kernel - Remove debugging from i386 pmap
[dragonfly.git] / sys / platform / pc32 / i386 / pmap.c
1 /*
2  * (MPSAFE)
3  *
4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
7  * All rights reserved.
8  * Copyright (c) 1994 David Greenman
9  * All rights reserved.
10  *
11  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
12  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
13  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
14  *
15  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
16  * modification, are permitted provided that the following conditions
17  * are met:
18  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
20  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
22  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
23  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
24  *    must display the following acknowledgement:
25  *      This product includes software developed by the University of
26  *      California, Berkeley and its contributors.
27  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
28  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
29  *    without specific prior written permission.
30  *
31  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
32  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
33  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
34  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
35  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
36  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
37  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
38  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
39  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
40  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
41  * SUCH DAMAGE.
42  *
43  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
44  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.18 2002/03/06 22:48:53 silby Exp $
45  */
46
47 /*
48  * Manages physical address maps.
49  *
50  * In most cases we hold page table pages busy in order to manipulate them.
51  */
52 /*
53  * PMAP_DEBUG - see platform/pc32/include/pmap.h
54  */
55
56 #include "opt_disable_pse.h"
57 #include "opt_pmap.h"
58 #include "opt_msgbuf.h"
59
60 #include <sys/param.h>
61 #include <sys/systm.h>
62 #include <sys/kernel.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/msgbuf.h>
65 #include <sys/vmmeter.h>
66 #include <sys/mman.h>
67 #include <sys/thread.h>
68
69 #include <vm/vm.h>
70 #include <vm/vm_param.h>
71 #include <sys/sysctl.h>
72 #include <sys/lock.h>
73 #include <vm/vm_kern.h>
74 #include <vm/vm_page.h>
75 #include <vm/vm_map.h>
76 #include <vm/vm_object.h>
77 #include <vm/vm_extern.h>
78 #include <vm/vm_pageout.h>
79 #include <vm/vm_pager.h>
80 #include <vm/vm_zone.h>
81
82 #include <sys/user.h>
83 #include <sys/thread2.h>
84 #include <sys/sysref2.h>
85 #include <sys/spinlock2.h>
86 #include <vm/vm_page2.h>
87
88 #include <machine/cputypes.h>
89 #include <machine/md_var.h>
90 #include <machine/specialreg.h>
91 #include <machine/smp.h>
92 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
93 #include <machine/globaldata.h>
94 #include <machine/pmap.h>
95 #include <machine/pmap_inval.h>
96
97 #define PMAP_KEEP_PDIRS
98 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
99 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
100 #define PMAP_PVLIMIT     1400000        /* i386 kvm problems */
101 #endif
102
103 #if defined(DIAGNOSTIC)
104 #define PMAP_DIAGNOSTIC
105 #endif
106
107 #define MINPV 2048
108
109 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
110 #define PMAP_INLINE __inline
111 #else
112 #define PMAP_INLINE
113 #endif
114
115 /*
116  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
117  */
118 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
119 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
120
121 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
122 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
123 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
124 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
125 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
126
127 /*
128  * Given a map and a machine independent protection code,
129  * convert to a vax protection code.
130  */
131 #define pte_prot(m, p)          \
132         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
133 static int protection_codes[8];
134
135 struct pmap kernel_pmap;
136 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
137
138 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
139 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
140 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
141 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
142 vm_offset_t virtual2_start;
143 vm_offset_t virtual2_end;
144 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
145 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
146 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
147 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
148 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
149 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
150
151 static vm_object_t kptobj;
152
153 static int nkpt;
154 vm_offset_t kernel_vm_end;
155
156 /*
157  * Data for the pv entry allocation mechanism
158  */
159 static vm_zone_t pvzone;
160 static struct vm_zone pvzone_store;
161 static struct vm_object pvzone_obj;
162 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
163 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
164 static struct pv_entry *pvinit;
165
166 /*
167  * Considering all the issues I'm having with pmap caching, if breakage
168  * continues to occur, and for debugging, I've added a sysctl that will
169  * just do an unconditional invltlb.
170  */
171 static int dreadful_invltlb;
172
173 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dreadful_invltlb,
174            CTLFLAG_RW, &dreadful_invltlb, 0, "Debugging sysctl to force invltlb on pmap operations");
175
176 /*
177  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
178  */
179 pt_entry_t *CMAP1 = NULL, *ptmmap;
180 caddr_t CADDR1 = NULL, ptvmmap = NULL;
181 static pt_entry_t *msgbufmap;
182 struct msgbuf *msgbufp=NULL;
183
184 /*
185  * Crashdump maps.
186  */
187 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
188 static caddr_t crashdumpmap;
189
190 extern pt_entry_t *SMPpt;
191
192 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
193 static unsigned * get_ptbase (pmap_t pmap);
194 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
195 static void     i386_protection_init (void);
196 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
197
198 static void pmap_remove_all (vm_page_t m);
199 static void pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, unsigned *ptq,
200                                 vm_offset_t sva, pmap_inval_info_t info);
201 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap, 
202                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
203 static void pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
204                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
205 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
206 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, pv_entry_t pv,
207                                 vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m);
208
209 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
210
211 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
212 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, unsigned ptepindex);
213 static unsigned * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
214 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
215 static void pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, pmap_inval_info_t);
216 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
217
218 static void pmap_hold(pmap_t pmap);
219 static void pmap_drop(pmap_t pmap);
220 static void pmap_wait(pmap_t pmap, int count);
221
222 static unsigned pdir4mb;
223
224 /*
225  * Move the kernel virtual free pointer to the next
226  * 4MB.  This is used to help improve performance
227  * by using a large (4MB) page for much of the kernel
228  * (.text, .data, .bss)
229  */
230 static
231 vm_offset_t
232 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
233 {
234         vm_offset_t newaddr = addr;
235 #ifndef DISABLE_PSE
236         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
237                 newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
238         }
239 #endif
240         return newaddr;
241 }
242
243 /*
244  * This function returns a pointer to the pte entry in the pmap and has
245  * the side effect of potentially retaining a cached mapping of the pmap.
246  *
247  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
248  * until the caller blocks or releases the token.
249  */
250 static
251 unsigned *
252 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
253 {
254         unsigned *pdeaddr;
255
256         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
257         if (pmap) {
258                 pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(pmap, va);
259                 if (*pdeaddr & PG_PS)
260                         return pdeaddr;
261                 if (*pdeaddr)
262                         return get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
263         }
264         return (0);
265 }
266
267 /*
268  * pmap_pte using the kernel_pmap
269  *
270  * Used for debugging, no requirements.
271  */
272 unsigned *
273 pmap_kernel_pte(vm_offset_t va)
274 {
275         unsigned *pdeaddr;
276
277         pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(&kernel_pmap, va);
278         if (*pdeaddr & PG_PS)
279                 return pdeaddr;
280         if (*pdeaddr)
281                 return (unsigned *)vtopte(va);
282         return(0);
283 }
284
285 /*
286  * pmap_pte_quick:
287  *
288  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
289  * This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
290  * the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
291  * to do an entire invltlb when checking a single mapping.
292  *
293  * Should only be called while in a critical section.
294  *
295  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
296  * until the caller blocks or releases the token.
297  */
298 static
299 unsigned *
300 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
301 {
302         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
303         unsigned pde, newpf;
304
305         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
306         if ((pde = (unsigned) pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT]) != 0) {
307                 unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
308                 unsigned index = i386_btop(va);
309                 /* are we current address space or kernel? */
310                 if ((pmap == &kernel_pmap) ||
311                         (frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME))) {
312                         return (unsigned *) PTmap + index;
313                 }
314                 newpf = pde & PG_FRAME;
315                 if (((*(unsigned *)gd->gd_PMAP1) & PG_FRAME) != newpf) {
316                         *(unsigned *)gd->gd_PMAP1 = newpf | PG_RW | PG_V;
317                         cpu_invlpg(gd->gd_PADDR1);
318                 }
319                 return gd->gd_PADDR1 + (index & (NPTEPG - 1));
320         }
321         return (0);
322 }
323
324
325 /*
326  * Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
327  *
328  * On the i386 this is called after mapping has already been enabled
329  * and just syncs the pmap module with what has already been done.
330  * [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
331  * mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
332  * from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
333  * (physical) address starting relative to 0]
334  */
335 void
336 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr, vm_paddr_t loadaddr)
337 {
338         vm_offset_t va;
339         pt_entry_t *pte;
340         struct mdglobaldata *gd;
341         int i;
342         int pg;
343
344         KvaStart = (vm_offset_t)VADDR(PTDPTDI, 0);
345         KvaSize = (vm_offset_t)VADDR(APTDPTDI, 0) - KvaStart;
346         KvaEnd  = KvaStart + KvaSize;
347
348         avail_start = firstaddr;
349
350         /*
351          * XXX The calculation of virtual_start is wrong. It's NKPT*PAGE_SIZE
352          * too large. It should instead be correctly calculated in locore.s and
353          * not based on 'first' (which is a physical address, not a virtual
354          * address, for the start of unused physical memory). The kernel
355          * page tables are NOT double mapped and thus should not be included
356          * in this calculation.
357          */
358         virtual_start = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
359         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
360         virtual_end = VADDR(KPTDI+NKPDE-1, NPTEPG-1);
361
362         /*
363          * Initialize protection array.
364          */
365         i386_protection_init();
366
367         /*
368          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
369          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
370          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
371          *
372          * The kernel_pmap's pm_pteobj is used only for locking and not
373          * for mmu pages.
374          */
375         kernel_pmap.pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
376         kernel_pmap.pm_count = 1;
377         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
378         kernel_pmap.pm_pteobj = &kernel_object;
379         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
380         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist_free);
381         spin_init(&kernel_pmap.pm_spin);
382         lwkt_token_init(&kernel_pmap.pm_token, "kpmap_tok");
383         nkpt = NKPT;
384
385         /*
386          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
387          * mapping of pages.
388          */
389 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
390         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
391
392         va = virtual_start;
393         pte = (pt_entry_t *) pmap_kernel_pte(va);
394
395         /*
396          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
397          */
398         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
399
400         /*
401          * Crashdump maps.
402          */
403         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
404
405         /*
406          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
407          * /dev/mem.
408          */
409         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
410
411         /*
412          * msgbufp is used to map the system message buffer.
413          * XXX msgbufmap is not used.
414          */
415         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
416                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
417
418         virtual_start = va;
419
420         *(int *) CMAP1 = 0;
421         for (i = 0; i < NKPT; i++)
422                 PTD[i] = 0;
423
424         /*
425          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
426          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
427          * works under UP because self-referential page table mappings
428          */
429 #ifdef SMP
430         pgeflag = 0;
431 #else
432         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
433                 pgeflag = PG_G;
434 #endif
435         
436 /*
437  * Initialize the 4MB page size flag
438  */
439         pseflag = 0;
440 /*
441  * The 4MB page version of the initial
442  * kernel page mapping.
