Merge branch 'vendor/OPENSSL'
[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  * $DragonFly: src/sys/platform/pc32/i386/pmap.c,v 1.87 2008/08/25 17:01:38 dillon Exp $
46  */
47
48 /*
49  * Manages physical address maps.
50  *
51  * In most cases the vm_token must be held when manipulating a user pmap
52  * or elements within a vm_page, and the kvm_token must be held when
53  * manipulating the kernel pmap.  Operations on user pmaps may require
54  * additional synchronization.
55  *
56  * In some cases the caller may hold the required tokens to prevent pmap
57  * functions from blocking on those same tokens.  This typically only works
58  * for lookup-style operations.
59  */
60 /*
61  * PMAP_DEBUG - see platform/pc32/include/pmap.h
62  */
63
64 #include "opt_disable_pse.h"
65 #include "opt_pmap.h"
66 #include "opt_msgbuf.h"
67
68 #include <sys/param.h>
69 #include <sys/systm.h>
70 #include <sys/kernel.h>
71 #include <sys/proc.h>
72 #include <sys/msgbuf.h>
73 #include <sys/vmmeter.h>
74 #include <sys/mman.h>
75
76 #include <vm/vm.h>
77 #include <vm/vm_param.h>
78 #include <sys/sysctl.h>
79 #include <sys/lock.h>
80 #include <vm/vm_kern.h>
81 #include <vm/vm_page.h>
82 #include <vm/vm_map.h>
83 #include <vm/vm_object.h>
84 #include <vm/vm_extern.h>
85 #include <vm/vm_pageout.h>
86 #include <vm/vm_pager.h>
87 #include <vm/vm_zone.h>
88
89 #include <sys/user.h>
90 #include <sys/thread2.h>
91 #include <sys/sysref2.h>
92
93 #include <machine/cputypes.h>
94 #include <machine/md_var.h>
95 #include <machine/specialreg.h>
96 #include <machine/smp.h>
97 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
98 #include <machine/globaldata.h>
99 #include <machine/pmap.h>
100 #include <machine/pmap_inval.h>
101
102 #define PMAP_KEEP_PDIRS
103 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
104 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
105 #endif
106
107 #if defined(DIAGNOSTIC)
108 #define PMAP_DIAGNOSTIC
109 #endif
110
111 #define MINPV 2048
112
113 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
114 #define PMAP_INLINE __inline
115 #else
116 #define PMAP_INLINE
117 #endif
118
119 /*
120  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
121  */
122 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
123 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
124
125 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
126 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
127 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
128 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
129 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
130
131 /*
132  * Given a map and a machine independent protection code,
133  * convert to a vax protection code.
134  */
135 #define pte_prot(m, p)          \
136         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
137 static int protection_codes[8];
138
139 struct pmap kernel_pmap;
140 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
141
142 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
143 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
144 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
145 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
146 vm_offset_t virtual2_start;
147 vm_offset_t virtual2_end;
148 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
149 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
150 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
151 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
152 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
153 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
154
155 static vm_object_t kptobj;
156
157 static int nkpt;
158 vm_offset_t kernel_vm_end;
159
160 /*
161  * Data for the pv entry allocation mechanism
162  */
163 static vm_zone_t pvzone;
164 static struct vm_zone pvzone_store;
165 static struct vm_object pvzone_obj;
166 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
167 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
168 static struct pv_entry *pvinit;
169
170 /*
171  * Considering all the issues I'm having with pmap caching, if breakage
172  * continues to occur, and for debugging, I've added a sysctl that will
173  * just do an unconditional invltlb.
174  */
175 static int dreadful_invltlb;
176
177 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dreadful_invltlb,
178            CTLFLAG_RW, &dreadful_invltlb, 0, "Debugging sysctl to force invltlb on pmap operations");
179
180 /*
181  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
182  */
183 pt_entry_t *CMAP1 = 0, *ptmmap;
184 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
185 static pt_entry_t *msgbufmap;
186 struct msgbuf *msgbufp=0;
187
188 /*
189  * Crashdump maps.
190  */
191 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
192 static caddr_t crashdumpmap;
193
194 extern pt_entry_t *SMPpt;
195
196 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
197 static unsigned * get_ptbase (pmap_t pmap);
198 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
199 static void     i386_protection_init (void);
200 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
201
202 static void     pmap_remove_all (vm_page_t m);
203 static int pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, unsigned *ptq, 
204                                 vm_offset_t sva, pmap_inval_info_t info);
205 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap, 
206                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
207 static int pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
208                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
209 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
210 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, vm_offset_t va,
211                 vm_page_t mpte, vm_page_t m);
212
213 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
214
215 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
216 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, unsigned ptepindex);
217 static unsigned * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
218 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
219 static int pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, pmap_inval_info_t);
220 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
221
222 static unsigned pdir4mb;
223
224 /*
225  * Move the kernel virtual free pointer to the next
226  * 4MB.  This is used to help improve performance
227  * by using a large (4MB) page for much of the kernel
228  * (.text, .data, .bss)
229  */
230 static
231 vm_offset_t
232 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
233 {
234         vm_offset_t newaddr = addr;
235 #ifndef DISABLE_PSE
236         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
237                 newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
238         }
239 #endif
240         return newaddr;
241 }
242
243 /*
244  * This function returns a pointer to the pte entry in the pmap and has
245  * the side effect of potentially retaining a cached mapping of the pmap.
246  *
247  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
248  * until the caller blocks or releases the token.
249  */
250 static
251 unsigned *
252 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
253 {
254         unsigned *pdeaddr;
255
256         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
257         if (pmap) {
258                 pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(pmap, va);
259                 if (*pdeaddr & PG_PS)
260                         return pdeaddr;
261                 if (*pdeaddr)
262                         return get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
263         }
264         return (0);
265 }
266
267 /*
268  * pmap_pte using the kernel_pmap
269  *
270  * Used for debugging, no requirements.
271  */
272 unsigned *
273 pmap_kernel_pte(vm_offset_t va)
274 {
275         unsigned *pdeaddr;
276
277         pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(&kernel_pmap, va);
278         if (*pdeaddr & PG_PS)
279                 return pdeaddr;
280         if (*pdeaddr)
281                 return (unsigned *)vtopte(va);
282         return(0);
283 }
284
285 /*
286  * pmap_pte_quick:
287  *
288  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
289  * This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
290  * the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
291  * to do an entire invltlb when checking a single mapping.
292  *
293  * Should only be called while in a critical section.
294  *
295  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
296  * until the caller blocks or releases the token.
297  */
298 static
299 unsigned *
300 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
301 {
302         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
303         unsigned pde, newpf;
304
305         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
306         if ((pde = (unsigned) pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT]) != 0) {
307                 unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
308                 unsigned index = i386_btop(va);
309                 /* are we current address space or kernel? */
310                 if ((pmap == &kernel_pmap) ||
311                         (frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME))) {
312                         return (unsigned *) PTmap + index;
313                 }
314                 newpf = pde & PG_FRAME;
315                 if (((*(unsigned *)gd->gd_PMAP1) & PG_FRAME) != newpf) {
316                         *(unsigned *)gd->gd_PMAP1 = newpf | PG_RW | PG_V;
317                         cpu_invlpg(gd->gd_PADDR1);
318                 }
319                 return gd->gd_PADDR1 + ((unsigned) index & (NPTEPG - 1));
320         }
321         return (0);
322 }
323
324
325 /*
326  * Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
327  *
328  * On the i386 this is called after mapping has already been enabled
329  * and just syncs the pmap module with what has already been done.
330  * [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
331  * mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
332  * from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
333  * (physical) address starting relative to 0]
334  */
335 void
336 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr, vm_paddr_t loadaddr)
337 {
338         vm_offset_t va;
339         pt_entry_t *pte;
340         struct mdglobaldata *gd;
341         int i;
342         int pg;
343
344         KvaStart = (vm_offset_t)VADDR(PTDPTDI, 0);
345         KvaSize = (vm_offset_t)VADDR(APTDPTDI, 0) - KvaStart;
346         KvaEnd  = KvaStart + KvaSize;
347
348         avail_start = firstaddr;
349
350         /*
351          * XXX The calculation of virtual_start is wrong. It's NKPT*PAGE_SIZE
352          * too large. It should instead be correctly calculated in locore.s and
353          * not based on 'first' (which is a physical address, not a virtual
354          * address, for the start of unused physical memory). The kernel
355          * page tables are NOT double mapped and thus should not be included
356          * in this calculation.
