4e56652d4ea033772cdb39562eef5370125a1f2c
[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 = 0, ptvmmap = 0;
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 int 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 int 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 int 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 unsigned pdir4mb;
219
220 /*
221  * Move the kernel virtual free pointer to the next
222  * 4MB.  This is used to help improve performance
223  * by using a large (4MB) page for much of the kernel
224  * (.text, .data, .bss)
225  */
226 static
227 vm_offset_t
228 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
229 {
230         vm_offset_t newaddr = addr;
231 #ifndef DISABLE_PSE
232         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
233                 newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
234         }
235 #endif
236         return newaddr;
237 }
238
239 /*
240  * This function returns a pointer to the pte entry in the pmap and has
241  * the side effect of potentially retaining a cached mapping of the pmap.
242  *
243  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
244  * until the caller blocks or releases the token.
245  */
246 static
247 unsigned *
248 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
249 {
250         unsigned *pdeaddr;
251
252         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
253         if (pmap) {
254                 pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(pmap, va);
255                 if (*pdeaddr & PG_PS)
256                         return pdeaddr;
257                 if (*pdeaddr)
258                         return get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
259         }
260         return (0);
261 }
262
263 /*
264  * pmap_pte using the kernel_pmap
265  *
266  * Used for debugging, no requirements.
267  */
268 unsigned *
269 pmap_kernel_pte(vm_offset_t va)
270 {
271         unsigned *pdeaddr;
272
273         pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(&kernel_pmap, va);
274         if (*pdeaddr & PG_PS)
275                 return pdeaddr;
276         if (*pdeaddr)
277                 return (unsigned *)vtopte(va);
278         return(0);
279 }
280
281 /*
282  * pmap_pte_quick:
283  *
284  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
285  * This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
286  * the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
287  * to do an entire invltlb when checking a single mapping.
288  *
289  * Should only be called while in a critical section.
290  *
291  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
292  * until the caller blocks or releases the token.
293  */
294 static
295 unsigned *
296 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
297 {
298         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
299         unsigned pde, newpf;
300
301         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
302         if ((pde = (unsigned) pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT]) != 0) {
303                 unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
304                 unsigned index = i386_btop(va);
305                 /* are we current address space or kernel? */
306                 if ((pmap == &kernel_pmap) ||
307                         (frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME))) {
308                         return (unsigned *) PTmap + index;
309                 }
310                 newpf = pde & PG_FRAME;
311                 if (((*(unsigned *)gd->gd_PMAP1) & PG_FRAME) != newpf) {
312                         *(unsigned *)gd->gd_PMAP1 = newpf | PG_RW | PG_V;
313                         cpu_invlpg(gd->gd_PADDR1);
314                 }
315                 return gd->gd_PADDR1 + (index & (NPTEPG - 1));
316         }
317         return (0);
318 }
319
320
321 /*
322  * Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
323  *
324  * On the i386 this is called after mapping has already been enabled
325  * and just syncs the pmap module with what has already been done.
326  * [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
327  * mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
328  * from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
329  * (physical) address starting relative to 0]
330  */
331 void
332 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr, vm_paddr_t loadaddr)
333 {
334         vm_offset_t va;
335         pt_entry_t *pte;
336         struct mdglobaldata *gd;
337         int i;
338         int pg;
339
340         KvaStart = (vm_offset_t)VADDR(PTDPTDI, 0);
341         KvaSize = (vm_offset_t)VADDR(APTDPTDI, 0) - KvaStart;
342         KvaEnd  = KvaStart + KvaSize;
343
344         avail_start = firstaddr;
345
346         /*
347          * XXX The calculation of virtual_start is wrong. It's NKPT*PAGE_SIZE
348          * too large. It should instead be correctly calculated in locore.s and
349          * not based on 'first' (which is a physical address, not a virtual
350          * address, for the start of unused physical memory). The kernel
351          * page tables are NOT double mapped and thus should not be included
352          * in this calculation.
353          */
354         virtual_start = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
355         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
356         virtual_end = VADDR(KPTDI+NKPDE-1, NPTEPG-1);
357
358         /*
359          * Initialize protection array.
360          */
361         i386_protection_init();
362
363         /*
364          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
365          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
366          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
367          *
368          * The kernel_pmap's pm_pteobj is used only for locking and not
369          * for mmu pages.
370          */
371         kernel_pmap.pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
372         kernel_pmap.pm_count = 1;
373         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
374         kernel_pmap.pm_pteobj = &kernel_object;
375         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
376         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist_free);
377         spin_init(&kernel_pmap.pm_spin);
378         lwkt_token_init(&kernel_pmap.pm_token, "kpmap_tok");
379         nkpt = NKPT;
380
381         /*
382          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
383          * mapping of pages.
384          */
385 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
386         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
387
388         va = virtual_start;
389         pte = (pt_entry_t *) pmap_kernel_pte(va);
390
391         /*
392          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
393          */
394         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
395
396         /*
397          * Crashdump maps.
398          */
399         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
400
401         /*
402          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
403          * /dev/mem.
404          */
405         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
406
407         /*
408          * msgbufp is used to map the system message buffer.
409          * XXX msgbufmap is not used.
410          */
411         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
412                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
413
414         virtual_start = va;
415
416         *(int *) CMAP1 = 0;
417         for (i = 0; i < NKPT; i++)
418                 PTD[i] = 0;
419
420         /*
421          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
422          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
423          * works under UP because self-referential page table mappings
424          */
425 #ifdef SMP
426         pgeflag = 0;
427 #else
428         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
429                 pgeflag = PG_G;
430 #endif
431         
432 /*
433  * Initialize the 4MB page size flag
434  */
435         pseflag = 0;
436 /*
437  * The 4MB page version of the initial
438  * kernel page mapping.
439  */
440         pdir4mb = 0;
441
442 #if !defined(DISABLE_PSE)
443         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
444                 unsigned ptditmp;
445                 /*
446                  * Note that we have enabled PSE mode
447                  */
448                 pseflag = PG_PS;
449                 ptditmp = *((unsigned *)PTmap + i386_btop(KERNBASE));
450                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
451                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
452                 pdir4mb = ptditmp;
453
454 #ifndef SMP
455                 /*
456                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
457                  * now because the APs will not be able to use it when
458                  * they boot up.
459                  */
460                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
461
462                 /*
463                  * We can do the mapping here for the single processor
464                  * case.  We simply ignore the old page table page from
465                  * now on.
466                  */
467                 /*
468                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
469                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
470                  */
471                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
472                 kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
473                 cpu_invltlb();
474 #endif
475         }
476 #endif
477
478         /*
479          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
480          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
481          * portion.
482          */
483         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
484         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
485         gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
486         gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
487         gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
488         gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
489         gd->gd_GDMAP1 = &PTD[APTDPTDI];
490         gd->gd_CADDR1 = CPU_prvspace[0].CPAGE1;
491         gd->gd_CADDR2 = CPU_prvspace[0].CPAGE2;
492         gd->gd_CADDR3 = CPU_prvspace[0].CPAGE3;
493         gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)CPU_prvspace[0].PPAGE1;
494         gd->gd_GDADDR1= (unsigned *)VADDR(APTDPTDI, 0);
495
496         cpu_invltlb();
497 }
498
499 #ifdef SMP
500 /*
501  * Set 4mb pdir for mp startup
502  */
503 void
504 pmap_set_opt(void)
505 {
506         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
507                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
508                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
509                         kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] =
510                             PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)pdir4mb;
511                         cpu_invltlb();
512                 }
513         }
514 }
515 #endif
516
517 /*
518  * Initialize the pmap module, called by vm_init()
519  *
520  * Called from the low level boot code only.
521  */
522 void
523 pmap_init(void)
524 {
525         int i;
526         int initial_pvs;
527
528         /*
529          * object for kernel page table pages
530          */
531         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NKPDE);
532
533         /*
534          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
535          * pv_head_table.
536          */
537
538         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
539                 vm_page_t m;
540
541                 m = &vm_page_array[i];
542                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
543                 m->md.pv_list_count = 0;
544         }
545
546         /*
547          * init the pv free list
548          */
549         initial_pvs = vm_page_array_size;
550         if (initial_pvs < MINPV)
551                 initial_pvs = MINPV;
552         pvzone = &pvzone_store;
553         pvinit = (void *)kmem_alloc(&kernel_map,
554                                     initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
555         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry),
556                   pvinit, initial_pvs);
557
558         /*
559          * Now it is safe to enable pv_table recording.
560          */
561         pmap_initialized = TRUE;
562 }
563
564 /*
565  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
566  * high water mark so that the system can recover from excessive
567  * numbers of pv entries.
568  *
569  * Called from the low level boot code only.
570  */
571 void
572 pmap_init2(void)
573 {
574         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
575         int entry_max;
576
577         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
578         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
579
580 #ifdef PMAP_PVLIMIT
581         /*
582          * Horrible hack for systems with a lot of memory running i386.
583          * the calculated pv_entry_max can wind up eating a ton of KVM
584          * so put a cap on the number of entries if the user did not
585          * change any of the values.   This saves about 44MB of KVM on
586          * boxes with 3+GB of ram.
587          *
588          * On the flip side, this makes it more likely that some setups
589          * will run out of pv entries.  Those sysads will have to bump
590          * the limit up with vm.pamp.pv_entries or vm.pmap.shpgperproc.
591          */
592         if (shpgperproc == PMAP_SHPGPERPROC) {
593                 if (pv_entry_max > PMAP_PVLIMIT)
594                         pv_entry_max = PMAP_PVLIMIT;
595         }
596 #endif
597         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
598         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
599
600         /*
601          * Subtract out pages already installed in the zone (hack)
602          */
603         entry_max = pv_entry_max - vm_page_array_size;
604         if (entry_max <= 0)
605                 entry_max = 1;
606
607         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
608 }
609
610
611 /***************************************************
612  * Low level helper routines.....
