kernel - Adjust tlb invalidation in the x86-64 pmap code
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / pmap.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1994 David Greenman
5  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
6  * Copyright (c) 2005-2008 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
7  * Copyright (c) 2008, 2009 The DragonFly Project.
8  * Copyright (c) 2008, 2009 Jordan Gordeev.
9  * Copyright (c) 2011 Matthew Dillon
10  * All rights reserved.
11  *
12  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
13  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
14  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
15  *
16  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
17  * modification, are permitted provided that the following conditions
18  * are met:
19  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
20  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
21  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
23  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
24  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
25  *    must display the following acknowledgement:
26  *      This product includes software developed by the University of
27  *      California, Berkeley and its contributors.
28  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
29  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
30  *    without specific prior written permission.
31  *
32  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
33  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
34  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
35  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
36  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
37  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
38  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
39  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
40  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
41  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
42  * SUCH DAMAGE.
43  */
44 /*
45  * Manage physical address maps for x86-64 systems.
46  */
47
48 #if JG
49 #include "opt_disable_pse.h"
50 #include "opt_pmap.h"
51 #endif
52 #include "opt_msgbuf.h"
53
54 #include <sys/param.h>
55 #include <sys/systm.h>
56 #include <sys/kernel.h>
57 #include <sys/proc.h>
58 #include <sys/msgbuf.h>
59 #include <sys/vmmeter.h>
60 #include <sys/mman.h>
61
62 #include <vm/vm.h>
63 #include <vm/vm_param.h>
64 #include <sys/sysctl.h>
65 #include <sys/lock.h>
66 #include <vm/vm_kern.h>
67 #include <vm/vm_page.h>
68 #include <vm/vm_map.h>
69 #include <vm/vm_object.h>
70 #include <vm/vm_extern.h>
71 #include <vm/vm_pageout.h>
72 #include <vm/vm_pager.h>
73 #include <vm/vm_zone.h>
74
75 #include <sys/user.h>
76 #include <sys/thread2.h>
77 #include <sys/sysref2.h>
78 #include <sys/spinlock2.h>
79 #include <vm/vm_page2.h>
80
81 #include <machine/cputypes.h>
82 #include <machine/md_var.h>
83 #include <machine/specialreg.h>
84 #include <machine/smp.h>
85 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
86 #include <machine/globaldata.h>
87 #include <machine/pmap.h>
88 #include <machine/pmap_inval.h>
89 #include <machine/inttypes.h>
90
91 #include <ddb/ddb.h>
92
93 #define PMAP_KEEP_PDIRS
94 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
95 #define PMAP_SHPGPERPROC 2000
96 #endif
97
98 #if defined(DIAGNOSTIC)
99 #define PMAP_DIAGNOSTIC
100 #endif
101
102 #define MINPV 2048
103
104 /*
105  * pmap debugging will report who owns a pv lock when blocking.
106  */
107 #ifdef PMAP_DEBUG
108
109 #define PMAP_DEBUG_DECL         ,const char *func, int lineno
110 #define PMAP_DEBUG_ARGS         , __func__, __LINE__
111 #define PMAP_DEBUG_COPY         , func, lineno
112
113 #define pv_get(pmap, pindex)            _pv_get(pmap, pindex            \
114                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
115 #define pv_lock(pv)                     _pv_lock(pv                     \
116                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
117 #define pv_hold_try(pv)                 _pv_hold_try(pv                 \
118                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
119 #define pv_alloc(pmap, pindex, isnewp)  _pv_alloc(pmap, pindex, isnewp  \
120                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
121
122 #else
123
124 #define PMAP_DEBUG_DECL
125 #define PMAP_DEBUG_ARGS
126 #define PMAP_DEBUG_COPY
127
128 #define pv_get(pmap, pindex)            _pv_get(pmap, pindex)
129 #define pv_lock(pv)                     _pv_lock(pv)
130 #define pv_hold_try(pv)                 _pv_hold_try(pv)
131 #define pv_alloc(pmap, pindex, isnewp)  _pv_alloc(pmap, pindex, isnewp)
132
133 #endif
134
135 /*
136  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
137  */
138 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
139
140 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(pd_entry_t *)pte & PG_V) != 0)
141 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_W) != 0)
142 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_M) != 0)
143 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_A) != 0)
144 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_V) != 0)
145
146 /*
147  * Given a map and a machine independent protection code,
148  * convert to a vax protection code.
149  */
150 #define pte_prot(m, p)          \
151         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
152 static int protection_codes[8];
153
154 struct pmap kernel_pmap;
155 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
156
157 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
158 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
159 vm_offset_t virtual2_start;     /* cutout free area prior to kernel start */
160 vm_offset_t virtual2_end;
161 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
162 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
163 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
164 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
165 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
166 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
167 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
168 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
169
170 static int ndmpdp;
171 static vm_paddr_t dmaplimit;
172 static int nkpt;
173 vm_offset_t kernel_vm_end = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
174
175 static uint64_t KPTbase;
176 static uint64_t KPTphys;
177 static uint64_t KPDphys;        /* phys addr of kernel level 2 */
178 static uint64_t KPDbase;        /* phys addr of kernel level 2 @ KERNBASE */
179 uint64_t KPDPphys;      /* phys addr of kernel level 3 */
180 uint64_t KPML4phys;     /* phys addr of kernel level 4 */
181
182 static uint64_t DMPDphys;       /* phys addr of direct mapped level 2 */
183 static uint64_t DMPDPphys;      /* phys addr of direct mapped level 3 */
184
185 /*
186  * Data for the pv entry allocation mechanism
187  */
188 static vm_zone_t pvzone;
189 static struct vm_zone pvzone_store;
190 static struct vm_object pvzone_obj;
191 static int pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
192 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
193 static struct pv_entry *pvinit;
194
195 /*
196  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
197  */
198 pt_entry_t *CMAP1 = 0, *ptmmap;
199 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
200 static pt_entry_t *msgbufmap;
201 struct msgbuf *msgbufp=0;
202
203 /*
204  * Crashdump maps.
205  */
206 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
207 static caddr_t crashdumpmap;
208
209 static int pmap_yield_count = 64;
210 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, pmap_yield_count, CTLFLAG_RW,
211     &pmap_yield_count, 0, "Yield during init_pt/release");
212
213 #define DISABLE_PSE
214
215 static void pv_hold(pv_entry_t pv);
216 static int _pv_hold_try(pv_entry_t pv
217                                 PMAP_DEBUG_DECL);
218 static void pv_drop(pv_entry_t pv);
219 static void _pv_lock(pv_entry_t pv
220                                 PMAP_DEBUG_DECL);
221 static void pv_unlock(pv_entry_t pv);
222 static pv_entry_t _pv_alloc(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *isnew
223                                 PMAP_DEBUG_DECL);
224 static pv_entry_t _pv_get(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex
225                                 PMAP_DEBUG_DECL);
226 static pv_entry_t pv_get_try(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *errorp);
227 static pv_entry_t pv_find(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex);
228 static void pv_put(pv_entry_t pv);
229 static void pv_free(pv_entry_t pv);
230 static void *pv_pte_lookup(pv_entry_t pv, vm_pindex_t pindex);
231 static pv_entry_t pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex,
232                       pv_entry_t *pvpp);
233 static void pmap_remove_pv_pte(pv_entry_t pv, pv_entry_t pvp,
234                       struct pmap_inval_info *info);
235 static vm_page_t pmap_remove_pv_page(pv_entry_t pv);
236
237 static void pmap_remove_callback(pmap_t pmap, struct pmap_inval_info *info,
238                       pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, vm_offset_t va,
239                       pt_entry_t *ptep, void *arg __unused);
240 static void pmap_protect_callback(pmap_t pmap, struct pmap_inval_info *info,
241                       pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, vm_offset_t va,
242                       pt_entry_t *ptep, void *arg __unused);
243
244 static void i386_protection_init (void);
245 static void create_pagetables(vm_paddr_t *firstaddr);
246 static void pmap_remove_all (vm_page_t m);
247 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
248
249 static pt_entry_t * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
250 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
251
252 static unsigned pdir4mb;
253
254 static int
255 pv_entry_compare(pv_entry_t pv1, pv_entry_t pv2)
256 {
257         if (pv1->pv_pindex < pv2->pv_pindex)
258                 return(-1);
259         if (pv1->pv_pindex > pv2->pv_pindex)
260                 return(1);
261         return(0);
262 }
263
264 RB_GENERATE2(pv_entry_rb_tree, pv_entry, pv_entry,
265              pv_entry_compare, vm_pindex_t, pv_pindex);
266
267 /*
268  * Move the kernel virtual free pointer to the next
269  * 2MB.  This is used to help improve performance
270  * by using a large (2MB) page for much of the kernel
271  * (.text, .data, .bss)
272  */
273 static
274 vm_offset_t
275 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
276 {
277         vm_offset_t newaddr = addr;
278
279         newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
280         return newaddr;
281 }
282
283 /*
284  * pmap_pte_quick:
285  *
286  *      Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
287  *      This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
288  *      the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
289  *      to do an entire invltlb when checking a single mapping.
290  */
291 static __inline pt_entry_t *pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
292
293 static
294 pt_entry_t *
295 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
296 {
297         return pmap_pte(pmap, va);
298 }
299
300 /*
301  * Returns the pindex of a page table entry (representing a terminal page).
302  * There are NUPTE_TOTAL page table entries possible (a huge number)
303  *
304  * x86-64 has a 48-bit address space, where bit 47 is sign-extended out.
305  * We want to properly translate negative KVAs.
306  */
307 static __inline
308 vm_pindex_t
309 pmap_pte_pindex(vm_offset_t va)
310 {
311         return ((va >> PAGE_SHIFT) & (NUPTE_TOTAL - 1));
312 }
313
314 /*
315  * Returns the pindex of a page table.
316  */
317 static __inline
318 vm_pindex_t
319 pmap_pt_pindex(vm_offset_t va)
320 {
321         return (NUPTE_TOTAL + ((va >> PDRSHIFT) & (NUPT_TOTAL - 1)));
322 }
323
324 /*
325  * Returns the pindex of a page directory.
326  */
327 static __inline
328 vm_pindex_t
329 pmap_pd_pindex(vm_offset_t va)
330 {
331         return (NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL +
332                 ((va >> PDPSHIFT) & (NUPD_TOTAL - 1)));
333 }
334
335 static __inline
336 vm_pindex_t
337 pmap_pdp_pindex(vm_offset_t va)
338 {
339         return (NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL +
340                 ((va >> PML4SHIFT) & (NUPDP_TOTAL - 1)));
341 }
342
343 static __inline
344 vm_pindex_t
345 pmap_pml4_pindex(void)
346 {
347         return (NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL + NUPDP_TOTAL);
348 }
349
350 /*
351  * Return various clipped indexes for a given VA
352  *
353  * Returns the index of a pte in a page table, representing a terminal
354  * page.
355  */
356 static __inline
357 vm_pindex_t
358 pmap_pte_index(vm_offset_t va)
359 {
360         return ((va >> PAGE_SHIFT) & ((1ul << NPTEPGSHIFT) - 1));
361 }
362
363 /*
364  * Returns the index of a pt in a page directory, representing a page
365  * table.
366  */
367 static __inline
368 vm_pindex_t
369 pmap_pt_index(vm_offset_t va)
370 {
371         return ((va >> PDRSHIFT) & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1));
372 }
373
374 /*
375  * Returns the index of a pd in a page directory page, representing a page
376  * directory.
377  */
378 static __inline
379 vm_pindex_t
380 pmap_pd_index(vm_offset_t va)
381 {
382         return ((va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
383 }
384
385 /*
386  * Returns the index of a pdp in the pml4 table, representing a page
387  * directory page.
388  */
389 static __inline
390 vm_pindex_t
391 pmap_pdp_index(vm_offset_t va)
392 {
393         return ((va >> PML4SHIFT) & ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1));
394 }
395
396 /*
397  * Generic procedure to index a pte from a pt, pd, or pdp.
398  */
399 static
400 void *
401 pv_pte_lookup(pv_entry_t pv, vm_pindex_t pindex)
402 {
403         pt_entry_t *pte;
404
405         pte = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(pv->pv_m));
406         return(&pte[pindex]);
407 }
408
409 /*
410  * Return pointer to PDP slot in the PML4
411  */
412 static __inline
413 pml4_entry_t *
414 pmap_pdp(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
415 {
416         return (&pmap->pm_pml4[pmap_pdp_index(va)]);
417 }
418
419 /*
420  * Return pointer to PD slot in the PDP given a pointer to the PDP
421  */
422 static __inline
423 pdp_entry_t *
424 pmap_pdp_to_pd(pml4_entry_t *pdp, vm_offset_t va)
425 {
426         pdp_entry_t *pd;
427
428         pd = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pdp & PG_FRAME);
429         return (&pd[pmap_pd_index(va)]);
430 }
431
432 /*
433  * Return pointer to PD slot in the PDP
434  **/
435 static __inline
436 pdp_entry_t *
437 pmap_pd(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
438 {
439         pml4_entry_t *pdp;
440
441         pdp = pmap_pdp(pmap, va);
442         if ((*pdp & PG_V) == 0)
443                 return NULL;
444         return (pmap_pdp_to_pd(pdp, va));
445 }
446
447 /*
448  * Return pointer to PT slot in the PD given a pointer to the PD
449  */
450 static __inline
451 pd_entry_t *
452 pmap_pd_to_pt(pdp_entry_t *pd, vm_offset_t va)
453 {
454         pd_entry_t *pt;
455
456         pt = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pd & PG_FRAME);
457         return (&pt[pmap_pt_index(va)]);
458 }
459
460 /*
461  * Return pointer to PT slot in the PD
462  */
463 static __inline
464 pd_entry_t *
465 pmap_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
466 {
467         pdp_entry_t *pd;
468
469         pd = pmap_pd(pmap, va);
470         if (pd == NULL || (*pd & PG_V) == 0)
471                  return NULL;
472         return (pmap_pd_to_pt(pd, va));
473 }
474
475 /*
476  * Return pointer to PTE slot in the PT given a pointer to the PT
477  */
478 static __inline
479 pt_entry_t *
480 pmap_pt_to_pte(pd_entry_t *pt, vm_offset_t va)
481 {
482         pt_entry_t *pte;
483
484         pte = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pt & PG_FRAME);
485         return (&pte[pmap_pte_index(va)]);
486 }
487
488 /*
489  * Return pointer to PTE slot in the PT
490  */
491 static __inline
492 pt_entry_t *
493 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
494 {
495         pd_entry_t *pt;
496
497         pt = pmap_pt(pmap, va);
498         if (pt == NULL || (*pt & PG_V) == 0)
499                  return NULL;
500         if ((*pt & PG_PS) != 0)
501                 return ((pt_entry_t *)pt);
502         return (pmap_pt_to_pte(pt, va));
503 }
504
505 /*
506  * Of all the layers (PTE, PT, PD, PDP, PML4) the best one to cache is
507  * the PT layer.  This will speed up core pmap operations considerably.