443  */
444         pdir4mb = 0;
445
446 #if !defined(DISABLE_PSE)
447         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
448                 unsigned ptditmp;
449                 /*
450                  * Note that we have enabled PSE mode
451                  */
452                 pseflag = PG_PS;
453                 ptditmp = *((unsigned *)PTmap + i386_btop(KERNBASE));
454                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
455                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
456                 pdir4mb = ptditmp;
457
458 #ifndef SMP
459                 /*
460                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
461                  * now because the APs will not be able to use it when
462                  * they boot up.
463                  */
464                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
465
466                 /*
467                  * We can do the mapping here for the single processor
468                  * case.  We simply ignore the old page table page from
469                  * now on.
470                  */
471                 /*
472                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
473                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
474                  */
475                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
476                 kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
477                 cpu_invltlb();
478 #endif
479         }
480 #endif
481
482         /*
483          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
484          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
485          * portion.
486          */
487         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
488         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
489         gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
490         gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
491         gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
492         gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
493         gd->gd_GDMAP1 = &PTD[APTDPTDI];
494         gd->gd_CADDR1 = CPU_prvspace[0].CPAGE1;
495         gd->gd_CADDR2 = CPU_prvspace[0].CPAGE2;
496         gd->gd_CADDR3 = CPU_prvspace[0].CPAGE3;
497         gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)CPU_prvspace[0].PPAGE1;
498         gd->gd_GDADDR1= (unsigned *)VADDR(APTDPTDI, 0);
499
500         cpu_invltlb();
501 }
502
503 #ifdef SMP
504 /*
505  * Set 4mb pdir for mp startup
506  */
507 void
508 pmap_set_opt(void)
509 {
510         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
511                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
512                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
513                         kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] =
514                             PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)pdir4mb;
515                         cpu_invltlb();
516                 }
517         }
518 }
519 #endif
520
521 /*
522  * Initialize the pmap module, called by vm_init()
523  *
524  * Called from the low level boot code only.
525  */
526 void
527 pmap_init(void)
528 {
529         int i;
530         int initial_pvs;
531
532         /*
533          * object for kernel page table pages
534          */
535         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NKPDE);
536
537         /*
538          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
539          * pv_head_table.
540          */
541
542         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
543                 vm_page_t m;
544
545                 m = &vm_page_array[i];
546                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
547                 m->md.pv_list_count = 0;
548         }
549
550         /*
551          * init the pv free list
552          */
553         initial_pvs = vm_page_array_size;
554         if (initial_pvs < MINPV)
555                 initial_pvs = MINPV;
556         pvzone = &pvzone_store;
557         pvinit = (void *)kmem_alloc(&kernel_map,
558                                     initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
559         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry),
560                   pvinit, initial_pvs);
561
562         /*
563          * Now it is safe to enable pv_table recording.
564          */
565         pmap_initialized = TRUE;
566 }
567
568 /*
569  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
570  * high water mark so that the system can recover from excessive
571  * numbers of pv entries.
572  *
573  * Called from the low level boot code only.
574  */
575 void
576 pmap_init2(void)
577 {
578         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
579         int entry_max;
580
581         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
582         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
583
584 #ifdef PMAP_PVLIMIT
585         /*
586          * Horrible hack for systems with a lot of memory running i386.
587          * the calculated pv_entry_max can wind up eating a ton of KVM
588          * so put a cap on the number of entries if the user did not
589          * change any of the values.   This saves about 44MB of KVM on
590          * boxes with 3+GB of ram.
591          *
592          * On the flip side, this makes it more likely that some setups
593          * will run out of pv entries.  Those sysads will have to bump
594          * the limit up with vm.pamp.pv_entries or vm.pmap.shpgperproc.
595          */
596         if (shpgperproc == PMAP_SHPGPERPROC) {
597                 if (pv_entry_max > PMAP_PVLIMIT)
598                         pv_entry_max = PMAP_PVLIMIT;
599         }
600 #endif
601         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
602         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
603
604         /*
605          * Subtract out pages already installed in the zone (hack)
606          */
607         entry_max = pv_entry_max - vm_page_array_size;
608         if (entry_max <= 0)
609                 entry_max = 1;
610
611         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
612 }
613
614
615 /***************************************************
616  * Low level helper routines.....
617  ***************************************************/
618
619 #ifdef PMAP_DEBUG
620
621 static void
622 test_m_maps_pv(vm_page_t m, pv_entry_t pv)
623 {
624         pv_entry_t spv;
625
626         crit_enter();
627 #ifdef PMAP_DEBUG
628         KKASSERT(pv->pv_m == m);
629 #endif
630         TAILQ_FOREACH(spv, &m->md.pv_list, pv_list) {
631                 if (pv == spv) {
632                         crit_exit();
633                         return;
634                 }
635         }
636         crit_exit();
637         panic("test_m_maps_pv: failed m %p pv %p", m, pv);
638 }
639
640 static void
641 ptbase_assert(struct pmap *pmap)
642 {
643         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
644
645         /* are we current address space or kernel? */
646         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned)PTDpde) & PG_FRAME))
647                 return;
648         KKASSERT(frame == (*mdcpu->gd_GDMAP1 & PG_FRAME));
649 }
650
651 #else
652
653 #define test_m_maps_pv(m, pv)
654 #define ptbase_assert(pmap)
655
656 #endif
657
658 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
659
660 /*
661  * This code checks for non-writeable/modified pages.
662  * This should be an invalid condition.
663  */
664 static int
665 pmap_nw_modified(pt_entry_t ptea)
666 {
667         int pte;
668
669         pte = (int) ptea;
670
671         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
672                 return 1;
673         else
674                 return 0;
675 }
676 #endif
677
678
679 /*
680  * This routine defines the region(s) of memory that should not be tested
681  * for the modified bit.
682  *
683  * No requirements.
684  */
685 static PMAP_INLINE int
686 pmap_track_modified(vm_offset_t va)
687 {
688         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
689                 return 1;
690         else
691                 return 0;
692 }
693
694 /*
695  * Retrieve the mapped page table base for a particular pmap.  Use our self
696  * mapping for the kernel_pmap or our current pmap.
697  *
698  * For foreign pmaps we use the per-cpu page table map.  Since this involves
699  * installing a ptd it's actually (per-process x per-cpu).  However, we
700  * still cannot depend on our mapping to survive thread switches because
701  * the process might be threaded and switching to another thread for the
702  * same process on the same cpu will allow that other thread to make its
703  * own mapping.
704  *
705  * This could be a bit confusing but the jist is for something like the
706  * vkernel which uses foreign pmaps all the time this represents a pretty
707  * good cache that avoids unnecessary invltlb()s.
708  *
709  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
710  * until the caller blocks or releases the token.
711  */
712 static unsigned *
713 get_ptbase(pmap_t pmap)
714 {
715         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
716         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
717
718         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
719
720         /*
721          * We can use PTmap if the pmap is our current address space or
722          * the kernel address space.
723          */
724         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
725                 return (unsigned *) PTmap;
726         }
727
728         /*
729          * Otherwise we use the per-cpu alternative page table map.  Each
730          * cpu gets its own map.  Because of this we cannot use this map
731          * from interrupts or threads which can preempt.
732          *
733          * Even if we already have the map cached we may still have to
734          * invalidate the TLB if another cpu modified a PDE in the map.
735          */
736         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
737                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
738
739         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != frame) {
740                 *gd->gd_GDMAP1 = frame | PG_RW | PG_V;
741                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
742                 cpu_invltlb();
743         } else if ((pmap->pm_cached & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
744                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
745                 cpu_invltlb();
746         } else if (dreadful_invltlb) {
747                 cpu_invltlb();
748         }
749         return ((unsigned *)gd->gd_GDADDR1);
750 }
751
752 /*
753  * pmap_extract:
754  *
755  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
756  *
757  * The caller may hold vm_token if it desires non-blocking operation.
758  */
759 vm_paddr_t 
760 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
761 {
762         vm_offset_t rtval;
763         vm_offset_t pdirindex;
764
765         lwkt_gettoken(&vm_token);
766         pdirindex = va >> PDRSHIFT;
767         if (pmap && (rtval = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex])) {
768                 unsigned *pte;
769                 if ((rtval & PG_PS) != 0) {
770                         rtval &= ~(NBPDR - 1);
771                         rtval |= va & (NBPDR - 1);
772                 } else {
773                         pte = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
774                         rtval = ((*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK));
775                 }
776         } else {
777                 rtval = 0;
778         }
779         lwkt_reltoken(&vm_token);
780         return rtval;
781 }
782
783 /***************************************************
784  * Low level mapping routines.....
785  ***************************************************/
786
787 /*
788  * Map a wired VM page to a KVA, fully SMP synchronized.
789  *
790  * No requirements, non blocking.
791  */
792 void 
793 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
794 {
795         unsigned *pte;
796         unsigned npte;
797         pmap_inval_info info;
798
799         pmap_inval_init(&info);
800         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
801         pte = (unsigned *)vtopte(va);
802         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
803         *pte = npte;
804         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
805         pmap_inval_done(&info);
806 }
807
808 /*
809  * Map a wired VM page to a KVA, synchronized on current cpu only.
810  *
811  * No requirements, non blocking.
812  */
813 void
814 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
815 {
816         unsigned *pte;
817         unsigned npte;
818
819         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
820         pte = (unsigned *)vtopte(va);
821         *pte = npte;
822         cpu_invlpg((void *)va);
823 }
824
825 /*
826  * Synchronize a previously entered VA on all cpus.
827  *
828  * No requirements, non blocking.
829  */
830 void
831 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
832 {
833         pmap_inval_info info;
834
835         pmap_inval_init(&info);
836         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
837         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
838         pmap_inval_done(&info);
839 }
840
841 /*
842  * Synchronize a previously entered VA on the current cpu only.
843  *
844  * No requirements, non blocking.
845  */
846 void
847 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
848 {
849         cpu_invlpg((void *)va);
850 }
851
852 /*
853  * Remove a page from the kernel pagetables, fully SMP synchronized.
854  *
855  * No requirements, non blocking.
856  */
857 void
858 pmap_kremove(vm_offset_t va)
859 {
860         unsigned *pte;
861         pmap_inval_info info;
862
863         pmap_inval_init(&info);
864         pte = (unsigned *)vtopte(va);
865         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
866         *pte = 0;
867         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
868         pmap_inval_done(&info);
869 }
870
871 /*
872  * Remove a page from the kernel pagetables, synchronized on current cpu only.
873  *
874  * No requirements, non blocking.
875  */
876 void
877 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
878 {
879         unsigned *pte;
880         pte = (unsigned *)vtopte(va);
881         *pte = 0;
882         cpu_invlpg((void *)va);
883 }
884
885 /*
886  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
887  * synchronized on the current cpu only.
888  *
889  * No requirements, non blocking.
890  */
891 void
892 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
893 {
894         atomic_set_int(vtopte(va), PG_RW);
895         cpu_invlpg((void *)va);
896 }
897
898 /*
899  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
900  * synchronized on the current cpu only.