613  ***************************************************/
614
615 #ifdef PMAP_DEBUG
616
617 static void
618 test_m_maps_pv(vm_page_t m, pv_entry_t pv)
619 {
620         pv_entry_t spv;
621
622         crit_enter();
623 #ifdef PMAP_DEBUG
624         KKASSERT(pv->pv_m == m);
625 #endif
626         TAILQ_FOREACH(spv, &m->md.pv_list, pv_list) {
627                 if (pv == spv) {
628                         crit_exit();
629                         return;
630                 }
631         }
632         crit_exit();
633         panic("test_m_maps_pv: failed m %p pv %p", m, pv);
634 }
635
636 static void
637 ptbase_assert(struct pmap *pmap)
638 {
639         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
640
641         /* are we current address space or kernel? */
642         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned)PTDpde) & PG_FRAME))
643                 return;
644         KKASSERT(frame == (*mdcpu->gd_GDMAP1 & PG_FRAME));
645 }
646
647 #else
648
649 #define test_m_maps_pv(m, pv)
650 #define ptbase_assert(pmap)
651
652 #endif
653
654 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
655
656 /*
657  * This code checks for non-writeable/modified pages.
658  * This should be an invalid condition.
659  */
660 static int
661 pmap_nw_modified(pt_entry_t ptea)
662 {
663         int pte;
664
665         pte = (int) ptea;
666
667         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
668                 return 1;
669         else
670                 return 0;
671 }
672 #endif
673
674
675 /*
676  * This routine defines the region(s) of memory that should not be tested
677  * for the modified bit.
678  *
679  * No requirements.
680  */
681 static PMAP_INLINE int
682 pmap_track_modified(vm_offset_t va)
683 {
684         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
685                 return 1;
686         else
687                 return 0;
688 }
689
690 /*
691  * Retrieve the mapped page table base for a particular pmap.  Use our self
692  * mapping for the kernel_pmap or our current pmap.
693  *
694  * For foreign pmaps we use the per-cpu page table map.  Since this involves
695  * installing a ptd it's actually (per-process x per-cpu).  However, we
696  * still cannot depend on our mapping to survive thread switches because
697  * the process might be threaded and switching to another thread for the
698  * same process on the same cpu will allow that other thread to make its
699  * own mapping.
700  *
701  * This could be a bit confusing but the jist is for something like the
702  * vkernel which uses foreign pmaps all the time this represents a pretty
703  * good cache that avoids unnecessary invltlb()s.
704  *
705  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
706  * until the caller blocks or releases the token.
707  */
708 static unsigned *
709 get_ptbase(pmap_t pmap)
710 {
711         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
712         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
713
714         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
715
716         /*
717          * We can use PTmap if the pmap is our current address space or
718          * the kernel address space.
719          */
720         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
721                 return (unsigned *) PTmap;
722         }
723
724         /*
725          * Otherwise we use the per-cpu alternative page table map.  Each
726          * cpu gets its own map.  Because of this we cannot use this map
727          * from interrupts or threads which can preempt.
728          *
729          * Even if we already have the map cached we may still have to
730          * invalidate the TLB if another cpu modified a PDE in the map.
731          */
732         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
733                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
734
735         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != frame) {
736                 *gd->gd_GDMAP1 = frame | PG_RW | PG_V;
737                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
738                 cpu_invltlb();
739         } else if ((pmap->pm_cached & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
740                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
741                 cpu_invltlb();
742         } else if (dreadful_invltlb) {
743                 cpu_invltlb();
744         }
745         return ((unsigned *)gd->gd_GDADDR1);
746 }
747
748 /*
749  * pmap_extract:
750  *
751  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
752  *
753  * The caller may hold vm_token if it desires non-blocking operation.
754  */
755 vm_paddr_t 
756 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
757 {
758         vm_offset_t rtval;
759         vm_offset_t pdirindex;
760
761         lwkt_gettoken(&vm_token);
762         pdirindex = va >> PDRSHIFT;
763         if (pmap && (rtval = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex])) {
764                 unsigned *pte;
765                 if ((rtval & PG_PS) != 0) {
766                         rtval &= ~(NBPDR - 1);
767                         rtval |= va & (NBPDR - 1);
768                 } else {
769                         pte = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
770                         rtval = ((*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK));
771                 }
772         } else {
773                 rtval = 0;
774         }
775         lwkt_reltoken(&vm_token);
776         return rtval;
777 }
778
779 /***************************************************
780  * Low level mapping routines.....
781  ***************************************************/
782
783 /*
784  * Map a wired VM page to a KVA, fully SMP synchronized.
785  *
786  * No requirements, non blocking.
787  */
788 void 
789 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
790 {
791         unsigned *pte;
792         unsigned npte;
793         pmap_inval_info info;
794
795         pmap_inval_init(&info);
796         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
797         pte = (unsigned *)vtopte(va);
798         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
799         *pte = npte;
800         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
801         pmap_inval_done(&info);
802 }
803
804 /*
805  * Map a wired VM page to a KVA, synchronized on current cpu only.
806  *
807  * No requirements, non blocking.
808  */
809 void
810 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
811 {
812         unsigned *pte;
813         unsigned npte;
814
815         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
816         pte = (unsigned *)vtopte(va);
817         *pte = npte;
818         cpu_invlpg((void *)va);
819 }
820
821 /*
822  * Synchronize a previously entered VA on all cpus.
823  *
824  * No requirements, non blocking.
825  */
826 void
827 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
828 {
829         pmap_inval_info info;
830
831         pmap_inval_init(&info);
832         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
833         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
834         pmap_inval_done(&info);
835 }
836
837 /*
838  * Synchronize a previously entered VA on the current cpu only.
839  *
840  * No requirements, non blocking.
841  */
842 void
843 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
844 {
845         cpu_invlpg((void *)va);
846 }
847
848 /*
849  * Remove a page from the kernel pagetables, fully SMP synchronized.
850  *
851  * No requirements, non blocking.
852  */
853 void
854 pmap_kremove(vm_offset_t va)
855 {
856         unsigned *pte;
857         pmap_inval_info info;
858
859         pmap_inval_init(&info);
860         pte = (unsigned *)vtopte(va);
861         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
862         *pte = 0;
863         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
864         pmap_inval_done(&info);
865 }
866
867 /*
868  * Remove a page from the kernel pagetables, synchronized on current cpu only.
869  *
870  * No requirements, non blocking.
871  */
872 void
873 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
874 {
875         unsigned *pte;
876         pte = (unsigned *)vtopte(va);
877         *pte = 0;
878         cpu_invlpg((void *)va);
879 }
880
881 /*
882  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
883  * synchronized on the current cpu only.
884  *
885  * No requirements, non blocking.
886  */
887 void
888 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
889 {
890         atomic_set_int(vtopte(va), PG_RW);
891         cpu_invlpg((void *)va);
892 }
893
894 /*
895  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
896  * synchronized on the current cpu only.
897  *
898  * No requirements, non blocking.
899  */
900 void
901 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
902 {
903         atomic_set_int(vtopte(va), PG_N);
904         cpu_invlpg((void *)va);
905 }
906
907 /*
908  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
909  *
910  * No requirements, non blocking.
911  */
912 vm_offset_t
913 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
914 {
915         vm_offset_t     sva, virt;
916
917         sva = virt = *virtp;
918         while (start < end) {
919                 pmap_kenter(virt, start);
920                 virt += PAGE_SIZE;
921                 start += PAGE_SIZE;
922         }
923         *virtp = virt;
924         return (sva);
925 }
926
927 /*
928  * Add a list of wired pages to the kva, fully SMP synchronized.
929  *
930  * No requirements, non blocking.
931  */
932 void
933 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
934 {
935         vm_offset_t end_va;
936
937         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
938                 
939         while (va < end_va) {
940                 unsigned *pte;
941
942                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
943                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
944                 cpu_invlpg((void *)va);
945                 va += PAGE_SIZE;
946                 m++;
947         }
948 #ifdef SMP
949         smp_invltlb();  /* XXX */
950 #endif
951 }
952
953 /*
954  * Remove pages from KVA, fully SMP synchronized.
955  *
956  * No requirements, non blocking.
957  */
958 void
959 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
960 {
961         vm_offset_t end_va;
962
963         end_va = va + count*PAGE_SIZE;
964
965         while (va < end_va) {
966                 unsigned *pte;
967
968                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
969                 *pte = 0;
970                 cpu_invlpg((void *)va);
971                 va += PAGE_SIZE;
972         }
973 #ifdef SMP
974         smp_invltlb();
975 #endif
976 }
977
978 /*
979  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
980  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
981  *
982  * The caller must hold the object.
983  */
984 static vm_page_t
985 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
986 {
987         vm_page_t m;
988
989         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
990         m = vm_page_lookup_busy_wait(object, pindex, FALSE, "pplookp");
991
992         return(m);
993 }
994
995 /*
996  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
997  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
998  */
999 void
1000 pmap_init_thread(thread_t td)
1001 {
1002         /* enforce pcb placement */
1003         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
1004         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
1005         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16;
1006 }
1007
1008 /*
1009  * This routine directly affects the fork perf for a process.
1010  */
1011 void
1012 pmap_init_proc(struct proc *p)
1013 {
1014 }
1015
1016 /***************************************************
1017  * Page table page management routines.....
1018  ***************************************************/
1019
1020 /*
1021  * This routine unwires page table pages, removing and freeing the page
1022  * tale page when the wire count drops to 0.
1023  *
1024  * The caller must hold vm_token.
1025  * This function can block.
1026  */
1027 static int 
1028 _pmap_unwire_pte(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1029 {
1030         /* 
1031          * Wait until we can busy the page ourselves.  We cannot have
1032          * any active flushes if we block.
1033          */
1034         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "pmuwpt");
1035         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1036                 ("_pmap_unwire_pte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1037
1038         if (m->wire_count == 1) {
1039                 /*
1040                  * Unmap the page table page.
1041                  *
1042                  * NOTE: We must clear pm_cached for all cpus, including
1043                  *       the current one, when clearing a page directory
1044                  *       entry.