357          */
358         virtual_start = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
359         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
360         virtual_end = VADDR(KPTDI+NKPDE-1, NPTEPG-1);
361
362         /*
363          * Initialize protection array.
364          */
365         i386_protection_init();
366
367         /*
368          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
369          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
370          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
371          */
372         kernel_pmap.pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
373         kernel_pmap.pm_count = 1;
374         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
375         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
376         nkpt = NKPT;
377
378         /*
379          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
380          * mapping of pages.
381          */
382 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
383         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
384
385         va = virtual_start;
386         pte = (pt_entry_t *) pmap_kernel_pte(va);
387
388         /*
389          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
390          */
391         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
392
393         /*
394          * Crashdump maps.
395          */
396         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
397
398         /*
399          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
400          * /dev/mem.
401          */
402         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
403
404         /*
405          * msgbufp is used to map the system message buffer.
406          * XXX msgbufmap is not used.
407          */
408         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
409                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
410
411         virtual_start = va;
412
413         *(int *) CMAP1 = 0;
414         for (i = 0; i < NKPT; i++)
415                 PTD[i] = 0;
416
417         /*
418          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
419          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
420          * works under UP because self-referential page table mappings
421          */
422 #ifdef SMP
423         pgeflag = 0;
424 #else
425         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
426                 pgeflag = PG_G;
427 #endif
428         
429 /*
430  * Initialize the 4MB page size flag
431  */
432         pseflag = 0;
433 /*
434  * The 4MB page version of the initial
435  * kernel page mapping.
436  */
437         pdir4mb = 0;
438
439 #if !defined(DISABLE_PSE)
440         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
441                 unsigned ptditmp;
442                 /*
443                  * Note that we have enabled PSE mode
444                  */
445                 pseflag = PG_PS;
446                 ptditmp = *((unsigned *)PTmap + i386_btop(KERNBASE));
447                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
448                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
449                 pdir4mb = ptditmp;
450
451 #ifndef SMP
452                 /*
453                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
454                  * now because the APs will not be able to use it when
455                  * they boot up.
456                  */
457                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
458
459                 /*
460                  * We can do the mapping here for the single processor
461                  * case.  We simply ignore the old page table page from
462                  * now on.
463                  */
464                 /*
465                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
466                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
467                  */
468                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
469                 kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
470                 cpu_invltlb();
471 #endif
472         }
473 #endif
474
475         /*
476          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
477          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
478          * portion.
479          */
480         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
481         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
482         gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
483         gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
484         gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
485         gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
486         gd->gd_GDMAP1 = &PTD[APTDPTDI];
487         gd->gd_CADDR1 = CPU_prvspace[0].CPAGE1;
488         gd->gd_CADDR2 = CPU_prvspace[0].CPAGE2;
489         gd->gd_CADDR3 = CPU_prvspace[0].CPAGE3;
490         gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)CPU_prvspace[0].PPAGE1;
491         gd->gd_GDADDR1= (unsigned *)VADDR(APTDPTDI, 0);
492
493         cpu_invltlb();
494 }
495
496 #ifdef SMP
497 /*
498  * Set 4mb pdir for mp startup
499  */
500 void
501 pmap_set_opt(void)
502 {
503         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
504                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
505                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
506                         kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] =
507                             PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)pdir4mb;
508                         cpu_invltlb();
509                 }
510         }
511 }
512 #endif
513
514 /*
515  * Initialize the pmap module, called by vm_init()
516  *
517  * Called from the low level boot code only.
518  */
519 void
520 pmap_init(void)
521 {
522         int i;
523         int initial_pvs;
524
525         /*
526          * object for kernel page table pages
527          */
528         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NKPDE);
529
530         /*
531          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
532          * pv_head_table.
533          */
534
535         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
536                 vm_page_t m;
537
538                 m = &vm_page_array[i];
539                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
540                 m->md.pv_list_count = 0;
541         }
542
543         /*
544          * init the pv free list
545          */
546         initial_pvs = vm_page_array_size;
547         if (initial_pvs < MINPV)
548                 initial_pvs = MINPV;
549         pvzone = &pvzone_store;
550         pvinit = (struct pv_entry *) kmem_alloc(&kernel_map,
551                 initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
552         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry), pvinit,
553                 initial_pvs);
554
555         /*
556          * Now it is safe to enable pv_table recording.
557          */
558         pmap_initialized = TRUE;
559 }
560
561 /*
562  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
563  * high water mark so that the system can recover from excessive
564  * numbers of pv entries.
565  *
566  * Called from the low level boot code only.
567  */
568 void
569 pmap_init2(void)
570 {
571         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
572
573         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
574         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
575         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
576         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
577         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, pv_entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
578 }
579
580
581 /***************************************************
582  * Low level helper routines.....
583  ***************************************************/
584
585 #ifdef PMAP_DEBUG
586
587 static void
588 test_m_maps_pv(vm_page_t m, pv_entry_t pv)
589 {
590         pv_entry_t spv;
591
592         crit_enter();
593 #ifdef PMAP_DEBUG
594         KKASSERT(pv->pv_m == m);
595 #endif
596         TAILQ_FOREACH(spv, &m->md.pv_list, pv_list) {
597                 if (pv == spv) {
598                         crit_exit();
599                         return;
600                 }
601         }
602         crit_exit();
603         panic("test_m_maps_pv: failed m %p pv %p\n", m, pv);
604 }
605
606 static void
607 ptbase_assert(struct pmap *pmap)
608 {
609         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
610
611         /* are we current address space or kernel? */
612         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned)PTDpde) & PG_FRAME))
613                 return;
614         KKASSERT(frame == (*mycpu->gd_GDMAP1 & PG_FRAME));
615 }
616
617 #else
618
619 #define test_m_maps_pv(m, pv)
620 #define ptbase_assert(pmap)
621
622 #endif
623
624 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
625
626 /*
627  * This code checks for non-writeable/modified pages.
628  * This should be an invalid condition.
629  */
630 static int
631 pmap_nw_modified(pt_entry_t ptea)
632 {
633         int pte;
634
635         pte = (int) ptea;
636
637         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
638                 return 1;
639         else
640                 return 0;
641 }
642 #endif
643
644
645 /*
646  * This routine defines the region(s) of memory that should not be tested
647  * for the modified bit.
648  *
649  * No requirements.
650  */
651 static PMAP_INLINE int
652 pmap_track_modified(vm_offset_t va)
653 {
654         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
655                 return 1;
656         else
657                 return 0;
658 }
659
660 /*
661  * Retrieve the mapped page table base for a particular pmap.  Use our self
662  * mapping for the kernel_pmap or our current pmap.
663  *
664  * For foreign pmaps we use the per-cpu page table map.  Since this involves
665  * installing a ptd it's actually (per-process x per-cpu).  However, we
666  * still cannot depend on our mapping to survive thread switches because
667  * the process might be threaded and switching to another thread for the
668  * same process on the same cpu will allow that other thread to make its
669  * own mapping.
670  *
671  * This could be a bit confusing but the jist is for something like the
672  * vkernel which uses foreign pmaps all the time this represents a pretty
673  * good cache that avoids unnecessary invltlb()s.
674  *
675  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
676  * until the caller blocks or releases the token.
677  */
678 static unsigned *
679 get_ptbase(pmap_t pmap)
680 {
681         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
682         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
683
684         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
685
686         /*
687          * We can use PTmap if the pmap is our current address space or
688          * the kernel address space.
689          */
690         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
691                 return (unsigned *) PTmap;
692         }
693
694         /*
695          * Otherwise we use the per-cpu alternative page table map.  Each
696          * cpu gets its own map.  Because of this we cannot use this map
697          * from interrupts or threads which can preempt.
698          *
699          * Even if we already have the map cached we may still have to
700          * invalidate the TLB if another cpu modified a PDE in the map.
701          */
702         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
703                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
704
705         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != frame) {
706                 *gd->gd_GDMAP1 = frame | PG_RW | PG_V;
707                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
708                 cpu_invltlb();
709         } else if ((pmap->pm_cached & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
710                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
711                 cpu_invltlb();
712         } else if (dreadful_invltlb) {
713                 cpu_invltlb();
714         }
715         return ((unsigned *)gd->gd_GDADDR1);
716 }
717
718 /*
719  * pmap_extract:
720  *
721  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
722  *
723  * The caller may hold vm_token if it desires non-blocking operation.