508  */
509 static __inline
510 void
511 pv_cache(pv_entry_t pv, vm_pindex_t pindex)
512 {
513         if (pindex >= pmap_pt_pindex(0) && pindex <= pmap_pd_pindex(0))
514                 pv->pv_pmap->pm_pvhint = pv;
515 }
516
517
518 /*
519  * KVM - return address of PT slot in PD
520  */
521 static __inline
522 pd_entry_t *
523 vtopt(vm_offset_t va)
524 {
525         uint64_t mask = ((1ul << (NPDEPGSHIFT + NPDPEPGSHIFT +
526                                   NPML4EPGSHIFT)) - 1);
527
528         return (PDmap + ((va >> PDRSHIFT) & mask));
529 }
530
531 /*
532  * KVM - return address of PTE slot in PT
533  */
534 static __inline
535 pt_entry_t *
536 vtopte(vm_offset_t va)
537 {
538         uint64_t mask = ((1ul << (NPTEPGSHIFT + NPDEPGSHIFT +
539                                   NPDPEPGSHIFT + NPML4EPGSHIFT)) - 1);
540
541         return (PTmap + ((va >> PAGE_SHIFT) & mask));
542 }
543
544 static uint64_t
545 allocpages(vm_paddr_t *firstaddr, long n)
546 {
547         uint64_t ret;
548
549         ret = *firstaddr;
550         bzero((void *)ret, n * PAGE_SIZE);
551         *firstaddr += n * PAGE_SIZE;
552         return (ret);
553 }
554
555 static
556 void
557 create_pagetables(vm_paddr_t *firstaddr)
558 {
559         long i;         /* must be 64 bits */
560         long nkpt_base;
561         long nkpt_phys;
562         int j;
563
564         /*
565          * We are running (mostly) V=P at this point
566          *
567          * Calculate NKPT - number of kernel page tables.  We have to
568          * accomodoate prealloction of the vm_page_array, dump bitmap,
569          * MSGBUF_SIZE, and other stuff.  Be generous.
570          *
571          * Maxmem is in pages.
572          *
573          * ndmpdp is the number of 1GB pages we wish to map.
574          */
575         ndmpdp = (ptoa(Maxmem) + NBPDP - 1) >> PDPSHIFT;
576         if (ndmpdp < 4)         /* Minimum 4GB of dirmap */
577                 ndmpdp = 4;
578         KKASSERT(ndmpdp <= NKPDPE * NPDEPG);
579
580         /*
581          * Starting at the beginning of kvm (not KERNBASE).
582          */
583         nkpt_phys = (Maxmem * sizeof(struct vm_page) + NBPDR - 1) / NBPDR;
584         nkpt_phys += (Maxmem * sizeof(struct pv_entry) + NBPDR - 1) / NBPDR;
585         nkpt_phys += ((nkpt + nkpt + 1 + NKPML4E + NKPDPE + NDMPML4E +
586                        ndmpdp) + 511) / 512;
587         nkpt_phys += 128;
588
589         /*
590          * Starting at KERNBASE - map 2G worth of page table pages.
591          * KERNBASE is offset -2G from the end of kvm.
592          */
593         nkpt_base = (NPDPEPG - KPDPI) * NPTEPG; /* typically 2 x 512 */
594
595         /*
596          * Allocate pages
597          */
598         KPTbase = allocpages(firstaddr, nkpt_base);
599         KPTphys = allocpages(firstaddr, nkpt_phys);
600         KPML4phys = allocpages(firstaddr, 1);
601         KPDPphys = allocpages(firstaddr, NKPML4E);
602         KPDphys = allocpages(firstaddr, NKPDPE);
603
604         /*
605          * Calculate the page directory base for KERNBASE,
606          * that is where we start populating the page table pages.
607          * Basically this is the end - 2.
608          */
609         KPDbase = KPDphys + ((NKPDPE - (NPDPEPG - KPDPI)) << PAGE_SHIFT);
610
611         DMPDPphys = allocpages(firstaddr, NDMPML4E);
612         if ((amd_feature & AMDID_PAGE1GB) == 0)
613                 DMPDphys = allocpages(firstaddr, ndmpdp);
614         dmaplimit = (vm_paddr_t)ndmpdp << PDPSHIFT;
615
616         /*
617          * Fill in the underlying page table pages for the area around
618          * KERNBASE.  This remaps low physical memory to KERNBASE.
619          *
620          * Read-only from zero to physfree
621          * XXX not fully used, underneath 2M pages
622          */
623         for (i = 0; (i << PAGE_SHIFT) < *firstaddr; i++) {
624                 ((pt_entry_t *)KPTbase)[i] = i << PAGE_SHIFT;
625                 ((pt_entry_t *)KPTbase)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_G;
626         }
627
628         /*
629          * Now map the initial kernel page tables.  One block of page
630          * tables is placed at the beginning of kernel virtual memory,
631          * and another block is placed at KERNBASE to map the kernel binary,
632          * data, bss, and initial pre-allocations.
633          */
634         for (i = 0; i < nkpt_base; i++) {
635                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] = KPTbase + (i << PAGE_SHIFT);
636                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] |= PG_RW | PG_V;
637         }
638         for (i = 0; i < nkpt_phys; i++) {
639                 ((pd_entry_t *)KPDphys)[i] = KPTphys + (i << PAGE_SHIFT);
640                 ((pd_entry_t *)KPDphys)[i] |= PG_RW | PG_V;
641         }
642
643         /*
644          * Map from zero to end of allocations using 2M pages as an
645          * optimization.  This will bypass some of the KPTBase pages
646          * above in the KERNBASE area.
647          */
648         for (i = 0; (i << PDRSHIFT) < *firstaddr; i++) {
649                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] = i << PDRSHIFT;
650                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS | PG_G;
651         }
652
653         /*
654          * And connect up the PD to the PDP.  The kernel pmap is expected
655          * to pre-populate all of its PDs.  See NKPDPE in vmparam.h.
656          */
657         for (i = 0; i < NKPDPE; i++) {
658                 ((pdp_entry_t *)KPDPphys)[NPDPEPG - NKPDPE + i] =
659                                 KPDphys + (i << PAGE_SHIFT);
660                 ((pdp_entry_t *)KPDPphys)[NPDPEPG - NKPDPE + i] |=
661                                 PG_RW | PG_V | PG_U;
662         }
663
664         /*
665          * Now set up the direct map space using either 2MB or 1GB pages
666          * Preset PG_M and PG_A because demotion expects it.
667          *
668          * When filling in entries in the PD pages make sure any excess
669          * entries are set to zero as we allocated enough PD pages
670          */
671         if ((amd_feature & AMDID_PAGE1GB) == 0) {
672                 for (i = 0; i < NPDEPG * ndmpdp; i++) {
673                         ((pd_entry_t *)DMPDphys)[i] = i << PDRSHIFT;
674                         ((pd_entry_t *)DMPDphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS |
675                                                        PG_G | PG_M | PG_A;
676                 }
677
678                 /*
679                  * And the direct map space's PDP
680                  */
681                 for (i = 0; i < ndmpdp; i++) {
682                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] = DMPDphys +
683                                                         (i << PAGE_SHIFT);
684                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
685                 }
686         } else {
687                 for (i = 0; i < ndmpdp; i++) {
688                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] =
689                                                 (vm_paddr_t)i << PDPSHIFT;
690                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS |
691                                                          PG_G | PG_M | PG_A;
692                 }
693         }
694
695         /* And recursively map PML4 to itself in order to get PTmap */
696         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[PML4PML4I] = KPML4phys;
697         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[PML4PML4I] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
698
699         /*
700          * Connect the Direct Map slots up to the PML4
701          */
702         for (j = 0; j < NDMPML4E; ++j) {
703                 ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[DMPML4I + j] =
704                         (DMPDPphys + ((vm_paddr_t)j << PML4SHIFT)) |
705                         PG_RW | PG_V | PG_U;
706         }
707
708         /*
709          * Connect the KVA slot up to the PML4
710          */
711         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[KPML4I] = KPDPphys;
712         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[KPML4I] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
713 }
714
715 /*
716  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
717  *
718  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
719  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
720  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
721  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
722  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
723  *      (physical) address starting relative to 0]
724  */
725 void
726 pmap_bootstrap(vm_paddr_t *firstaddr)
727 {
728         vm_offset_t va;
729         pt_entry_t *pte;
730         struct mdglobaldata *gd;
731         int pg;
732
733         KvaStart = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
734         KvaEnd = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
735         KvaSize = KvaEnd - KvaStart;
736
737         avail_start = *firstaddr;
738
739         /*
740          * Create an initial set of page tables to run the kernel in.
741          */
742         create_pagetables(firstaddr);
743
744         virtual2_start = KvaStart;
745         virtual2_end = PTOV_OFFSET;
746
747         virtual_start = (vm_offset_t) PTOV_OFFSET + *firstaddr;
748         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
749
750         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
751
752         /* XXX do %cr0 as well */
753         load_cr4(rcr4() | CR4_PGE | CR4_PSE);
754         load_cr3(KPML4phys);
755
756         /*
757          * Initialize protection array.
758          */
759         i386_protection_init();
760
761         /*
762          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
763          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
764          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
765          */
766         kernel_pmap.pm_pml4 = (pdp_entry_t *) (PTOV_OFFSET + KPML4phys);
767         kernel_pmap.pm_count = 1;
768         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
769         RB_INIT(&kernel_pmap.pm_pvroot);
770         spin_init(&kernel_pmap.pm_spin);
771         lwkt_token_init(&kernel_pmap.pm_token, "kpmap_tok");
772
773         /*
774          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
775          * mapping of pages.
776          */
777 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
778         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
779
780         va = virtual_start;
781         pte = vtopte(va);
782
783         /*
784          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
785          */
786         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
787
788         /*
789          * Crashdump maps.
790          */
791         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
792
793         /*
794          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
795          * /dev/mem.
796          */
797         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
798
799         /*
800          * msgbufp is used to map the system message buffer.
801          * XXX msgbufmap is not used.
802          */
803         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
804                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
805
806         virtual_start = va;
807
808         *CMAP1 = 0;
809
810         /*
811          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
812          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
813          * works under UP because self-referential page table mappings
814          */
815 #ifdef SMP
816         pgeflag = 0;
817 #else
818         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
819                 pgeflag = PG_G;
820 #endif
821         
822 /*
823  * Initialize the 4MB page size flag
824  */
825         pseflag = 0;
826 /*
827  * The 4MB page version of the initial
828  * kernel page mapping.
829  */
830         pdir4mb = 0;
831
832 #if !defined(DISABLE_PSE)
833         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
834                 pt_entry_t ptditmp;
835                 /*
836                  * Note that we have enabled PSE mode
837                  */
838                 pseflag = PG_PS;
839                 ptditmp = *(PTmap + x86_64_btop(KERNBASE));
840                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
841                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
842                 pdir4mb = ptditmp;
843
844 #ifndef SMP
845                 /*
846                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
847                  * now because the APs will not be able to use it when
848                  * they boot up.
849                  */
850                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
851
852                 /*
853                  * We can do the mapping here for the single processor
854                  * case.  We simply ignore the old page table page from
855                  * now on.
856                  */
857                 /*
858                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
859                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
860                  */
861                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
862                 cpu_invltlb();
863 #endif
864         }
865 #endif
866
867         /*
868          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
869          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
870          * portion.
871          */
872         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
873         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
874
875         cpu_invltlb();
876 }
877
878 #ifdef SMP
879 /*
880  * Set 4mb pdir for mp startup
881  */
882 void
883 pmap_set_opt(void)
884 {
885         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
886                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
887                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
888                         cpu_invltlb();
889                 }
890         }
891 }
892 #endif
893
894 /*
895  *      Initialize the pmap module.
896  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
897  *      system needs to map virtual memory.
898  *      pmap_init has been enhanced to support in a fairly consistant
899  *      way, discontiguous physical memory.
900  */
901 void
902 pmap_init(void)
903 {
904         int i;
905         int initial_pvs;
906
907         /*
908          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
909          * pv_head_table.
910          */
911
912         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
913                 vm_page_t m;
914
915                 m = &vm_page_array[i];
916                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
917         }
918
919         /*
920          * init the pv free list
921          */
922         initial_pvs = vm_page_array_size;
923         if (initial_pvs < MINPV)
924                 initial_pvs = MINPV;
925         pvzone = &pvzone_store;
926         pvinit = (void *)kmem_alloc(&kernel_map,
927                                     initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
928         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry),
929                   pvinit, initial_pvs);
930
931         /*
932          * Now it is safe to enable pv_table recording.
933          */
934         pmap_initialized = TRUE;
935 }
936
937 /*
938  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
939  * high water mark so that the system can recover from excessive
940  * numbers of pv entries.
941  */
942 void
943 pmap_init2(void)
944 {
945         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
946         int entry_max;
947
948         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
949         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
950         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
951         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
952
953         /*
954          * Subtract out pages already installed in the zone (hack)
955          */
956         entry_max = pv_entry_max - vm_page_array_size;
957         if (entry_max <= 0)
958                 entry_max = 1;
959
960         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
961 }
962
963
964 /***************************************************
965  * Low level helper routines.....
966  ***************************************************/
967
968 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
969
970 /*
971  * This code checks for non-writeable/modified pages.
972  * This should be an invalid condition.
973  */
974 static
975 int
976 pmap_nw_modified(pt_entry_t pte)
977 {
978         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
979                 return 1;
980         else
981                 return 0;
982 }
983 #endif
984
985
986 /*
987  * this routine defines the region(s) of memory that should
988  * not be tested for the modified bit.
989  */
990 static __inline
991 int
992 pmap_track_modified(vm_pindex_t pindex)
993 {
994         vm_offset_t va = (vm_offset_t)pindex << PAGE_SHIFT;
995         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
996                 return 1;
997         else
998                 return 0;
999 }
1000
1001 /*
1002  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
1003  * The page must be wired for this to work reliably.
1004  *
1005  * XXX for the moment we're using pv_find() instead of pv_get(), as
1006  *     callers might be expecting non-blocking operation.
1007  */
1008 vm_paddr_t 
1009 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1010 {
1011         vm_paddr_t rtval;
1012         pv_entry_t pt_pv;
1013         pt_entry_t *ptep;
1014
1015         rtval = 0;
1016         if (va >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1017                 /*
1018                  * Kernel page directories might be direct-mapped and
1019                  * there is typically no PV tracking of pte's
1020                  */
1021                 pd_entry_t *pt;
1022
1023                 pt = pmap_pt(pmap, va);
1024                 if (pt && (*pt & PG_V)) {
1025                         if (*pt & PG_PS) {
1026                                 rtval = *pt & PG_PS_FRAME;
1027                                 rtval |= va & PDRMASK;
1028                         } else {
1029                                 ptep = pmap_pt_to_pte(pt, va);
1030                                 if (*pt & PG_V) {
1031                                         rtval = *ptep & PG_FRAME;
1032                                         rtval |= va & PAGE_MASK;
1033                                 }
1034                         }
1035                 }
1036         } else {
1037                 /*
1038                  * User pages currently do not direct-map the page directory
1039                  * and some pages might not used managed PVs.  But all PT's
1040                  * will have a PV.