1045                  */
1046                 pmap_inval_interlock(info, pmap, -1);
1047                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1048                 pmap->pm_pdir[m->pindex] = 0;
1049                 pmap->pm_cached = 0;
1050                 pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1051
1052                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1053                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1054
1055                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1056                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1057
1058                 /*
1059                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1060                  * after we decrement wire_count.
1061                  * 
1062                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1063                  * multiple wire counts.
1064                  */
1065                 vm_page_unwire(m, 0);
1066                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1067                 vm_page_flash(m);
1068                 vm_page_free_zero(m);
1069                 return 1;
1070         } else {
1071                 KKASSERT(m->wire_count > 1);
1072                 if (vm_page_unwire_quick(m))
1073                         panic("pmap_unwire_pte: Insufficient wire_count");
1074                 vm_page_wakeup(m);
1075                 return 0;
1076         }
1077 }
1078
1079 /*
1080  * The caller must hold vm_token.
1081  *
1082  * This function can block.
1083  *
1084  * This function can race the wire_count 2->1 case because the page
1085  * is not busied during the unwire_quick operation.  An eventual
1086  * pmap_release() will catch the case.
1087  */
1088 static PMAP_INLINE int
1089 pmap_unwire_pte(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1090 {
1091         KKASSERT(m->wire_count > 0);
1092         if (m->wire_count > 1) {
1093                 if (vm_page_unwire_quick(m))
1094                         panic("pmap_unwire_pte: Insufficient wire_count");
1095                 return 0;
1096         } else {
1097                 return _pmap_unwire_pte(pmap, m, info);
1098         }
1099 }
1100
1101 /*
1102  * After removing a (user) page table entry, this routine is used to
1103  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1104  *
1105  * The caller must hold vm_token.
1106  * This function can block regardless.
1107  */
1108 static int
1109 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte,
1110               pmap_inval_info_t info)
1111 {
1112         unsigned ptepindex;
1113
1114         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1115
1116         if (va >= UPT_MIN_ADDRESS)
1117                 return 0;
1118
1119         if (mpte == NULL) {
1120                 ptepindex = (va >> PDRSHIFT);
1121                 if ((mpte = pmap->pm_ptphint) != NULL &&
1122                     mpte->pindex == ptepindex &&
1123                     (mpte->flags & PG_BUSY) == 0) {
1124                         ; /* use mpte */
1125                 } else {
1126                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1127                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1128                         vm_page_wakeup(mpte);
1129                 }
1130         }
1131
1132         return pmap_unwire_pte(pmap, mpte, info);
1133 }
1134
1135 /*
1136  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1137  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1138  *
1139  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1140  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1141  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1142  *
1143  * No requirements.
1144  */
1145 void
1146 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1147 {
1148         pmap->pm_pdir =
1149                 (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1150         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, (vm_offset_t) IdlePTD);
1151         pmap->pm_count = 1;
1152         pmap->pm_active = 0;
1153         pmap->pm_cached = 0;
1154         pmap->pm_ptphint = NULL;
1155         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1156         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1157         spin_init(&pmap->pm_spin);
1158         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1159         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1160 }
1161
1162 /*
1163  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1164  * such as one in a vmspace structure.
1165  *
1166  * No requirements.
1167  */
1168 void
1169 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1170 {
1171         vm_page_t ptdpg;
1172
1173         /*
1174          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1175          * page directory table.
1176          */
1177         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1178                 pmap->pm_pdir =
1179                     (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1180         }
1181
1182         /*
1183          * Allocate an object for the ptes
1184          */
1185         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1186                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, PTDPTDI + 1);
1187
1188         /*
1189          * Allocate the page directory page, unless we already have
1190          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1191          * already be set appropriately.
1192          */
1193         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1194                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, PTDPTDI,
1195                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY |
1196                                      VM_ALLOC_ZERO);
1197                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1198                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED);
1199                 vm_page_wire(ptdpg);
1200                 KKASSERT(ptdpg->valid == VM_PAGE_BITS_ALL);
1201                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1202                 vm_page_wakeup(ptdpg);
1203         }
1204         pmap->pm_pdir[MPPTDI] = PTD[MPPTDI];
1205
1206         /* install self-referential address mapping entry */
1207         *(unsigned *) (pmap->pm_pdir + PTDPTDI) =
1208                 VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1209
1210         pmap->pm_count = 1;
1211         pmap->pm_active = 0;
1212         pmap->pm_cached = 0;
1213         pmap->pm_ptphint = NULL;
1214         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1215         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1216         spin_init(&pmap->pm_spin);
1217         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1218         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1219         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1224  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1225  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1226  * of cleanup work to do here.
1227  *
1228  * No requirements.
1229  */
1230 void
1231 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1232 {
1233         vm_page_t p;
1234
1235         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1236         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1237                 KKASSERT(pmap->pm_pdir != NULL);
1238                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir);
1239                 vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pgpun");
1240                 vm_page_unwire(p, 0);
1241                 vm_page_free_zero(p);
1242                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1243         }
1244         if (pmap->pm_pdir) {
1245                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1246                 pmap->pm_pdir = NULL;
1247         }
1248         if (pmap->pm_pteobj) {
1249                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1250                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1251         }
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1256  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1257  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1258  * then copies the template.
1259  *
1260  * No requirements.
1261  */
1262 void
1263 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1264 {
1265         /*
1266          * XXX copies current process, does not fill in MPPTDI
1267          */
1268         spin_lock(&pmap_spin);
1269         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1270         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1271         spin_unlock(&pmap_spin);
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1276  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1277  *
1278  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1279  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1280  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1281  *
1282  * The caller must hold vm_token.
1283  * This function can block regardless.
1284  */
1285 static int
1286 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1287 {
1288         unsigned *pde = (unsigned *) pmap->pm_pdir;
1289
1290         /*
1291          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1292          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1293          * might as well be placed directly into the zero queue.
1294          */
1295         if (vm_page_busy_try(p, FALSE)) {
1296                 vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl");
1297                 return 0;
1298         }
1299
1300         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1301         KKASSERT(pde[p->pindex]);
1302
1303         /*
1304          * page table page's wire_count must be 1.  Caller is the pmap
1305          * termination code which holds the pm_pteobj, there is a race
1306          * if someone else is trying to hold the VM object in order to
1307          * clean up a wire_count.
1308          */
1309         if (p->wire_count != 1)  {
1310                 if (pmap->pm_pteobj->hold_count <= 1)
1311                         panic("pmap_release: freeing wired page table page");
1312                 kprintf("pmap_release_free_page: unwire race detected\n");
1313                 vm_page_wakeup(p);
1314                 tsleep(p, 0, "pmapx", 1);
1315                 return 0;
1316         }
1317
1318         /*
1319          * Remove the page table page from the processes address space.
1320          */
1321         pmap->pm_cached = 0;
1322         pde[p->pindex] = 0;
1323         --pmap->pm_stats.resident_count;
1324         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1325                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1326
1327         /*
1328          * We leave the page directory page cached, wired, and mapped in
1329          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1330          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1331          *
1332          * The pmap has already been removed from the pmap_list in the
1333          * PTDPTDI case.
1334          */
1335         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1336                 bzero(pde + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1337                 bzero(pde + MPPTDI, (NPDEPG - MPPTDI) * PTESIZE);
1338                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1339                 vm_page_wakeup(p);
1340         } else {
1341                 /*
1342                  * This case can occur if a pmap_unwire_pte() loses a race
1343                  * while the page is unbusied.
1344                  */
1345                 /*panic("pmap_release: page should already be gone %p", p);*/
1346                 vm_page_flag_clear(p, PG_MAPPED);
1347                 vm_page_unwire(p, 0);
1348                 vm_page_free_zero(p);
1349         }
1350         return 1;
1351 }
1352
1353 /*
1354  * This routine is called if the page table page is not mapped correctly.
1355  *
1356  * The caller must hold vm_token.
1357  */
1358 static vm_page_t
1359 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex)
1360 {
1361         vm_offset_t ptepa;
1362         vm_page_t m;
1363
1364         /*
1365          * Find or fabricate a new pagetable page.  Setting VM_ALLOC_ZERO
1366          * will zero any new page and mark it valid.
1367          */
1368         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1369                          VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1370
1371         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1372                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1373
1374         /*
1375          * Increment the wire count for the page we will be returning to
1376          * the caller.
1377          */
1378         vm_page_wire(m);
1379
1380         /*
1381          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1382          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1383          * return the wired page.
1384          */
1385         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1386                 KKASSERT((ptepa & PG_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1387                 vm_page_wakeup(m);
1388                 return(m);
1389         }
1390
1391         /*
1392          * Map the pagetable page into the process address space, if
1393          * it isn't already there.
1394          *
1395          * NOTE: For safety clear pm_cached for all cpus including the
1396          *       current one when adding a PDE to the map.
1397          */
1398         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1399
1400         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1401         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1402                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1403         pmap->pm_cached = 0;
1404
1405         /*
1406          * Set the page table hint
1407          */
1408         pmap->pm_ptphint = m;
1409         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1410         vm_page_wakeup(m);
1411
1412         return m;
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Allocate a page table entry for a va.
1417  *
1418  * The caller must hold vm_token.
1419  */
1420 static vm_page_t
1421 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1422 {
1423         unsigned ptepindex;
1424         vm_offset_t ptepa;
1425         vm_page_t mpte;
1426
1427         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1428
1429         /*
1430          * Calculate pagetable page index
1431          */
1432         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1433
1434         /*
1435          * Get the page directory entry
1436          */
1437         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1438
1439         /*
1440          * This supports switching from a 4MB page to a
1441          * normal 4K page.
1442          */
1443         if (ptepa & PG_PS) {
1444                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1445                 ptepa = 0;
1446                 smp_invltlb();
1447                 cpu_invltlb();
1448         }
1449
1450         /*
1451          * If the page table page is mapped, we just increment the
1452          * wire count, and activate it.
1453          */
1454         if (ptepa) {
1455                 /*
1456                  * In order to get the page table page, try the
1457                  * hint first.