724  */
725 vm_paddr_t 
726 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
727 {
728         vm_offset_t rtval;
729         vm_offset_t pdirindex;
730
731         lwkt_gettoken(&vm_token);
732         pdirindex = va >> PDRSHIFT;
733         if (pmap && (rtval = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex])) {
734                 unsigned *pte;
735                 if ((rtval & PG_PS) != 0) {
736                         rtval &= ~(NBPDR - 1);
737                         rtval |= va & (NBPDR - 1);
738                 } else {
739                         pte = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
740                         rtval = ((*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK));
741                 }
742         } else {
743                 rtval = 0;
744         }
745         lwkt_reltoken(&vm_token);
746         return rtval;
747 }
748
749 /***************************************************
750  * Low level mapping routines.....
751  ***************************************************/
752
753 /*
754  * Map a wired VM page to a KVA, fully SMP synchronized.
755  *
756  * No requirements, non blocking.
757  */
758 void 
759 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
760 {
761         unsigned *pte;
762         unsigned npte;
763         pmap_inval_info info;
764
765         pmap_inval_init(&info);
766         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
767         pte = (unsigned *)vtopte(va);
768         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
769         *pte = npte;
770         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
771         pmap_inval_done(&info);
772 }
773
774 /*
775  * Map a wired VM page to a KVA, synchronized on current cpu only.
776  *
777  * No requirements, non blocking.
778  */
779 void
780 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
781 {
782         unsigned *pte;
783         unsigned npte;
784
785         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
786         pte = (unsigned *)vtopte(va);
787         *pte = npte;
788         cpu_invlpg((void *)va);
789 }
790
791 /*
792  * Synchronize a previously entered VA on all cpus.
793  *
794  * No requirements, non blocking.
795  */
796 void
797 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
798 {
799         pmap_inval_info info;
800
801         pmap_inval_init(&info);
802         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
803         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
804         pmap_inval_done(&info);
805 }
806
807 /*
808  * Synchronize a previously entered VA on the current cpu only.
809  *
810  * No requirements, non blocking.
811  */
812 void
813 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
814 {
815         cpu_invlpg((void *)va);
816 }
817
818 /*
819  * Remove a page from the kernel pagetables, fully SMP synchronized.
820  *
821  * No requirements, non blocking.
822  */
823 void
824 pmap_kremove(vm_offset_t va)
825 {
826         unsigned *pte;
827         pmap_inval_info info;
828
829         pmap_inval_init(&info);
830         pte = (unsigned *)vtopte(va);
831         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
832         *pte = 0;
833         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
834         pmap_inval_done(&info);
835 }
836
837 /*
838  * Remove a page from the kernel pagetables, synchronized on current cpu only.
839  *
840  * No requirements, non blocking.
841  */
842 void
843 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
844 {
845         unsigned *pte;
846         pte = (unsigned *)vtopte(va);
847         *pte = 0;
848         cpu_invlpg((void *)va);
849 }
850
851 /*
852  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
853  * synchronized on the current cpu only.
854  *
855  * No requirements, non blocking.
856  */
857 void
858 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
859 {
860         atomic_set_int(vtopte(va), PG_RW);
861         cpu_invlpg((void *)va);
862 }
863
864 /*
865  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
866  * synchronized on the current cpu only.
867  *
868  * No requirements, non blocking.
869  */
870 void
871 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
872 {
873         atomic_set_int(vtopte(va), PG_N);
874         cpu_invlpg((void *)va);
875 }
876
877 /*
878  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
879  *
880  * No requirements, non blocking.
881  */
882 vm_offset_t
883 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
884 {
885         vm_offset_t     sva, virt;
886
887         sva = virt = *virtp;
888         while (start < end) {
889                 pmap_kenter(virt, start);
890                 virt += PAGE_SIZE;
891                 start += PAGE_SIZE;
892         }
893         *virtp = virt;
894         return (sva);
895 }
896
897 /*
898  * Add a list of wired pages to the kva, fully SMP synchronized.
899  *
900  * No requirements, non blocking.
901  */
902 void
903 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
904 {
905         vm_offset_t end_va;
906
907         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
908                 
909         while (va < end_va) {
910                 unsigned *pte;
911
912                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
913                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
914                 cpu_invlpg((void *)va);
915                 va += PAGE_SIZE;
916                 m++;
917         }
918 #ifdef SMP
919         smp_invltlb();  /* XXX */
920 #endif
921 }
922
923 /*
924  * Remove pages from KVA, fully SMP synchronized.
925  *
926  * No requirements, non blocking.
927  */
928 void
929 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
930 {
931         vm_offset_t end_va;
932
933         end_va = va + count*PAGE_SIZE;
934
935         while (va < end_va) {
936                 unsigned *pte;
937
938                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
939                 *pte = 0;
940                 cpu_invlpg((void *)va);
941                 va += PAGE_SIZE;
942         }
943 #ifdef SMP
944         smp_invltlb();
945 #endif
946 }
947
948 /*
949  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
950  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
951  *
952  * The caller must hold vm_token.
953  */
954 static vm_page_t
955 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
956 {
957         vm_page_t m;
958
959         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
960         do {
961                 m = vm_page_lookup(object, pindex);
962         } while (m && vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pplookp"));
963
964         return(m);
965 }
966
967 /*
968  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
969  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
970  */
971 void
972 pmap_init_thread(thread_t td)
973 {
974         /* enforce pcb placement */
975         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
976         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
977         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16;
978 }
979
980 /*
981  * This routine directly affects the fork perf for a process.
982  */
983 void
984 pmap_init_proc(struct proc *p)
985 {
986 }
987
988 /*
989  * Dispose the UPAGES for a process that has exited.
990  * This routine directly impacts the exit perf of a process.
991  */
992 void
993 pmap_dispose_proc(struct proc *p)
994 {
995         KASSERT(p->p_lock == 0, ("attempt to dispose referenced proc! %p", p));
996 }
997
998 /***************************************************
999  * Page table page management routines.....
1000  ***************************************************/
1001
1002 /*
1003  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
1004  * drops to zero, then it decrements the wire count.
1005  *
1006  * The caller must hold vm_token.
1007  * This function can block.
1008  */
1009 static int 
1010 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info) 
1011 {
1012         /* 
1013          * Wait until we can busy the page ourselves.  We cannot have
1014          * any active flushes if we block.
1015          */
1016         if (m->flags & PG_BUSY) {
1017                 pmap_inval_flush(info);
1018                 while (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pmuwpt"))
1019                         ;
1020         }
1021         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1022                 ("_pmap_unwire_pte_hold: %p->queue != PQ_NONE", m));
1023
1024         if (m->hold_count == 1) {
1025                 /*
1026                  * Unmap the page table page.
1027                  *
1028                  * NOTE: We must clear pm_cached for all cpus, including
1029                  *       the current one, when clearing a page directory
1030                  *       entry.
1031                  */
1032                 vm_page_busy(m);
1033                 pmap_inval_interlock(info, pmap, -1);
1034                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1035                 pmap->pm_pdir[m->pindex] = 0;
1036                 pmap->pm_cached = 0;
1037                 pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1038
1039                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1040                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1041
1042                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1043                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1044
1045                 /*
1046                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1047                  * after we decrement wire_count.
1048                  * 
1049                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1050                  * multiple wire counts.
1051                  */
1052                 vm_page_unhold(m);
1053                 --m->wire_count;
1054                 KKASSERT(m->wire_count == 0);
1055                 --vmstats.v_wire_count;
1056                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1057                 vm_page_flash(m);
1058                 vm_page_free_zero(m);
1059                 return 1;
1060         } else {
1061                 KKASSERT(m->hold_count > 1);
1062                 vm_page_unhold(m);
1063                 return 0;
1064         }
1065 }
1066
1067 /*
1068  * The caller must hold vm_token.
1069  * This function can block.
1070  */
1071 static PMAP_INLINE int
1072 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1073 {
1074         KKASSERT(m->hold_count > 0);
1075         if (m->hold_count > 1) {
1076                 vm_page_unhold(m);
1077                 return 0;
1078         } else {
1079                 return _pmap_unwire_pte_hold(pmap, m, info);
1080         }
1081 }
1082
1083 /*
1084  * After removing a (user) page table entry, this routine is used to
1085  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1086  *
1087  * The caller must hold vm_token.
1088  * This function can block regardless.
1089  */
1090 static int
1091 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte,
1092               pmap_inval_info_t info)
1093 {
1094         unsigned ptepindex;
1095
1096         if (va >= UPT_MIN_ADDRESS)
1097                 return 0;
1098
1099         if (mpte == NULL) {
1100                 ptepindex = (va >> PDRSHIFT);
1101                 if (pmap->pm_ptphint &&
1102                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1103                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1104                 } else {
1105                         pmap_inval_flush(info);
1106                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1107                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1108                 }
1109         }
1110
1111         return pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, info);
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1116  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1117  *
1118  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1119  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1120  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1121  *
1122  * No requirements.