1041                  */
1042                 pt_pv = pv_find(pmap, pmap_pt_pindex(va));
1043                 if (pt_pv) {
1044                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(va));
1045                         if (*ptep & PG_V) {
1046                                 rtval = *ptep & PG_FRAME;
1047                                 rtval |= va & PAGE_MASK;
1048                         }
1049                         pv_drop(pt_pv);
1050                 }
1051         }
1052         return rtval;
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Extract the physical page address associated kernel virtual address.
1057  */
1058 vm_paddr_t
1059 pmap_kextract(vm_offset_t va)
1060 {
1061         pd_entry_t pt;          /* pt entry in pd */
1062         vm_paddr_t pa;
1063
1064         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
1065                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
1066         } else {
1067                 pt = *vtopt(va);
1068                 if (pt & PG_PS) {
1069                         pa = (pt & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
1070                 } else {
1071                         /*
1072                          * Beware of a concurrent promotion that changes the
1073                          * PDE at this point!  For example, vtopte() must not
1074                          * be used to access the PTE because it would use the
1075                          * new PDE.  It is, however, safe to use the old PDE
1076                          * because the page table page is preserved by the
1077                          * promotion.
1078                          */
1079                         pa = *pmap_pt_to_pte(&pt, va);
1080                         pa = (pa & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
1081                 }
1082         }
1083         return pa;
1084 }
1085
1086 /***************************************************
1087  * Low level mapping routines.....
1088  ***************************************************/
1089
1090 /*
1091  * Routine: pmap_kenter
1092  * Function:
1093  *      Add a wired page to the KVA
1094  *      NOTE! note that in order for the mapping to take effect -- you
1095  *      should do an invltlb after doing the pmap_kenter().
1096  */
1097 void 
1098 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1099 {
1100         pt_entry_t *pte;
1101         pt_entry_t npte;
1102         pmap_inval_info info;
1103
1104         pmap_inval_init(&info);                         /* XXX remove */
1105         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1106         pte = vtopte(va);
1107         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);  /* XXX remove */
1108         *pte = npte;
1109         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);    /* XXX remove */
1110         pmap_inval_done(&info);                         /* XXX remove */
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Routine: pmap_kenter_quick
1115  * Function:
1116  *      Similar to pmap_kenter(), except we only invalidate the
1117  *      mapping on the current CPU.
1118  */
1119 void
1120 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1121 {
1122         pt_entry_t *pte;
1123         pt_entry_t npte;
1124
1125         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1126         pte = vtopte(va);
1127         *pte = npte;
1128         cpu_invlpg((void *)va);
1129 }
1130
1131 void
1132 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
1133 {
1134         pmap_inval_info info;
1135
1136         pmap_inval_init(&info);
1137         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
1138         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
1139         pmap_inval_done(&info);
1140 }
1141
1142 void
1143 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
1144 {
1145         cpu_invlpg((void *)va);
1146 }
1147
1148 /*
1149  * remove a page from the kernel pagetables
1150  */
1151 void
1152 pmap_kremove(vm_offset_t va)
1153 {
1154         pt_entry_t *pte;
1155         pmap_inval_info info;
1156
1157         pmap_inval_init(&info);
1158         pte = vtopte(va);
1159         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
1160         (void)pte_load_clear(pte);
1161         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
1162         pmap_inval_done(&info);
1163 }
1164
1165 void
1166 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
1167 {
1168         pt_entry_t *pte;
1169         pte = vtopte(va);
1170         (void)pte_load_clear(pte);
1171         cpu_invlpg((void *)va);
1172 }
1173
1174 /*
1175  * XXX these need to be recoded.  They are not used in any critical path.
1176  */
1177 void
1178 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
1179 {
1180         atomic_set_long(vtopte(va), PG_RW);
1181         cpu_invlpg((void *)va);
1182 }
1183
1184 void
1185 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
1186 {
1187         atomic_set_long(vtopte(va), PG_N);
1188         cpu_invlpg((void *)va);
1189 }
1190
1191 /*
1192  * Used to map a range of physical addresses into kernel virtual
1193  * address space during the low level boot, typically to map the
1194  * dump bitmap, message buffer, and vm_page_array.
1195  *
1196  * These mappings are typically made at some pointer after the end of the
1197  * kernel text+data.
1198  *
1199  * We could return PHYS_TO_DMAP(start) here and not allocate any
1200  * via (*virtp), but then kmem from userland and kernel dumps won't
1201  * have access to the related pointers.
1202  */
1203 vm_offset_t
1204 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1205 {
1206         vm_offset_t va;
1207         vm_offset_t va_start;
1208
1209         /*return PHYS_TO_DMAP(start);*/
1210
1211         va_start = *virtp;
1212         va = va_start;
1213
1214         while (start < end) {
1215                 pmap_kenter_quick(va, start);
1216                 va += PAGE_SIZE;
1217                 start += PAGE_SIZE;
1218         }
1219         *virtp = va;
1220         return va_start;
1221 }
1222
1223
1224 /*
1225  * Add a list of wired pages to the kva
1226  * this routine is only used for temporary
1227  * kernel mappings that do not need to have
1228  * page modification or references recorded.
1229  * Note that old mappings are simply written
1230  * over.  The page *must* be wired.
1231  */
1232 void
1233 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
1234 {
1235         vm_offset_t end_va;
1236
1237         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
1238                 
1239         while (va < end_va) {
1240                 pt_entry_t *pte;
1241
1242                 pte = vtopte(va);
1243                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1244                 cpu_invlpg((void *)va);
1245                 va += PAGE_SIZE;
1246                 m++;
1247         }
1248         smp_invltlb();
1249 }
1250
1251 /*
1252  * This routine jerks page mappings from the
1253  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1254  *
1255  * MPSAFE, INTERRUPT SAFE (cluster callback)
1256  */
1257 void
1258 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
1259 {
1260         vm_offset_t end_va;
1261
1262         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
1263
1264         while (va < end_va) {
1265                 pt_entry_t *pte;
1266
1267                 pte = vtopte(va);
1268                 (void)pte_load_clear(pte);
1269                 cpu_invlpg((void *)va);
1270                 va += PAGE_SIZE;
1271         }
1272         smp_invltlb();
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
1277  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
1278  */
1279 void
1280 pmap_init_thread(thread_t td)
1281 {
1282         /* enforce pcb placement & alignment */
1283         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
1284         td->td_pcb = (struct pcb *)((intptr_t)td->td_pcb & ~(intptr_t)0xF);
1285         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
1286         td->td_sp = (char *)td->td_pcb; /* no -16 */
1287 }
1288
1289 /*
1290  * This routine directly affects the fork perf for a process.
1291  */
1292 void
1293 pmap_init_proc(struct proc *p)
1294 {
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1299  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1300  *
1301  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1302  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1303  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1304  */
1305 void
1306 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1307 {
1308         pmap->pm_pml4 = (pml4_entry_t *)(PTOV_OFFSET + KPML4phys);
1309         pmap->pm_count = 1;
1310         pmap->pm_active = 0;
1311         pmap->pm_pvhint = NULL;
1312         RB_INIT(&pmap->pm_pvroot);
1313         spin_init(&pmap->pm_spin);
1314         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1315         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1320  * such as one in a vmspace structure.
1321  */
1322 void
1323 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1324 {
1325         pv_entry_t pv;
1326         int j;
1327
1328         /*
1329          * Misc initialization
1330          */
1331         pmap->pm_count = 1;
1332         pmap->pm_active = 0;
1333         pmap->pm_pvhint = NULL;
1334         if (pmap->pm_pmlpv == NULL) {
1335                 RB_INIT(&pmap->pm_pvroot);
1336                 bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1337                 spin_init(&pmap->pm_spin);
1338                 lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1339         }
1340
1341         /*
1342          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1343          * page directory table.
1344          */
1345         if (pmap->pm_pml4 == NULL) {
1346                 pmap->pm_pml4 =
1347                     (pml4_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1348         }
1349
1350         /*
1351          * Allocate the page directory page, which wires it even though
1352          * it isn't being entered into some higher level page table (it
1353          * being the highest level).  If one is already cached we don't
1354          * have to do anything.
1355          */
1356         if ((pv = pmap->pm_pmlpv) == NULL) {
1357                 pv = pmap_allocpte(pmap, pmap_pml4_pindex(), NULL);
1358                 pmap->pm_pmlpv = pv;
1359                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pml4,
1360                             VM_PAGE_TO_PHYS(pv->pv_m));
1361                 pv_put(pv);
1362
1363                 /*
1364                  * Install DMAP and KMAP.
1365                  */
1366                 for (j = 0; j < NDMPML4E; ++j) {
1367                         pmap->pm_pml4[DMPML4I + j] =
1368                                 (DMPDPphys + ((vm_paddr_t)j << PML4SHIFT)) |
1369                                 PG_RW | PG_V | PG_U;
1370                 }
1371                 pmap->pm_pml4[KPML4I] = KPDPphys | PG_RW | PG_V | PG_U;
1372
1373                 /*
1374                  * install self-referential address mapping entry
1375                  */
1376                 pmap->pm_pml4[PML4PML4I] = VM_PAGE_TO_PHYS(pv->pv_m) |
1377                                            PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1378         } else {
1379                 KKASSERT(pv->pv_m->flags & PG_MAPPED);
1380                 KKASSERT(pv->pv_m->flags & PG_WRITEABLE);
1381         }
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1386  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1387  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1388  * of cleanup work to do here.
1389  */
1390 void
1391 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1392 {
1393         pv_entry_t pv;
1394         vm_page_t p;
1395
1396         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1397         if ((pv = pmap->pm_pmlpv) != NULL) {
1398                 if (pv_hold_try(pv) == 0)
1399                         pv_lock(pv);
1400                 p = pmap_remove_pv_page(pv);
1401                 pv_free(pv);
1402                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pml4);
1403                 vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pgpun");
1404                 KKASSERT(p->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED));
1405                 vm_page_unwire(p, 0);
1406                 vm_page_flag_clear(p, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1407
1408                 /*
1409                  * XXX eventually clean out PML4 static entries and
1410                  * use vm_page_free_zero()
1411                  */
1412                 vm_page_free(p);
1413                 pmap->pm_pmlpv = NULL;
1414         }
1415         if (pmap->pm_pml4) {
1416                 KKASSERT(pmap->pm_pml4 != (void *)(PTOV_OFFSET + KPML4phys));
1417                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pml4, PAGE_SIZE);
1418                 pmap->pm_pml4 = NULL;
1419         }
1420         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0);
1421         KKASSERT(pmap->pm_stats.wired_count == 0);
1422 }
1423
1424 /*
1425  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1426  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1427  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1428  * then copies the template.
1429  */
1430 void
1431 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1432 {
1433         /*
1434          * XXX copies current process, does not fill in MPPTDI
1435          */
1436         spin_lock(&pmap_spin);
1437         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1438         spin_unlock(&pmap_spin);
1439 }
1440
1441 /*
1442  * This routine is called when various levels in the page table need to
1443  * be populated.  This routine cannot fail.
1444  *
1445  * This function returns two locked pv_entry's, one representing the
1446  * requested pv and one representing the requested pv's parent pv.  If
1447  * the pv did not previously exist it will be mapped into its parent
1448  * and wired, otherwise no additional wire count will be added.
1449  */
1450 static
1451 pv_entry_t
1452 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex, pv_entry_t *pvpp)
1453 {
1454         pt_entry_t *ptep;
1455         pv_entry_t pv;
1456         pv_entry_t pvp;
1457         vm_pindex_t pt_pindex;
1458         vm_page_t m;
1459         int isnew;
1460
1461         /*
1462          * If the pv already exists and we aren't being asked for the
1463          * parent page table page we can just return it.  A locked+held pv
1464          * is returned.
1465          */
1466         pv = pv_alloc(pmap, ptepindex, &isnew);
1467         if (isnew == 0 && pvpp == NULL)
1468                 return(pv);
1469
1470         /*
1471          * This is a new PV, we have to resolve its parent page table and
1472          * add an additional wiring to the page if necessary.
1473          */
1474
1475         /*
1476          * Special case terminal PVs.  These are not page table pages so
1477          * no vm_page is allocated (the caller supplied the vm_page).  If
1478          * pvpp is non-NULL we are being asked to also removed the pt_pv
1479          * for this pv.
1480          *
1481          * Note that pt_pv's are only returned for user VAs. We assert that
1482          * a pt_pv is not being requested for kernel VAs.
1483          */
1484         if (ptepindex < pmap_pt_pindex(0)) {
1485                 if (ptepindex >= NUPTE_USER)
1486                         KKASSERT(pvpp == NULL);
1487                 else
1488                         KKASSERT(pvpp != NULL);
1489                 if (pvpp) {
1490                         pt_pindex = NUPTE_TOTAL + (ptepindex >> NPTEPGSHIFT);
1491                         pvp = pmap_allocpte(pmap, pt_pindex, NULL);
1492                         if (isnew)
1493                                 vm_page_wire_quick(pvp->pv_m);
1494                         *pvpp = pvp;
1495                 } else {
1496                         pvp = NULL;
1497                 }
1498                 return(pv);
1499         }
1500
1501         /*
1502          * Non-terminal PVs allocate a VM page to represent the page table,
1503          * so we have to resolve pvp and calculate ptepindex for the pvp
1504          * and then for the page table entry index in the pvp for
1505          * fall-through.
1506          */
1507         if (ptepindex < pmap_pd_pindex(0)) {
1508                 /*
1509                  * pv is PT, pvp is PD
1510                  */
1511                 ptepindex = (ptepindex - pmap_pt_pindex(0)) >> NPDEPGSHIFT;
1512                 ptepindex += NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL;
1513                 pvp = pmap_allocpte(pmap, ptepindex, NULL);
1514                 if (!isnew)
1515                         goto notnew;
1516
1517                 /*
1518                  * PT index in PD
1519                  */
1520                 ptepindex = pv->pv_pindex - pmap_pt_pindex(0);
1521                 ptepindex &= ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1);
1522         } else if (ptepindex < pmap_pdp_pindex(0)) {
1523                 /*
1524                  * pv is PD, pvp is PDP
1525                  */
1526                 ptepindex = (ptepindex - pmap_pd_pindex(0)) >> NPDPEPGSHIFT;
1527                 ptepindex += NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL;
1528                 pvp = pmap_allocpte(pmap, ptepindex, NULL);
1529                 if (!isnew)
1530                         goto notnew;
1531
1532                 /*
1533                  * PD index in PDP
1534                  */
1535                 ptepindex = pv->pv_pindex - pmap_pd_pindex(0);
1536                 ptepindex &= ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1);
1537         } else if (ptepindex < pmap_pml4_pindex()) {
1538                 /*
1539                  * pv is PDP, pvp is the root pml4 table
1540                  */
1541                 pvp = pmap_allocpte(pmap, pmap_pml4_pindex(), NULL);
1542                 if (!isnew)
1543                         goto notnew;
1544
1545                 /*
1546                  * PDP index in PML4
1547                  */
1548                 ptepindex = pv->pv_pindex - pmap_pdp_pindex(0);
1549                 ptepindex &= ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1);
1550         } else {
1551                 /*
1552                  * pv represents the top-level PML4, there is no parent.