1458                  */
1459                 if ((mpte = pmap->pm_ptphint) != NULL &&
1460                     (mpte->pindex == ptepindex) &&
1461                     (mpte->flags & PG_BUSY) == 0) {
1462                         vm_page_wire_quick(mpte);
1463                 } else {
1464                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1465                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1466                         vm_page_wire_quick(mpte);
1467                         vm_page_wakeup(mpte);
1468                 }
1469                 return mpte;
1470         }
1471         /*
1472          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1473          */
1474         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1475 }
1476
1477
1478 /***************************************************
1479  * Pmap allocation/deallocation routines.
1480  ***************************************************/
1481
1482 /*
1483  * Release any resources held by the given physical map.
1484  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1485  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1486  *
1487  * Caller must hold pmap->pm_token
1488  */
1489 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1490
1491 void
1492 pmap_release(struct pmap *pmap)
1493 {
1494         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1495         struct rb_vm_page_scan_info info;
1496
1497         KASSERT(pmap->pm_active == 0,
1498                 ("pmap still active! %08x", pmap->pm_active));
1499 #if defined(DIAGNOSTIC)
1500         if (object->ref_count != 1)
1501                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1502 #endif
1503         
1504         info.pmap = pmap;
1505         info.object = object;
1506
1507         spin_lock(&pmap_spin);
1508         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1509         spin_unlock(&pmap_spin);
1510
1511         vm_object_hold(object);
1512         do {
1513                 info.error = 0;
1514                 info.mpte = NULL;
1515                 info.limit = object->generation;
1516
1517                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL, 
1518                                         pmap_release_callback, &info);
1519                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1520                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1521                                 info.error = 1;
1522                 }
1523         } while (info.error);
1524         vm_object_drop(object);
1525
1526         pmap->pm_cached = 0;
1527 }
1528
1529 /*
1530  * The caller must hold vm_token.
1531  */
1532 static int
1533 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1534 {
1535         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1536
1537         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1538                 info->mpte = p;
1539                 return(0);
1540         }
1541         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1542                 info->error = 1;
1543                 return(-1);
1544         }
1545         if (info->object->generation != info->limit) {
1546                 info->error = 1;
1547                 return(-1);
1548         }
1549         return(0);
1550 }
1551
1552 /*
1553  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1554  *
1555  * No requirements.
1556  */
1557 void
1558 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
1559 {
1560         vm_offset_t addr = kend;
1561         struct pmap *pmap;
1562         vm_offset_t ptppaddr;
1563         vm_page_t nkpg;
1564         pd_entry_t newpdir;
1565
1566         vm_object_hold(kptobj);
1567         if (kernel_vm_end == 0) {
1568                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1569                 nkpt = 0;
1570                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1571                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1572                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1573                         nkpt++;
1574                 }
1575         }
1576         addr = (addr + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1577         while (kernel_vm_end < addr) {
1578                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1579                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1580                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1581                         continue;
1582                 }
1583
1584                 /*
1585                  * This index is bogus, but out of the way
1586                  */
1587                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt, VM_ALLOC_NORMAL |
1588                                                    VM_ALLOC_SYSTEM |
1589                                                    VM_ALLOC_INTERRUPT);
1590                 if (nkpg == NULL)
1591                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1592
1593                 vm_page_wire(nkpg);
1594                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1595                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1596                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1597                 pdir_pde(PTD, kernel_vm_end) = newpdir;
1598                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1599                 nkpt++;
1600
1601                 /*
1602                  * This update must be interlocked with pmap_pinit2.
1603                  */
1604                 spin_lock(&pmap_spin);
1605                 TAILQ_FOREACH(pmap, &pmap_list, pm_pmnode) {
1606                         *pmap_pde(pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1607                 }
1608                 spin_unlock(&pmap_spin);
1609                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1610                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1611         }
1612         vm_object_drop(kptobj);
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Retire the given physical map from service.
1617  *
1618  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1619  *
1620  * No requirements.
1621  */
1622 void
1623 pmap_destroy(pmap_t pmap)
1624 {
1625         if (pmap == NULL)
1626                 return;
1627
1628         lwkt_gettoken(&vm_token);
1629         if (--pmap->pm_count == 0) {
1630                 pmap_release(pmap);
1631                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
1632         }
1633         lwkt_reltoken(&vm_token);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * Add a reference to the specified pmap.
1638  *
1639  * No requirements.
1640  */
1641 void
1642 pmap_reference(pmap_t pmap)
1643 {
1644         if (pmap) {
1645                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1646                 ++pmap->pm_count;
1647                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1648         }
1649 }
1650
1651 /***************************************************
1652  * page management routines.
1653  ***************************************************/
1654
1655 /*
1656  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1657  * called from an interrupt.
1658  *
1659  * The caller must hold vm_token.
1660  */
1661 static PMAP_INLINE void
1662 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1663 {
1664         struct mdglobaldata *gd;
1665
1666 #ifdef PMAP_DEBUG
1667         KKASSERT(pv->pv_m != NULL);
1668         pv->pv_m = NULL;
1669 #endif
1670         gd = mdcpu;
1671         pv_entry_count--;
1672         if (gd->gd_freepv == NULL)
1673                 gd->gd_freepv = pv;
1674         else
1675                 zfree(pvzone, pv);
1676 }
1677
1678 /*
1679  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1680  * when needed.  This function may be called from an interrupt thread.
1681  *
1682  * THIS FUNCTION CAN BLOCK ON THE ZALLOC TOKEN, serialization of other
1683  * tokens (aka vm_token) to be temporarily lost.
1684  *
1685  * The caller must hold vm_token.
1686  */
1687 static pv_entry_t
1688 get_pv_entry(void)
1689 {
1690         struct mdglobaldata *gd;
1691         pv_entry_t pv;
1692
1693         pv_entry_count++;
1694         if (pv_entry_high_water &&
1695             (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1696             (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1697                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1698                 wakeup (&vm_pages_needed);
1699         }
1700         gd = mdcpu;
1701         if ((pv = gd->gd_freepv) != NULL)
1702                 gd->gd_freepv = NULL;
1703         else
1704                 pv = zalloc(pvzone);
1705         return pv;
1706 }
1707
1708 /*
1709  * This routine is very drastic, but can save the system
1710  * in a pinch.
1711  *
1712  * No requirements.
1713  */
1714 void
1715 pmap_collect(void)
1716 {
1717         int i;
1718         vm_page_t m;
1719         static int warningdone=0;
1720
1721         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1722                 return;
1723         lwkt_gettoken(&vm_token);
1724         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1725
1726         if (warningdone < 5) {
1727                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- "
1728                         "suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1729                 warningdone++;
1730         }
1731
1732         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1733                 m = &vm_page_array[i];
1734                 if (m->wire_count || m->hold_count)
1735                         continue;
1736                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE) == 0) {
1737                         if (m->wire_count == 0 && m->hold_count == 0) {
1738                                 pmap_remove_all(m);
1739                         }
1740                         vm_page_wakeup(m);
1741                 }
1742         }
1743         lwkt_reltoken(&vm_token);
1744 }
1745         
1746
1747 /*
1748  * Remove the pv entry and unwire the page table page related to the
1749  * pte the caller has cleared from the page table.
1750  *
1751  * The caller must hold vm_token.
1752  */
1753 static int
1754 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, 
1755                   vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1756 {
1757         pv_entry_t pv;
1758         int rtval;
1759
1760         /*
1761          * Cannot block
1762          */
1763         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
1764         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1765                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1766                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va) 
1767                                 break;
1768                 }
1769         } else {
1770                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1771 #ifdef PMAP_DEBUG
1772                         KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
1773 #endif
1774                         if (va == pv->pv_va)
1775                                 break;
1776                 }
1777         }
1778         KKASSERT(pv);
1779
1780         /*
1781          * Cannot block
1782          */
1783         rtval = 0;
1784         test_m_maps_pv(m, pv);
1785         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1786         m->md.pv_list_count--;
1787         if (m->object)
1788                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
1789         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1790                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1791         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1792         ++pmap->pm_generation;
1793
1794         /*
1795          * This can block.
1796          */
1797         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1798         rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem, info);
1799         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1800         free_pv_entry(pv);
1801
1802         return rtval;
1803 }
1804
1805 /*
1806  * Create a pv entry for page at pa for (pmap, va).
1807  *
1808  * The caller must hold vm_token.
1809  */
1810 static void
1811 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, pv_entry_t pv, vm_offset_t va,
1812                   vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1813 {
1814 #ifdef PMAP_DEBUG
1815         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
1816         pv->pv_m = m;
1817 #endif
1818         pv->pv_va = va;
1819         pv->pv_pmap = pmap;
1820         pv->pv_ptem = mpte;
1821
1822         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1823         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1824         ++pmap->pm_generation;
1825         m->md.pv_list_count++;
1826         if (m->object)
1827                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, 1);
1828 }
1829
1830 /*
1831  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process.
1832  *
1833  * The caller must hold vm_token.
1834  *
1835  * WARNING! As with most other pmap functions this one can block, so
1836  *          callers using temporary page table mappings must reload
1837  *          them.
1838  */
1839 static int
1840 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, unsigned *ptq, vm_offset_t va,
1841                 pmap_inval_info_t info)
1842 {
1843         unsigned oldpte;
1844         vm_page_t m;
1845
1846         ptbase_assert(pmap);
1847         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
1848         ptbase_assert(pmap);
1849         oldpte = loadandclear(ptq);
1850         if (oldpte & PG_W)
1851                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1852         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1853         KKASSERT(oldpte & PG_V);
1854         /*
1855          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1856          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1857          * the SMP case.
1858          */
1859         if (oldpte & PG_G)
1860                 cpu_invlpg((void *)va);
1861         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1862         --pmap->pm_stats.resident_count;
1863         if (oldpte & PG_MANAGED) {
1864                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1865                 if (oldpte & PG_M) {
1866 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1867                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
1868                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1869                                         "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1870                                         (void *)va, (long)oldpte);
1871                         }
1872 #endif
1873                         if (pmap_track_modified(va))
1874                                 vm_page_dirty(m);
1875                 }
1876                 if (oldpte & PG_A)
1877                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1878                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va, info);
1879         } else {
1880                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL, info);
1881         }
1882
1883         return 0;
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Remove a single page from a process address space.