1123  */
1124 void
1125 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1126 {
1127         pmap->pm_pdir =
1128                 (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1129         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, (vm_offset_t) IdlePTD);
1130         pmap->pm_count = 1;
1131         pmap->pm_active = 0;
1132         pmap->pm_cached = 0;
1133         pmap->pm_ptphint = NULL;
1134         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1135         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1140  * such as one in a vmspace structure.
1141  *
1142  * No requirements.
1143  */
1144 void
1145 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1146 {
1147         vm_page_t ptdpg;
1148
1149         /*
1150          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1151          * page directory table.
1152          */
1153         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1154                 pmap->pm_pdir =
1155                     (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1156         }
1157
1158         /*
1159          * Allocate an object for the ptes
1160          */
1161         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1162                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, PTDPTDI + 1);
1163
1164         /*
1165          * Allocate the page directory page, unless we already have
1166          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1167          * already be set appropriately.
1168          */
1169         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1170                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, PTDPTDI,
1171                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY);
1172                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1173                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED | PG_BUSY);
1174                 ptdpg->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1175                 ptdpg->wire_count = 1;
1176                 ++vmstats.v_wire_count;
1177                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1178         }
1179         if ((ptdpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1180                 bzero(pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1181 #ifdef PMAP_DEBUG
1182         else
1183                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1184 #endif
1185
1186         pmap->pm_pdir[MPPTDI] = PTD[MPPTDI];
1187
1188         /* install self-referential address mapping entry */
1189         *(unsigned *) (pmap->pm_pdir + PTDPTDI) =
1190                 VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1191
1192         pmap->pm_count = 1;
1193         pmap->pm_active = 0;
1194         pmap->pm_cached = 0;
1195         pmap->pm_ptphint = NULL;
1196         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1197         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1198         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1203  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1204  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1205  * of cleanup work to do here.
1206  *
1207  * No requirements.
1208  */
1209 void
1210 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1211 {
1212         vm_page_t p;
1213
1214         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1215         lwkt_gettoken(&vm_token);
1216         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1217                 KKASSERT(pmap->pm_pdir != NULL);
1218                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir);
1219                 p->wire_count--;
1220                 vmstats.v_wire_count--;
1221                 KKASSERT((p->flags & PG_BUSY) == 0);
1222                 vm_page_busy(p);
1223                 vm_page_free_zero(p);
1224                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1225         }
1226         lwkt_reltoken(&vm_token);
1227         if (pmap->pm_pdir) {
1228                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1229                 pmap->pm_pdir = NULL;
1230         }
1231         if (pmap->pm_pteobj) {
1232                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1233                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1234         }
1235 }
1236
1237 /*
1238  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1239  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1240  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1241  * then copies the template.
1242  *
1243  * No requirements.
1244  */
1245 void
1246 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1247 {
1248         crit_enter();
1249         lwkt_gettoken(&vm_token);
1250         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1251         /* XXX copies current process, does not fill in MPPTDI */
1252         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1253         lwkt_reltoken(&vm_token);
1254         crit_exit();
1255 }
1256
1257 /*
1258  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1259  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1260  *
1261  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1262  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1263  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1264  *
1265  * The caller must hold vm_token.
1266  * This function can block regardless.
1267  */
1268 static int
1269 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1270 {
1271         unsigned *pde = (unsigned *) pmap->pm_pdir;
1272
1273         /*
1274          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1275          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1276          * might as well be placed directly into the zero queue.
1277          */
1278         if (vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl"))
1279                 return 0;
1280
1281         vm_page_busy(p);
1282
1283         /*
1284          * Remove the page table page from the processes address space.
1285          */
1286         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1287         KKASSERT(pde[p->pindex]);
1288         pde[p->pindex] = 0;
1289         --pmap->pm_stats.resident_count;
1290         pmap->pm_cached = 0;
1291
1292         if (p->hold_count)  {
1293                 panic("pmap_release: freeing held page table page");
1294         }
1295         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1296                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1297
1298         /*
1299          * We leave the page directory page cached, wired, and mapped in
1300          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1301          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1302          *
1303          * The pmap has already been removed from the pmap_list in the
1304          * PTDPTDI case.
1305          */
1306         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1307                 bzero(pde + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1308                 bzero(pde + MPPTDI, (NPDEPG - MPPTDI) * PTESIZE);
1309                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1310                 vm_page_wakeup(p);
1311         } else {
1312                 p->wire_count--;
1313                 vmstats.v_wire_count--;
1314                 vm_page_free_zero(p);
1315         }
1316         return 1;
1317 }
1318
1319 /*
1320  * This routine is called if the page table page is not mapped correctly.
1321  *
1322  * The caller must hold vm_token.
1323  */
1324 static vm_page_t
1325 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex)
1326 {
1327         vm_offset_t pteva, ptepa;
1328         vm_page_t m;
1329
1330         /*
1331          * Find or fabricate a new pagetable page
1332          */
1333         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1334                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1335
1336         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1337                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1338
1339         /*
1340          * Increment the hold count for the page we will be returning to
1341          * the caller.
1342          */
1343         m->hold_count++;
1344
1345         /*
1346          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1347          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1348          * return the held page.
1349          */
1350         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1351                 KKASSERT((ptepa & PG_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1352                 vm_page_wakeup(m);
1353                 return(m);
1354         }
1355
1356         if (m->wire_count == 0)
1357                 vmstats.v_wire_count++;
1358         m->wire_count++;
1359
1360
1361         /*
1362          * Map the pagetable page into the process address space, if
1363          * it isn't already there.
1364          *
1365          * NOTE: For safety clear pm_cached for all cpus including the
1366          *       current one when adding a PDE to the map.
1367          */
1368         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1369
1370         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1371         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1372                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1373         pmap->pm_cached = 0;
1374
1375         /*
1376          * Set the page table hint
1377          */
1378         pmap->pm_ptphint = m;
1379
1380         /*
1381          * Try to use the new mapping, but if we cannot, then
1382          * do it with the routine that maps the page explicitly.
1383          */
1384         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0) {
1385                 if ((((unsigned)pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME) ==
1386                         (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
1387                         pteva = UPT_MIN_ADDRESS + i386_ptob(ptepindex);
1388                         bzero((caddr_t) pteva, PAGE_SIZE);
1389                 } else {
1390                         pmap_zero_page(ptepa);
1391                 }
1392         }
1393 #ifdef PMAP_DEBUG
1394         else {
1395                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1396         }
1397 #endif
1398
1399         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1400         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1401         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1402         vm_page_wakeup(m);
1403
1404         return m;
1405 }
1406
1407 /*
1408  * Allocate a page table entry for a va.
1409  *
1410  * The caller must hold vm_token.
1411  */
1412 static vm_page_t
1413 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1414 {
1415         unsigned ptepindex;
1416         vm_offset_t ptepa;
1417         vm_page_t m;
1418
1419         /*
1420          * Calculate pagetable page index
1421          */
1422         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1423
1424         /*
1425          * Get the page directory entry
1426          */
1427         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1428
1429         /*
1430          * This supports switching from a 4MB page to a
1431          * normal 4K page.
1432          */
1433         if (ptepa & PG_PS) {
1434                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1435                 ptepa = 0;
1436                 cpu_invltlb();
1437                 smp_invltlb();
1438         }
1439
1440         /*
1441          * If the page table page is mapped, we just increment the
1442          * hold count, and activate it.
1443          */
1444         if (ptepa) {
1445                 /*
1446                  * In order to get the page table page, try the
1447                  * hint first.
1448                  */
1449                 if (pmap->pm_ptphint &&
1450                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1451                         m = pmap->pm_ptphint;
1452                 } else {
1453                         m = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1454                         pmap->pm_ptphint = m;
1455                 }
1456                 m->hold_count++;
1457                 return m;
1458         }
1459         /*
1460          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1461          */
1462         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1463 }
1464
1465
1466 /***************************************************
1467  * Pmap allocation/deallocation routines.
1468  ***************************************************/
1469
1470 /*
1471  * Release any resources held by the given physical map.
1472  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1473  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1474  *
1475  * No requirements.
