int(pte, PG_M);
3111                         } else {
3112                                 atomic_clear_int(pte, bit);
3113                         }
3114                 }
3115         }
3116         pmap_inval_flush(&info);
3117         crit_exit();
3118 }
3119
3120 /*
3121  *      pmap_page_protect:
3122  *
3123  *      Lower the permission for all mappings to a given page.
3124  */
3125 void
3126 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3127 {
3128         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3129                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3130                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3131                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3132                 } else {
3133                         pmap_remove_all(m);
3134                 }
3135         }
3136 }
3137
3138 vm_paddr_t
3139 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3140 {
3141         return (i386_ptob(ppn));
3142 }
3143
3144 /*
3145  *      pmap_ts_referenced:
3146  *
3147  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3148  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3149  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3150  *      reference bits set.
3151  *
3152  *      XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3153  *      should be tested and standardized at some point in the future for
3154  *      optimal aging of shared pages.
3155  */
3156 int
3157 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3158 {
3159         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3160         unsigned *pte;
3161         int rtval = 0;
3162
3163         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3164                 return (rtval);
3165
3166         crit_enter();
3167
3168         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3169
3170                 pvf = pv;
3171
3172                 do {
3173                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3174
3175                         crit_enter();
3176                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3177                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3178                         crit_exit();
3179
3180                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3181                                 continue;
3182
3183                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3184
3185                         if (pte && (*pte & PG_A)) {
3186 #ifdef SMP
3187                                 atomic_clear_int(pte, PG_A);
3188 #else
3189                                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_A);
3190 #endif
3191                                 rtval++;
3192                                 if (rtval > 4) {
3193                                         break;
3194                                 }
3195                         }
3196                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3197         }
3198         crit_exit();
3199
3200         return (rtval);
3201 }
3202
3203 /*
3204  *      pmap_is_modified:
3205  *
3206  *      Return whether or not the specified physical page was modified
3207  *      in any physical maps.
3208  */
3209 boolean_t
3210 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3211 {
3212         return pmap_testbit(m, PG_M);
3213 }
3214
3215 /*
3216  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3217  */
3218 void
3219 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3220 {
3221         pmap_clearbit(m, PG_M);
3222 }
3223
3224 /*
3225  *      pmap_clear_reference:
3226  *
3227  *      Clear the reference bit on the specified physical page.
3228  */
3229 void
3230 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3231 {
3232         pmap_clearbit(m, PG_A);
3233 }
3234
3235 /*
3236  * Miscellaneous support routines follow
3237  */
3238
3239 static void
3240 i386_protection_init(void)
3241 {
3242         int *kp, prot;
3243
3244         kp = protection_codes;
3245         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3246                 switch (prot) {
3247                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3248                         /*
3249                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3250                          * so just make it readable.
3251                          */
3252                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3253                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3254                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3255                         *kp++ = 0;
3256                         break;
3257                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3258                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3259                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3260                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3261                         *kp++ = PG_RW;
3262                         break;
3263                 }
3264         }
3265 }
3266
3267 /*
3268  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3269  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3270  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3271  * NOT real memory.
3272  *
3273  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3274  * a time.
