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