1476  */
1477 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1478
1479 void
1480 pmap_release(struct pmap *pmap)
1481 {
1482         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1483         struct rb_vm_page_scan_info info;
1484
1485         KASSERT(pmap->pm_active == 0,
1486                 ("pmap still active! %08x", pmap->pm_active));
1487 #if defined(DIAGNOSTIC)
1488         if (object->ref_count != 1)
1489                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1490 #endif
1491         
1492         info.pmap = pmap;
1493         info.object = object;
1494         crit_enter();
1495         lwkt_gettoken(&vm_token);
1496         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1497         crit_exit();
1498
1499         do {
1500                 crit_enter();
1501                 info.error = 0;
1502                 info.mpte = NULL;
1503                 info.limit = object->generation;
1504
1505                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL, 
1506                                         pmap_release_callback, &info);
1507                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1508                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1509                                 info.error = 1;
1510                 }
1511                 crit_exit();
1512         } while (info.error);
1513         pmap->pm_cached = 0;
1514         lwkt_reltoken(&vm_token);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * The caller must hold vm_token.
1519  */
1520 static int
1521 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1522 {
1523         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1524
1525         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1526                 info->mpte = p;
1527                 return(0);
1528         }
1529         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1530                 info->error = 1;
1531                 return(-1);
1532         }
1533         if (info->object->generation != info->limit) {
1534                 info->error = 1;
1535                 return(-1);
1536         }
1537         return(0);
1538 }
1539
1540 /*
1541  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1542  *
1543  * No requirements.
1544  */
1545 void
1546 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
1547 {
1548         vm_offset_t addr = kend;
1549         struct pmap *pmap;
1550         vm_offset_t ptppaddr;
1551         vm_page_t nkpg;
1552         pd_entry_t newpdir;
1553
1554         crit_enter();
1555         lwkt_gettoken(&vm_token);
1556         if (kernel_vm_end == 0) {
1557                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1558                 nkpt = 0;
1559                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1560                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1561                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1562                         nkpt++;
1563                 }
1564         }
1565         addr = (addr + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1566         while (kernel_vm_end < addr) {
1567                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1568                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1569                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1570                         continue;
1571                 }
1572
1573                 /*
1574                  * This index is bogus, but out of the way
1575                  */
1576                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt, VM_ALLOC_NORMAL |
1577                                                    VM_ALLOC_SYSTEM |
1578                                                    VM_ALLOC_INTERRUPT);
1579                 if (nkpg == NULL)
1580                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1581
1582                 vm_page_wire(nkpg);
1583                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1584                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1585                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1586                 pdir_pde(PTD, kernel_vm_end) = newpdir;
1587                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1588                 nkpt++;
1589
1590                 /*
1591                  * This update must be interlocked with pmap_pinit2.
1592                  */
1593                 TAILQ_FOREACH(pmap, &pmap_list, pm_pmnode) {
1594                         *pmap_pde(pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1595                 }
1596                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1597                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1598         }
1599         lwkt_reltoken(&vm_token);
1600         crit_exit();
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Retire the given physical map from service.
1605  *
1606  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1607  *
1608  * No requirements.
1609  */
1610 void
1611 pmap_destroy(pmap_t pmap)
1612 {
1613         if (pmap == NULL)
1614                 return;
1615
1616         lwkt_gettoken(&vm_token);
1617         if (--pmap->pm_count == 0) {
1618                 pmap_release(pmap);
1619                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
1620         }
1621         lwkt_reltoken(&vm_token);
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Add a reference to the specified pmap.
1626  *
1627  * No requirements.
1628  */
1629 void
1630 pmap_reference(pmap_t pmap)
1631 {
1632         if (pmap) {
1633                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1634                 ++pmap->pm_count;
1635                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1636         }
1637 }
1638
1639 /***************************************************
1640  * page management routines.
1641  ***************************************************/
1642
1643 /*
1644  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1645  * called from an interrupt.
1646  *
1647  * The caller must hold vm_token.
1648  */
1649 static PMAP_INLINE void
1650 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1651 {
1652 #ifdef PMAP_DEBUG
1653         KKASSERT(pv->pv_m != NULL);
1654         pv->pv_m = NULL;
1655 #endif
1656         pv_entry_count--;
1657         zfree(pvzone, pv);
1658 }
1659
1660 /*
1661  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1662  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
1663  *
1664  * The caller must hold vm_token.
1665  */
1666 static pv_entry_t
1667 get_pv_entry(void)
1668 {
1669         pv_entry_count++;
1670         if (pv_entry_high_water &&
1671             (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1672             (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1673                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1674                 wakeup (&vm_pages_needed);
1675         }
1676         return zalloc(pvzone);
1677 }
1678
1679 /*
1680  * This routine is very drastic, but can save the system
1681  * in a pinch.
1682  *
1683  * No requirements.
1684  */
1685 void
1686 pmap_collect(void)
1687 {
1688         int i;
1689         vm_page_t m;
1690         static int warningdone=0;
1691
1692         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1693                 return;
1694         lwkt_gettoken(&vm_token);
1695         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1696
1697         if (warningdone < 5) {
1698                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1699                 warningdone++;
1700         }
1701
1702         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1703                 m = &vm_page_array[i];
1704                 if (m->wire_count || m->hold_count || m->busy ||
1705                     (m->flags & PG_BUSY)) {
1706                         continue;
1707                 }
1708                 pmap_remove_all(m);
1709         }
1710         lwkt_reltoken(&vm_token);
1711 }
1712         
1713
1714 /*
1715  * If it is the first entry on the list, it is actually
1716  * in the header and we must copy the following entry up
1717  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1718  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1719  *
1720  * The caller must hold vm_token.
1721  */
1722 static int
1723 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, 
1724                   vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1725 {
1726         pv_entry_t pv;
1727         int rtval;
1728
1729         crit_enter();
1730         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
1731         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1732                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1733                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va) 
1734                                 break;
1735                 }
1736         } else {
1737                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1738 #ifdef PMAP_DEBUG
1739                         KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
1740 #endif
1741                         if (va == pv->pv_va)
1742                                 break;
1743                 }
1744         }
1745         KKASSERT(pv);
1746
1747         rtval = 0;
1748         test_m_maps_pv(m, pv);
1749         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1750         m->md.pv_list_count--;
1751         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1752                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1753         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1754         ++pmap->pm_generation;
1755         rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem, info);
1756         free_pv_entry(pv);
1757         crit_exit();
1758         return rtval;
1759 }
1760
1761 /*
1762  * Create a pv entry for page at pa for (pmap, va).
1763  *
1764  * The caller must hold vm_token.
1765  */
1766 static void
1767 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1768 {
1769         pv_entry_t pv;
1770
1771         crit_enter();
1772         pv = get_pv_entry();
1773 #ifdef PMAP_DEBUG
1774         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
1775         pv->pv_m = m;
1776 #endif
1777         pv->pv_va = va;
1778         pv->pv_pmap = pmap;
1779         pv->pv_ptem = mpte;
1780
1781         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1782         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1783         ++pmap->pm_generation;
1784         m->md.pv_list_count++;
1785
1786         crit_exit();
1787 }
1788
1789 /*
1790  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process.
1791  *
1792  * The caller must hold vm_token.
1793  *
1794  * WARNING! As with most other pmap functions this one can block, so
1795  *          callers using temporary page table mappings must reload
1796  *          them.
1797  */
1798 static int
1799 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, unsigned *ptq, vm_offset_t va,
1800                 pmap_inval_info_t info)
1801 {
1802         unsigned oldpte;
1803         vm_page_t m;
1804
1805         ptbase_assert(pmap);
1806         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
1807         ptbase_assert(pmap);
1808         oldpte = loadandclear(ptq);
1809         if (oldpte & PG_W)
1810                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1811         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1812         KKASSERT(oldpte);
1813         /*
1814          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1815          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1816          * the SMP case.
1817          */
1818         if (oldpte & PG_G)
1819                 cpu_invlpg((void *)va);
1820         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1821         --pmap->pm_stats.resident_count;
1822         if (oldpte & PG_MANAGED) {
1823                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1824                 if (oldpte & PG_M) {
1825 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1826                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
1827                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1828                                         "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1829                                         (void *)va, (long)oldpte);
1830                         }
1831 #endif
1832                         if (pmap_track_modified(va))
1833                                 vm_page_dirty(m);
1834                 }
1835                 if (oldpte & PG_A)
1836                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1837                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va, info);
1838         } else {
1839                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL, info);
1840         }
1841
1842         return 0;
1843 }
1844
1845 /*
1846  * Remove a single page from a process address space.
1847  *
1848  * The caller must hold vm_token.