1553                  */
1554                 pvp = NULL;
1555                 if (!isnew)
1556                         goto notnew;
1557         }
1558
1559         /*
1560          * This code is only reached if isnew is TRUE and this is not a
1561          * terminal PV.  We need to allocate a vm_page for the page table
1562          * at this level and enter it into the parent page table.
1563          *
1564          * page table pages are marked PG_WRITEABLE and PG_MAPPED.
1565          */
1566         for (;;) {
1567                 m = vm_page_alloc(NULL, pv->pv_pindex,
1568                                   VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM |
1569                                   VM_ALLOC_INTERRUPT);
1570                 if (m)
1571                         break;
1572                 vm_wait(0);
1573         }
1574         vm_page_spin_lock(m);
1575         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1576         pv->pv_m = m;
1577         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1578         vm_page_spin_unlock(m);
1579         vm_page_unmanage(m);    /* m must be spinunlocked */
1580
1581         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0) {
1582                 pmap_zero_page(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1583         }
1584 #ifdef PMAP_DEBUG
1585         else {
1586                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1587         }
1588 #endif
1589         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1590         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1591         vm_page_wire(m);        /* wire for mapping in parent */
1592
1593         /*
1594          * Wire the page into pvp, bump the wire-count for pvp's page table
1595          * page.  Bump the resident_count for the pmap.  There is no pvp
1596          * for the top level, address the pm_pml4[] array directly.
1597          *
1598          * If the caller wants the parent we return it, otherwise
1599          * we just put it away.
1600          *
1601          * No interlock is needed for pte 0 -> non-zero.
1602          */
1603         if (pvp) {
1604                 vm_page_wire_quick(pvp->pv_m);
1605                 ptep = pv_pte_lookup(pvp, ptepindex);
1606                 KKASSERT((*ptep & PG_V) == 0);
1607                 *ptep = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | (PG_U | PG_RW | PG_V |
1608                                               PG_A | PG_M);
1609         }
1610         vm_page_wakeup(m);
1611 notnew:
1612         if (pvpp)
1613                 *pvpp = pvp;
1614         else if (pvp)
1615                 pv_put(pvp);
1616         return (pv);
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Release any resources held by the given physical map.
1621  *
1622  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.  Should
1623  * only be called if the map contains no valid mappings.
1624  *
1625  * Caller must hold pmap->pm_token
1626  */
1627 struct pmap_release_info {
1628         pmap_t  pmap;
1629         int     retry;
1630 };
1631
1632 static int pmap_release_callback(pv_entry_t pv, void *data);
1633
1634 void
1635 pmap_release(struct pmap *pmap)
1636 {
1637         struct pmap_release_info info;
1638
1639         KASSERT(pmap->pm_active == 0,
1640                 ("pmap still active! %016jx", (uintmax_t)pmap->pm_active));
1641
1642         spin_lock(&pmap_spin);
1643         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1644         spin_unlock(&pmap_spin);
1645
1646         /*
1647          * Pull pv's off the RB tree in order from low to high and release
1648          * each page.
1649          */
1650         info.pmap = pmap;
1651         do {
1652                 info.retry = 0;
1653                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
1654                 RB_SCAN(pv_entry_rb_tree, &pmap->pm_pvroot, NULL,
1655                         pmap_release_callback, &info);
1656                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
1657         } while (info.retry);
1658
1659
1660         /*
1661          * One resident page (the pml4 page) should remain.
1662          * No wired pages should remain.
1663          */
1664         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 1);
1665         KKASSERT(pmap->pm_stats.wired_count == 0);
1666 }
1667
1668 static int
1669 pmap_release_callback(pv_entry_t pv, void *data)
1670 {
1671         struct pmap_release_info *info = data;
1672         pmap_t pmap = info->pmap;
1673         vm_page_t p;
1674
1675         if (pv_hold_try(pv)) {
1676                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
1677         } else {
1678                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
1679                 pv_lock(pv);
1680                 if (pv->pv_pmap != pmap) {
1681                         pv_put(pv);
1682                         spin_lock(&pmap->pm_spin);
1683                         info->retry = 1;
1684                         return(-1);
1685                 }
1686         }
1687
1688         /*
1689          * The pmap is currently not spinlocked, pv is held+locked.
1690          * Remove the pv's page from its parent's page table.  The
1691          * parent's page table page's wire_count will be decremented.
1692          */
1693         pmap_remove_pv_pte(pv, NULL, NULL);
1694
1695         /*
1696          * Terminal pvs are unhooked from their vm_pages.  Because
1697          * terminal pages aren't page table pages they aren't wired
1698          * by us, so we have to be sure not to unwire them either.
1699          */
1700         if (pv->pv_pindex < pmap_pt_pindex(0)) {
1701                 pmap_remove_pv_page(pv);
1702                 goto skip;
1703         }
1704
1705         /*
1706          * We leave the top-level page table page cached, wired, and
1707          * mapped in the pmap until the dtor function (pmap_puninit())
1708          * gets called.
1709          *
1710          * Since we are leaving the top-level pv intact we need
1711          * to break out of what would otherwise be an infinite loop.
1712          */
1713         if (pv->pv_pindex == pmap_pml4_pindex()) {
1714                 pv_put(pv);
1715                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
1716                 return(-1);
1717         }
1718
1719         /*
1720          * For page table pages (other than the top-level page),
1721          * remove and free the vm_page.  The representitive mapping
1722          * removed above by pmap_remove_pv_pte() did not undo the
1723          * last wire_count so we have to do that as well.
1724          */
1725         p = pmap_remove_pv_page(pv);
1726         vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pmaprl");
1727         if (p->wire_count != 1) {
1728                 kprintf("p->wire_count was %016lx %d\n",
1729                         pv->pv_pindex, p->wire_count);
1730         }
1731         KKASSERT(p->wire_count == 1);
1732         KKASSERT(p->flags & PG_UNMANAGED);
1733
1734         vm_page_unwire(p, 0);
1735         KKASSERT(p->wire_count == 0);
1736         /* JG eventually revert to using vm_page_free_zero() */
1737         vm_page_free(p);
1738 skip:
1739         pv_free(pv);
1740         spin_lock(&pmap->pm_spin);
1741         return(0);
1742 }
1743
1744 /*
1745  * This function will remove the pte associated with a pv from its parent.
1746  * Terminal pv's are supported.  The removal will be interlocked if info
1747  * is non-NULL.  The caller must dispose of pv instead of just unlocking
1748  * it.
1749  *
1750  * The wire count will be dropped on the parent page table.  The wire
1751  * count on the page being removed (pv->pv_m) from the parent page table
1752  * is NOT touched.  Note that terminal pages will not have any additional
1753  * wire counts while page table pages will have at least one representing
1754  * the mapping, plus others representing sub-mappings.
1755  *
1756  * NOTE: Cannot be called on kernel page table pages, only KVM terminal
1757  *       pages and user page table and terminal pages.
1758  *
1759  * The pv must be locked.
1760  *
1761  * XXX must lock parent pv's if they exist to remove pte XXX
1762  */
1763 static
1764 void
1765 pmap_remove_pv_pte(pv_entry_t pv, pv_entry_t pvp, struct pmap_inval_info *info)
1766 {
1767         vm_pindex_t ptepindex = pv->pv_pindex;
1768         pmap_t pmap = pv->pv_pmap;
1769         vm_page_t p;
1770         int gotpvp = 0;
1771
1772         KKASSERT(pmap);
1773
1774         if (ptepindex == pmap_pml4_pindex()) {
1775                 /*
1776                  * We are the top level pml4 table, there is no parent.
1777                  */
1778                 p = pmap->pm_pmlpv->pv_m;
1779         } else if (ptepindex >= pmap_pdp_pindex(0)) {
1780                 /*
1781                  * Remove a PDP page from the pml4e.  This can only occur
1782                  * with user page tables.  We do not have to lock the
1783                  * pml4 PV so just ignore pvp.
1784                  */
1785                 vm_pindex_t pml4_pindex;
1786                 vm_pindex_t pdp_index;
1787                 pml4_entry_t *pdp;
1788
1789                 pdp_index = ptepindex - pmap_pdp_pindex(0);
1790                 if (pvp == NULL) {
1791                         pml4_pindex = pmap_pml4_pindex();
1792                         pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pml4_pindex);
1793                         gotpvp = 1;
1794                 }
1795                 pdp = &pmap->pm_pml4[pdp_index & ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1)];
1796                 KKASSERT((*pdp & PG_V) != 0);
1797                 p = PHYS_TO_VM_PAGE(*pdp & PG_FRAME);
1798                 *pdp = 0;
1799                 KKASSERT(info == NULL);
1800         } else if (ptepindex >= pmap_pd_pindex(0)) {
1801                 /*
1802                  *  Remove a PD page from the pdp
1803                  */
1804                 vm_pindex_t pdp_pindex;
1805                 vm_pindex_t pd_index;
1806                 pdp_entry_t *pd;
1807
1808                 pd_index = ptepindex - pmap_pd_pindex(0);
1809
1810                 if (pvp == NULL) {
1811                         pdp_pindex = NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL +
1812                                      (pd_index >> NPML4EPGSHIFT);
1813                         pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pdp_pindex);
1814                         gotpvp = 1;
1815                 }
1816                 pd = pv_pte_lookup(pvp, pd_index & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
1817                 KKASSERT((*pd & PG_V) != 0);
1818                 p = PHYS_TO_VM_PAGE(*pd & PG_FRAME);
1819                 *pd = 0;
1820                 KKASSERT(info == NULL);
1821         } else if (ptepindex >= pmap_pt_pindex(0)) {
1822                 /*
1823                  *  Remove a PT page from the pd
1824                  */
1825                 vm_pindex_t pd_pindex;
1826                 vm_pindex_t pt_index;
1827                 pd_entry_t *pt;
1828
1829                 pt_index = ptepindex - pmap_pt_pindex(0);
1830
1831                 if (pvp == NULL) {
1832                         pd_pindex = NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL +
1833                                     (pt_index >> NPDPEPGSHIFT);
1834                         pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pd_pindex);
1835                         gotpvp = 1;
1836                 }
1837                 pt = pv_pte_lookup(pvp, pt_index & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
1838                 KKASSERT((*pt & PG_V) != 0);
1839                 p = PHYS_TO_VM_PAGE(*pt & PG_FRAME);
1840                 *pt = 0;
1841                 KKASSERT(info == NULL);
1842         } else {
1843                 /*
1844                  * Remove a PTE from the PT page
1845                  *
1846                  * NOTE: pv's must be locked bottom-up to avoid deadlocking.
1847                  *       pv is a pte_pv so we can safely lock pt_pv.
1848                  */
1849                 vm_pindex_t pt_pindex;
1850                 pt_entry_t *ptep;
1851                 pt_entry_t pte;
1852                 vm_offset_t va;
1853
1854                 pt_pindex = ptepindex >> NPTEPGSHIFT;
1855                 va = (vm_offset_t)ptepindex << PAGE_SHIFT;
1856
1857                 if (ptepindex >= NUPTE_USER) {
1858                         ptep = vtopte(ptepindex << PAGE_SHIFT);
1859                         KKASSERT(pvp == NULL);
1860                 } else {
1861                         if (pvp == NULL) {
1862                                 pt_pindex = NUPTE_TOTAL +
1863                                             (ptepindex >> NPDPEPGSHIFT);
1864                                 pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pt_pindex);
1865                                 gotpvp = 1;
1866                         }
1867                         ptep = pv_pte_lookup(pvp, ptepindex &
1868                                                   ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
1869                 }
1870
1871                 if (info)
1872                         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
1873                 pte = pte_load_clear(ptep);
1874                 if (info)
1875                         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1876                 else
1877                         cpu_invlpg((void *)va);
1878
1879                 /*
1880                  * Now update the vm_page_t
1881                  */
1882                 if ((pte & (PG_MANAGED|PG_V)) != (PG_MANAGED|PG_V)) {
1883                         kprintf("remove_pte badpte %016lx %016lx %d\n",
1884                                 pte, pv->pv_pindex,
1885                                 pv->pv_pindex < pmap_pt_pindex(0));
1886                 }
1887                 /*KKASSERT((pte & (PG_MANAGED|PG_V)) == (PG_MANAGED|PG_V));*/
1888                 p = PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME);
1889
1890                 if (pte & PG_M) {
1891                         if (pmap_track_modified(ptepindex))
1892                                 vm_page_dirty(p);
1893                 }
1894                 if (pte & PG_A) {
1895                         vm_page_flag_set(p, PG_REFERENCED);
1896                 }
1897                 if (pte & PG_W)
1898                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.wired_count, -1);
1899                 if (pte & PG_G)
1900                         cpu_invlpg((void *)va);
1901         }
1902
1903         /*
1904          * Unwire the parent page table page.  The wire_count cannot go below
1905          * 1 here because the parent page table page is itself still mapped.
1906          *
1907          * XXX remove the assertions later.
1908          */
1909         KKASSERT(pv->pv_m == p);
1910         if (pvp && vm_page_unwire_quick(pvp->pv_m))
1911                 panic("pmap_remove_pv_pte: Insufficient wire_count");
1912
1913         if (gotpvp)
1914                 pv_put(pvp);
1915 }
1916
1917 static
1918 vm_page_t
1919 pmap_remove_pv_page(pv_entry_t pv)
1920 {
1921         vm_page_t m;
1922
1923         m = pv->pv_m;
1924         KKASSERT(m);
1925         vm_page_spin_lock(m);
1926         pv->pv_m = NULL;
1927         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1928         /*
1929         if (m->object)
1930                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
1931         */
1932         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1933                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1934         vm_page_spin_unlock(m);
1935         return(m);
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1940  *
1941  * This routine is always called to validate any address space
1942  * beyond KERNBASE (for kldloads).  kernel_vm_end only governs the address
1943  * space below KERNBASE.