901  *
902  * No requirements, non blocking.
903  */
904 void
905 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
906 {
907         atomic_set_int(vtopte(va), PG_N);
908         cpu_invlpg((void *)va);
909 }
910
911 /*
912  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
913  *
914  * No requirements, non blocking.
915  */
916 vm_offset_t
917 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
918 {
919         vm_offset_t     sva, virt;
920
921         sva = virt = *virtp;
922         while (start < end) {
923                 pmap_kenter(virt, start);
924                 virt += PAGE_SIZE;
925                 start += PAGE_SIZE;
926         }
927         *virtp = virt;
928         return (sva);
929 }
930
931 /*
932  * Add a list of wired pages to the kva, fully SMP synchronized.
933  *
934  * No requirements, non blocking.
935  */
936 void
937 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
938 {
939         vm_offset_t end_va;
940
941         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
942                 
943         while (va < end_va) {
944                 unsigned *pte;
945
946                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
947                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
948                 cpu_invlpg((void *)va);
949                 va += PAGE_SIZE;
950                 m++;
951         }
952 #ifdef SMP
953         smp_invltlb();  /* XXX */
954 #endif
955 }
956
957 /*
958  * Remove pages from KVA, fully SMP synchronized.
959  *
960  * No requirements, non blocking.
961  */
962 void
963 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
964 {
965         vm_offset_t end_va;
966
967         end_va = va + count*PAGE_SIZE;
968
969         while (va < end_va) {
970                 unsigned *pte;
971
972                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
973                 *pte = 0;
974                 cpu_invlpg((void *)va);
975                 va += PAGE_SIZE;
976         }
977 #ifdef SMP
978         smp_invltlb();
979 #endif
980 }
981
982 /*
983  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
984  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
985  *
986  * The caller must hold the object.
987  */
988 static vm_page_t
989 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
990 {
991         vm_page_t m;
992
993         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
994         m = vm_page_lookup_busy_wait(object, pindex, FALSE, "pplookp");
995
996         return(m);
997 }
998
999 /*
1000  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
1001  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
1002  */
1003 void
1004 pmap_init_thread(thread_t td)
1005 {
1006         /* enforce pcb placement */
1007         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
1008         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
1009         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16;
1010 }
1011
1012 /*
1013  * This routine directly affects the fork perf for a process.
1014  */
1015 void
1016 pmap_init_proc(struct proc *p)
1017 {
1018 }
1019
1020 /***************************************************
1021  * Page table page management routines.....
1022  ***************************************************/
1023
1024 /*
1025  * This routine unwires page table pages, removing and freeing the page
1026  * tale page when the wire count drops to 0.
1027  *
1028  * The caller must hold vm_token.
1029  * This function can block.
1030  */
1031 static int 
1032 _pmap_unwire_pte(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1033 {
1034         /* 
1035          * Wait until we can busy the page ourselves.  We cannot have
1036          * any active flushes if we block.
1037          */
1038         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "pmuwpt");
1039         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1040                 ("_pmap_unwire_pte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1041
1042         if (m->wire_count == 1) {
1043                 /*
1044                  * Unmap the page table page.
1045                  *
1046                  * NOTE: We must clear pm_cached for all cpus, including
1047                  *       the current one, when clearing a page directory
1048                  *       entry.
1049                  */
1050                 pmap_inval_interlock(info, pmap, -1);
1051                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1052                 pmap->pm_pdir[m->pindex] = 0;
1053                 pmap->pm_cached = 0;
1054                 pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1055
1056                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1057                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1058
1059                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1060                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1061
1062                 /*
1063                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1064                  * after we decrement wire_count.
1065                  * 
1066                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1067                  * multiple wire counts.
1068                  */
1069                 vm_page_unwire(m, 0);
1070                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1071                 vm_page_flash(m);
1072                 vm_page_free_zero(m);
1073                 return 1;
1074         } else {
1075                 KKASSERT(m->wire_count > 1);
1076                 if (vm_page_unwire_quick(m))
1077                         panic("pmap_unwire_pte: Insufficient wire_count");
1078                 vm_page_wakeup(m);
1079                 return 0;
1080         }
1081 }
1082
1083 /*
1084  * The caller must hold vm_token.
1085  *
1086  * This function can block.
1087  *
1088  * This function can race the wire_count 2->1 case because the page
1089  * is not busied during the unwire_quick operation.  An eventual
1090  * pmap_release() will catch the case.
1091  */
1092 static PMAP_INLINE int
1093 pmap_unwire_pte(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1094 {
1095         KKASSERT(m->wire_count > 0);
1096         if (m->wire_count > 1) {
1097                 if (vm_page_unwire_quick(m))
1098                         panic("pmap_unwire_pte: Insufficient wire_count");
1099                 return 0;
1100         } else {
1101                 return _pmap_unwire_pte(pmap, m, info);
1102         }
1103 }
1104
1105 /*
1106  * After removing a (user) page table entry, this routine is used to
1107  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1108  *
1109  * The caller must hold vm_token.
1110  * This function can block regardless.
1111  */
1112 static void
1113 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte,
1114               pmap_inval_info_t info)
1115 {
1116         unsigned ptepindex;
1117
1118         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1119
1120         if (va >= UPT_MIN_ADDRESS)
1121                 return;
1122
1123         if (mpte == NULL) {
1124                 ptepindex = (va >> PDRSHIFT);
1125                 if ((mpte = pmap->pm_ptphint) != NULL &&
1126                     mpte->pindex == ptepindex &&
1127                     (mpte->flags & PG_BUSY) == 0) {
1128                         ; /* use mpte */
1129                 } else {
1130                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1131                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1132                         vm_page_wakeup(mpte);
1133                 }
1134         }
1135         pmap_unwire_pte(pmap, mpte, info);
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1140  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1141  *
1142  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1143  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1144  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1145  *
1146  * No requirements.
1147  */
1148 void
1149 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1150 {
1151         pmap->pm_pdir =
1152                 (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1153         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, (vm_offset_t) IdlePTD);
1154         pmap->pm_count = 1;
1155         pmap->pm_active = 0;
1156         pmap->pm_cached = 0;
1157         pmap->pm_ptphint = NULL;
1158         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1159         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1160         spin_init(&pmap->pm_spin);
1161         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1162         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1167  * such as one in a vmspace structure.
1168  *
1169  * No requirements.
1170  */
1171 void
1172 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1173 {
1174         vm_page_t ptdpg;
1175
1176         /*
1177          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1178          * page directory table.
1179          */
1180         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1181                 pmap->pm_pdir =
1182                     (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1183         }
1184
1185         /*
1186          * Allocate an object for the ptes
1187          */
1188         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1189                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, PTDPTDI + 1);
1190
1191         /*
1192          * Allocate the page directory page, unless we already have
1193          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1194          * already be set appropriately.
1195          */
1196         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1197                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, PTDPTDI,
1198                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY |
1199                                      VM_ALLOC_ZERO);
1200                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1201                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED);
1202                 vm_page_wire(ptdpg);
1203                 KKASSERT(ptdpg->valid == VM_PAGE_BITS_ALL);
1204                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1205                 vm_page_wakeup(ptdpg);
1206         }
1207         pmap->pm_pdir[MPPTDI] = PTD[MPPTDI];
1208
1209         /* install self-referential address mapping entry */
1210         *(unsigned *) (pmap->pm_pdir + PTDPTDI) =
1211                 VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1212
1213         pmap->pm_count = 1;
1214         pmap->pm_active = 0;
1215         pmap->pm_cached = 0;
1216         pmap->pm_ptphint = NULL;
1217         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1218         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1219         spin_init(&pmap->pm_spin);
1220         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1221         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1222         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1227  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1228  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1229  * of cleanup work to do here.
1230  *
1231  * No requirements.
1232  */
1233 void
1234 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1235 {
1236         vm_page_t p;
1237
1238         pmap_wait(pmap, -1);
1239         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1240         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1241                 KKASSERT(pmap->pm_pdir != NULL);
1242                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir);
1243                 vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pgpun");
1244                 vm_page_unwire(p, 0);
1245                 vm_page_free_zero(p);
1246                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1247         }
1248         if (pmap->pm_pdir) {
1249                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1250                 pmap->pm_pdir = NULL;
1251         }
1252         if (pmap->pm_pteobj) {
1253                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1254                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1255         }
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1260  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1261  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1262  * then copies the template.
1263  *
1264  * No requirements.
1265  */
1266 void
1267 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1268 {
1269         /*
1270          * XXX copies current process, does not fill in MPPTDI
1271          */
1272         spin_lock(&pmap_spin);
1273         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1274         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1275         spin_unlock(&pmap_spin);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1280  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1281  *
1282  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1283  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1284  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1285  *
1286  * The caller must hold vm_token.
1287  * This function can block regardless.
1288  */
1289 static int
1290 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1291 {
1292         unsigned *pde = (unsigned *) pmap->pm_pdir;
1293
1294         /*
1295          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1296          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1297          * might as well be placed directly into the zero queue.
1298          */
1299         if (vm_page_busy_try(p, FALSE)) {
1300                 vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl");
1301                 return 0;
1302         }
1303
1304         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1305         KKASSERT(pde[p->pindex]);
1306
1307         /*
1308          * page table page's wire_count must be 1.  Caller is the pmap
1309          * termination code which holds the pm_pteobj, there is a race
1310          * if someone else is trying to hold the VM object in order to
1311          * clean up a wire_count.
1312          */
1313         if (p->wire_count != 1)  {
1314                 if (pmap->pm_pteobj->hold_count <= 1)
1315                         panic("pmap_release: freeing wired page table page");
1316                 kprintf("pmap_release_free_page: unwire race detected\n");
1317                 vm_page_wakeup(p);
1318                 tsleep(p, 0, "pmapx", 1);
1319                 return 0;
1320         }
1321
1322         /*
1323          * Remove the page table page from the processes address space.
1324          */
1325         pmap->pm_cached = 0;
1326         pde[p->pindex] = 0;
1327         --pmap->pm_stats.resident_count;
1328         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1329                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1330
1331         /*
1332          * We leave the page directory page cached, wired, and mapped in
1333          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1334          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1335          *
1336          * The pmap has already been removed from the pmap_list in the
1337          * PTDPTDI case.
1338          */
1339         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1340                 bzero(pde + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1341                 bzero(pde + MPPTDI, (NPDEPG - MPPTDI) * PTESIZE);
1342                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1343                 vm_page_wakeup(p);
1344         } else {
1345                 /*
1346                  * This case can occur if a pmap_unwire_pte() loses a race
1347                  * while the page is unbusied.
1348                  */
1349                 /*panic("pmap_release: page should already be gone %p", p);*/
1350                 vm_page_flag_clear(p, PG_MAPPED);
1351                 vm_page_unwire(p, 0);
1352                 vm_page_free_zero(p);
1353         }
1354         return 1;
1355 }
1356
1357 /*
1358  * This routine is called if the page table page is not mapped correctly.