1849  */
1850 static void
1851 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1852 {
1853         unsigned *ptq;
1854
1855         /*
1856          * if there is no pte for this address, just skip it!!!  Otherwise
1857          * get a local va for mappings for this pmap and remove the entry.
1858          */
1859         if (*pmap_pde(pmap, va) != 0) {
1860                 ptq = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
1861                 if (*ptq) {
1862                         pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, info);
1863                         /* ptq invalid */
1864                 }
1865         }
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1870  *
1871  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page
1872  * size.
1873  *
1874  * No requirements.
1875  */
1876 void
1877 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1878 {
1879         unsigned *ptbase;
1880         vm_offset_t pdnxt;
1881         vm_offset_t ptpaddr;
1882         vm_offset_t sindex, eindex;
1883         struct pmap_inval_info info;
1884
1885         if (pmap == NULL)
1886                 return;
1887
1888         lwkt_gettoken(&vm_token);
1889         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
1890                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1891                 return;
1892         }
1893
1894         pmap_inval_init(&info);
1895
1896         /*
1897          * special handling of removing one page.  a very
1898          * common operation and easy to short circuit some
1899          * code.
1900          */
1901         if (((sva + PAGE_SIZE) == eva) && 
1902                 (((unsigned) pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
1903                 pmap_remove_page(pmap, sva, &info);
1904                 pmap_inval_done(&info);
1905                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1906                 return;
1907         }
1908
1909         /*
1910          * Get a local virtual address for the mappings that are being
1911          * worked with.
1912          */
1913         sindex = i386_btop(sva);
1914         eindex = i386_btop(eva);
1915
1916         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
1917                 unsigned pdirindex;
1918
1919                 /*
1920                  * Calculate index for next page table.
1921                  */
1922                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1923                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1924                         break;
1925
1926                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1927                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
1928                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
1929                         pmap->pm_pdir[pdirindex] = 0;
1930                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1931                         pmap->pm_cached = 0;
1932                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
1933                         continue;
1934                 }
1935
1936                 /*
1937                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
1938                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
1939                  */
1940                 if (ptpaddr == 0)
1941                         continue;
1942
1943                 /*
1944                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1945                  * by the current page table page, or to the end of the
1946                  * range being removed.
1947                  */
1948                 if (pdnxt > eindex) {
1949                         pdnxt = eindex;
1950                 }
1951
1952                 /*
1953                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block and wipe the temporary
1954                  *       ptbase.
1955                  */
1956                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
1957                         vm_offset_t va;
1958
1959                         ptbase = get_ptbase(pmap);
1960                         if (ptbase[sindex] == 0)
1961                                 continue;
1962                         va = i386_ptob(sindex);
1963                         if (pmap_remove_pte(pmap, ptbase + sindex, va, &info))
1964                                 break;
1965                 }
1966         }
1967         pmap_inval_done(&info);
1968         lwkt_reltoken(&vm_token);
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
1973  * Reflects back modify bits to the pager.
1974  *
1975  * No requirements.
1976  */
1977 static void
1978 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1979 {
1980         struct pmap_inval_info info;
1981         unsigned *pte, tpte;
1982         pv_entry_t pv;
1983
1984         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
1985                 return;
1986
1987         lwkt_gettoken(&vm_token);
1988         pmap_inval_init(&info);
1989         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1990                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1991                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
1992
1993                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1994                 pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1995                 tpte = loadandclear(pte);
1996                 if (tpte & PG_W)
1997                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
1998                 pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
1999                 if (tpte & PG_A)
2000                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2001 #ifdef PMAP_DEBUG
2002                 KKASSERT(PHYS_TO_VM_PAGE(tpte) == m);
2003 #endif
2004
2005                 /*
2006                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2007                  */
2008                 if (tpte & PG_M) {
2009 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2010                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) tpte)) {
2011                                 kprintf("pmap_remove_all: modified page "
2012                                         "not writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2013                                         (void *)pv->pv_va, (long)tpte);
2014                         }
2015 #endif
2016                         if (pmap_track_modified(pv->pv_va))
2017                                 vm_page_dirty(m);
2018                 }
2019 #ifdef PMAP_DEBUG
2020                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2021 #endif
2022                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2023                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2024                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
2025                 m->md.pv_list_count--;
2026                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2027                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2028                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2029                 free_pv_entry(pv);
2030         }
2031         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
2032         pmap_inval_done(&info);
2033         lwkt_reltoken(&vm_token);
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Set the physical protection on the specified range of this map
2038  * as requested.
2039  *
2040  * No requirements.
2041  */
2042 void
2043 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2044 {
2045         unsigned *ptbase;
2046         vm_offset_t pdnxt, ptpaddr;
2047         vm_pindex_t sindex, eindex;
2048         pmap_inval_info info;
2049
2050         if (pmap == NULL)
2051                 return;
2052
2053         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2054                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2055                 return;
2056         }
2057
2058         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2059                 return;
2060
2061         lwkt_gettoken(&vm_token);
2062         pmap_inval_init(&info);
2063
2064         ptbase = get_ptbase(pmap);
2065
2066         sindex = i386_btop(sva);
2067         eindex = i386_btop(eva);
2068
2069         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
2070                 unsigned pdirindex;
2071
2072                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
2073
2074                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
2075                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
2076                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
2077                         pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2078                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2079                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2080                         continue;
2081                 }
2082
2083                 /*
2084                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2085                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2086                  */
2087                 if (ptpaddr == 0)
2088                         continue;
2089
2090                 if (pdnxt > eindex) {
2091                         pdnxt = eindex;
2092                 }
2093
2094                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
2095                         unsigned pbits;
2096                         unsigned cbits;
2097                         vm_page_t m;
2098
2099                         /*
2100                          * XXX non-optimal.  Note also that there can be
2101                          * no pmap_inval_flush() calls until after we modify
2102                          * ptbase[sindex] (or otherwise we have to do another
2103                          * pmap_inval_interlock() call).
2104                          */
2105                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, i386_ptob(sindex));
2106 again:
2107                         pbits = ptbase[sindex];
2108                         cbits = pbits;
2109
2110                         if (pbits & PG_MANAGED) {
2111                                 m = NULL;
2112                                 if (pbits & PG_A) {
2113                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2114                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2115                                         cbits &= ~PG_A;
2116                                 }
2117                                 if (pbits & PG_M) {
2118                                         if (pmap_track_modified(i386_ptob(sindex))) {
2119                                                 if (m == NULL)
2120                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2121                                                 vm_page_dirty(m);
2122                                                 cbits &= ~PG_M;
2123                                         }
2124                                 }
2125                         }
2126                         cbits &= ~PG_RW;
2127                         if (pbits != cbits &&
2128                             !atomic_cmpset_int(ptbase + sindex, pbits, cbits)) {
2129                                 goto again;
2130                         }
2131                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2132                 }
2133         }
2134         pmap_inval_done(&info);
2135         lwkt_reltoken(&vm_token);
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Insert the given physical page (p) at the specified virtual address (v)
2140  * in the target physical map with the protection requested.
2141  *
2142  * If specified, the page will be wired down, meaning that the related pte
2143  * cannot be reclaimed.
2144  *
2145  * No requirements.
2146  */
2147 void
2148 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2149            boolean_t wired)
2150 {
2151         vm_paddr_t pa;
2152         unsigned *pte;
2153         vm_paddr_t opa;
2154         vm_offset_t origpte, newpte;
2155         vm_page_t mpte;
2156         pmap_inval_info info;
2157
2158         if (pmap == NULL)
2159                 return;
2160
2161         va &= PG_FRAME;
2162 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2163         if (va >= KvaEnd)
2164                 panic("pmap_enter: toobig");
2165         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS)) {
2166                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page "
2167                       "table pages (va: %p)", (void *)va);
2168         }
2169 #endif
2170         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2171                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with kernel_pmap\n");
2172                 print_backtrace(-1);
2173         }
2174         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2175                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without kernel_pmap\n");
2176                 print_backtrace(-1);
2177         }
2178
2179         lwkt_gettoken(&vm_token);
2180
2181         /*
2182          * In the case that a page table page is not
2183          * resident, we are creating it here.
2184          */
2185         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2186                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2187         else
2188                 mpte = NULL;
2189
2190         pmap_inval_init(&info);
2191         pte = pmap_pte(pmap, va);
2192
2193         /*
2194          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2195          */
2196         if (pte == NULL) {
2197                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=0x%lx, va=%p\n",
2198                      (long)pmap->pm_pdir[PTDPTDI], (void *)va);
2199         }
2200
2201         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & PG_FRAME;
2202         origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2203         opa = origpte & PG_FRAME;
2204
2205         if (origpte & PG_PS)
2206                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2207
2208         /*
2209          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2210          */
2211         if (origpte && (opa == pa)) {
2212                 /*
2213                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2214                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2215                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2216                  * the PT page will be also.