1944  */
1945 void
1946 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
1947 {
1948         vm_paddr_t paddr;
1949         vm_offset_t ptppaddr;
1950         vm_page_t nkpg;
1951         pd_entry_t *pt, newpt;
1952         pdp_entry_t newpd;
1953         int update_kernel_vm_end;
1954
1955         /*
1956          * bootstrap kernel_vm_end on first real VM use
1957          */
1958         if (kernel_vm_end == 0) {
1959                 kernel_vm_end = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
1960                 nkpt = 0;
1961                 while ((*pmap_pt(&kernel_pmap, kernel_vm_end) & PG_V) != 0) {
1962                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1963                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1964                         nkpt++;
1965                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
1966                                 kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
1967                                 break;                       
1968                         }
1969                 }
1970         }
1971
1972         /*
1973          * Fill in the gaps.  kernel_vm_end is only adjusted for ranges
1974          * below KERNBASE.  Ranges above KERNBASE are kldloaded and we
1975          * do not want to force-fill 128G worth of page tables.
1976          */
1977         if (kstart < KERNBASE) {
1978                 if (kstart > kernel_vm_end)
1979                         kstart = kernel_vm_end;
1980                 KKASSERT(kend <= KERNBASE);
1981                 update_kernel_vm_end = 1;
1982         } else {
1983                 update_kernel_vm_end = 0;
1984         }
1985
1986         kstart = rounddown2(kstart, PAGE_SIZE * NPTEPG);
1987         kend = roundup2(kend, PAGE_SIZE * NPTEPG);
1988
1989         if (kend - 1 >= kernel_map.max_offset)
1990                 kend = kernel_map.max_offset;
1991
1992         while (kstart < kend) {
1993                 pt = pmap_pt(&kernel_pmap, kstart);
1994                 if (pt == NULL) {
1995                         /* We need a new PDP entry */
1996                         nkpg = vm_page_alloc(NULL, nkpt,
1997                                              VM_ALLOC_NORMAL |
1998                                              VM_ALLOC_SYSTEM |
1999                                              VM_ALLOC_INTERRUPT);
2000                         if (nkpg == NULL) {
2001                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow "
2002                                       "kernel");
2003                         }
2004                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
2005                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
2006                                 pmap_zero_page(paddr);
2007                         vm_page_flag_clear(nkpg, PG_ZERO);
2008                         newpd = (pdp_entry_t)
2009                                 (paddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
2010                         *pmap_pd(&kernel_pmap, kstart) = newpd;
2011                         nkpt++;
2012                         continue; /* try again */
2013                 }
2014                 if ((*pt & PG_V) != 0) {
2015                         kstart = (kstart + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
2016                                  ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
2017                         if (kstart - 1 >= kernel_map.max_offset) {
2018                                 kstart = kernel_map.max_offset;
2019                                 break;                       
2020                         }
2021                         continue;
2022                 }
2023
2024                 /*
2025                  * This index is bogus, but out of the way
2026                  */
2027                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, nkpt,
2028                                      VM_ALLOC_NORMAL |
2029                                      VM_ALLOC_SYSTEM |
2030                                      VM_ALLOC_INTERRUPT);
2031                 if (nkpg == NULL)
2032                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
2033
2034                 vm_page_wire(nkpg);
2035                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
2036                 pmap_zero_page(ptppaddr);
2037                 vm_page_flag_clear(nkpg, PG_ZERO);
2038                 newpt = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
2039                 *pmap_pt(&kernel_pmap, kstart) = newpt;
2040                 nkpt++;
2041
2042                 kstart = (kstart + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
2043                           ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
2044
2045                 if (kstart - 1 >= kernel_map.max_offset) {
2046                         kstart = kernel_map.max_offset;
2047                         break;                       
2048                 }
2049         }
2050
2051         /*
2052          * Only update kernel_vm_end for areas below KERNBASE.
2053          */
2054         if (update_kernel_vm_end && kernel_vm_end < kstart)
2055                 kernel_vm_end = kstart;
2056 }
2057
2058 /*
2059  *      Retire the given physical map from service.
2060  *      Should only be called if the map contains
2061  *      no valid mappings.
2062  */
2063 void
2064 pmap_destroy(pmap_t pmap)
2065 {
2066         int count;
2067
2068         if (pmap == NULL)
2069                 return;
2070
2071         lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
2072         count = --pmap->pm_count;
2073         if (count == 0) {
2074                 pmap_release(pmap);     /* eats pm_token */
2075                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
2076         }
2077         lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2078 }
2079
2080 /*
2081  *      Add a reference to the specified pmap.
2082  */
2083 void
2084 pmap_reference(pmap_t pmap)
2085 {
2086         if (pmap != NULL) {
2087                 lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
2088                 pmap->pm_count++;
2089                 lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2090         }
2091 }
2092
2093 /***************************************************
2094  * page management routines.
2095  ***************************************************/
2096
2097 /*
2098  * Hold a pv without locking it
2099  */
2100 static void
2101 pv_hold(pv_entry_t pv)
2102 {
2103         u_int count;
2104
2105         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, 0, 1))
2106                 return;
2107
2108         for (;;) {
2109                 count = pv->pv_hold;
2110                 cpu_ccfence();
2111                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count, count + 1))
2112                         return;
2113                 /* retry */
2114         }
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Hold a pv_entry, preventing its destruction.  TRUE is returned if the pv
2119  * was successfully locked, FALSE if it wasn't.  The caller must dispose of
2120  * the pv properly.
2121  *
2122  * Either the pmap->pm_spin or the related vm_page_spin (if traversing a
2123  * pv list via its page) must be held by the caller.
2124  */
2125 static int
2126 _pv_hold_try(pv_entry_t pv PMAP_DEBUG_DECL)
2127 {
2128         u_int count;
2129
2130         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, 0, PV_HOLD_LOCKED | 1)) {
2131 #ifdef PMAP_DEBUG
2132                 pv->pv_func = func;
2133                 pv->pv_line = lineno;
2134 #endif
2135                 return TRUE;
2136         }
2137
2138         for (;;) {
2139                 count = pv->pv_hold;
2140                 cpu_ccfence();
2141                 if ((count & PV_HOLD_LOCKED) == 0) {
2142                         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2143                                               (count + 1) | PV_HOLD_LOCKED)) {
2144 #ifdef PMAP_DEBUG
2145                                 pv->pv_func = func;
2146                                 pv->pv_line = lineno;
2147 #endif
2148                                 return TRUE;
2149                         }
2150                 } else {
2151                         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count, count + 1))
2152                                 return FALSE;
2153                 }
2154                 /* retry */
2155         }
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Drop a previously held pv_entry which could not be locked, allowing its
2160  * destruction.
2161  *
2162  * Must not be called with a spinlock held as we might zfree() the pv if it
2163  * is no longer associated with a pmap and this was the last hold count.
2164  */
2165 static void
2166 pv_drop(pv_entry_t pv)
2167 {
2168         u_int count;
2169
2170         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, 1, 0)) {
2171                 if (pv->pv_pmap == NULL)
2172                         zfree(pvzone, pv);
2173                 return;
2174         }
2175
2176         for (;;) {
2177                 count = pv->pv_hold;
2178                 cpu_ccfence();
2179                 KKASSERT((count & PV_HOLD_MASK) > 0);
2180                 KKASSERT((count & (PV_HOLD_LOCKED | PV_HOLD_MASK)) !=
2181                          (PV_HOLD_LOCKED | 1));
2182                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count, count - 1)) {
2183                         if (count == 1 && pv->pv_pmap == NULL)
2184                                 zfree(pvzone, pv);
2185                         return;
2186                 }
2187                 /* retry */
2188         }
2189 }
2190
2191 /*
2192  * Find or allocate the requested PV entry, returning a locked pv
2193  */
2194 static
2195 pv_entry_t
2196 _pv_alloc(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *isnew PMAP_DEBUG_DECL)
2197 {
2198         pv_entry_t pv;
2199         pv_entry_t pnew = NULL;
2200
2201         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2202         for (;;) {
2203                 if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex) {
2204                         pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot,
2205                                                         pindex);
2206                 }
2207                 if (pv == NULL) {
2208                         if (pnew == NULL) {
2209                                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2210                                 pnew = zalloc(pvzone);
2211                                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2212                                 continue;
2213                         }
2214                         pnew->pv_pmap = pmap;
2215                         pnew->pv_pindex = pindex;
2216                         pnew->pv_hold = PV_HOLD_LOCKED | 1;
2217 #ifdef PMAP_DEBUG
2218                         pnew->pv_func = func;
2219                         pnew->pv_line = lineno;
2220 #endif
2221                         pv_entry_rb_tree_RB_INSERT(&pmap->pm_pvroot, pnew);
2222                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, 1);
2223                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2224                         *isnew = 1;
2225                         return(pnew);
2226                 }
2227                 if (pnew) {
2228                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2229                         zfree(pvzone, pnew);
2230                         pnew = NULL;
2231                         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2232                         continue;
2233                 }
2234                 if (_pv_hold_try(pv PMAP_DEBUG_COPY)) {
2235                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2236                         *isnew = 0;
2237                         return(pv);
2238                 }
2239                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2240                 _pv_lock(pv PMAP_DEBUG_COPY);
2241                 if (pv->pv_pmap == pmap && pv->pv_pindex == pindex) {
2242                         *isnew = 0;
2243                         return(pv);
2244                 }
2245                 pv_put(pv);
2246                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2247         }
2248
2249
2250 }
2251
2252 /*
2253  * Find the requested PV entry, returning a locked+held pv or NULL
2254  */
2255 static
2256 pv_entry_t
2257 _pv_get(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex PMAP_DEBUG_DECL)
2258 {
2259         pv_entry_t pv;
2260
2261         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2262         for (;;) {
2263                 /*
2264                  * Shortcut cache
2265                  */
2266                 if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex) {
2267                         pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot,
2268                                                         pindex);
2269                 }
2270                 if (pv == NULL) {
2271                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2272                         return NULL;
2273                 }
2274                 if (_pv_hold_try(pv PMAP_DEBUG_COPY)) {
2275                         pv_cache(pv, pindex);
2276                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2277                         return(pv);
2278                 }
2279                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2280                 _pv_lock(pv PMAP_DEBUG_COPY);
2281                 if (pv->pv_pmap == pmap && pv->pv_pindex == pindex)
2282                         return(pv);
2283                 pv_put(pv);
2284                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2285         }
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Lookup, hold, and attempt to lock (pmap,pindex).
2290  *
2291  * If the entry does not exist NULL is returned and *errorp is set to 0
2292  *
2293  * If the entry exists and could be successfully locked it is returned and
2294  * errorp is set to 0.
2295  *
2296  * If the entry exists but could NOT be successfully locked it is returned
2297  * held and *errorp is set to 1.
2298  */
2299 static
2300 pv_entry_t
2301 pv_get_try(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *errorp)
2302 {
2303         pv_entry_t pv;
2304
2305         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2306         if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex)
2307                 pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot, pindex);
2308         if (pv == NULL) {
2309                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2310                 *errorp = 0;
2311                 return NULL;
2312         }
2313         if (pv_hold_try(pv)) {
2314                 pv_cache(pv, pindex);
2315                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2316                 *errorp = 0;
2317                 return(pv);     /* lock succeeded */
2318         }
2319         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2320         *errorp = 1;
2321         return (pv);            /* lock failed */
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Find the requested PV entry, returning a held pv or NULL
2326  */
2327 static
2328 pv_entry_t
2329 pv_find(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex)
2330 {
2331         pv_entry_t pv;
2332
2333         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2334
2335         if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex)
2336                 pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot, pindex);
2337         if (pv == NULL) {
2338                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2339                 return NULL;
2340         }
2341         pv_hold(pv);
2342         pv_cache(pv, pindex);
2343         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2344         return(pv);
2345 }
2346
2347 /*
2348  * Lock a held pv, keeping the hold count
2349  */
2350 static
2351 void
2352 _pv_lock(pv_entry_t pv PMAP_DEBUG_DECL)
2353 {
2354         u_int count;
2355
2356         for (;;) {
2357                 count = pv->pv_hold;
2358                 cpu_ccfence();
2359                 if ((count & PV_HOLD_LOCKED) == 0) {
2360                         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2361                                               count | PV_HOLD_LOCKED)) {
2362 #ifdef PMAP_DEBUG
2363                                 pv->pv_func = func;
2364                                 pv->pv_line = lineno;
2365 #endif
2366                                 return;
2367                         }
2368                         continue;
2369                 }
2370                 tsleep_interlock(pv, 0);
2371                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2372                                       count | PV_HOLD_WAITING)) {
2373 #ifdef PMAP_DEBUG
2374                         kprintf("pv waiting on %s:%d\n",
2375                                         pv->pv_func, pv->pv_line);
2376 #endif
2377                         tsleep(pv, PINTERLOCKED, "pvwait", hz);
2378                 }
2379                 /* retry */
2380         }
2381 }
2382
2383 /*
2384  * Unlock a held and locked pv, keeping the hold count.
2385  */
2386 static
2387 void
2388 pv_unlock(pv_entry_t pv)
2389 {
2390         u_int count;
2391
2392         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, PV_HOLD_LOCKED | 1, 1))
2393                 return;
2394
2395         for (;;) {
2396                 count = pv->pv_hold;
2397                 cpu_ccfence();
2398                 KKASSERT((count & (PV_HOLD_LOCKED|PV_HOLD_MASK)) >=
2399                          (PV_HOLD_LOCKED | 1));
2400                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2401                                       count &
2402                                       ~(PV_HOLD_LOCKED | PV_HOLD_WAITING))) {
2403                         if (count & PV_HOLD_WAITING)
2404                                 wakeup(pv);
2405                         break;
2406                 }
2407         }
2408 }
2409
2410 /*
2411  * Unlock and drop a pv.  If the pv is no longer associated with a pmap
2412  * and the hold count drops to zero we will free it.
2413  *
2414  * Caller should not hold any spin locks.  We are protected from hold races
2415  * by virtue of holds only occuring only with a pmap_spin or vm_page_spin
2416  * lock held.  A pv cannot be located otherwise.
2417  */
2418 static
2419 void
2420 pv_put(pv_entry_t pv)
2421 {
2422         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, PV_HOLD_LOCKED | 1, 0)) {
2423                 if (pv->pv_pmap == NULL)
2424                         zfree(pvzone, pv);
2425                 return;
2426         }
2427         pv_unlock(pv);
2428         pv_drop(pv);
2429 }
2430
2431 /*
2432  * Unlock, drop, and free a pv, destroying it.  The pv is removed from its
2433  * pmap.  Any pte operations must have already been completed.
2434  */
2435 static
2436 void
2437 pv_free(pv_entry_t pv)
2438 {
2439         pmap_t pmap;
2440
2441         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
2442         if ((pmap = pv->pv_pmap) != NULL) {
2443                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2444                 pv_entry_rb_tree_RB_REMOVE(&pmap->pm_pvroot, pv);
2445                 if (pmap->pm_pvhint == pv)
2446                         pmap->pm_pvhint = NULL;
2447                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
2448                 pv->pv_pmap = NULL;
2449                 pv->pv_pindex = 0;
2450                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2451         }
2452         pv_put(pv);
2453 }
2454
2455 /*
2456  * This routine is very drastic, but can save the system
2457  * in a pinch.