1359  *
1360  * The caller must hold vm_token.
1361  */
1362 static vm_page_t
1363 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex)
1364 {
1365         vm_offset_t ptepa;
1366         vm_page_t m;
1367
1368         /*
1369          * Find or fabricate a new pagetable page.  Setting VM_ALLOC_ZERO
1370          * will zero any new page and mark it valid.
1371          */
1372         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1373                          VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1374
1375         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1376                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1377
1378         /*
1379          * Increment the wire count for the page we will be returning to
1380          * the caller.
1381          */
1382         vm_page_wire(m);
1383
1384         /*
1385          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1386          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1387          * return the wired page.
1388          */
1389         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1390                 KKASSERT((ptepa & PG_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1391                 vm_page_wakeup(m);
1392                 return(m);
1393         }
1394
1395         /*
1396          * Map the pagetable page into the process address space, if
1397          * it isn't already there.
1398          *
1399          * NOTE: For safety clear pm_cached for all cpus including the
1400          *       current one when adding a PDE to the map.
1401          */
1402         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1403
1404         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1405         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1406                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1407         pmap->pm_cached = 0;
1408
1409         /*
1410          * Set the page table hint
1411          */
1412         pmap->pm_ptphint = m;
1413         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1414         vm_page_wakeup(m);
1415
1416         return m;
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Allocate a page table entry for a va.
1421  *
1422  * The caller must hold vm_token.
1423  */
1424 static vm_page_t
1425 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1426 {
1427         unsigned ptepindex;
1428         vm_offset_t ptepa;
1429         vm_page_t mpte;
1430
1431         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1432
1433         /*
1434          * Calculate pagetable page index
1435          */
1436         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1437
1438         /*
1439          * Get the page directory entry
1440          */
1441         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1442
1443         /*
1444          * This supports switching from a 4MB page to a
1445          * normal 4K page.
1446          */
1447         if (ptepa & PG_PS) {
1448                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1449                 ptepa = 0;
1450                 smp_invltlb();
1451                 cpu_invltlb();
1452         }
1453
1454         /*
1455          * If the page table page is mapped, we just increment the
1456          * wire count, and activate it.
1457          */
1458         if (ptepa) {
1459                 /*
1460                  * In order to get the page table page, try the
1461                  * hint first.
1462                  */
1463                 if ((mpte = pmap->pm_ptphint) != NULL &&
1464                     (mpte->pindex == ptepindex) &&
1465                     (mpte->flags & PG_BUSY) == 0) {
1466                         vm_page_wire_quick(mpte);
1467                 } else {
1468                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1469                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1470                         vm_page_wire_quick(mpte);
1471                         vm_page_wakeup(mpte);
1472                 }
1473                 return mpte;
1474         }
1475         /*
1476          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1477          */
1478         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1479 }
1480
1481
1482 /***************************************************
1483  * Pmap allocation/deallocation routines.
1484  ***************************************************/
1485
1486 /*
1487  * Release any resources held by the given physical map.
1488  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1489  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1490  *
1491  * Caller must hold pmap->pm_token
1492  */
1493 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1494
1495 void
1496 pmap_release(struct pmap *pmap)
1497 {
1498         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1499         struct rb_vm_page_scan_info info;
1500
1501         KASSERT(pmap->pm_active == 0,
1502                 ("pmap still active! %08x", pmap->pm_active));
1503 #if defined(DIAGNOSTIC)
1504         if (object->ref_count != 1)
1505                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1506 #endif
1507         
1508         info.pmap = pmap;
1509         info.object = object;
1510
1511         spin_lock(&pmap_spin);
1512         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1513         spin_unlock(&pmap_spin);
1514
1515         vm_object_hold(object);
1516         /*lwkt_gettoken(&vm_token);*/
1517         do {
1518                 info.error = 0;
1519                 info.mpte = NULL;
1520                 info.limit = object->generation;
1521
1522                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL, 
1523                                         pmap_release_callback, &info);
1524                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1525                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1526                                 info.error = 1;
1527                 }
1528         } while (info.error);
1529         /*lwkt_reltoken(&vm_token);*/
1530         vm_object_drop(object);
1531
1532         pmap->pm_cached = 0;
1533 }
1534
1535 /*
1536  * The caller must hold vm_token.
1537  */
1538 static int
1539 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1540 {
1541         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1542
1543         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1544                 info->mpte = p;
1545                 return(0);
1546         }
1547         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1548                 info->error = 1;
1549                 return(-1);
1550         }
1551         if (info->object->generation != info->limit) {
1552                 info->error = 1;
1553                 return(-1);
1554         }
1555         return(0);
1556 }
1557
1558 /*
1559  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1560  *
1561  * No requirements.
1562  */
1563 void
1564 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
1565 {
1566         vm_offset_t addr = kend;
1567         struct pmap *pmap;
1568         vm_offset_t ptppaddr;
1569         vm_page_t nkpg;
1570         pd_entry_t newpdir;
1571
1572         vm_object_hold(kptobj);
1573         if (kernel_vm_end == 0) {
1574                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1575                 nkpt = 0;
1576                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1577                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1578                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1579                         nkpt++;
1580                 }
1581         }
1582         addr = (addr + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1583         while (kernel_vm_end < addr) {
1584                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1585                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1586                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1587                         continue;
1588                 }
1589
1590                 /*
1591                  * This index is bogus, but out of the way
1592                  */
1593                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt, VM_ALLOC_NORMAL |
1594                                                    VM_ALLOC_SYSTEM |
1595                                                    VM_ALLOC_INTERRUPT);
1596                 if (nkpg == NULL)
1597                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1598
1599                 vm_page_wire(nkpg);
1600                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1601                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1602                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1603                 pdir_pde(PTD, kernel_vm_end) = newpdir;
1604                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1605                 nkpt++;
1606
1607                 /*
1608                  * This update must be interlocked with pmap_pinit2.
1609                  */
1610                 spin_lock(&pmap_spin);
1611                 TAILQ_FOREACH(pmap, &pmap_list, pm_pmnode) {
1612                         *pmap_pde(pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1613                 }
1614                 spin_unlock(&pmap_spin);
1615                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1616                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1617         }
1618         vm_object_drop(kptobj);
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Add a reference to the specified pmap.
1623  *
1624  * No requirements.
1625  */
1626 void
1627 pmap_reference(pmap_t pmap)
1628 {
1629         if (pmap) {
1630                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1631                 ++pmap->pm_count;
1632                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1633         }
1634 }
1635
1636 /*
1637  * vm_token must be held
1638  */
1639 static
1640 void
1641 pmap_hold(pmap_t pmap)
1642 {
1643         ++pmap->pm_count;
1644 }
1645
1646 /*
1647  * vm_token must be held
1648  */
1649 static
1650 void
1651 pmap_drop(pmap_t pmap)
1652 {
1653         --pmap->pm_count;
1654         if (pmap->pm_count == (int)0x80000000)
1655                 wakeup(pmap);
1656 }
1657
1658 static
1659 void
1660 pmap_wait(pmap_t pmap, int count)
1661 {
1662         lwkt_gettoken(&vm_token);
1663         pmap->pm_count += count;
1664         if (pmap->pm_count & 0x7FFFFFFF) {
1665                 while (pmap->pm_count & 0x7FFFFFFF) {
1666                         pmap->pm_count |= 0x80000000;
1667                         tsleep(pmap, 0, "pmapd", 0);
1668                         pmap->pm_count &= ~0x80000000;
1669                         kprintf("pmap_wait: race averted\n");
1670                 }
1671         }
1672         lwkt_reltoken(&vm_token);
1673 }
1674
1675 /***************************************************
1676  * page management routines.
1677  ***************************************************/
1678
1679 /*
1680  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1681  * called from an interrupt.
1682  *
1683  * The caller must hold vm_token.
1684  */
1685 static PMAP_INLINE void
1686 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1687 {
1688         struct mdglobaldata *gd;
1689
1690 #ifdef PMAP_DEBUG
1691         KKASSERT(pv->pv_m != NULL);
1692         pv->pv_m = NULL;
1693 #endif
1694         gd = mdcpu;
1695         pv_entry_count--;
1696         if (gd->gd_freepv == NULL)
1697                 gd->gd_freepv = pv;
1698         else
1699                 zfree(pvzone, pv);
1700 }
1701
1702 /*
1703  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1704  * when needed.  This function may be called from an interrupt thread.
1705  *
1706  * THIS FUNCTION CAN BLOCK ON THE ZALLOC TOKEN, serialization of other
1707  * tokens (aka vm_token) to be temporarily lost.
1708  *
1709  * The caller must hold vm_token.
1710  */
1711 static pv_entry_t
1712 get_pv_entry(void)
1713 {
1714         struct mdglobaldata *gd;
1715         pv_entry_t pv;
1716
1717         pv_entry_count++;
1718         if (pv_entry_high_water &&
1719             (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1720             (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1721                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1722                 wakeup (&vm_pages_needed);
1723         }
1724         gd = mdcpu;
1725         if ((pv = gd->gd_freepv) != NULL)
1726                 gd->gd_freepv = NULL;
1727         else
1728                 pv = zalloc(pvzone);
1729         return pv;
1730 }
1731
1732 /*
1733  * This routine is very drastic, but can save the system
1734  * in a pinch.
1735  *
1736  * No requirements.
1737  */
1738 void
1739 pmap_collect(void)
1740 {
1741         int i;
1742         vm_page_t m;
1743         static int warningdone=0;
1744
1745         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1746                 return;
1747         lwkt_gettoken(&vm_token);
1748         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1749
1750         if (warningdone < 5) {
1751                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- "
1752                         "suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1753                 warningdone++;
1754         }
1755
1756         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1757                 m = &vm_page_array[i];
1758                 if (m->wire_count || m->hold_count)
1759                         continue;
1760                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE) == 0) {
1761                         if (m->wire_count == 0 && m->hold_count == 0) {
1762                                 pmap_remove_all(m);
1763                         }
1764                         vm_page_wakeup(m);
1765                 }
1766         }
1767         lwkt_reltoken(&vm_token);
1768 }
1769         
1770
1771 /*
1772  * Remove the pv entry and unwire the page table page related to the
1773  * pte the caller has cleared from the page table.
1774  *
1775  * The caller must hold vm_token.
1776  */
1777 static void
1778 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, 
1779                   vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1780 {
1781         pv_entry_t pv;
1782
1783         /*
1784          * Cannot block
1785          */
1786         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
1787         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1788                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1789                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va) 
1790                                 break;
1791                 }
1792         } else {
1793                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1794 #ifdef PMAP_DEBUG
1795                         KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
1796 #endif
1797                         if (va == pv->pv_va)
1798                                 break;
1799                 }
1800         }
1801         KKASSERT(pv);
1802
1803         /*
1804          * Cannot block
1805          */
1806         test_m_maps_pv(m, pv);
1807         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1808         m->md.pv_list_count--;
1809         if (m->object)
1810                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
1811         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1812                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1813         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1814         ++pmap->pm_generation;
1815
1816         /*
1817          * This can block.