1888  *
1889  * The caller must hold vm_token.
1890  */
1891 static void
1892 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1893 {
1894         unsigned *ptq;
1895
1896         /*
1897          * If there is no pte for this address, just skip it!!!  Otherwise
1898          * get a local va for mappings for this pmap and remove the entry.
1899          */
1900         if (*pmap_pde(pmap, va) != 0) {
1901                 ptq = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
1902                 if (*ptq) {
1903                         pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, info);
1904                         /* ptq invalid */
1905                 }
1906         }
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1911  *
1912  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page
1913  * size.
1914  *
1915  * No requirements.
1916  */
1917 void
1918 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1919 {
1920         unsigned *ptbase;
1921         vm_offset_t pdnxt;
1922         vm_offset_t ptpaddr;
1923         vm_offset_t sindex, eindex;
1924         struct pmap_inval_info info;
1925
1926         if (pmap == NULL)
1927                 return;
1928
1929         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1930         lwkt_gettoken(&vm_token);
1931         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
1932                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1933                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1934                 return;
1935         }
1936
1937         pmap_inval_init(&info);
1938
1939         /*
1940          * special handling of removing one page.  a very
1941          * common operation and easy to short circuit some
1942          * code.
1943          */
1944         if (((sva + PAGE_SIZE) == eva) && 
1945                 (((unsigned) pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
1946                 pmap_remove_page(pmap, sva, &info);
1947                 pmap_inval_done(&info);
1948                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1949                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1950                 return;
1951         }
1952
1953         /*
1954          * Get a local virtual address for the mappings that are being
1955          * worked with.
1956          */
1957         sindex = i386_btop(sva);
1958         eindex = i386_btop(eva);
1959
1960         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
1961                 unsigned pdirindex;
1962
1963                 /*
1964                  * Calculate index for next page table.
1965                  */
1966                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1967                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1968                         break;
1969
1970                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1971                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
1972                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
1973                         pmap->pm_pdir[pdirindex] = 0;
1974                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1975                         pmap->pm_cached = 0;
1976                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
1977                         continue;
1978                 }
1979
1980                 /*
1981                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
1982                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
1983                  */
1984                 if (ptpaddr == 0)
1985                         continue;
1986
1987                 /*
1988                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1989                  * by the current page table page, or to the end of the
1990                  * range being removed.
1991                  */
1992                 if (pdnxt > eindex) {
1993                         pdnxt = eindex;
1994                 }
1995
1996                 /*
1997                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block and wipe the temporary
1998                  *       ptbase.
1999                  */
2000                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
2001                         vm_offset_t va;
2002
2003                         ptbase = get_ptbase(pmap);
2004                         if (ptbase[sindex] == 0)
2005                                 continue;
2006                         va = i386_ptob(sindex);
2007                         if (pmap_remove_pte(pmap, ptbase + sindex, va, &info))
2008                                 break;
2009                 }
2010         }
2011         pmap_inval_done(&info);
2012         lwkt_reltoken(&vm_token);
2013         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
2018  * Reflects back modify bits to the pager.
2019  *
2020  * No requirements.
2021  */
2022 static void
2023 pmap_remove_all(vm_page_t m)
2024 {
2025         struct pmap_inval_info info;
2026         unsigned *pte, tpte;
2027         pv_entry_t pv;
2028
2029         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2030                 return;
2031
2032         pmap_inval_init(&info);
2033         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2034                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2035                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
2036
2037                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2038                 pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2039                 tpte = loadandclear(pte);
2040                 if (tpte & PG_W)
2041                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
2042                 pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
2043                 if (tpte & PG_A)
2044                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2045 #ifdef PMAP_DEBUG
2046                 KKASSERT(PHYS_TO_VM_PAGE(tpte) == m);
2047 #endif
2048
2049                 /*
2050                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2051                  */
2052                 if (tpte & PG_M) {
2053 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2054                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) tpte)) {
2055                                 kprintf("pmap_remove_all: modified page "
2056                                         "not writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2057                                         (void *)pv->pv_va, (long)tpte);
2058                         }
2059 #endif
2060                         if (pmap_track_modified(pv->pv_va))
2061                                 vm_page_dirty(m);
2062                 }
2063 #ifdef PMAP_DEBUG
2064                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2065 #endif
2066                 KKASSERT(pv == TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list));
2067                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2068                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2069                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
2070                 m->md.pv_list_count--;
2071                 if (m->object)
2072                         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2073                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2074                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2075                 vm_object_hold(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2076                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2077                 vm_object_drop(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2078                 free_pv_entry(pv);
2079         }
2080         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
2081         pmap_inval_done(&info);
2082 }
2083
2084 /*
2085  * Set the physical protection on the specified range of this map
2086  * as requested.
2087  *
2088  * No requirements.
2089  */
2090 void
2091 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2092 {
2093         unsigned *ptbase;
2094         vm_offset_t pdnxt, ptpaddr;
2095         vm_pindex_t sindex, eindex;
2096         pmap_inval_info info;
2097
2098         if (pmap == NULL)
2099                 return;
2100
2101         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2102                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2103                 return;
2104         }
2105
2106         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2107                 return;
2108
2109         lwkt_gettoken(&vm_token);
2110         pmap_inval_init(&info);
2111
2112         ptbase = get_ptbase(pmap);
2113
2114         sindex = i386_btop(sva);
2115         eindex = i386_btop(eva);
2116
2117         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
2118                 unsigned pdirindex;
2119
2120                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
2121
2122                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
2123                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
2124                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
2125                         pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2126                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2127                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2128                         continue;
2129                 }
2130
2131                 /*
2132                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2133                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2134                  */
2135                 if (ptpaddr == 0)
2136                         continue;
2137
2138                 if (pdnxt > eindex) {
2139                         pdnxt = eindex;
2140                 }
2141
2142                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
2143                         unsigned pbits;
2144                         unsigned cbits;
2145                         vm_page_t m;
2146
2147                         /*
2148                          * XXX non-optimal.
2149                          */
2150                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, i386_ptob(sindex));
2151 again:
2152                         pbits = ptbase[sindex];
2153                         cbits = pbits;
2154
2155                         if (pbits & PG_MANAGED) {
2156                                 m = NULL;
2157                                 if (pbits & PG_A) {
2158                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2159                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2160                                         cbits &= ~PG_A;
2161                                 }
2162                                 if (pbits & PG_M) {
2163                                         if (pmap_track_modified(i386_ptob(sindex))) {
2164                                                 if (m == NULL)
2165                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2166                                                 vm_page_dirty(m);
2167                                                 cbits &= ~PG_M;
2168                                         }
2169                                 }
2170                         }
2171                         cbits &= ~PG_RW;
2172                         if (pbits != cbits &&
2173                             !atomic_cmpset_int(ptbase + sindex, pbits, cbits)) {
2174                                 goto again;
2175                         }
2176                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2177                 }
2178         }
2179         pmap_inval_done(&info);
2180         lwkt_reltoken(&vm_token);
2181 }
2182
2183 /*
2184  * Insert the given physical page (p) at the specified virtual address (v)
2185  * in the target physical map with the protection requested.
2186  *
2187  * If specified, the page will be wired down, meaning that the related pte
2188  * cannot be reclaimed.
2189  *
2190  * No requirements.
2191  */
2192 void
2193 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2194            boolean_t wired)
2195 {
2196         vm_paddr_t pa;
2197         unsigned *pte;
2198         vm_paddr_t opa;
2199         vm_offset_t origpte, newpte;
2200         vm_page_t mpte;
2201         pmap_inval_info info;
2202         pv_entry_t pv;
2203
2204         if (pmap == NULL)
2205                 return;
2206
2207         va &= PG_FRAME;
2208 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2209         if (va >= KvaEnd)
2210                 panic("pmap_enter: toobig");
2211         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS)) {
2212                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page "
2213                       "table pages (va: %p)", (void *)va);
2214         }
2215 #endif
2216         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2217                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with kernel_pmap\n");
2218                 print_backtrace(-1);
2219         }
2220         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2221                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without kernel_pmap\n");
2222                 print_backtrace(-1);
2223         }
2224
2225         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2226         lwkt_gettoken(&vm_token);
2227
2228         /*
2229          * This can block, get it before we do anything important.
2230          */
2231         if (pmap_initialized &&
2232             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2233                 pv = get_pv_entry();
2234         } else {
2235                 pv = NULL;
2236         }
2237
2238         /*
2239          * In the case that a page table page is not
2240          * resident, we are creating it here.
2241          */
2242         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2243                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2244         else
2245                 mpte = NULL;
2246
2247         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2248                 pmap_inval_init(&info);
2249         pte = pmap_pte(pmap, va);
2250
2251         /*
2252          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2253          */
2254         if (pte == NULL) {
2255                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=0x%lx, va=%p",
2256                      (long)pmap->pm_pdir[PTDPTDI], (void *)va);
2257         }
2258
2259         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & PG_FRAME;
2260         origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2261         opa = origpte & PG_FRAME;
2262
2263         if (origpte & PG_PS)
2264                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2265
2266         /*
2267          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2268          */
2269         if (origpte && (opa == pa)) {
2270                 /*
2271                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2272                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2273                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2274                  * the PT page will be also.
2275                  */
2276                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2277                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2278                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2279                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2280
2281 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2282                 if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) origpte)) {
2283                         kprintf("pmap_enter: modified page not "
2284                                 "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2285                                 (void *)va, (long )origpte);
2286                 }
2287 #endif
2288
2289                 /*
2290                  * We might be turning off write access to the page,
2291                  * so we go ahead and sense modify status.
2292                  */
2293                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2294                         if ((origpte & PG_M) && pmap_track_modified(va)) {
2295                                 vm_page_t om;
2296                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2297                                 vm_page_dirty(om);
2298                         }
2299                         pa |= PG_MANAGED;
2300                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2301                 }
2302                 goto validate;
2303         } 
2304         /*
2305          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2306          * handle validating new mapping.