2458  */
2459 void
2460 pmap_collect(void)
2461 {
2462         int i;
2463         vm_page_t m;
2464         static int warningdone=0;
2465
2466         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
2467                 return;
2468         pmap_pagedaemon_waken = 0;
2469         if (warningdone < 5) {
2470                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- "
2471                         "suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
2472                 warningdone++;
2473         }
2474
2475         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
2476                 m = &vm_page_array[i];
2477                 if (m->wire_count || m->hold_count)
2478                         continue;
2479                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE) == 0) {
2480                         if (m->wire_count == 0 && m->hold_count == 0) {
2481                                 pmap_remove_all(m);
2482                         }
2483                         vm_page_wakeup(m);
2484                 }
2485         }
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Scan the pmap for active page table entries and issue a callback.
2490  * The callback must dispose of pte_pv.
2491  *
2492  * NOTE: Unmanaged page table entries will not have a pte_pv
2493  *
2494  * NOTE: Kernel page table entries will not have a pt_pv.  That is, wiring
2495  *       counts are not tracked in kernel page table pages.
2496  *
2497  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page size.
2498  */
2499 static void
2500 pmap_scan(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva,
2501           void (*func)(pmap_t, struct pmap_inval_info *,
2502                        pv_entry_t, pv_entry_t, vm_offset_t,
2503                        pt_entry_t *, void *),
2504           void *arg)
2505 {
2506         pv_entry_t pdp_pv;      /* A page directory page PV */
2507         pv_entry_t pd_pv;       /* A page directory PV */
2508         pv_entry_t pt_pv;       /* A page table PV */
2509         pv_entry_t pte_pv;      /* A page table entry PV */
2510         pt_entry_t *ptep;
2511         vm_offset_t va_next;
2512         struct pmap_inval_info info;
2513         int error;
2514
2515         if (pmap == NULL)
2516                 return;
2517
2518         /*
2519          * Hold the token for stability; if the pmap is empty we have nothing
2520          * to do.
2521          */
2522         lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
2523 #if 0
2524         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
2525                 lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2526                 return;
2527         }
2528 #endif
2529
2530         pmap_inval_init(&info);
2531
2532         /*
2533          * Special handling for removing one page, which is a very common
2534          * operation (it is?).
2535          * NOTE: Locks must be ordered bottom-up. pte,pt,pd,pdp,pml4
2536          */
2537         if (sva + PAGE_SIZE == eva) {
2538                 if (sva >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2539                         /*
2540                          * Kernel mappings do not track wire counts on
2541                          * page table pages.
2542                          */
2543                         pt_pv = NULL;
2544                         pte_pv = pv_get(pmap, pmap_pte_pindex(sva));
2545                         ptep = vtopte(sva);
2546                 } else {
2547                         /*
2548                          * User mappings may or may not have a pte_pv but
2549                          * will always have a pt_pv if the page is present.
2550                          */
2551                         pte_pv = pv_get(pmap, pmap_pte_pindex(sva));
2552                         pt_pv = pv_get(pmap, pmap_pt_pindex(sva));
2553                         if (pt_pv == NULL) {
2554                                 KKASSERT(pte_pv == NULL);
2555                                 goto fast_skip;
2556                         }
2557                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(sva));
2558                 }
2559                 if (*ptep == 0) {
2560                         /*
2561                          * Unlike the pv_find() case below we actually
2562                          * acquired a locked pv in this case so any
2563                          * race should have been resolved.  It is expected
2564                          * to not exist.
2565                          */
2566                         KKASSERT(pte_pv == NULL);
2567                 } else if (pte_pv) {
2568                         KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) == (PG_MANAGED|
2569                                                                 PG_V),
2570                                 ("bad *ptep %016lx sva %016lx pte_pv %p",
2571                                 *ptep, sva, pte_pv));
2572                         func(pmap, &info, pte_pv, pt_pv, sva, ptep, arg);
2573                 } else {
2574                         KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) == PG_V,
2575                                 ("bad *ptep %016lx sva %016lx pte_pv NULL",
2576                                 *ptep, sva));
2577                         func(pmap, &info, pte_pv, pt_pv, sva, ptep, arg);
2578                 }
2579                 if (pt_pv)
2580                         pv_put(pt_pv);
2581 fast_skip:
2582                 pmap_inval_done(&info);
2583                 lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2584                 return;
2585         }
2586
2587         /*
2588          * NOTE: kernel mappings do not track page table pages, only
2589          *       terminal pages.
2590          *
2591          * NOTE: Locks must be ordered bottom-up. pte,pt,pd,pdp,pml4.
2592          *       However, for the scan to be efficient we try to
2593          *       cache items top-down.
2594          */
2595         pdp_pv = NULL;
2596         pd_pv = NULL;
2597         pt_pv = NULL;
2598
2599         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2600                 lwkt_yield();
2601                 if (sva >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2602                         if (pt_pv) {
2603                                 pv_put(pt_pv);
2604                                 pt_pv = NULL;
2605                         }
2606                         goto kernel_skip;
2607                 }
2608
2609                 /*
2610                  * PDP cache
2611                  */
2612                 if (pdp_pv == NULL) {
2613                         pdp_pv = pv_get(pmap, pmap_pdp_pindex(sva));
2614                 } else if (pdp_pv->pv_pindex != pmap_pdp_pindex(sva)) {
2615                         pv_put(pdp_pv);
2616                         pdp_pv = pv_get(pmap, pmap_pdp_pindex(sva));
2617                 }
2618                 if (pdp_pv == NULL) {
2619                         va_next = (sva + NBPML4) & ~PML4MASK;
2620                         if (va_next < sva)
2621                                 va_next = eva;
2622                         continue;
2623                 }
2624
2625                 /*
2626                  * PD cache
2627                  */
2628                 if (pd_pv == NULL) {
2629                         if (pdp_pv) {
2630                                 pv_put(pdp_pv);
2631                                 pdp_pv = NULL;
2632                         }
2633                         pd_pv = pv_get(pmap, pmap_pd_pindex(sva));
2634                 } else if (pd_pv->pv_pindex != pmap_pd_pindex(sva)) {
2635                         pv_put(pd_pv);
2636                         if (pdp_pv) {
2637                                 pv_put(pdp_pv);
2638                                 pdp_pv = NULL;
2639                         }
2640                         pd_pv = pv_get(pmap, pmap_pd_pindex(sva));
2641                 }
2642                 if (pd_pv == NULL) {
2643                         va_next = (sva + NBPDP) & ~PDPMASK;
2644                         if (va_next < sva)
2645                                 va_next = eva;
2646                         continue;
2647                 }
2648
2649                 /*
2650                  * PT cache
2651                  */
2652                 if (pt_pv == NULL) {
2653                         if (pdp_pv) {
2654                                 pv_put(pdp_pv);
2655                                 pdp_pv = NULL;
2656                         }
2657                         if (pd_pv) {
2658                                 pv_put(pd_pv);
2659                                 pd_pv = NULL;
2660                         }
2661                         pt_pv = pv_get(pmap, pmap_pt_pindex(sva));
2662                 } else if (pt_pv->pv_pindex != pmap_pt_pindex(sva)) {
2663                         if (pdp_pv) {
2664                                 pv_put(pdp_pv);
2665                                 pdp_pv = NULL;
2666                         }
2667                         if (pd_pv) {
2668                                 pv_put(pd_pv);
2669                                 pd_pv = NULL;
2670                         }
2671                         pv_put(pt_pv);
2672                         pt_pv = pv_get(pmap, pmap_pt_pindex(sva));
2673                 }
2674
2675                 /*
2676                  * We will scan or skip a page table page so adjust va_next
2677                  * either way.
2678                  */
2679                 if (pt_pv == NULL) {
2680                         va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2681                         if (va_next < sva)
2682                                 va_next = eva;
2683                         continue;
2684                 }
2685
2686                 /*
2687                  * From this point in the loop testing pt_pv for non-NULL
2688                  * means we are in UVM, else if it is NULL we are in KVM.
2689                  */
2690 kernel_skip:
2691                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2692                 if (va_next < sva)
2693                         va_next = eva;
2694
2695                 /*
2696                  * Limit our scan to either the end of the va represented
2697                  * by the current page table page, or to the end of the
2698                  * range being removed.
2699                  *
2700                  * Scan the page table for pages.  Some pages may not be
2701                  * managed (might not have a pv_entry).
2702                  *
2703                  * There is no page table management for kernel pages so
2704                  * pt_pv will be NULL in that case, but otherwise pt_pv
2705                  * is non-NULL, locked, and referenced.
2706                  */
2707                 if (va_next > eva)
2708                         va_next = eva;
2709
2710                 /*
2711                  * At this point a non-NULL pt_pv means a UVA, and a NULL
2712                  * pt_pv means a KVA.
2713                  */
2714                 if (pt_pv)
2715                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(sva));
2716                 else
2717                         ptep = vtopte(sva);
2718
2719                 while (sva < va_next) {
2720                         /*
2721                          * Acquire the related pte_pv, if any.  If *ptep == 0
2722                          * the related pte_pv should not exist, but if *ptep
2723                          * is not zero the pte_pv may or may not exist (e.g.
2724                          * will not exist for an unmanaged page).
2725                          *
2726                          * However a multitude of races are possible here.
2727                          *
2728                          * In addition, the (pt_pv, pte_pv) lock order is
2729                          * backwards, so we have to be careful in aquiring
2730                          * a properly locked pte_pv.
2731                          */
2732                         lwkt_yield();
2733                         if (pt_pv) {
2734                                 pte_pv = pv_get_try(pmap, pmap_pte_pindex(sva),
2735                                                     &error);
2736                                 if (error) {
2737                                         if (pdp_pv) {
2738                                                 pv_put(pdp_pv);
2739                                                 pdp_pv = NULL;
2740                                         }
2741                                         if (pd_pv) {
2742                                                 pv_put(pd_pv);
2743                                                 pd_pv = NULL;
2744                                         }
2745                                         pv_put(pt_pv);   /* must be non-NULL */
2746                                         pt_pv = NULL;
2747                                         pv_lock(pte_pv); /* safe to block now */
2748                                         pv_put(pte_pv);
2749                                         pte_pv = NULL;
2750                                         pt_pv = pv_get(pmap,
2751                                                        pmap_pt_pindex(sva));
2752                                         continue;
2753                                 }
2754                         } else {
2755                                 pte_pv = pv_get(pmap, pmap_pte_pindex(sva));
2756                         }
2757
2758                         /*
2759                          * Ok, if *ptep == 0 we had better NOT have a pte_pv.
2760                          */
2761                         if (*ptep == 0) {
2762                                 if (pte_pv) {
2763                                         kprintf("Unexpected non-NULL pte_pv "
2764                                                 "%p pt_pv %p *ptep = %016lx\n",
2765                                                 pte_pv, pt_pv, *ptep);
2766                                         panic("Unexpected non-NULL pte_pv");
2767                                 }
2768                                 sva += PAGE_SIZE;
2769                                 ++ptep;
2770                                 continue;
2771                         }
2772
2773                         /*
2774                          * Ready for the callback.  The locked pte_pv (if any)
2775                          * is consumed by the callback.  pte_pv will exist if
2776                          *  the page is managed, and will not exist if it
2777                          * isn't.
2778                          */
2779                         if (pte_pv) {
2780                                 KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) ==
2781                                          (PG_MANAGED|PG_V),
2782                                         ("bad *ptep %016lx sva %016lx "
2783                                          "pte_pv %p",
2784                                          *ptep, sva, pte_pv));
2785                                 func(pmap, &info, pte_pv, pt_pv, sva,
2786                                      ptep, arg);
2787                         } else {
2788                                 KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) ==
2789                                          PG_V,
2790                                         ("bad *ptep %016lx sva %016lx "
2791                                          "pte_pv NULL",
2792                                          *ptep, sva));
2793                                 func(pmap, &info, pte_pv, pt_pv, sva,
2794                                      ptep, arg);
2795                         }
2796                         pte_pv = NULL;
2797                         sva += PAGE_SIZE;
2798                         ++ptep;
2799                 }
2800         }
2801         if (pdp_pv) {
2802                 pv_put(pdp_pv);
2803                 pdp_pv = NULL;
2804         }
2805         if (pd_pv) {
2806                 pv_put(pd_pv);
2807                 pd_pv = NULL;
2808         }
2809         if (pt_pv) {
2810                 pv_put(pt_pv);
2811                 pt_pv = NULL;
2812         }
2813         pmap_inval_done(&info);
2814         lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2815 }
2816
2817 void
2818 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2819 {
2820         pmap_scan(pmap, sva, eva, pmap_remove_callback, NULL);
2821 }
2822
2823 static void
2824 pmap_remove_callback(pmap_t pmap, struct pmap_inval_info *info,
2825                      pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, vm_offset_t va,
2826                      pt_entry_t *ptep, void *arg __unused)
2827 {
2828         pt_entry_t pte;
2829
2830         if (pte_pv) {
2831                 /*
2832                  * This will also drop pt_pv's wire_count. Note that
2833                  * terminal pages are not wired based on mmu presence.
2834                  */
2835                 pmap_remove_pv_pte(pte_pv, pt_pv, info);
2836                 pmap_remove_pv_page(pte_pv);
2837                 pv_free(pte_pv);
2838         } else {
2839                 /*
2840                  * pt_pv's wire_count is still bumped by unmanaged pages
2841                  * so we must decrement it manually.
2842                  */
2843                 pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
2844                 pte = pte_load_clear(ptep);
2845                 pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
2846                 if (pte & PG_W)
2847                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.wired_count, -1);
2848                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
2849                 if (pt_pv && vm_page_unwire_quick(pt_pv->pv_m))
2850                         panic("pmap_remove: insufficient wirecount");
2851         }
2852 }
2853
2854 /*
2855  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
2856  * Reflects back modify bits to the pager.
2857  *
2858  * This routine may not be called from an interrupt.
2859  */
2860 static
2861 void
2862 pmap_remove_all(vm_page_t m)
2863 {
2864         struct pmap_inval_info info;
2865         pv_entry_t pv;
2866
2867         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2868                 return;
2869
2870         pmap_inval_init(&info);
2871         vm_page_spin_lock(m);
2872         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2873                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2874                 if (pv_hold_try(pv)) {
2875                         vm_page_spin_unlock(m);
2876                 } else {
2877                         vm_page_spin_unlock(m);
2878                         pv_lock(pv);
2879                         if (pv->pv_m != m) {
2880                                 pv_put(pv);
2881                                 vm_page_spin_lock(m);
2882                                 continue;
2883                         }
2884                 }
2885                 /*
2886                  * Holding no spinlocks, pv is locked.
2887                  */
2888                 pmap_remove_pv_pte(pv, NULL, &info);
2889                 pmap_remove_pv_page(pv);
2890                 pv_free(pv);
2891                 vm_page_spin_lock(m);
2892         }
2893         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
2894         vm_page_spin_unlock(m);
2895         pmap_inval_done(&info);
2896 }
2897
2898 /*
2899  * pmap_protect:
2900  *
2901  *      Set the physical protection on the specified range of this map
2902  *      as requested.