1818          */
1819         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1820         pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem, info);
1821         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1822         free_pv_entry(pv);
1823 }
1824
1825 /*
1826  * Create a pv entry for page at pa for (pmap, va).
1827  *
1828  * The caller must hold vm_token.
1829  */
1830 static void
1831 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv, vm_offset_t va,
1832                   vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1833 {
1834 #ifdef PMAP_DEBUG
1835         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
1836         pv->pv_m = m;
1837 #endif
1838         pv->pv_va = va;
1839         pv->pv_pmap = pmap;
1840         pv->pv_ptem = mpte;
1841
1842         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1843         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1844         ++pmap->pm_generation;
1845         m->md.pv_list_count++;
1846         if (m->object)
1847                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, 1);
1848 }
1849
1850 /*
1851  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process.
1852  *
1853  * The caller must hold vm_token.
1854  *
1855  * WARNING! As with most other pmap functions this one can block, so
1856  *          callers using temporary page table mappings must reload
1857  *          them.
1858  */
1859 static void
1860 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, unsigned *ptq, vm_offset_t va,
1861                 pmap_inval_info_t info)
1862 {
1863         unsigned oldpte;
1864         vm_page_t m;
1865
1866         ptbase_assert(pmap);
1867         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
1868         ptbase_assert(pmap);
1869         oldpte = loadandclear(ptq);
1870         if (oldpte & PG_W)
1871                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1872         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1873         KKASSERT(oldpte & PG_V);
1874         /*
1875          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1876          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1877          * the SMP case.
1878          */
1879         if (oldpte & PG_G)
1880                 cpu_invlpg((void *)va);
1881         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1882         --pmap->pm_stats.resident_count;
1883         if (oldpte & PG_MANAGED) {
1884                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1885                 if (oldpte & PG_M) {
1886 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1887                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
1888                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1889                                         "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1890                                         (void *)va, (long)oldpte);
1891                         }
1892 #endif
1893                         if (pmap_track_modified(va))
1894                                 vm_page_dirty(m);
1895                 }
1896                 if (oldpte & PG_A)
1897                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1898                 pmap_remove_entry(pmap, m, va, info);
1899         } else {
1900                 pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL, info);
1901         }
1902 }
1903
1904 /*
1905  * Remove a single page from a process address space.
1906  *
1907  * The caller must hold vm_token.
1908  */
1909 static void
1910 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1911 {
1912         unsigned *ptq;
1913
1914         /*
1915          * If there is no pte for this address, just skip it!!!  Otherwise
1916          * get a local va for mappings for this pmap and remove the entry.
1917          */
1918         if (*pmap_pde(pmap, va) != 0) {
1919                 ptq = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
1920                 if (*ptq) {
1921                         pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, info);
1922                         /* ptq invalid */
1923                 }
1924         }
1925 }
1926
1927 /*
1928  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1929  *
1930  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page
1931  * size.
1932  *
1933  * No requirements.
1934  */
1935 void
1936 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1937 {
1938         unsigned *ptbase;
1939         vm_offset_t pdnxt;
1940         vm_offset_t ptpaddr;
1941         vm_offset_t sindex, eindex;
1942         struct pmap_inval_info info;
1943
1944         if (pmap == NULL)
1945                 return;
1946
1947         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1948         lwkt_gettoken(&vm_token);
1949         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
1950                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1951                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1952                 return;
1953         }
1954
1955         pmap_inval_init(&info);
1956
1957         /*
1958          * special handling of removing one page.  a very
1959          * common operation and easy to short circuit some
1960          * code.
1961          */
1962         if (((sva + PAGE_SIZE) == eva) && 
1963                 (((unsigned) pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
1964                 pmap_remove_page(pmap, sva, &info);
1965                 pmap_inval_done(&info);
1966                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1967                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1968                 return;
1969         }
1970
1971         /*
1972          * Get a local virtual address for the mappings that are being
1973          * worked with.
1974          */
1975         sindex = i386_btop(sva);
1976         eindex = i386_btop(eva);
1977
1978         while (sindex < eindex) {
1979                 unsigned pdirindex;
1980
1981                 /*
1982                  * Stop scanning if no pages are left
1983                  */
1984                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1985                         break;
1986
1987                 /*
1988                  * Calculate index for next page table, limited by eindex.
1989                  */
1990                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1991                 if (pdnxt > eindex)
1992                         pdnxt = eindex;
1993
1994                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1995                 ptpaddr = (unsigned)pmap->pm_pdir[pdirindex];
1996                 if (ptpaddr & PG_PS) {
1997                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
1998                         pmap->pm_pdir[pdirindex] = 0;
1999                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2000                         pmap->pm_cached = 0;
2001                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2002                         sindex = pdnxt;
2003                         continue;
2004                 }
2005
2006                 /*
2007                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2008                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2009                  */
2010                 if (ptpaddr == 0) {
2011                         sindex = pdnxt;
2012                         continue;
2013                 }
2014
2015                 /*
2016                  * Sub-scan the page table page.  pmap_remove_pte() can
2017                  * block on us, invalidating ptbase, so we must reload
2018                  * ptbase and we must also check whether the page directory
2019                  * page is still present.
2020                  */
2021                 while (sindex < pdnxt) {
2022                         vm_offset_t va;
2023
2024                         ptbase = get_ptbase(pmap);
2025                         if (ptbase[sindex]) {
2026                                 va = i386_ptob(sindex);
2027                                 pmap_remove_pte(pmap, ptbase + sindex,
2028                                                 va, &info);
2029                         }
2030                         if (pmap->pm_pdir[pdirindex] == 0 ||
2031                             (pmap->pm_pdir[pdirindex] & PG_PS)) {
2032                                 break;
2033                         }
2034                         ++sindex;
2035                 }
2036         }
2037         pmap_inval_done(&info);
2038         lwkt_reltoken(&vm_token);
2039         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2040 }
2041
2042 /*
2043  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
2044  * Reflects back modify bits to the pager.
2045  *
2046  * vm_token must be held by caller.
2047  */
2048 static void
2049 pmap_remove_all(vm_page_t m)
2050 {
2051         struct pmap_inval_info info;
2052         unsigned *pte, tpte;
2053         pv_entry_t pv;
2054         pmap_t pmap;
2055
2056         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2057                 return;
2058         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2059                 return;
2060
2061         pmap_inval_init(&info);
2062         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2063                 pmap = pv->pv_pmap;
2064                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2065                 pmap_hold(pmap);
2066                 vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2067
2068                 if (pv != TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) {
2069                         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2070                         pmap_drop(pmap);
2071                         continue;
2072                 }
2073
2074                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2075                 pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2076                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, pv->pv_va);
2077                 tpte = loadandclear(pte);
2078                 if (tpte & PG_W)
2079                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2080                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2081                 if (tpte & PG_A)
2082                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2083                 KKASSERT(PHYS_TO_VM_PAGE(tpte) == m);
2084
2085                 /*
2086                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2087                  */
2088                 if (tpte & PG_M) {
2089 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2090                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) tpte)) {
2091                                 kprintf("pmap_remove_all: modified page "
2092                                         "not writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2093                                         (void *)pv->pv_va, (long)tpte);
2094                         }
2095 #endif
2096                         if (pmap_track_modified(pv->pv_va))
2097                                 vm_page_dirty(m);
2098                 }
2099 #ifdef PMAP_DEBUG
2100                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2101 #endif
2102                 KKASSERT(pv == TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list));
2103                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2104                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2105                 ++pmap->pm_generation;
2106                 m->md.pv_list_count--;
2107                 if (m->object)
2108                         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2109                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2110                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2111                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2112                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2113                 free_pv_entry(pv);
2114                 pmap_drop(pmap);
2115         }
2116         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
2117         pmap_inval_done(&info);
2118 }
2119
2120 /*
2121  * Set the physical protection on the specified range of this map
2122  * as requested.
2123  *
2124  * No requirements.
2125  */
2126 void
2127 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2128 {
2129         unsigned *ptbase;
2130         vm_offset_t pdnxt, ptpaddr;
2131         vm_pindex_t sindex, eindex;
2132         pmap_inval_info info;
2133
2134         if (pmap == NULL)
2135                 return;
2136
2137         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2138                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2139                 return;
2140         }
2141
2142         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2143                 return;
2144
2145         lwkt_gettoken(&vm_token);
2146         pmap_inval_init(&info);
2147
2148         ptbase = get_ptbase(pmap);
2149
2150         sindex = i386_btop(sva);
2151         eindex = i386_btop(eva);
2152
2153         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
2154                 unsigned pdirindex;
2155
2156                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
2157
2158                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
2159                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
2160                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
2161                         pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2162                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2163                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2164                         continue;
2165                 }
2166
2167                 /*
2168                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2169                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2170                  */
2171                 if (ptpaddr == 0)
2172                         continue;
2173
2174                 if (pdnxt > eindex) {
2175                         pdnxt = eindex;
2176                 }
2177
2178                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
2179                         unsigned pbits;
2180                         unsigned cbits;
2181                         vm_page_t m;
2182
2183                         /*
2184                          * XXX non-optimal.
2185                          */
2186                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, i386_ptob(sindex));
2187 again:
2188                         pbits = ptbase[sindex];
2189                         cbits = pbits;
2190
2191                         if (pbits & PG_MANAGED) {
2192                                 m = NULL;
2193                                 if (pbits & PG_A) {
2194                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2195                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2196                                         cbits &= ~PG_A;
2197                                 }
2198                                 if (pbits & PG_M) {
2199                                         if (pmap_track_modified(i386_ptob(sindex))) {
2200                                                 if (m == NULL)
2201                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2202                                                 vm_page_dirty(m);
2203                                                 cbits &= ~PG_M;
2204                                         }
2205                                 }
2206                         }
2207                         cbits &= ~PG_RW;
2208                         if (pbits != cbits &&
2209                             !atomic_cmpset_int(ptbase + sindex, pbits, cbits)) {
2210                                 goto again;
2211                         }
2212                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2213                 }
2214         }
2215         pmap_inval_done(&info);
2216         lwkt_reltoken(&vm_token);
2217 }
2218
2219 /*
2220  * Insert the given physical page (p) at the specified virtual address (v)
2221  * in the target physical map with the protection requested.
2222  *
2223  * If specified, the page will be wired down, meaning that the related pte
2224  * cannot be reclaimed.
2225  *
2226  * No requirements.
2227  */
2228 void
2229 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2230            boolean_t wired, vm_map_entry_t entry __unused)
2231 {
2232         vm_paddr_t pa;
2233         unsigned *pte;
2234         vm_paddr_t opa;
2235         vm_offset_t origpte, newpte;
2236         vm_page_t mpte;
2237         pmap_inval_info info;
2238         pv_entry_t pv;
2239
2240         if (pmap == NULL)
2241                 return;
2242
2243         va &= PG_FRAME;
2244 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2245         if (va >= KvaEnd)
2246                 panic("pmap_enter: toobig");
2247         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS)) {
2248                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page "
2249                       "table pages (va: %p)", (void *)va);
2250         }
2251 #endif
2252         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2253                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with kernel_pmap\n");
2254                 print_backtrace(-1);
2255         }
2256         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2257                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without kernel_pmap\n");
2258                 print_backtrace(-1);
2259         }
2260
2261         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2262         lwkt_gettoken(&vm_token);
2263
2264         /*
2265          * This can block, get it before we do anything important.