3275  */
3276 void *
3277 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3278 {
3279         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3280         unsigned *pte;
3281
3282         offset = pa & PAGE_MASK;
3283         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3284
3285         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size);
3286         if (!va)
3287                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3288
3289         pa = pa & PG_FRAME;
3290         for (tmpva = va; size > 0;) {
3291                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3292                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3293                 size -= PAGE_SIZE;
3294                 tmpva += PAGE_SIZE;
3295                 pa += PAGE_SIZE;
3296         }
3297         cpu_invltlb();
3298         smp_invltlb();
3299
3300         return ((void *)(va + offset));
3301 }
3302
3303 void
3304 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3305 {
3306         vm_offset_t base, offset;
3307
3308         base = va & PG_FRAME;
3309         offset = va & PAGE_MASK;
3310         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3311         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3312         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3313 }
3314
3315 /*
3316  * perform the pmap work for mincore
3317  */
3318 int
3319 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3320 {
3321         unsigned *ptep, pte;
3322         vm_page_t m;
3323         int val = 0;
3324         
3325         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3326         if (ptep == 0) {
3327                 return 0;
3328         }
3329
3330         if ((pte = *ptep) != 0) {
3331                 vm_offset_t pa;
3332
3333                 val = MINCORE_INCORE;
3334                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3335                         return val;
3336
3337                 pa = pte & PG_FRAME;
3338
3339                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3340
3341                 /*
3342                  * Modified by us
3343                  */
3344                 if (pte & PG_M)
3345                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3346                 /*
3347                  * Modified by someone
3348                  */
3349                 else if (m->dirty || pmap_is_modified(m))
3350                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3351                 /*
3352                  * Referenced by us
3353                  */
3354                 if (pte & PG_A)
3355                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3356
3357                 /*
3358                  * Referenced by someone
3359                  */
3360                 else if ((m->flags & PG_REFERENCED) || pmap_ts_referenced(m)) {
3361                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3362                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3363                 }
3364         } 
3365         return val;
3366 }
3367
3368 /*
3369  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3370  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3371  *
3372  * The vmspace for all lwps associated with the process will be adjusted
3373  * and cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3374  */
3375 void
3376 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3377 {
3378         struct vmspace *oldvm;
3379         struct lwp *lp;
3380
3381         crit_enter();
3382         oldvm = p->p_vmspace;
3383         if (oldvm != newvm) {
3384                 p->p_vmspace = newvm;
3385                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3386                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3387                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3388                 if (adjrefs) {
3389                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3390                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3391                 }
3392         }
3393         crit_exit();
3394 }
3395
3396 /*
3397  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3398  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3399  * on a per-lwp basis.
3400  */
3401 void
3402 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3403 {
3404         struct vmspace *oldvm;
3405         struct pmap *pmap;
3406
3407         crit_enter();
3408         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3409
3410         if (oldvm != newvm) {
3411                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3412                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3413                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3414 #if defined(SMP)
3415                         atomic_set_int(&pmap->pm_active, 1 << mycpu->gd_cpuid);
3416 #else
3417                         pmap->pm_active |= 1;
3418 #endif
3419 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3420                         tlb_flush_count++;
3421 #endif
3422                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
3423                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
3424                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3425 #if defined(SMP)
3426                         atomic_clear_int(&pmap->pm_active,
3427                                           1 << mycpu->gd_cpuid);
3428 #else
3429                         pmap->pm_active &= ~1;
3430 #endif
3431                 }
3432         }
3433         crit_exit();
3434 }
3435
3436 vm_offset_t
3437 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3438 {
3439
3440         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3441                 return addr;
3442         }
3443
3444         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3445         return addr;
3446 }
3447
3448 int
3449 pmap_get_pgeflag(void)
3450 {
3451         return pgeflag;
3452 }
3453
3454 #if defined(DEBUG)
3455
3456 static void     pads (pmap_t pm);
3457 void            pmap_pvdump (vm_paddr_t pa);
3458
3459 /* print address space of pmap*/
3460 static void
3461 pads(pmap_t pm)
3462 {
3463         unsigned va, i, j;
3464         unsigned *ptep;
3465
3466         if (pm == &kernel_pmap)
3467                 return;
3468         crit_enter();
3469         for (i = 0; i < 1024; i++) {
3470                 if (pm->pm_pdir[i]) {
3471                         for (j = 0; j < 1024; j++) {
3472                                 va = (i << PDRSHIFT) + (j << PAGE_SHIFT);
3473                                 if (pm == &kernel_pmap && va < KERNBASE)
3474                                         continue;
3475                                 if (pm != &kernel_pmap && va > UPT_MAX_ADDRESS)
3476                                         continue;
3477                                 ptep = pmap_pte_quick(pm, va);
3478                                 if (pmap_pte_v(ptep))
3479                                         kprintf("%x:%x ", va, *(int *) ptep);
3480                         };
3481                 }
3482         }
3483         crit_exit();
3484
3485 }
3486
3487 void
3488 pmap_pvdump(vm_paddr_t pa)
3489 {
3490         pv_entry_t pv;
3491         vm_page_t m;
3492
3493         kprintf("pa %08llx", (long long)pa);
3494         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3495         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3496 #ifdef used_to_be
3497                 kprintf(" -> pmap %p, va %p, flags %x",
3498                     (void *)pv->pv_pmap, (long)pv->pv_va, pv->pv_flags);
3499 #endif
3500                 kprintf(" -> pmap %p, va %p",
3501                         (void *)pv->pv_pmap, (void *)pv->pv_va);
3502                 pads(pv->pv_pmap);
3503         }
3504         kprintf(" ");
3505 }
3506 #endif