2307          *
2308          * Since we have a ref on the page directory page pmap_pte()
2309          * will always return non-NULL.
2310          *
2311          * NOTE: pmap_remove_pte() can block and cause the temporary ptbase
2312          *       to get wiped.  reload the ptbase.  I'm not sure if it is
2313          *       also possible to race another pmap_enter() but check for
2314          *       that case too.
2315          */
2316         while (opa) {
2317                 int err;
2318
2319                 KKASSERT((origpte & PG_FRAME) ==
2320                          (*(vm_offset_t *)pte & PG_FRAME));
2321                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va, &info);
2322                 if (err)
2323                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: %p", (void *)va);
2324                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2325                 origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2326                 opa = origpte & PG_FRAME;
2327                 if (opa) {
2328                         kprintf("pmap_enter: Warning, raced pmap %p va %p\n",
2329                                 pmap, (void *)va);
2330                 }
2331         }
2332
2333         /*
2334          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2335          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2336          * called at interrupt time.
2337          */
2338         if (pmap_initialized && 
2339             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2340                 pmap_insert_entry(pmap, pv, va, mpte, m);
2341                 pv = NULL;
2342                 ptbase_assert(pmap);
2343                 pa |= PG_MANAGED;
2344                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2345         }
2346
2347         /*
2348          * Increment counters
2349          */
2350         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2351         if (wired)
2352                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2353         KKASSERT(*pte == 0);
2354
2355 validate:
2356         /*
2357          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2358          */
2359         ptbase_assert(pmap);
2360         newpte = (vm_offset_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V);
2361
2362         if (wired)
2363                 newpte |= PG_W;
2364         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2365                 newpte |= PG_U;
2366         if (pmap == &kernel_pmap)
2367                 newpte |= pgeflag;
2368
2369         /*
2370          * If the mapping or permission bits are different, we need
2371          * to update the pte.  If the pte is already present we have
2372          * to get rid of the extra wire-count on mpte we had obtained
2373          * above.
2374          *
2375          * mpte has a new wire_count, which also serves to prevent the
2376          * page table page from getting ripped out while we work.  If we
2377          * are modifying an existing pte instead of installing a new one
2378          * we have to drop it.
2379          */
2380         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2381                 if (prot & VM_PROT_NOSYNC)
2382                         cpu_invlpg((void *)va);
2383                 else
2384                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
2385                 ptbase_assert(pmap);
2386
2387                 if (*pte) {
2388                         KKASSERT((*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2389                         if (vm_page_unwire_quick(mpte))
2390                                 panic("pmap_enter: Insufficient wire_count");
2391                 }
2392
2393                 *pte = newpte | PG_A;
2394                 if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2395                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2396                 if (newpte & PG_RW)
2397                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2398         } else {
2399                 if (*pte) {
2400                         KKASSERT((*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2401                         if (vm_page_unwire_quick(mpte))
2402                                 panic("pmap_enter: Insufficient wire_count");
2403                 }
2404         }
2405
2406         /*
2407          * NOTE: mpte invalid after this point if we block.
2408          */
2409         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2410         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2411                 pmap_inval_done(&info);
2412         if (pv)
2413                 free_pv_entry(pv);
2414         lwkt_reltoken(&vm_token);
2415         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2416 }
2417
2418 /*
2419  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2420  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
2421  * VA.
2422  *
2423  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2424  *
2425  * No requirements.
2426  */
2427 void
2428 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2429 {
2430         unsigned *pte;
2431         vm_paddr_t pa;
2432         vm_page_t mpte;
2433         unsigned ptepindex;
2434         vm_offset_t ptepa;
2435         pmap_inval_info info;
2436         pv_entry_t pv;
2437
2438         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2439         lwkt_gettoken(&vm_token);
2440
2441         /*
2442          * This can block, get it before we do anything important.
2443          */
2444         if (pmap_initialized &&
2445             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2446                 pv = get_pv_entry();
2447         } else {
2448                 pv = NULL;
2449         }
2450
2451         pmap_inval_init(&info);
2452
2453         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2454                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on UVA with kernel_pmap\n");
2455                 print_backtrace(-1);
2456         }
2457         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2458                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on KVA without kernel_pmap\n");
2459                 print_backtrace(-1);
2460         }
2461
2462         KKASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS); /* assert used on user pmaps only */
2463
2464         /*
2465          * Calculate the page table page (mpte), allocating it if necessary.
2466          *
2467          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the
2468          * section following.
2469          */
2470         if (va < UPT_MIN_ADDRESS) {
2471                 /*
2472                  * Calculate pagetable page index
2473                  */
2474                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2475
2476                 do {
2477                         /*
2478                          * Get the page directory entry
2479                          */
2480                         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
2481
2482                         /*
2483                          * If the page table page is mapped, we just increment
2484                          * the wire count, and activate it.
2485                          */
2486                         if (ptepa) {
2487                                 if (ptepa & PG_PS)
2488                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2489                                 if ((mpte = pmap->pm_ptphint) != NULL &&
2490                                     (mpte->pindex == ptepindex) &&
2491                                     (mpte->flags & PG_BUSY) == 0) {
2492                                         vm_page_wire_quick(mpte);
2493                                 } else {
2494                                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj,
2495                                                                 ptepindex);
2496                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2497                                         vm_page_wire_quick(mpte);
2498                                         vm_page_wakeup(mpte);
2499                                 }
2500                         } else {
2501                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2502                         }
2503                 } while (mpte == NULL);
2504         } else {
2505                 mpte = NULL;
2506                 /* this code path is not yet used */
2507         }
2508
2509         /*
2510          * With a valid (and held) page directory page, we can just use
2511          * vtopte() to get to the pte.  If the pte is already present
2512          * we do not disturb it.
2513          */
2514         pte = (unsigned *)vtopte(va);
2515         if (*pte & PG_V) {
2516                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2517                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & PG_FRAME) == 0);
2518                 pmap_inval_done(&info);
2519                 if (mpte)
2520                         pmap_unwire_pte(pmap, mpte, &info);
2521                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2522                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2523                 if (pv) {
2524                         free_pv_entry(pv);
2525                         /* pv = NULL; */
2526                 }
2527                 return;
2528         }
2529
2530         /*
2531          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2532          */
2533         if (pmap_initialized &&
2534             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2535                 pmap_insert_entry(pmap, pv, va, mpte, m);
2536                 pv = NULL;
2537                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2538         }
2539
2540         /*
2541          * Increment counters
2542          */
2543         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2544
2545         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2546
2547         /*
2548          * Now validate mapping with RO protection
2549          */
2550         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2551                 *pte = pa | PG_V | PG_U;
2552         else
2553                 *pte = pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED;
2554 /*      pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed inval->valid */
2555         pmap_inval_done(&info);
2556         if (pv) {
2557                 free_pv_entry(pv);
2558                 /* pv = NULL; */
2559         }
2560         lwkt_reltoken(&vm_token);
2561         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2562 }
2563
2564 /*
2565  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2566  * to be used for panic dumps.
2567  *
2568  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
2569  *
2570  * No requirements.
2571  */
2572 void *
2573 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
2574 {
2575         pmap_kenter_quick((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2576         return ((void *)crashdumpmap);
2577 }
2578
2579 #define MAX_INIT_PT (96)
2580
2581 /*
2582  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2583  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2584  * immediately after an mmap.
2585  *
2586  * No requirements.
2587  */
2588 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2589
2590 void
2591 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2592                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
2593                     vm_size_t size, int limit)
2594 {
2595         struct rb_vm_page_scan_info info;
2596         struct lwp *lp;
2597         int psize;
2598
2599         /*
2600          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2601          * or object.
2602          */
2603         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2604                 return;
2605
2606         /*
2607          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2608          */
2609         lp = curthread->td_lwp;
2610         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2611                 return;
2612
2613         psize = i386_btop(size);
2614
2615         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2616                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2617                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2618                 return;
2619         }
2620
2621         if (psize + pindex > object->size) {
2622                 if (object->size < pindex)
2623                         return;           
2624                 psize = object->size - pindex;
2625         }
2626
2627         if (psize == 0)
2628                 return;
2629
2630         /*
2631          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2632          * any valid pages found into the pmap.
2633          *
2634          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2635          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2636          */
2637         info.start_pindex = pindex;
2638         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2639         info.limit = limit;
2640         info.mpte = NULL;
2641         info.addr = addr;
2642         info.pmap = pmap;
2643
2644         vm_object_hold(object);
2645         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2646                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2647         vm_object_drop(object);
2648 }
2649
2650 /*
2651  * The caller must hold vm_token.
2652  */
2653 static
2654 int
2655 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2656 {
2657         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2658         vm_pindex_t rel_index;
2659         /*
2660          * don't allow an madvise to blow away our really
2661          * free pages allocating pv entries.
2662          */
2663         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2664                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2665                     return(-1);
2666         }
2667
2668         /*
2669          * Ignore list markers and ignore pages we cannot instantly
2670          * busy (while holding the object token).
2671          */
2672         if (p->flags & PG_MARKER)
2673                 return 0;
2674         if (vm_page_busy_try(p, TRUE))
2675                 return 0;
2676         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2677             (p->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2678                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2679                         vm_page_deactivate(p);
2680                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2681                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2682                                  info->addr + i386_ptob(rel_index), p);
2683         }
2684         vm_page_wakeup(p);
2685         return(0);
2686 }
2687
2688 /*
2689  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2690  * pre-fault the specified address.
2691  *
2692  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2693  * pte is already loaded into the slot.
2694  *
2695  * No requirements.
2696  */
2697 int
2698 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2699 {
2700         unsigned *pte;
2701         int ret;
2702
2703         lwkt_gettoken(&vm_token);
2704         if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0) {
2705                 ret = 0;
2706         } else {
2707                 pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2708                 ret = (*pte) ? 0 : 1;
2709         }
2710         lwkt_reltoken(&vm_token);
2711         return(ret);
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Change the wiring attribute for a map/virtual-adderss pair.  The mapping
2716  * must already exist.
2717  *
2718  * No requirements.