2266          */
2267         if (pmap_initialized &&
2268             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2269                 pv = get_pv_entry();
2270         } else {
2271                 pv = NULL;
2272         }
2273
2274         /*
2275          * In the case that a page table page is not
2276          * resident, we are creating it here.
2277          */
2278         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2279                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2280         else
2281                 mpte = NULL;
2282
2283         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2284                 pmap_inval_init(&info);
2285         pte = pmap_pte(pmap, va);
2286
2287         /*
2288          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2289          */
2290         if (pte == NULL) {
2291                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=0x%lx, va=%p",
2292                      (long)pmap->pm_pdir[PTDPTDI], (void *)va);
2293         }
2294
2295         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & PG_FRAME;
2296         origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2297         opa = origpte & PG_FRAME;
2298
2299         if (origpte & PG_PS)
2300                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2301
2302         /*
2303          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2304          */
2305         if (origpte && (opa == pa)) {
2306                 /*
2307                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2308                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2309                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2310                  * the PT page will be also.
2311                  */
2312                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2313                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2314                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2315                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2316
2317 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2318                 if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) origpte)) {
2319                         kprintf("pmap_enter: modified page not "
2320                                 "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2321                                 (void *)va, (long )origpte);
2322                 }
2323 #endif
2324
2325                 /*
2326                  * We might be turning off write access to the page,
2327                  * so we go ahead and sense modify status.
2328                  */
2329                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2330                         if ((origpte & PG_M) && pmap_track_modified(va)) {
2331                                 vm_page_t om;
2332                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2333                                 vm_page_dirty(om);
2334                         }
2335                         pa |= PG_MANAGED;
2336                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2337                 }
2338                 goto validate;
2339         } 
2340         /*
2341          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2342          * handle validating new mapping.
2343          *
2344          * Since we have a ref on the page directory page pmap_pte()
2345          * will always return non-NULL.
2346          *
2347          * NOTE: pmap_remove_pte() can block and cause the temporary ptbase
2348          *       to get wiped.  reload the ptbase.  I'm not sure if it is
2349          *       also possible to race another pmap_enter() but check for
2350          *       that case too.
2351          */
2352         while (opa) {
2353                 KKASSERT((origpte & PG_FRAME) ==
2354                          (*(vm_offset_t *)pte & PG_FRAME));
2355                 if (prot & VM_PROT_NOSYNC) {
2356                         prot &= ~VM_PROT_NOSYNC;
2357                         pmap_inval_init(&info);
2358                 }
2359                 pmap_remove_pte(pmap, pte, va, &info);
2360                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2361                 origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2362                 opa = origpte & PG_FRAME;
2363                 if (opa) {
2364                         kprintf("pmap_enter: Warning, raced pmap %p va %p\n",
2365                                 pmap, (void *)va);
2366                 }
2367         }
2368
2369         /*
2370          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2371          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2372          * called at interrupt time.
2373          */
2374         if (pmap_initialized && 
2375             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2376                 pmap_insert_entry(pmap, pv, va, mpte, m);
2377                 pv = NULL;
2378                 ptbase_assert(pmap);
2379                 pa |= PG_MANAGED;
2380                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2381         }
2382
2383         /*
2384          * Increment counters
2385          */
2386         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2387         if (wired)
2388                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2389         KKASSERT(*pte == 0);
2390
2391 validate:
2392         /*
2393          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2394          */
2395         ptbase_assert(pmap);
2396         newpte = (vm_offset_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V);
2397
2398         if (wired)
2399                 newpte |= PG_W;
2400         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2401                 newpte |= PG_U;
2402         if (pmap == &kernel_pmap)
2403                 newpte |= pgeflag;
2404
2405         /*
2406          * If the mapping or permission bits are different, we need
2407          * to update the pte.  If the pte is already present we have
2408          * to get rid of the extra wire-count on mpte we had obtained
2409          * above.
2410          *
2411          * mpte has a new wire_count, which also serves to prevent the
2412          * page table page from getting ripped out while we work.  If we
2413          * are modifying an existing pte instead of installing a new one
2414          * we have to drop it.
2415          */
2416         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2417                 if (prot & VM_PROT_NOSYNC)
2418                         cpu_invlpg((void *)va);
2419                 else
2420                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
2421                 ptbase_assert(pmap);
2422
2423                 if (*pte) {
2424                         KKASSERT((*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2425                         if (vm_page_unwire_quick(mpte))
2426                                 panic("pmap_enter: Insufficient wire_count");
2427                 }
2428
2429                 *pte = newpte | PG_A;
2430                 if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2431                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2432                 if (newpte & PG_RW)
2433                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2434         } else {
2435                 if (*pte) {
2436                         KKASSERT((*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2437                         if (vm_page_unwire_quick(mpte))
2438                                 panic("pmap_enter: Insufficient wire_count");
2439                 }
2440         }
2441
2442         /*
2443          * NOTE: mpte invalid after this point if we block.
2444          */
2445         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2446         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2447                 pmap_inval_done(&info);
2448         if (pv)
2449                 free_pv_entry(pv);
2450         lwkt_reltoken(&vm_token);
2451         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2452 }
2453
2454 /*
2455  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2456  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
2457  * VA.
2458  *
2459  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2460  *
2461  * No requirements.
2462  */
2463 void
2464 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2465 {
2466         unsigned *pte;
2467         vm_paddr_t pa;
2468         vm_page_t mpte;
2469         unsigned ptepindex;
2470         vm_offset_t ptepa;
2471         pmap_inval_info info;
2472         pv_entry_t pv;
2473
2474         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2475         lwkt_gettoken(&vm_token);
2476
2477         /*
2478          * This can block, get it before we do anything important.
2479          */
2480         if (pmap_initialized &&
2481             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2482                 pv = get_pv_entry();
2483         } else {
2484                 pv = NULL;
2485         }
2486
2487         pmap_inval_init(&info);
2488
2489         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2490                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on UVA with kernel_pmap\n");
2491                 print_backtrace(-1);
2492         }
2493         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2494                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on KVA without kernel_pmap\n");
2495                 print_backtrace(-1);
2496         }
2497
2498         KKASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS); /* assert used on user pmaps only */
2499
2500         /*
2501          * Calculate the page table page (mpte), allocating it if necessary.
2502          *
2503          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the
2504          * section following.
2505          */
2506         if (va < UPT_MIN_ADDRESS) {
2507                 /*
2508                  * Calculate pagetable page index
2509                  */
2510                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2511
2512                 do {
2513                         /*
2514                          * Get the page directory entry
2515                          */
2516                         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
2517
2518                         /*
2519                          * If the page table page is mapped, we just increment
2520                          * the wire count, and activate it.
2521                          */
2522                         if (ptepa) {
2523                                 if (ptepa & PG_PS)
2524                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2525                                 if ((mpte = pmap->pm_ptphint) != NULL &&
2526                                     (mpte->pindex == ptepindex) &&
2527                                     (mpte->flags & PG_BUSY) == 0) {
2528                                         vm_page_wire_quick(mpte);
2529                                 } else {
2530                                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj,
2531                                                                 ptepindex);
2532                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2533                                         vm_page_wire_quick(mpte);
2534                                         vm_page_wakeup(mpte);
2535                                 }
2536                         } else {
2537                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2538                         }
2539                 } while (mpte == NULL);
2540         } else {
2541                 mpte = NULL;
2542                 /* this code path is not yet used */
2543         }
2544
2545         /*
2546          * With a valid (and held) page directory page, we can just use
2547          * vtopte() to get to the pte.  If the pte is already present
2548          * we do not disturb it.
2549          */
2550         pte = (unsigned *)vtopte(va);
2551         if (*pte) {
2552                 KKASSERT(*pte & PG_V);
2553                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2554                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & PG_FRAME) == 0);
2555                 pmap_inval_done(&info);
2556                 if (mpte)
2557                         pmap_unwire_pte(pmap, mpte, &info);
2558                 if (pv) {
2559                         free_pv_entry(pv);
2560                         /* pv = NULL; */
2561                 }
2562                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2563                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2564                 return;
2565         }
2566
2567         /*
2568          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2569          */
2570         if (pmap_initialized &&
2571             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2572                 pmap_insert_entry(pmap, pv, va, mpte, m);
2573                 pv = NULL;
2574                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2575         }
2576
2577         /*
2578          * Increment counters
2579          */
2580         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2581
2582         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2583
2584         /*
2585          * Now validate mapping with RO protection
2586          */
2587         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2588                 *pte = pa | PG_V | PG_U;
2589         else
2590                 *pte = pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED;
2591 /*      pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed inval->valid */
2592         pmap_inval_done(&info);
2593         if (pv) {
2594                 free_pv_entry(pv);
2595                 /* pv = NULL; */
2596         }
2597         lwkt_reltoken(&vm_token);
2598         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2599 }
2600
2601 /*
2602  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2603  * to be used for panic dumps.
2604  *
2605  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
2606  *
2607  * No requirements.
2608  */
2609 void *
2610 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
2611 {
2612         pmap_kenter_quick((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2613         return ((void *)crashdumpmap);
2614 }
2615
2616 #define MAX_INIT_PT (96)
2617
2618 /*
2619  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2620  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2621  * immediately after an mmap.
2622  *
2623  * No requirements.
2624  */
2625 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2626
2627 void
2628 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2629                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
2630                     vm_size_t size, int limit)
2631 {
2632         struct rb_vm_page_scan_info info;
2633         struct lwp *lp;
2634         int psize;
2635
2636         /*
2637          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2638          * or object.
2639          */
2640         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2641                 return;
2642
2643         /*
2644          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2645          */
2646         lp = curthread->td_lwp;
2647         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2648                 return;
2649
2650         psize = i386_btop(size);
2651
2652         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2653                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2654                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2655                 return;
2656         }
2657
2658         if (psize + pindex > object->size) {
2659                 if (object->size < pindex)
2660                         return;           
2661                 psize = object->size - pindex;
2662         }
2663
2664         if (psize == 0)
2665                 return;
2666
2667         /*
2668          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2669          * any valid pages found into the pmap.
2670          *
2671          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2672          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2673          */
2674         info.start_pindex = pindex;
2675         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2676         info.limit = limit;
2677         info.mpte = NULL;
2678         info.addr = addr;
2679         info.pmap = pmap;
2680
2681         vm_object_hold(object);
2682         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2683                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2684         vm_object_drop(object);
2685 }
2686
2687 /*
2688  * The caller must hold vm_token.