2217                  */
2218                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2219                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2220                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2221                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2222
2223 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2224                 if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) origpte)) {
2225                         kprintf("pmap_enter: modified page not "
2226                                 "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2227                                 (void *)va, (long )origpte);
2228                 }
2229 #endif
2230
2231                 /*
2232                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
2233                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
2234                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
2235                  * bits below.
2236                  */
2237                 if (mpte)
2238                         mpte->hold_count--;
2239
2240                 /*
2241                  * We might be turning off write access to the page,
2242                  * so we go ahead and sense modify status.
2243                  */
2244                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2245                         if ((origpte & PG_M) && pmap_track_modified(va)) {
2246                                 vm_page_t om;
2247                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2248                                 vm_page_dirty(om);
2249                         }
2250                         pa |= PG_MANAGED;
2251                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2252                 }
2253                 goto validate;
2254         } 
2255         /*
2256          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2257          * handle validating new mapping.
2258          *
2259          * Since we have a ref on the page directory page pmap_pte()
2260          * will always return non-NULL.
2261          *
2262          * NOTE: pmap_remove_pte() can block and cause the temporary ptbase
2263          *       to get wiped.  reload the ptbase.  I'm not sure if it is
2264          *       also possible to race another pmap_enter() but check for
2265          *       that case too.
2266          */
2267         while (opa) {
2268                 int err;
2269
2270                 KKASSERT((origpte & PG_FRAME) ==
2271                          (*(vm_offset_t *)pte & PG_FRAME));
2272                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va, &info);
2273                 if (err)
2274                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: %p", (void *)va);
2275                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2276                 origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2277                 opa = origpte & PG_FRAME;
2278                 if (opa) {
2279                         kprintf("pmap_enter: Warning, raced pmap %p va %p\n",
2280                                 pmap, (void *)va);
2281                 }
2282         }
2283
2284         /*
2285          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2286          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2287          * called at interrupt time.
2288          */
2289         if (pmap_initialized && 
2290             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2291                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2292                 ptbase_assert(pmap);
2293                 pa |= PG_MANAGED;
2294                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2295         }
2296
2297         /*
2298          * Increment counters
2299          */
2300         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2301         if (wired)
2302                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2303         KKASSERT(*pte == 0);
2304
2305 validate:
2306         /*
2307          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2308          */
2309         ptbase_assert(pmap);
2310         newpte = (vm_offset_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V);
2311
2312         if (wired)
2313                 newpte |= PG_W;
2314         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2315                 newpte |= PG_U;
2316         if (pmap == &kernel_pmap)
2317                 newpte |= pgeflag;
2318
2319         /*
2320          * if the mapping or permission bits are different, we need
2321          * to update the pte.
2322          */
2323         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2324                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
2325                 ptbase_assert(pmap);
2326                 KKASSERT(*pte == 0 ||
2327                          (*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2328                 *pte = newpte | PG_A;
2329                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2330                 if (newpte & PG_RW)
2331                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2332         }
2333         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2334         pmap_inval_done(&info);
2335         lwkt_reltoken(&vm_token);
2336 }
2337
2338 /*
2339  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2340  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
2341  * VA.
2342  *
2343  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2344  *
2345  * No requirements.
2346  */
2347 void
2348 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2349 {
2350         unsigned *pte;
2351         vm_paddr_t pa;
2352         vm_page_t mpte;
2353         unsigned ptepindex;
2354         vm_offset_t ptepa;
2355         pmap_inval_info info;
2356
2357         lwkt_gettoken(&vm_token);
2358         pmap_inval_init(&info);
2359
2360         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2361                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on UVA with kernel_pmap\n");
2362                 print_backtrace(-1);
2363         }
2364         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2365                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on KVA without kernel_pmap\n");
2366                 print_backtrace(-1);
2367         }
2368
2369         KKASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS); /* assert used on user pmaps only */
2370
2371         /*
2372          * Calculate the page table page (mpte), allocating it if necessary.
2373          *
2374          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the
2375          * section following.
2376          */
2377         if (va < UPT_MIN_ADDRESS) {
2378                 /*
2379                  * Calculate pagetable page index
2380                  */
2381                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2382
2383                 do {
2384                         /*
2385                          * Get the page directory entry
2386                          */
2387                         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
2388
2389                         /*
2390                          * If the page table page is mapped, we just increment
2391                          * the hold count, and activate it.
2392                          */
2393                         if (ptepa) {
2394                                 if (ptepa & PG_PS)
2395                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2396                                 if (pmap->pm_ptphint &&
2397                                     (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2398                                         mpte = pmap->pm_ptphint;
2399                                 } else {
2400                                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2401                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2402                                 }
2403                                 if (mpte)
2404                                         mpte->hold_count++;
2405                         } else {
2406                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2407                         }
2408                 } while (mpte == NULL);
2409         } else {
2410                 mpte = NULL;
2411                 /* this code path is not yet used */
2412         }
2413
2414         /*
2415          * With a valid (and held) page directory page, we can just use
2416          * vtopte() to get to the pte.  If the pte is already present
2417          * we do not disturb it.
2418          */
2419         pte = (unsigned *)vtopte(va);
2420         if (*pte & PG_V) {
2421                 if (mpte)
2422                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, &info);
2423                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2424                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & PG_FRAME) == 0);
2425                 pmap_inval_done(&info);
2426                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2427                 return;
2428         }
2429
2430         /*
2431          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2432          */
2433         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2434                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2435                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2436         }
2437
2438         /*
2439          * Increment counters
2440          */
2441         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2442
2443         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2444
2445         /*
2446          * Now validate mapping with RO protection
2447          */
2448         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2449                 *pte = pa | PG_V | PG_U;
2450         else
2451                 *pte = pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED;
2452 /*      pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed inval->valid */
2453         pmap_inval_done(&info);
2454         lwkt_reltoken(&vm_token);
2455 }
2456
2457 /*
2458  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2459  * to be used for panic dumps.
2460  *
2461  * No requirements.
2462  */
2463 void *
2464 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
2465 {
2466         pmap_kenter((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2467         return ((void *)crashdumpmap);
2468 }
2469
2470 #define MAX_INIT_PT (96)
2471
2472 /*
2473  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2474  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2475  * immediately after an mmap.
2476  *
2477  * No requirements.
2478  */
2479 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2480
2481 void
2482 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2483                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
2484                     vm_size_t size, int limit)
2485 {
2486         struct rb_vm_page_scan_info info;
2487         struct lwp *lp;
2488         int psize;
2489
2490         /*
2491          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2492          * or object.
2493          */
2494         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2495                 return;
2496
2497         /*
2498          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2499          */
2500         lp = curthread->td_lwp;
2501         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2502                 return;
2503
2504         psize = i386_btop(size);
2505
2506         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2507                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2508                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2509                 return;
2510         }
2511
2512         if (psize + pindex > object->size) {
2513                 if (object->size < pindex)
2514                         return;           
2515                 psize = object->size - pindex;
2516         }
2517
2518         if (psize == 0)
2519                 return;
2520
2521         /*
2522          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2523          * any valid pages found into the pmap.
2524          *
2525          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2526          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2527          */
2528         info.start_pindex = pindex;
2529         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2530         info.limit = limit;
2531         info.mpte = NULL;
2532         info.addr = addr;
2533         info.pmap = pmap;
2534
2535         crit_enter();
2536         lwkt_gettoken(&vm_token);
2537         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2538                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2539         lwkt_reltoken(&vm_token);
2540         crit_exit();
2541 }
2542
2543 /*
2544  * The caller must hold vm_token.
2545  */
2546 static
2547 int
2548 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2549 {
2550         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2551         vm_pindex_t rel_index;
2552         /*
2553          * don't allow an madvise to blow away our really
2554          * free pages allocating pv entries.
2555          */
2556         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2557                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2558                     return(-1);
2559         }
2560         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2561             (p->busy == 0) && (p->flags & (PG_BUSY | PG_FICTITIOUS)) == 0) {
2562                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2563                         vm_page_deactivate(p);
2564                 vm_page_busy(p);
2565                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2566                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2567                                  info->addr + i386_ptob(rel_index), p);
2568                 vm_page_wakeup(p);
2569         }
2570         return(0);
2571 }
2572
2573 /*
2574  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2575  * pre-fault the specified address.