2719  */
2720 void
2721 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2722 {
2723         unsigned *pte;
2724
2725         if (pmap == NULL)
2726                 return;
2727
2728         lwkt_gettoken(&vm_token);
2729         pte = pmap_pte(pmap, va);
2730
2731         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2732                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2733         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2734                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2735
2736         /*
2737          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2738          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2739          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
2740          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2741          * wiring changes.
2742          */
2743 #ifdef SMP
2744         if (wired)
2745                 atomic_set_int(pte, PG_W);
2746         else
2747                 atomic_clear_int(pte, PG_W);
2748 #else
2749         if (wired)
2750                 atomic_set_int_nonlocked(pte, PG_W);
2751         else
2752                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_W);
2753 #endif
2754         lwkt_reltoken(&vm_token);
2755 }
2756
2757 /*
2758  * Copy the range specified by src_addr/len from the source map to the
2759  * range dst_addr/len in the destination map.
2760  *
2761  * This routine is only advisory and need not do anything.
2762  *
2763  * No requirements.
2764  */
2765 void
2766 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
2767           vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2768 {
2769         /* does nothing */
2770 }       
2771
2772 /*
2773  * Zero the specified PA by mapping the page into KVM and clearing its
2774  * contents.
2775  *
2776  * No requirements.
2777  */
2778 void
2779 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2780 {
2781         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2782
2783         crit_enter();
2784         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2785                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2786         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2787                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2788         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2789         bzero(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE);
2790         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2791         crit_exit();
2792 }
2793
2794 /*
2795  * Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2796  *
2797  * No requirements.
2798  */
2799 void
2800 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2801 {
2802         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2803         int i;
2804
2805         crit_enter();
2806         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2807                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2808         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2809                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2810         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2811         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += 4) {
2812             if (*(int *)((char *)gd->gd_CADDR3 + i) != 0) {
2813                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!",
2814                     (void *)gd->gd_CADDR3);
2815             }
2816         }
2817         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2818         crit_exit();
2819 }
2820
2821 /*
2822  * Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2823  * its contents with bzero.
2824  *
2825  * off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2826  *
2827  * No requirements.
2828  */
2829 void
2830 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2831 {
2832         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2833
2834         crit_enter();
2835         if (*(int *) gd->gd_CMAP3)
2836                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2837         *(int *) gd->gd_CMAP3 = PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2838         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2839         bzero((char *)gd->gd_CADDR3 + off, size);
2840         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2841         crit_exit();
2842 }
2843
2844 /*
2845  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2846  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2847  * is required.
2848  *
2849  * No requirements.
2850  */
2851 void
2852 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2853 {
2854         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2855
2856         crit_enter();
2857         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2858                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2859         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2860                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2861
2862         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2863         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2864
2865         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2866         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2867
2868         bcopy(gd->gd_CADDR1, gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE);
2869
2870         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2871         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2872         crit_exit();
2873 }
2874
2875 /*
2876  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2877  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2878  * is required.
2879  *
2880  * No requirements.
2881  */
2882 void
2883 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2884 {
2885         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2886
2887         crit_enter();
2888         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2889                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2890         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2891                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2892
2893         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2894         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2895
2896         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2897         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2898
2899         bcopy((char *)gd->gd_CADDR1 + (src & PAGE_MASK),
2900               (char *)gd->gd_CADDR2 + (dst & PAGE_MASK),
2901               bytes);
2902
2903         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2904         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2905         crit_exit();
2906 }
2907
2908 /*
2909  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2910  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2911  * be changed upwards or downwards in the future; it
2912  * is only necessary that true be returned for a small
2913  * subset of pmaps for proper page aging.
2914  *
2915  * No requirements.
2916  */
2917 boolean_t
2918 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2919 {
2920         pv_entry_t pv;
2921         int loops = 0;
2922
2923         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2924                 return FALSE;
2925
2926         lwkt_gettoken(&vm_token);
2927         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2928                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2929                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2930                         return TRUE;
2931                 }
2932                 loops++;
2933                 if (loops >= 16)
2934                         break;
2935         }
2936         lwkt_reltoken(&vm_token);
2937         return (FALSE);
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Remove all pages from specified address space
2942  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2943  * is special cased for current process only, but
2944  * can have the more generic (and slightly slower)
2945  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2946  * in the case of running down an entire address space.
2947  *
2948  * No requirements.
2949  */
2950 void
2951 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2952 {
2953         struct lwp *lp;
2954         unsigned *pte, tpte;
2955         pv_entry_t pv, npv;
2956         vm_page_t m;
2957         pmap_inval_info info;
2958         int iscurrentpmap;
2959         int32_t save_generation;
2960
2961         lp = curthread->td_lwp;
2962         if (lp && pmap == vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2963                 iscurrentpmap = 1;
2964         else
2965                 iscurrentpmap = 0;
2966
2967         if (pmap->pm_pteobj)
2968                 vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2969         lwkt_gettoken(&vm_token);
2970         pmap_inval_init(&info);
2971
2972         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2973                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2974                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2975                         continue;
2976                 }
2977
2978                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2979
2980                 if (iscurrentpmap)
2981                         pte = (unsigned *)vtopte(pv->pv_va);
2982                 else
2983                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2984                 KKASSERT(*pte);
2985                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, pv->pv_va);
2986
2987                 /*
2988                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2989                  * at this time
2990                  */
2991                 if (*pte & PG_W) {
2992                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2993                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2994                         continue;
2995                 }
2996                 KKASSERT(*pte);
2997                 tpte = loadandclear(pte);
2998                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2999
3000                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte);
3001                 test_m_maps_pv(m, pv);
3002
3003                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
3004                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %x", tpte));
3005
3006                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
3007                 --pmap->pm_stats.resident_count;
3008
3009                 /*
3010                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
3011                  */
3012                 if (tpte & PG_M) {
3013                         vm_page_dirty(m);
3014                 }
3015
3016                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
3017 #ifdef PMAP_DEBUG
3018                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
3019                 KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
3020 #endif
3021                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
3022                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
3023
3024                 m->md.pv_list_count--;
3025                 if (m->object)
3026                         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
3027                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3028                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
3029                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
3030
3031                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
3032                 free_pv_entry(pv);
3033
3034                 /*
3035                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
3036                  * calls and other removals were made.
3037                  */
3038                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
3039                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
3040                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
3041                 }
3042         }
3043         pmap_inval_done(&info);
3044         lwkt_reltoken(&vm_token);
3045         if (pmap->pm_pteobj)
3046                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
3047 }
3048
3049 /*
3050  * pmap_testbit tests bits in pte's
3051  * note that the testbit/clearbit routines are inline,
3052  * and a lot of things compile-time evaluate.
3053  *
3054  * The caller must hold vm_token.
3055  */
3056 static boolean_t
3057 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
3058 {
3059         pv_entry_t pv;
3060         unsigned *pte;
3061
3062         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3063                 return FALSE;
3064
3065         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
3066                 return FALSE;
3067
3068         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3069                 /*
3070                  * if the bit being tested is the modified bit, then
3071                  * mark clean_map and ptes as never
3072                  * modified.
3073                  */
3074                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
3075                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3076                                 continue;
3077                 }
3078
3079 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3080                 if (!pv->pv_pmap) {
3081                         kprintf("Null pmap (tb) at va: %p\n",
3082                                 (void *)pv->pv_va);
3083                         continue;
3084                 }
3085 #endif
3086                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3087                 if (*pte & bit) {
3088                         return TRUE;
3089                 }
3090         }
3091         return (FALSE);
3092 }
3093
3094 /*
3095  * This routine is used to modify bits in ptes
3096  *
3097  * The caller must hold vm_token.
3098  */
3099 static __inline void
3100 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3101 {
3102         struct pmap_inval_info info;
3103         pv_entry_t pv;
3104         unsigned *pte;
3105         unsigned pbits;
3106
3107         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3108                 return;
3109
3110         pmap_inval_init(&info);
3111
3112         /*
3113          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3114          * setting RO do we need to clear the VAC?
3115          */
3116         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3117                 /*
3118                  * don't write protect pager mappings
3119                  */
3120                 if (bit == PG_RW) {
3121                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3122                                 continue;
3123                 }
3124
3125 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3126                 if (!pv->pv_pmap) {
3127                         kprintf("Null pmap (cb) at va: %p\n",
3128                                 (void *)pv->pv_va);
3129                         continue;
3130                 }
3131 #endif
3132
3133                 /*
3134                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3135                  * clear PG_A or PG_M safely but we need to synchronize
3136                  * with the target cpus when we mess with PG_RW.
3137                  *
3138                  * We do not have to force synchronization when clearing
3139                  * PG_M even for PTEs generated via virtual memory maps,
3140                  * because the virtual kernel will invalidate the pmap
3141                  * entry when/if it needs to resynchronize the Modify bit.
3142                  */
3143                 if (bit & PG_RW)
3144                         pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3145                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3146 again:
3147                 pbits = *pte;
3148                 if (pbits & bit) {
3149                         if (bit == PG_RW) {
3150                                 if (pbits & PG_M) {
3151                                         vm_page_dirty(m);
3152                                         atomic_clear_int(pte, PG_M|PG_RW);
3153                                 } else {
3154                                         /*
3155                                          * The cpu may be trying to set PG_M
3156                                          * simultaniously with our clearing
3157                                          * of PG_RW.
3158                                          */
3159                                         if (!atomic_cmpset_int(pte, pbits,
3160                                                                pbits & ~PG_RW))
3161                                                 goto again;
3162                                 }
3163                         } else if (bit == PG_M) {
3164                                 /*
3165                                  * We could also clear PG_RW here to force
3166                                  * a fault on write to redetect PG_M for
3167                                  * virtual kernels, but it isn't necessary
3168                                  * since virtual kernels invalidate the pte 
3169                                  * when they clear the VPTE_M bit in their
3170                                  * virtual page tables.
3171                                  */
3172                                 atomic_clear_int(pte, PG_M);
3173                         } else {
3174                                 atomic_clear_int(pte, bit);
3175                         }
3176                 }
3177                 if (bit & PG_RW)
3178                         pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
3179         }
3180         pmap_inval_done(&info);
3181 }
3182
3183 /*
3184  * Lower the permission for all mappings to a given page.