2903  *
2904  *      This function may not be called from an interrupt if the map is
2905  *      not the kernel_pmap.
2906  */
2907 void
2908 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2909 {
2910         /* JG review for NX */
2911
2912         if (pmap == NULL)
2913                 return;
2914         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2915                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2916                 return;
2917         }
2918         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2919                 return;
2920         pmap_scan(pmap, sva, eva, pmap_protect_callback, &prot);
2921 }
2922
2923 static
2924 void
2925 pmap_protect_callback(pmap_t pmap, struct pmap_inval_info *info,
2926                       pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, vm_offset_t va,
2927                       pt_entry_t *ptep, void *arg __unused)
2928 {
2929         pt_entry_t pbits;
2930         pt_entry_t cbits;
2931         vm_page_t m;
2932
2933         /*
2934          * XXX non-optimal.
2935          */
2936         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
2937 again:
2938         pbits = *ptep;
2939         cbits = pbits;
2940         if (pte_pv) {
2941                 m = NULL;
2942                 if (pbits & PG_A) {
2943                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & PG_FRAME);
2944                         KKASSERT(m == pte_pv->pv_m);
2945                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2946                         cbits &= ~PG_A;
2947                 }
2948                 if (pbits & PG_M) {
2949                         if (pmap_track_modified(pte_pv->pv_pindex)) {
2950                                 if (m == NULL)
2951                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & PG_FRAME);
2952                                 vm_page_dirty(m);
2953                                 cbits &= ~PG_M;
2954                         }
2955                 }
2956         }
2957         cbits &= ~PG_RW;
2958         if (pbits != cbits && !atomic_cmpset_long(ptep, pbits, cbits)) {
2959                 goto again;
2960         }
2961         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
2962         if (pte_pv)
2963                 pv_put(pte_pv);
2964 }
2965
2966 /*
2967  * Insert the vm_page (m) at the virtual address (va), replacing any prior
2968  * mapping at that address.  Set protection and wiring as requested.
2969  *
2970  * NOTE: This routine MUST insert the page into the pmap now, it cannot
2971  *       lazy-evaluate.
2972  */
2973 void
2974 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2975            boolean_t wired)
2976 {
2977         pmap_inval_info info;
2978         pv_entry_t pt_pv;       /* page table */
2979         pv_entry_t pte_pv;      /* page table entry */
2980         pt_entry_t *ptep;
2981         vm_paddr_t opa;
2982         pt_entry_t origpte, newpte;
2983         vm_paddr_t pa;
2984
2985         if (pmap == NULL)
2986                 return;
2987         va = trunc_page(va);
2988 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2989         if (va >= KvaEnd)
2990                 panic("pmap_enter: toobig");
2991         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS))
2992                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page table "
2993                       "pages (va: 0x%lx)", va);
2994 #endif
2995         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2996                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with "
2997                         "kernel_pmap\n");
2998 #ifdef DDB
2999                 db_print_backtrace();
3000 #endif
3001         }
3002         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
3003                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without"
3004                         "kernel_pmap\n");
3005 #ifdef DDB
3006                 db_print_backtrace();
3007 #endif
3008         }
3009
3010         /*
3011          * Get locked PV entries for our new page table entry (pte_pv)
3012          * and for its parent page table (pt_pv).  We need the parent
3013          * so we can resolve the location of the ptep.
3014          *
3015          * Only hardware MMU actions can modify the ptep out from
3016          * under us.
3017          *
3018          * if (m) is fictitious or unmanaged we do not create a managing
3019          * pte_pv for it.  Any pre-existing page's management state must
3020          * match (avoiding code complexity).
3021          *
3022          * If the pmap is still being initialized we assume existing
3023          * page tables.
3024          *
3025          * Kernel mapppings do not track page table pages (i.e. pt_pv).
3026          * pmap_allocpte() checks the
3027          */
3028         if (pmap_initialized == FALSE) {
3029                 pte_pv = NULL;
3030                 pt_pv = NULL;
3031                 ptep = vtopte(va);
3032         } else if (m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED)) {
3033                 pte_pv = NULL;
3034                 if (va >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
3035                         pt_pv = NULL;
3036                         ptep = vtopte(va);
3037                 } else {
3038                         pt_pv = pmap_allocpte(pmap, pmap_pt_pindex(va), NULL);
3039                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(va));
3040                 }
3041                 KKASSERT(*ptep == 0 || (*ptep & PG_MANAGED) == 0);
3042         } else {
3043                 if (va >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
3044                         pt_pv = NULL;
3045                         pte_pv = pmap_allocpte(pmap, pmap_pte_pindex(va), NULL);
3046                         ptep = vtopte(va);
3047                 } else {
3048                         pte_pv = pmap_allocpte(pmap, pmap_pte_pindex(va),
3049                                                &pt_pv);
3050                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(va));
3051                 }
3052                 KKASSERT(*ptep == 0 || (*ptep & PG_MANAGED));
3053         }
3054
3055         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3056         origpte = *ptep;
3057         opa = origpte & PG_FRAME;
3058
3059         newpte = (pt_entry_t)(pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V | PG_A);
3060         if (wired)
3061                 newpte |= PG_W;
3062         if (va < VM_MAX_USER_ADDRESS)
3063                 newpte |= PG_U;
3064         if (pte_pv)
3065                 newpte |= PG_MANAGED;
3066         if (pmap == &kernel_pmap)
3067                 newpte |= pgeflag;
3068
3069         /*
3070          * It is possible for multiple faults to occur in threaded
3071          * environments, the existing pte might be correct.
3072          */
3073         if (((origpte ^ newpte) & ~(pt_entry_t)(PG_M|PG_A)) == 0)
3074                 goto done;
3075
3076         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
3077                 pmap_inval_init(&info);
3078
3079         /*
3080          * Ok, either the address changed or the protection or wiring
3081          * changed.
3082          *
3083          * Clear the current entry, interlocking the removal.  For managed
3084          * pte's this will also flush the modified state to the vm_page.
3085          * Atomic ops are mandatory in order to ensure that PG_M events are
3086          * not lost during any transition.
3087          */
3088         if (opa) {
3089                 if (pte_pv) {
3090                         /*
3091                          * pmap_remove_pv_pte() unwires pt_pv and assumes
3092                          * we will free pte_pv, but since we are reusing
3093                          * pte_pv we want to retain the wire count.
3094                          */
3095                         vm_page_wire_quick(pt_pv->pv_m);
3096                         if (prot & VM_PROT_NOSYNC)
3097                                 pmap_remove_pv_pte(pte_pv, pt_pv, NULL);
3098                         else
3099                                 pmap_remove_pv_pte(pte_pv, pt_pv, &info);
3100                         if (pte_pv->pv_m)
3101                                 pmap_remove_pv_page(pte_pv);
3102                 } else if (prot & VM_PROT_NOSYNC) {
3103                         /* leave wire count on PT page intact */
3104                         (void)pte_load_clear(ptep);
3105                         cpu_invlpg((void *)va);
3106                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
3107                 } else {
3108                         /* leave wire count on PT page intact */
3109                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
3110                         (void)pte_load_clear(ptep);
3111                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
3112                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
3113                 }
3114                 KKASSERT(*ptep == 0);
3115         }
3116
3117         if (pte_pv) {
3118                 /*
3119                  * Enter on the PV list if part of our managed memory.
3120                  * Wiring of the PT page is already handled.
3121                  */
3122                 KKASSERT(pte_pv->pv_m == NULL);
3123                 vm_page_spin_lock(m);
3124                 pte_pv->pv_m = m;
3125                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pte_pv, pv_list);
3126                 /*
3127                 if (m->object)
3128                         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, 1);
3129                 */
3130                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
3131                 vm_page_spin_unlock(m);
3132         } else if (pt_pv && opa == 0) {
3133                 /*
3134                  * We have to adjust the wire count on the PT page ourselves
3135                  * for unmanaged entries.  If opa was non-zero we retained
3136                  * the existing wire count from the removal.
3137                  */
3138                 vm_page_wire_quick(pt_pv->pv_m);
3139         }
3140
3141         /*
3142          * Ok, for UVM (pt_pv != NULL) we don't need to interlock or
3143          * invalidate anything, the TLB won't have any stale entries to
3144          * remove.
3145          *
3146          * For KVM there appear to still be issues.  Theoretically we
3147          * should be able to scrap the interlocks entirely but we
3148          * get crashes.
3149          */
3150         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0 && pt_pv == NULL)
3151                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
3152         *(volatile pt_entry_t *)ptep = newpte;
3153
3154         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0 && pt_pv == NULL)
3155                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
3156         else if (pt_pv == NULL)
3157                 cpu_invlpg((void *)va);
3158
3159         if (wired)
3160                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.wired_count, 1);
3161         if (newpte & PG_RW)
3162                 vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
3163         if (pte_pv == NULL)
3164                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, 1);
3165
3166         /*
3167          * Cleanup
3168          */
3169         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0 || pte_pv == NULL)
3170                 pmap_inval_done(&info);
3171 done:
3172         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
3173
3174         /*
3175          * Cleanup the pv entry, allowing other accessors.
3176          */
3177         if (pte_pv)
3178                 pv_put(pte_pv);
3179         if (pt_pv)
3180                 pv_put(pt_pv);
3181 }
3182
3183 /*
3184  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
3185  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
3186  * VA.
3187  *
3188  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
3189  */
3190 void
3191 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
3192 {
3193         pmap_enter(pmap, va, m, VM_PROT_READ, FALSE);
3194 }
3195
3196 /*
3197  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
3198  * to be used for panic dumps.
3199  *
3200  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
3201  */
3202 void *
3203 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
3204 {
3205         pmap_kenter_quick((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
3206         return ((void *)crashdumpmap);
3207 }
3208
3209 #define MAX_INIT_PT (96)
3210
3211 /*
3212  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
3213  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
3214  * immediately after an mmap.
3215  */
3216 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
3217
3218 void
3219 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
3220                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
3221                     vm_size_t size, int limit)
3222 {
3223         struct rb_vm_page_scan_info info;
3224         struct lwp *lp;
3225         vm_size_t psize;
3226
3227         /*
3228          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
3229          * or object.
3230          */
3231         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
3232                 return;
3233
3234         /*
3235          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
3236          */
3237         lp = curthread->td_lwp;
3238         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
3239                 return;
3240
3241         psize = x86_64_btop(size);
3242
3243         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
3244                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
3245                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
3246                 return;
3247         }
3248
3249         if (pindex + psize > object->size) {
3250                 if (object->size < pindex)
3251                         return;           
3252                 psize = object->size - pindex;
3253         }
3254
3255         if (psize == 0)
3256                 return;
3257
3258         /*
3259          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
3260          * any valid pages found into the pmap.
3261          *
3262          * We cannot safely scan the object's memq without holding the
3263          * object token.
3264          */
3265         info.start_pindex = pindex;
3266         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
3267         info.limit = limit;
3268         info.mpte = NULL;
3269         info.addr = addr;
3270         info.pmap = pmap;
3271
3272         vm_object_hold_shared(object);
3273         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
3274                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
3275         vm_object_drop(object);
3276 }
3277
3278 static
3279 int
3280 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
3281 {
3282         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
3283         vm_pindex_t rel_index;
3284
3285         /*
3286          * don't allow an madvise to blow away our really
3287          * free pages allocating pv entries.
3288          */
3289         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
3290                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
3291                     return(-1);
3292         }
3293         if (vm_page_busy_try(p, TRUE))
3294                 return 0;
3295         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
3296             (p->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
3297                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
3298                         vm_page_deactivate(p);
3299                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
3300                 pmap_enter_quick(info->pmap,
3301                                  info->addr + x86_64_ptob(rel_index), p);
3302         }
3303         vm_page_wakeup(p);
3304         lwkt_yield();
3305         return(0);
3306 }
3307
3308 /*
3309  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially pre-fault the specified
3310  * address.
3311  *
3312  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a pte is already loaded
3313  * into the slot.
3314  *
3315  * XXX This is safe only because page table pages are not freed.
3316  */
3317 int
3318 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3319 {
3320         pt_entry_t *pte;
3321
3322         /*spin_lock(&pmap->pm_spin);*/
3323         if ((pte = pmap_pte(pmap, addr)) != NULL) {
3324                 if (*pte & PG_V) {
3325                         /*spin_unlock(&pmap->pm_spin);*/
3326                         return FALSE;
3327                 }
3328         }
3329         /*spin_unlock(&pmap->pm_spin);*/
3330         return TRUE;
3331 }
3332
3333 /*
3334  * Change the wiring attribute for a pmap/va pair.  The mapping must already
3335  * exist in the pmap.  The mapping may or may not be managed.
3336  */
3337 void
3338 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
3339 {
3340         pt_entry_t *ptep;
3341         pv_entry_t pv;
3342
3343         if (pmap == NULL)
3344                 return;
3345         lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
3346         pv = pmap_allocpte(pmap, pmap_pt_pindex(va), NULL);
3347         ptep = pv_pte_lookup(pv, pmap_pte_index(va));
3348
3349         if (wired && !pmap_pte_w(ptep))
3350                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.wired_count, 1);
3351         else if (!wired && pmap_pte_w(ptep))
3352                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.wired_count, -1);
3353
3354         /*
3355          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
3356          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
3357          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
3358          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
3359          * wiring changes.
3360          */
3361 #ifdef SMP
3362         if (wired)
3363                 atomic_set_long(ptep, PG_W);
3364         else
3365                 atomic_clear_long(ptep, PG_W);
3366 #else
3367         if (wired)
3368                 atomic_set_long_nonlocked(ptep, PG_W);
3369         else
3370                 atomic_clear_long_nonlocked(ptep, PG_W);
3371 #endif
3372         pv_put(pv);
3373         lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
3374 }
3375
3376
3377
3378 /*
3379  * Copy the range specified by src_addr/len from the source map to
3380  * the range dst_addr/len in the destination map.
3381  *
3382  * This routine is only advisory and need not do anything.
3383  */
3384 void
3385 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
3386           vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
3387 {
3388 }       
3389
3390 /*
3391  * pmap_zero_page:
3392  *
3393  *      Zero the specified physical page.
3394  *
3395  *      This function may be called from an interrupt and no locking is
3396  *      required.
3397  */
3398 void
3399 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
3400 {
3401         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(phys);
3402
3403         pagezero((void *)va);
3404 }
3405
3406 /*
3407  * pmap_page_assertzero:
3408  *
3409  *      Assert that a page is empty, panic if it isn't.
3410  */
3411 void
3412 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
3413 {
3414         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(phys);
3415         size_t i;
3416
3417         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += sizeof(long)) {
3418                 if (*(long *)((char *)va + i) != 0) {
3419                         panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!\n",
3420                               (void *)(intptr_t)va);
3421                 }
3422         }
3423 }
3424
3425 /*
3426  * pmap_zero_page:
3427  *
3428  *      Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
3429  *      its contents with bzero.