2689  */
2690 static
2691 int
2692 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2693 {
2694         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2695         vm_pindex_t rel_index;
2696         /*
2697          * don't allow an madvise to blow away our really
2698          * free pages allocating pv entries.
2699          */
2700         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2701                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2702                     return(-1);
2703         }
2704
2705         /*
2706          * Ignore list markers and ignore pages we cannot instantly
2707          * busy (while holding the object token).
2708          */
2709         if (p->flags & PG_MARKER)
2710                 return 0;
2711         if (vm_page_busy_try(p, TRUE))
2712                 return 0;
2713         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2714             (p->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2715                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2716                         vm_page_deactivate(p);
2717                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2718                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2719                                  info->addr + i386_ptob(rel_index), p);
2720         }
2721         vm_page_wakeup(p);
2722         return(0);
2723 }
2724
2725 /*
2726  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2727  * pre-fault the specified address.
2728  *
2729  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2730  * pte is already loaded into the slot.
2731  *
2732  * No requirements.
2733  */
2734 int
2735 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2736 {
2737         unsigned *pte;
2738         int ret;
2739
2740         lwkt_gettoken(&vm_token);
2741         if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0) {
2742                 ret = 0;
2743         } else {
2744                 pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2745                 ret = (*pte) ? 0 : 1;
2746         }
2747         lwkt_reltoken(&vm_token);
2748         return(ret);
2749 }
2750
2751 /*
2752  * Change the wiring attribute for a map/virtual-adderss pair.  The mapping
2753  * must already exist.
2754  *
2755  * No requirements.
2756  */
2757 void
2758 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired,
2759                    vm_map_entry_t entry __unused)
2760 {
2761         unsigned *pte;
2762
2763         if (pmap == NULL)
2764                 return;
2765
2766         lwkt_gettoken(&vm_token);
2767         pte = pmap_pte(pmap, va);
2768
2769         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2770                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2771         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2772                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2773
2774         /*
2775          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2776          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2777          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
2778          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2779          * wiring changes.
2780          */
2781 #ifdef SMP
2782         if (wired)
2783                 atomic_set_int(pte, PG_W);
2784         else
2785                 atomic_clear_int(pte, PG_W);
2786 #else
2787         if (wired)
2788                 atomic_set_int_nonlocked(pte, PG_W);
2789         else
2790                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_W);
2791 #endif
2792         lwkt_reltoken(&vm_token);
2793 }
2794
2795 /*
2796  * Copy the range specified by src_addr/len from the source map to the
2797  * range dst_addr/len in the destination map.
2798  *
2799  * This routine is only advisory and need not do anything.
2800  *
2801  * No requirements.
2802  */
2803 void
2804 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
2805           vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2806 {
2807         /* does nothing */
2808 }       
2809
2810 /*
2811  * Zero the specified PA by mapping the page into KVM and clearing its
2812  * contents.
2813  *
2814  * No requirements.
2815  */
2816 void
2817 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2818 {
2819         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2820
2821         crit_enter();
2822         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2823                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2824         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2825                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2826         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2827         bzero(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE);
2828         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2829         crit_exit();
2830 }
2831
2832 /*
2833  * Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2834  *
2835  * No requirements.
2836  */
2837 void
2838 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2839 {
2840         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2841         int i;
2842
2843         crit_enter();
2844         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2845                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2846         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2847                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2848         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2849         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += 4) {
2850             if (*(int *)((char *)gd->gd_CADDR3 + i) != 0) {
2851                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!",
2852                     (void *)gd->gd_CADDR3);
2853             }
2854         }
2855         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2856         crit_exit();
2857 }
2858
2859 /*
2860  * Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2861  * its contents with bzero.
2862  *
2863  * off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2864  *
2865  * No requirements.
2866  */
2867 void
2868 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2869 {
2870         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2871
2872         crit_enter();
2873         if (*(int *) gd->gd_CMAP3)
2874                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2875         *(int *) gd->gd_CMAP3 = PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2876         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2877         bzero((char *)gd->gd_CADDR3 + off, size);
2878         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2879         crit_exit();
2880 }
2881
2882 /*
2883  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2884  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2885  * is required.
2886  *
2887  * No requirements.
2888  */
2889 void
2890 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2891 {
2892         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2893
2894         crit_enter();
2895         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2896                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2897         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2898                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2899
2900         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2901         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2902
2903         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2904         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2905
2906         bcopy(gd->gd_CADDR1, gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE);
2907
2908         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2909         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2910         crit_exit();
2911 }
2912
2913 /*
2914  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2915  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2916  * is required.
2917  *
2918  * No requirements.
2919  */
2920 void
2921 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2922 {
2923         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2924
2925         crit_enter();
2926         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2927                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2928         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2929                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2930
2931         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2932         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2933
2934         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2935         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2936
2937         bcopy((char *)gd->gd_CADDR1 + (src & PAGE_MASK),
2938               (char *)gd->gd_CADDR2 + (dst & PAGE_MASK),
2939               bytes);
2940
2941         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2942         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2943         crit_exit();
2944 }
2945
2946 /*
2947  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2948  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2949  * be changed upwards or downwards in the future; it
2950  * is only necessary that true be returned for a small
2951  * subset of pmaps for proper page aging.
2952  *
2953  * No requirements.
2954  */
2955 boolean_t
2956 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2957 {
2958         pv_entry_t pv;
2959         int loops = 0;
2960
2961         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2962                 return FALSE;
2963
2964         lwkt_gettoken(&vm_token);
2965         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2966                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2967                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2968                         return TRUE;
2969                 }
2970                 loops++;
2971                 if (loops >= 16)
2972                         break;
2973         }
2974         lwkt_reltoken(&vm_token);
2975         return (FALSE);
2976 }
2977
2978 /*
2979  * Remove all pages from specified address space
2980  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2981  * is special cased for current process only, but
2982  * can have the more generic (and slightly slower)
2983  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2984  * in the case of running down an entire address space.
2985  *
2986  * No requirements.
2987  */
2988 void
2989 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2990 {
2991         struct lwp *lp;
2992         unsigned *pte, tpte;
2993         pv_entry_t pv, npv;
2994         vm_page_t m;
2995         pmap_inval_info info;
2996         int iscurrentpmap;
2997         int32_t save_generation;
2998
2999         lp = curthread->td_lwp;
3000         if (lp && pmap == vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
3001                 iscurrentpmap = 1;
3002         else
3003                 iscurrentpmap = 0;
3004
3005         if (pmap->pm_pteobj)
3006                 vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
3007         lwkt_gettoken(&vm_token);
3008         pmap_inval_init(&info);
3009
3010         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
3011                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
3012                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
3013                         continue;
3014                 }
3015
3016                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
3017
3018                 if (iscurrentpmap)
3019                         pte = (unsigned *)vtopte(pv->pv_va);
3020                 else
3021                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3022                 KKASSERT(*pte);
3023                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, pv->pv_va);
3024
3025                 /*
3026                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
3027                  * at this time
3028                  */
3029                 if (*pte & PG_W) {
3030                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
3031                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
3032                         continue;
3033                 }
3034                 KKASSERT(*pte);
3035                 tpte = loadandclear(pte);
3036                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
3037
3038                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte);
3039                 test_m_maps_pv(m, pv);
3040
3041                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
3042                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %x", tpte));
3043
3044                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
3045                 --pmap->pm_stats.resident_count;
3046
3047                 /*
3048                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
3049                  */
3050                 if (tpte & PG_M) {
3051                         vm_page_dirty(m);
3052                 }
3053
3054                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
3055 #ifdef PMAP_DEBUG
3056                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
3057                 KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
3058 #endif
3059                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
3060                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
3061
3062                 m->md.pv_list_count--;
3063                 if (m->object)
3064                         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
3065                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3066                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
3067                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
3068
3069                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
3070                 free_pv_entry(pv);
3071
3072                 /*
3073                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
3074                  * calls and other removals were made.
3075                  */
3076                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
3077                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
3078                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
3079                 }
3080         }
3081         pmap_inval_done(&info);
3082         lwkt_reltoken(&vm_token);
3083         if (pmap->pm_pteobj)
3084                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
3085 }
3086
3087 /*
3088  * pmap_testbit tests bits in pte's
3089  * note that the testbit/clearbit routines are inline,
3090  * and a lot of things compile-time evaluate.
3091  *
3092  * The caller must hold vm_token.
3093  */
3094 static boolean_t
3095 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
3096 {
3097         pv_entry_t pv;
3098         unsigned *pte;
3099
3100         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3101                 return FALSE;
3102
3103         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
3104                 return FALSE;
3105
3106         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3107                 /*
3108                  * if the bit being tested is the modified bit, then
3109                  * mark clean_map and ptes as never
3110                  * modified.
3111                  */
3112                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
3113                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3114                                 continue;
3115                 }
3116
3117 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3118                 if (!pv->pv_pmap) {
3119                         kprintf("Null pmap (tb) at va: %p\n",
3120                                 (void *)pv->pv_va);
3121                         continue;
3122                 }
3123 #endif
3124                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3125                 if (*pte & bit) {
3126                         return TRUE;
3127                 }
3128         }
3129         return (FALSE);
3130 }
3131
3132 /*
3133  * This routine is used to modify bits in ptes
3134  *
3135  * The caller must hold vm_token.
3136  */
3137 static __inline void
3138 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3139 {
3140         struct pmap_inval_info info;
3141         pv_entry_t pv;
3142         unsigned *pte;
3143         unsigned pbits;
3144
3145         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3146                 return;
3147
3148         pmap_inval_init(&info);
3149
3150         /*
3151          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3152          * setting RO do we need to clear the VAC?
3153          */
3154         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3155                 /*
3156                  * don't write protect pager mappings
3157                  */
3158                 if (bit == PG_RW) {
3159                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3160                                 continue;
3161                 }
3162
3163 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3164                 if (!pv->pv_pmap) {
3165                         kprintf("Null pmap (cb) at va: %p\n",
3166                                 (void *)pv->pv_va);
3167                         continue;
3168                 }
3169 #endif
3170
3171                 /*
3172                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3173                  * clear PG_A or PG_M safely but we need to synchronize
3174                  * with the target cpus when we mess with PG_RW.
3175                  *
3176                  * We do not have to force synchronization when clearing
3177                  * PG_M even for PTEs generated via virtual memory maps,
3178                  * because the virtual kernel will invalidate the pmap
3179                  * entry when/if it needs to resynchronize the Modify bit.
3180                  */
3181                 if (bit & PG_RW)
3182                         pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3183                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3184 again:
3185                 pbits = *pte;
3186                 if (pbits & bit) {
3187                         if (bit == PG_RW) {
3188                                 if (pbits & PG_M) {
3189                                         vm_page_dirty(m);
3190                                         atomic_clear_int(pte, PG_M|PG_RW);
3191                                 } else {
3192                                         /*
3193                                          * The cpu may be trying to set PG_M
3194                                          * simultaniously with our clearing
3195                                          * of PG_RW.