3185  *
3186  * No requirements.
3187  */
3188 void
3189 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3190 {
3191         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3192                 lwkt_gettoken(&vm_token);
3193                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3194                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3195                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3196                 } else {
3197                         pmap_remove_all(m);
3198                 }
3199                 lwkt_reltoken(&vm_token);
3200         }
3201 }
3202
3203 /*
3204  * Return the physical address given a physical page index.
3205  *
3206  * No requirements.
3207  */
3208 vm_paddr_t
3209 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3210 {
3211         return (i386_ptob(ppn));
3212 }
3213
3214 /*
3215  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3216  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3217  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3218  * reference bits set.
3219  *
3220  * No requirements.
3221  */
3222 int
3223 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3224 {
3225         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3226         unsigned *pte;
3227         int rtval = 0;
3228
3229         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3230                 return (rtval);
3231
3232         lwkt_gettoken(&vm_token);
3233
3234         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3235
3236                 pvf = pv;
3237
3238                 do {
3239                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3240
3241                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3242                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3243
3244                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3245                                 continue;
3246
3247                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3248
3249                         if (pte && (*pte & PG_A)) {
3250 #ifdef SMP
3251                                 atomic_clear_int(pte, PG_A);
3252 #else
3253                                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_A);
3254 #endif
3255                                 rtval++;
3256                                 if (rtval > 4) {
3257                                         break;
3258                                 }
3259                         }
3260                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3261         }
3262
3263         lwkt_reltoken(&vm_token);
3264
3265         return (rtval);
3266 }
3267
3268 /*
3269  * Return whether or not the specified physical page was modified
3270  * in any physical maps.
3271  *
3272  * No requirements.
3273  */
3274 boolean_t
3275 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3276 {
3277         boolean_t res;
3278
3279         lwkt_gettoken(&vm_token);
3280         res = pmap_testbit(m, PG_M);
3281         lwkt_reltoken(&vm_token);
3282         return (res);
3283 }
3284
3285 /*
3286  * Clear the modify bits on the specified physical page.
3287  *
3288  * No requirements.
3289  */
3290 void
3291 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3292 {
3293         lwkt_gettoken(&vm_token);
3294         pmap_clearbit(m, PG_M);
3295         lwkt_reltoken(&vm_token);
3296 }
3297
3298 /*
3299  * Clear the reference bit on the specified physical page.
3300  *
3301  * No requirements.
3302  */
3303 void
3304 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3305 {
3306         lwkt_gettoken(&vm_token);
3307         pmap_clearbit(m, PG_A);
3308         lwkt_reltoken(&vm_token);
3309 }
3310
3311 /*
3312  * Miscellaneous support routines follow
3313  *
3314  * Called from the low level boot code only.
3315  */
3316 static void
3317 i386_protection_init(void)
3318 {
3319         int *kp, prot;
3320
3321         kp = protection_codes;
3322         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3323                 switch (prot) {
3324                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3325                         /*
3326                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3327                          * so just make it readable.
3328                          */
3329                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3330                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3331                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3332                         *kp++ = 0;
3333                         break;
3334                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3335                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3336                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3337                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3338                         *kp++ = PG_RW;
3339                         break;
3340                 }
3341         }
3342 }
3343
3344 /*
3345  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3346  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3347  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3348  * NOT real memory.
3349  *
3350  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3351  * a time.
3352  *
3353  * No requirements.
3354  */
3355 void *
3356 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3357 {
3358         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3359         unsigned *pte;
3360
3361         offset = pa & PAGE_MASK;
3362         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3363
3364         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3365         if (!va)
3366                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3367
3368         pa = pa & PG_FRAME;
3369         for (tmpva = va; size > 0;) {
3370                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3371                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3372                 size -= PAGE_SIZE;
3373                 tmpva += PAGE_SIZE;
3374                 pa += PAGE_SIZE;
3375         }
3376         smp_invltlb();
3377         cpu_invltlb();
3378
3379         return ((void *)(va + offset));
3380 }
3381
3382 void *
3383 pmap_mapdev_uncacheable(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3384 {
3385         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3386         unsigned *pte;
3387
3388         offset = pa & PAGE_MASK;
3389         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3390
3391         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3392         if (va == 0) {
3393                 panic("pmap_mapdev_uncacheable: "
3394                     "Couldn't alloc kernel virtual memory");
3395         }
3396
3397         pa = pa & PG_FRAME;
3398         for (tmpva = va; size > 0;) {
3399                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3400                 *pte = pa | PG_RW | PG_V | PG_N; /* | pgeflag; */
3401                 size -= PAGE_SIZE;
3402                 tmpva += PAGE_SIZE;
3403                 pa += PAGE_SIZE;
3404         }
3405         smp_invltlb();
3406         cpu_invltlb();
3407
3408         return ((void *)(va + offset));
3409 }
3410
3411 /*
3412  * No requirements.
3413  */
3414 void
3415 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3416 {
3417         vm_offset_t base, offset;
3418
3419         base = va & PG_FRAME;
3420         offset = va & PAGE_MASK;
3421         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3422         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3423         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3424 }
3425
3426 /*
3427  * Perform the pmap work for mincore
3428  *
3429  * The caller must hold vm_token if the caller wishes a stable result,
3430  * and even in that case some bits can change due to third party accesses
3431  * to the pmap.
3432  *
3433  * No requirements.
3434  */
3435 int
3436 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3437 {
3438         unsigned *ptep, pte;
3439         vm_page_t m;
3440         int val = 0;
3441
3442         lwkt_gettoken(&vm_token);
3443         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3444
3445         if (ptep && (pte = *ptep) != 0) {
3446                 vm_offset_t pa;
3447
3448                 val = MINCORE_INCORE;
3449                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3450                         goto done;
3451
3452                 pa = pte & PG_FRAME;
3453
3454                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3455
3456                 if (pte & PG_M) {
3457                         /*
3458                          * Modified by us
3459                          */
3460                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3461                 } else if (m->dirty || pmap_is_modified(m)) {
3462                         /*
3463                          * Modified by someone else
3464                          */
3465                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3466                 }
3467
3468                 if (pte & PG_A) {
3469                         /*
3470                          * Referenced by us
3471                          */
3472                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3473                 } else if ((m->flags & PG_REFERENCED) ||
3474                            pmap_ts_referenced(m)) {
3475                         /*
3476                          * Referenced by someone else
3477                          */
3478                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3479                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3480                 }
3481         } 
3482 done:
3483         lwkt_reltoken(&vm_token);
3484         return val;
3485 }
3486
3487 /*
3488  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3489  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3490  *
3491  * cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3492  *
3493  * Only called with new VM spaces.
3494  * The process must have only a single thread.
3495  * The process must hold the vmspace->vm_map.token for oldvm and newvm
3496  * No other requirements.
3497  */
3498 void
3499 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3500 {
3501         struct vmspace *oldvm;
3502         struct lwp *lp;
3503
3504         oldvm = p->p_vmspace;
3505         if (oldvm != newvm) {
3506                 if (adjrefs)
3507                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3508                 p->p_vmspace = newvm;
3509                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3510                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3511                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3512                 if (adjrefs) 
3513                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3514         }
3515 }
3516
3517 /*
3518  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3519  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3520  * on a per-lwp basis.
3521  *
3522  * Always called with a lp under the caller's direct control, either
3523  * unscheduled or the current lwp.
3524  *
3525  * No requirements.
3526  */
3527 void
3528 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3529 {
3530         struct vmspace *oldvm;
3531         struct pmap *pmap;
3532
3533         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3534
3535         if (oldvm != newvm) {
3536                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3537                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3538                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3539 #if defined(SMP)
3540                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3541                         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK)
3542                                 pmap_interlock_wait(newvm);
3543 #else
3544                         pmap->pm_active |= 1;
3545 #endif
3546 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3547                         tlb_flush_count++;
3548 #endif
3549                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
3550                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
3551                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3552 #if defined(SMP)
3553                         atomic_clear_cpumask(&pmap->pm_active,
3554                                              mycpu->gd_cpumask);
3555 #else
3556                         pmap->pm_active &= ~(cpumask_t)1;
3557 #endif
3558                 }
3559         }
3560 }
3561
3562 #ifdef SMP
3563 /*
3564  * Called when switching to a locked pmap, used to interlock against pmaps
3565  * undergoing modifications to prevent us from activating the MMU for the
3566  * target pmap until all such modifications have completed.  We have to do
3567  * this because the thread making the modifications has already set up its
3568  * SMP synchronization mask.
3569  *
3570  * No requirements.
3571  */
3572 void
3573 pmap_interlock_wait(struct vmspace *vm)
3574 {
3575         struct pmap *pmap = &vm->vm_pmap;
3576
3577         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3578                 crit_enter();
3579                 DEBUG_PUSH_INFO("pmap_interlock_wait");
3580                 while (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3581                         cpu_ccfence();
3582                         lwkt_process_ipiq();
3583                 }
3584                 DEBUG_POP_INFO();
3585                 crit_exit();
3586         }
3587 }
3588
3589 #endif
3590
3591 /*
3592  * Return a page-directory alignment hint for device mappings which will
3593  * allow the use of super-pages for the mapping.
3594  *
3595  * No requirements.
3596  */
3597 vm_offset_t
3598 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3599 {
3600
3601         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3602                 return addr;
3603         }
3604
3605         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3606         return addr;
3607 }
3608
3609 /*
3610  * Return whether the PGE flag is supported globally.
3611  *
3612  * No requirements.
3613  */
3614 int
3615 pmap_get_pgeflag(void)
3616 {
3617         return pgeflag;
3618 }
3619
3620 /*
3621  * Used by kmalloc/kfree, page already exists at va
3622  */
3623 vm_page_t
3624 pmap_kvtom(vm_offset_t va)
3625 {
3626         return(PHYS_TO_VM_PAGE(*vtopte(va) & PG_FRAME));
3627 }