3430  *
3431  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
3432  */
3433 void
3434 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
3435 {
3436         vm_offset_t virt = PHYS_TO_DMAP(phys);
3437
3438         bzero((char *)virt + off, size);
3439 }
3440
3441 /*
3442  * pmap_copy_page:
3443  *
3444  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
3445  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
3446  *      is required.
3447  */
3448 void
3449 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
3450 {
3451         vm_offset_t src_virt, dst_virt;
3452
3453         src_virt = PHYS_TO_DMAP(src);
3454         dst_virt = PHYS_TO_DMAP(dst);
3455         bcopy((void *)src_virt, (void *)dst_virt, PAGE_SIZE);
3456 }
3457
3458 /*
3459  * pmap_copy_page_frag:
3460  *
3461  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
3462  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
3463  *      is required.
3464  */
3465 void
3466 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
3467 {
3468         vm_offset_t src_virt, dst_virt;
3469
3470         src_virt = PHYS_TO_DMAP(src);
3471         dst_virt = PHYS_TO_DMAP(dst);
3472
3473         bcopy((char *)src_virt + (src & PAGE_MASK),
3474               (char *)dst_virt + (dst & PAGE_MASK),
3475               bytes);
3476 }
3477
3478 /*
3479  * Returns true if the pmap's pv is one of the first 16 pvs linked to from
3480  * this page.  This count may be changed upwards or downwards in the future;
3481  * it is only necessary that true be returned for a small subset of pmaps
3482  * for proper page aging.
3483  */
3484 boolean_t
3485 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
3486 {
3487         pv_entry_t pv;
3488         int loops = 0;
3489
3490         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3491                 return FALSE;
3492
3493         vm_page_spin_lock(m);
3494         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3495                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
3496                         vm_page_spin_unlock(m);
3497                         return TRUE;
3498                 }
3499                 loops++;
3500                 if (loops >= 16)
3501                         break;
3502         }
3503         vm_page_spin_unlock(m);
3504         return (FALSE);
3505 }
3506
3507 /*
3508  * Remove all pages from specified address space this aids process exit
3509  * speeds.  Also, this code may be special cased for the current process
3510  * only.
3511  */
3512 void
3513 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
3514 {
3515         pmap_remove(pmap, sva, eva);
3516 }
3517
3518 /*
3519  * pmap_testbit tests bits in pte's note that the testbit/clearbit
3520  * routines are inline, and a lot of things compile-time evaluate.
3521  */
3522 static
3523 boolean_t
3524 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
3525 {
3526         pv_entry_t pv;
3527         pt_entry_t *pte;
3528
3529         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3530                 return FALSE;
3531
3532         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
3533                 return FALSE;
3534         vm_page_spin_lock(m);
3535         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL) {
3536                 vm_page_spin_unlock(m);
3537                 return FALSE;
3538         }
3539
3540         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3541                 /*
3542                  * if the bit being tested is the modified bit, then
3543                  * mark clean_map and ptes as never
3544                  * modified.
3545                  */
3546                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
3547                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_pindex))
3548                                 continue;
3549                 }
3550
3551 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3552                 if (pv->pv_pmap == NULL) {
3553                         kprintf("Null pmap (tb) at pindex: %"PRIu64"\n",
3554                             pv->pv_pindex);
3555                         continue;
3556                 }
3557 #endif
3558                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_pindex << PAGE_SHIFT);
3559                 if (*pte & bit) {
3560                         vm_page_spin_unlock(m);
3561                         return TRUE;
3562                 }
3563         }
3564         vm_page_spin_unlock(m);
3565         return (FALSE);
3566 }
3567
3568 /*
3569  * This routine is used to modify bits in ptes.  Only one bit should be
3570  * specified.  PG_RW requires special handling.
3571  *
3572  * Caller must NOT hold any spin locks
3573  */
3574 static __inline
3575 void
3576 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3577 {
3578         struct pmap_inval_info info;
3579         pv_entry_t pv;
3580         pt_entry_t *pte;
3581         pt_entry_t pbits;
3582         vm_pindex_t save_pindex;
3583         pmap_t save_pmap;
3584
3585         if (bit == PG_RW)
3586                 vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3587         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS)) {
3588                 return;
3589         }
3590
3591         /*
3592          * PG_M or PG_A case
3593          *
3594          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3595          * setting RO do we need to clear the VAC?
3596          *
3597          * NOTE: When clearing PG_M we could also (not implemented) drop
3598          *       through to the PG_RW code and clear PG_RW too, forcing
3599          *       a fault on write to redetect PG_M for virtual kernels, but
3600          *       it isn't necessary since virtual kernels invalidate the
3601          *       pte when they clear the VPTE_M bit in their virtual page
3602          *       tables.
3603          *
3604          * NOTE: Does not re-dirty the page when clearing only PG_M.
3605          */
3606         if ((bit & PG_RW) == 0) {
3607                 vm_page_spin_lock(m);
3608                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3609         #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3610                         if (pv->pv_pmap == NULL) {
3611                                 kprintf("Null pmap (cb) at pindex: %"PRIu64"\n",
3612                                     pv->pv_pindex);
3613                                 continue;
3614                         }
3615         #endif
3616                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap,
3617                                              pv->pv_pindex << PAGE_SHIFT);
3618                         pbits = *pte;
3619                         if (pbits & bit)
3620                                 atomic_clear_long(pte, bit);
3621                 }
3622                 vm_page_spin_unlock(m);
3623                 return;
3624         }
3625
3626         /*
3627          * Clear PG_RW.  Also clears PG_M and marks the page dirty if PG_M
3628          * was set.
3629          */
3630         pmap_inval_init(&info);
3631
3632 restart:
3633         vm_page_spin_lock(m);
3634         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3635                 /*
3636                  * don't write protect pager mappings
3637                  */
3638                 if (!pmap_track_modified(pv->pv_pindex))
3639                         continue;
3640
3641 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3642                 if (pv->pv_pmap == NULL) {
3643                         kprintf("Null pmap (cb) at pindex: %"PRIu64"\n",
3644                             pv->pv_pindex);
3645                         continue;
3646                 }
3647 #endif
3648                 /*
3649                  * Skip pages which do not have PG_RW set.
3650                  */
3651                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_pindex << PAGE_SHIFT);
3652                 if ((*pte & PG_RW) == 0)
3653                         continue;
3654
3655                 /*
3656                  * Lock the PV
3657                  */
3658                 if (pv_hold_try(pv) == 0) {
3659                         vm_page_spin_unlock(m);
3660                         pv_lock(pv);    /* held, now do a blocking lock */
3661                         pv_put(pv);     /* and release */
3662                         goto restart;   /* anything could have happened */
3663                 }
3664
3665                 save_pmap = pv->pv_pmap;
3666                 vm_page_spin_unlock(m);
3667                 pmap_inval_interlock(&info, save_pmap,
3668                                      (vm_offset_t)save_pindex << PAGE_SHIFT);
3669                 KKASSERT(pv->pv_pmap == save_pmap);
3670                 for (;;) {
3671                         pbits = *pte;
3672                         cpu_ccfence();
3673                         if (atomic_cmpset_long(pte, pbits,
3674                                                pbits & ~(PG_RW|PG_M))) {
3675                                 break;
3676                         }
3677                 }
3678                 pmap_inval_deinterlock(&info, save_pmap);
3679                 vm_page_spin_lock(m);
3680
3681                 /*
3682                  * If PG_M was found to be set while we were clearing PG_RW
3683                  * we also clear PG_M (done above) and mark the page dirty.
3684                  * Callers expect this behavior.
3685                  */
3686                 if (pbits & PG_M)
3687                         vm_page_dirty(m);
3688                 pv_put(pv);
3689         }
3690         vm_page_spin_unlock(m);
3691         pmap_inval_done(&info);
3692 }
3693
3694 /*
3695  * Lower the permission for all mappings to a given page.
3696  *
3697  * Page must be busied by caller.
3698  */
3699 void
3700 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3701 {
3702         /* JG NX support? */
3703         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3704                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3705                         /*
3706                          * NOTE: pmap_clearbit(.. PG_RW) also clears
3707                          *       the PG_WRITEABLE flag in (m).
3708                          */
3709                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3710                 } else {
3711                         pmap_remove_all(m);
3712                 }
3713         }
3714 }
3715
3716 vm_paddr_t
3717 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3718 {
3719         return (x86_64_ptob(ppn));
3720 }
3721
3722 /*
3723  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3724  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3725  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3726  * reference bits set.
3727  *
3728  * XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3729  * should be tested and standardized at some point in the future for
3730  * optimal aging of shared pages.
3731  *
3732  * This routine may not block.
3733  */
3734 int
3735 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3736 {
3737         pv_entry_t pv;
3738         pt_entry_t *pte;
3739         int rtval = 0;
3740
3741         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3742                 return (rtval);
3743
3744         vm_page_spin_lock(m);
3745         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3746                 if (!pmap_track_modified(pv->pv_pindex))
3747                         continue;
3748                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_pindex << PAGE_SHIFT);
3749                 if (pte && (*pte & PG_A)) {
3750 #ifdef SMP
3751                         atomic_clear_long(pte, PG_A);
3752 #else
3753                         atomic_clear_long_nonlocked(pte, PG_A);
3754 #endif
3755                         rtval++;
3756                         if (rtval > 4)
3757                                 break;
3758                 }
3759         }
3760         vm_page_spin_unlock(m);
3761         return (rtval);
3762 }
3763
3764 /*
3765  *      pmap_is_modified:
3766  *
3767  *      Return whether or not the specified physical page was modified
3768  *      in any physical maps.
3769  */
3770 boolean_t
3771 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3772 {
3773         boolean_t res;
3774
3775         res = pmap_testbit(m, PG_M);
3776         return (res);
3777 }
3778
3779 /*
3780  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3781  */
3782 void
3783 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3784 {
3785         pmap_clearbit(m, PG_M);
3786 }
3787
3788 /*
3789  *      pmap_clear_reference:
3790  *
3791  *      Clear the reference bit on the specified physical page.
3792  */
3793 void
3794 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3795 {
3796         pmap_clearbit(m, PG_A);
3797 }
3798
3799 /*
3800  * Miscellaneous support routines follow
3801  */
3802
3803 static
3804 void
3805 i386_protection_init(void)
3806 {
3807         int *kp, prot;
3808
3809         /* JG NX support may go here; No VM_PROT_EXECUTE ==> set NX bit  */
3810         kp = protection_codes;
3811         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3812                 switch (prot) {
3813                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3814                         /*
3815                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3816                          * so just make it readable.
3817                          */
3818                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3819                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3820                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3821                         *kp++ = 0;
3822                         break;
3823                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3824                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3825                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3826                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3827                         *kp++ = PG_RW;
3828                         break;
3829                 }
3830         }
3831 }
3832
3833 /*
3834  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3835  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3836  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3837  * NOT real memory.
3838  *
3839  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3840  * a time.
3841  */
3842 void *
3843 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3844 {
3845         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3846         pt_entry_t *pte;
3847
3848         offset = pa & PAGE_MASK;
3849         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3850
3851         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3852         if (va == 0)
3853                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3854
3855         pa = pa & ~PAGE_MASK;
3856         for (tmpva = va; size > 0;) {
3857                 pte = vtopte(tmpva);
3858                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3859                 size -= PAGE_SIZE;
3860                 tmpva += PAGE_SIZE;
3861                 pa += PAGE_SIZE;
3862         }
3863         cpu_invltlb();
3864         smp_invltlb();
3865
3866         return ((void *)(va + offset));
3867 }
3868
3869 void *
3870 pmap_mapdev_uncacheable(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3871 {
3872         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3873         pt_entry_t *pte;
3874
3875         offset = pa & PAGE_MASK;
3876         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3877
3878         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3879         if (va == 0)
3880                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3881
3882         pa = pa & ~PAGE_MASK;
3883         for (tmpva = va; size > 0;) {
3884                 pte = vtopte(tmpva);
3885                 *pte = pa | PG_RW | PG_V | PG_N; /* | pgeflag; */
3886                 size -= PAGE_SIZE;
3887                 tmpva += PAGE_SIZE;
3888                 pa += PAGE_SIZE;
3889         }
3890         cpu_invltlb();
3891         smp_invltlb();
3892
3893         return ((void *)(va + offset));
3894 }
3895
3896 void
3897 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3898 {
3899         vm_offset_t base, offset;
3900
3901         base = va & ~PAGE_MASK;
3902         offset = va & PAGE_MASK;
3903         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3904         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3905         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3906 }
3907
3908 /*
3909  * perform the pmap work for mincore
3910  */
3911 int
3912 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3913 {
3914         pt_entry_t *ptep, pte;
3915         vm_page_t m;
3916         int val = 0;
3917         
3918         lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
3919         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3920
3921         if (ptep && (pte = *ptep) != 0) {
3922                 vm_offset_t pa;
3923
3924                 val = MINCORE_INCORE;
3925                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3926                         goto done;
3927
3928                 pa = pte & PG_FRAME;
3929
3930                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3931
3932                 /*
3933                  * Modified by us
3934                  */
3935                 if (pte & PG_M)
3936                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3937                 /*
3938                  * Modified by someone
3939                  */
3940                 else if (m->dirty || pmap_is_modified(m))
3941                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3942                 /*
3943                  * Referenced by us
3944                  */
3945                 if (pte & PG_A)
3946                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3947
3948                 /*
3949                  * Referenced by someone
3950                  */
3951                 else if ((m->flags & PG_REFERENCED) || pmap_ts_referenced(m)) {
3952                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3953                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3954                 }
3955         } 
3956 done:
3957         lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
3958
3959         return val;
3960 }
3961
3962 /*
3963  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3964  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3965  *
3966  * The vmspace for all lwps associated with the process will be adjusted
3967  * and cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3968  *
3969  * The process must hold the vmspace->vm_map.token for oldvm and newvm
3970  */
3971 void
3972 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3973 {
3974         struct vmspace *oldvm;
3975         struct lwp *lp;
3976
3977         oldvm = p->p_vmspace;
3978         if (oldvm != newvm) {
3979                 if (adjrefs)
3980                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3981                 p->p_vmspace = newvm;
3982                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3983                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3984                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3985                 if (adjrefs)
3986                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3987         }
3988 }
3989
3990 /*
3991  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3992  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3993  * on a per-lwp basis.
3994  *
3995  * Caller does not necessarily hold any vmspace tokens.  Caller must control
3996  * the lwp (typically be in the context of the lwp).  We use a critical
3997  * section to protect against statclock and hardclock (statistics collection).
3998  */
3999 void
4000 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
4001 {
4002         struct vmspace *oldvm;
4003         struct pmap *pmap;
4004
4005         oldvm = lp->lwp_vmspace;
4006
4007         if (oldvm != newvm) {
4008                 crit_enter();
4009                 lp->lwp_vmspace = newvm;
4010                 if (curthread->td_lwp == lp) {