3196                                          */
3197                                         if (!atomic_cmpset_int(pte, pbits,
3198                                                                pbits & ~PG_RW))
3199                                                 goto again;
3200                                 }
3201                         } else if (bit == PG_M) {
3202                                 /*
3203                                  * We could also clear PG_RW here to force
3204                                  * a fault on write to redetect PG_M for
3205                                  * virtual kernels, but it isn't necessary
3206                                  * since virtual kernels invalidate the pte 
3207                                  * when they clear the VPTE_M bit in their
3208                                  * virtual page tables.
3209                                  */
3210                                 atomic_clear_int(pte, PG_M);
3211                         } else {
3212                                 atomic_clear_int(pte, bit);
3213                         }
3214                 }
3215                 if (bit & PG_RW)
3216                         pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
3217         }
3218         pmap_inval_done(&info);
3219 }
3220
3221 /*
3222  * Lower the permission for all mappings to a given page.
3223  *
3224  * No requirements.
3225  */
3226 void
3227 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3228 {
3229         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3230                 lwkt_gettoken(&vm_token);
3231                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3232                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3233                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3234                 } else {
3235                         pmap_remove_all(m);
3236                 }
3237                 lwkt_reltoken(&vm_token);
3238         }
3239 }
3240
3241 /*
3242  * Return the physical address given a physical page index.
3243  *
3244  * No requirements.
3245  */
3246 vm_paddr_t
3247 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3248 {
3249         return (i386_ptob(ppn));
3250 }
3251
3252 /*
3253  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3254  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3255  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3256  * reference bits set.
3257  *
3258  * No requirements.
3259  */
3260 int
3261 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3262 {
3263         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3264         unsigned *pte;
3265         int rtval = 0;
3266
3267         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3268                 return (rtval);
3269
3270         lwkt_gettoken(&vm_token);
3271
3272         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3273
3274                 pvf = pv;
3275
3276                 do {
3277                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3278
3279                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3280                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3281
3282                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3283                                 continue;
3284
3285                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3286
3287                         if (pte && (*pte & PG_A)) {
3288 #ifdef SMP
3289                                 atomic_clear_int(pte, PG_A);
3290 #else
3291                                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_A);
3292 #endif
3293                                 rtval++;
3294                                 if (rtval > 4) {
3295                                         break;
3296                                 }
3297                         }
3298                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3299         }
3300
3301         lwkt_reltoken(&vm_token);
3302
3303         return (rtval);
3304 }
3305
3306 /*
3307  * Return whether or not the specified physical page was modified
3308  * in any physical maps.
3309  *
3310  * No requirements.
3311  */
3312 boolean_t
3313 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3314 {
3315         boolean_t res;
3316
3317         lwkt_gettoken(&vm_token);
3318         res = pmap_testbit(m, PG_M);
3319         lwkt_reltoken(&vm_token);
3320         return (res);
3321 }
3322
3323 /*
3324  * Clear the modify bits on the specified physical page.
3325  *
3326  * No requirements.
3327  */
3328 void
3329 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3330 {
3331         lwkt_gettoken(&vm_token);
3332         pmap_clearbit(m, PG_M);
3333         lwkt_reltoken(&vm_token);
3334 }
3335
3336 /*
3337  * Clear the reference bit on the specified physical page.
3338  *
3339  * No requirements.
3340  */
3341 void
3342 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3343 {
3344         lwkt_gettoken(&vm_token);
3345         pmap_clearbit(m, PG_A);
3346         lwkt_reltoken(&vm_token);
3347 }
3348
3349 /*
3350  * Miscellaneous support routines follow
3351  *
3352  * Called from the low level boot code only.
3353  */
3354 static void
3355 i386_protection_init(void)
3356 {
3357         int *kp, prot;
3358
3359         kp = protection_codes;
3360         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3361                 switch (prot) {
3362                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3363                         /*
3364                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3365                          * so just make it readable.
3366                          */
3367                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3368                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3369                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3370                         *kp++ = 0;
3371                         break;
3372                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3373                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3374                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3375                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3376                         *kp++ = PG_RW;
3377                         break;
3378                 }
3379         }
3380 }
3381
3382 /*
3383  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3384  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3385  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3386  * NOT real memory.
3387  *
3388  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3389  * a time.
3390  *
3391  * No requirements.
3392  */
3393 void *
3394 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3395 {
3396         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3397         unsigned *pte;
3398
3399         offset = pa & PAGE_MASK;
3400         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3401
3402         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3403         if (!va)
3404                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3405
3406         pa = pa & PG_FRAME;
3407         for (tmpva = va; size > 0;) {
3408                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3409                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3410                 size -= PAGE_SIZE;
3411                 tmpva += PAGE_SIZE;
3412                 pa += PAGE_SIZE;
3413         }
3414         smp_invltlb();
3415         cpu_invltlb();
3416
3417         return ((void *)(va + offset));
3418 }
3419
3420 void *
3421 pmap_mapdev_uncacheable(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3422 {
3423         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3424         unsigned *pte;
3425
3426         offset = pa & PAGE_MASK;
3427         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3428
3429         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3430         if (va == 0) {
3431                 panic("pmap_mapdev_uncacheable: "
3432                     "Couldn't alloc kernel virtual memory");
3433         }
3434
3435         pa = pa & PG_FRAME;
3436         for (tmpva = va; size > 0;) {
3437                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3438                 *pte = pa | PG_RW | PG_V | PG_N; /* | pgeflag; */
3439                 size -= PAGE_SIZE;
3440                 tmpva += PAGE_SIZE;
3441                 pa += PAGE_SIZE;
3442         }
3443         smp_invltlb();
3444         cpu_invltlb();
3445
3446         return ((void *)(va + offset));
3447 }
3448
3449 /*
3450  * No requirements.
3451  */
3452 void
3453 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3454 {
3455         vm_offset_t base, offset;
3456
3457         base = va & PG_FRAME;
3458         offset = va & PAGE_MASK;
3459         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3460         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3461         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3462 }
3463
3464 /*
3465  * Perform the pmap work for mincore
3466  *
3467  * The caller must hold vm_token if the caller wishes a stable result,
3468  * and even in that case some bits can change due to third party accesses
3469  * to the pmap.
3470  *
3471  * No requirements.
3472  */
3473 int
3474 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3475 {
3476         unsigned *ptep, pte;
3477         vm_page_t m;
3478         int val = 0;
3479
3480         lwkt_gettoken(&vm_token);
3481         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3482
3483         if (ptep && (pte = *ptep) != 0) {
3484                 vm_offset_t pa;
3485
3486                 val = MINCORE_INCORE;
3487                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3488                         goto done;
3489
3490                 pa = pte & PG_FRAME;
3491
3492                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3493
3494                 if (pte & PG_M) {
3495                         /*
3496                          * Modified by us
3497                          */
3498                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3499                 } else if (m->dirty || pmap_is_modified(m)) {
3500                         /*
3501                          * Modified by someone else
3502                          */
3503                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3504                 }
3505
3506                 if (pte & PG_A) {
3507                         /*
3508                          * Referenced by us
3509                          */
3510                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3511                 } else if ((m->flags & PG_REFERENCED) ||
3512                            pmap_ts_referenced(m)) {
3513                         /*
3514                          * Referenced by someone else
3515                          */
3516                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3517                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3518                 }
3519         } 
3520 done:
3521         lwkt_reltoken(&vm_token);
3522         return val;
3523 }
3524
3525 /*
3526  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3527  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3528  *
3529  * cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3530  *
3531  * Only called with new VM spaces.
3532  * The process must have only a single thread.
3533  * The process must hold the vmspace->vm_map.token for oldvm and newvm
3534  * No other requirements.
3535  */
3536 void
3537 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3538 {
3539         struct vmspace *oldvm;
3540         struct lwp *lp;
3541
3542         oldvm = p->p_vmspace;
3543         if (oldvm != newvm) {
3544                 if (adjrefs)
3545                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3546                 p->p_vmspace = newvm;
3547                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3548                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3549                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3550                 if (adjrefs) 
3551                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3552         }
3553 }
3554
3555 /*
3556  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3557  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3558  * on a per-lwp basis.
3559  *
3560  * Always called with a lp under the caller's direct control, either
3561  * unscheduled or the current lwp.
3562  *
3563  * No requirements.
3564  */
3565 void
3566 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3567 {
3568         struct vmspace *oldvm;
3569         struct pmap *pmap;
3570
3571         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3572
3573         if (oldvm != newvm) {
3574                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3575                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3576                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3577 #if defined(SMP)
3578                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3579                         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK)
3580                                 pmap_interlock_wait(newvm);
3581 #else
3582                         pmap->pm_active |= 1;
3583 #endif
3584 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3585                         tlb_flush_count++;
3586 #endif
3587                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
3588                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
3589                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3590 #if defined(SMP)
3591                         atomic_clear_cpumask(&pmap->pm_active,
3592                                              mycpu->gd_cpumask);
3593 #else
3594                         pmap->pm_active &= ~(cpumask_t)1;
3595 #endif
3596                 }
3597         }
3598 }
3599
3600 #ifdef SMP
3601 /*
3602  * Called when switching to a locked pmap, used to interlock against pmaps
3603  * undergoing modifications to prevent us from activating the MMU for the
3604  * target pmap until all such modifications have completed.  We have to do
3605  * this because the thread making the modifications has already set up its
3606  * SMP synchronization mask.
3607  *
3608  * No requirements.
3609  */
3610 void
3611 pmap_interlock_wait(struct vmspace *vm)
3612 {
3613         struct pmap *pmap = &vm->vm_pmap;
3614
3615         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3616                 crit_enter();
3617                 DEBUG_PUSH_INFO("pmap_interlock_wait");
3618                 while (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3619                         cpu_ccfence();
3620                         lwkt_process_ipiq();
3621                 }
3622                 DEBUG_POP_INFO();
3623                 crit_exit();
3624         }
3625 }
3626
3627 #endif
3628
3629 /*
3630  * Return a page-directory alignment hint for device mappings which will
3631  * allow the use of super-pages for the mapping.
3632  *
3633  * No requirements.
3634  */
3635 vm_offset_t
3636 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3637 {
3638
3639         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3640                 return addr;
3641         }
3642
3643         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3644         return addr;
3645 }
3646
3647 /*
3648  * Return whether the PGE flag is supported globally.
3649  *
3650  * No requirements.
3651  */
3652 int
3653 pmap_get_pgeflag(void)
3654 {
3655         return pgeflag;
3656 }
3657
3658 /*
3659  * Used by kmalloc/kfree, page already exists at va
3660  */
3661 vm_page_t
3662 pmap_kvtom(vm_offset_t va)
3663 {
3664         return(PHYS_TO_VM_PAGE(*vtopte(va) & PG_FRAME));
3665 }
3666
3667 void
3668 pmap_object_init(vm_object_t object)
3669 {
3670         /* empty */
3671 }
3672
3673 void
3674 pmap_object_free(vm_object_t object)
3675 {
3676         /* empty */
3677 }