2576  *
2577  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2578  * pte is already loaded into the slot.
2579  *
2580  * No requirements.
2581  */
2582 int
2583 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2584 {
2585         unsigned *pte;
2586         int ret;
2587
2588         lwkt_gettoken(&vm_token);
2589         if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0) {
2590                 ret = 0;
2591         } else {
2592                 pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2593                 ret = (*pte) ? 0 : 1;
2594         }
2595         lwkt_reltoken(&vm_token);
2596         return(ret);
2597 }
2598
2599 /*
2600  * Change the wiring attribute for a map/virtual-adderss pair.  The mapping
2601  * must already exist.
2602  *
2603  * No requirements.
2604  */
2605 void
2606 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2607 {
2608         unsigned *pte;
2609
2610         if (pmap == NULL)
2611                 return;
2612
2613         lwkt_gettoken(&vm_token);
2614         pte = pmap_pte(pmap, va);
2615
2616         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2617                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2618         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2619                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2620
2621         /*
2622          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2623          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2624          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
2625          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2626          * wiring changes.
2627          */
2628 #ifdef SMP
2629         if (wired)
2630                 atomic_set_int(pte, PG_W);
2631         else
2632                 atomic_clear_int(pte, PG_W);
2633 #else
2634         if (wired)
2635                 atomic_set_int_nonlocked(pte, PG_W);
2636         else
2637                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_W);
2638 #endif
2639         lwkt_reltoken(&vm_token);
2640 }
2641
2642 /*
2643  * Copy the range specified by src_addr/len from the source map to the
2644  * range dst_addr/len in the destination map.
2645  *
2646  * This routine is only advisory and need not do anything.
2647  *
2648  * No requirements.
2649  */
2650 void
2651 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
2652           vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2653 {
2654         /* does nothing */
2655 }       
2656
2657 /*
2658  * Zero the specified PA by mapping the page into KVM and clearing its
2659  * contents.
2660  *
2661  * No requirements.
2662  */
2663 void
2664 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2665 {
2666         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2667
2668         crit_enter();
2669         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2670                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2671         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2672                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2673         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2674
2675 #if defined(I686_CPU)
2676         if (cpu_class == CPUCLASS_686)
2677                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2678         else
2679 #endif
2680                 bzero(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE);
2681         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2682         crit_exit();
2683 }
2684
2685 /*
2686  * Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2687  *
2688  * No requirements.
2689  */
2690 void
2691 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2692 {
2693         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2694         int i;
2695
2696         crit_enter();
2697         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2698                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2699         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2700                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2701         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2702         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += 4) {
2703             if (*(int *)((char *)gd->gd_CADDR3 + i) != 0) {
2704                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!\n",
2705                     (void *)gd->gd_CADDR3);
2706             }
2707         }
2708         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2709         crit_exit();
2710 }
2711
2712 /*
2713  * Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2714  * its contents with bzero.
2715  *
2716  * off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2717  *
2718  * No requirements.
2719  */
2720 void
2721 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2722 {
2723         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2724
2725         crit_enter();
2726         if (*(int *) gd->gd_CMAP3)
2727                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2728         *(int *) gd->gd_CMAP3 = PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2729         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2730
2731 #if defined(I686_CPU)
2732         if (cpu_class == CPUCLASS_686 && off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2733                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2734         else
2735 #endif
2736                 bzero((char *)gd->gd_CADDR3 + off, size);
2737         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2738         crit_exit();
2739 }
2740
2741 /*
2742  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2743  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2744  * is required.
2745  *
2746  * No requirements.
2747  */
2748 void
2749 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2750 {
2751         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2752
2753         crit_enter();
2754         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2755                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2756         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2757                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2758
2759         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2760         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2761
2762         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2763         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2764
2765         bcopy(gd->gd_CADDR1, gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE);
2766
2767         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2768         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2769         crit_exit();
2770 }
2771
2772 /*
2773  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2774  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2775  * is required.
2776  *
2777  * No requirements.
2778  */
2779 void
2780 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2781 {
2782         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2783
2784         crit_enter();
2785         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2786                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2787         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2788                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2789
2790         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2791         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2792
2793         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2794         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2795
2796         bcopy((char *)gd->gd_CADDR1 + (src & PAGE_MASK),
2797               (char *)gd->gd_CADDR2 + (dst & PAGE_MASK),
2798               bytes);
2799
2800         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2801         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2802         crit_exit();
2803 }
2804
2805 /*
2806  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2807  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2808  * be changed upwards or downwards in the future; it
2809  * is only necessary that true be returned for a small
2810  * subset of pmaps for proper page aging.
2811  *
2812  * No requirements.
2813  */
2814 boolean_t
2815 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2816 {
2817         pv_entry_t pv;
2818         int loops = 0;
2819
2820         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2821                 return FALSE;
2822
2823         crit_enter();
2824         lwkt_gettoken(&vm_token);
2825         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2826                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2827                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2828                         crit_exit();
2829                         return TRUE;
2830                 }
2831                 loops++;
2832                 if (loops >= 16)
2833                         break;
2834         }
2835         lwkt_reltoken(&vm_token);
2836         crit_exit();
2837         return (FALSE);
2838 }
2839
2840 /*
2841  * Remove all pages from specified address space
2842  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2843  * is special cased for current process only, but
2844  * can have the more generic (and slightly slower)
2845  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2846  * in the case of running down an entire address space.
2847  *
2848  * No requirements.
2849  */
2850 void
2851 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2852 {
2853         struct lwp *lp;
2854         unsigned *pte, tpte;
2855         pv_entry_t pv, npv;
2856         vm_page_t m;
2857         pmap_inval_info info;
2858         int iscurrentpmap;
2859         int32_t save_generation;
2860
2861         lp = curthread->td_lwp;
2862         if (lp && pmap == vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2863                 iscurrentpmap = 1;
2864         else
2865                 iscurrentpmap = 0;
2866
2867         lwkt_gettoken(&vm_token);
2868         pmap_inval_init(&info);
2869         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2870                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2871                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2872                         continue;
2873                 }
2874
2875                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2876
2877                 if (iscurrentpmap)
2878                         pte = (unsigned *)vtopte(pv->pv_va);
2879                 else
2880                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2881                 KKASSERT(*pte);
2882                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, pv->pv_va);
2883
2884                 /*
2885                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2886                  * at this time
2887                  */
2888                 if (*pte & PG_W) {
2889                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2890                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2891                         continue;
2892                 }
2893                 KKASSERT(*pte);
2894                 tpte = loadandclear(pte);
2895                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2896
2897                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte);
2898                 test_m_maps_pv(m, pv);
2899
2900                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2901                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %x", tpte));
2902
2903                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2904                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2905
2906                 /*
2907                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2908                  */
2909                 if (tpte & PG_M) {
2910                         vm_page_dirty(m);
2911                 }
2912
2913                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2914 #ifdef PMAP_DEBUG
2915                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2916                 KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
2917 #endif
2918                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2919                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
2920
2921                 m->md.pv_list_count--;
2922                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2923                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2924                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2925
2926                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2927                 free_pv_entry(pv);
2928
2929                 /*
2930                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
2931                  * calls and other removals were made.
2932                  */
2933                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
2934                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
2935                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
2936                 }
2937         }
2938         pmap_inval_done(&info);
2939         lwkt_reltoken(&vm_token);
2940 }
2941
2942 /*
2943  * pmap_testbit tests bits in pte's
2944  * note that the testbit/clearbit routines are inline,
2945  * and a lot of things compile-time evaluate.
2946  *
2947  * The caller must hold vm_token.
2948  */
2949 static boolean_t
2950 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2951 {
2952         pv_entry_t pv;
2953         unsigned *pte;
2954
2955         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2956                 return FALSE;
2957
2958         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
2959                 return FALSE;
2960
2961         crit_enter();
2962         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2963                 /*
2964                  * if the bit being tested is the modified bit, then
2965                  * mark clean_map and ptes as never
2966                  * modified.
2967                  */
2968                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
2969                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
2970                                 continue;
2971                 }
2972
2973 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2974                 if (!pv->pv_pmap) {
2975                         kprintf("Null pmap (tb) at va: %p\n",
2976                                 (void *)pv->pv_va);
2977                         continue;
2978                 }
2979 #endif
2980                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2981                 if (*pte & bit) {
2982                         crit_exit();
2983                         return TRUE;
2984                 }
2985         }
2986         crit_exit();
2987         return (FALSE);
2988 }
2989
2990 /*
2991  * This routine is used to modify bits in ptes
2992  *
2993  * The caller must hold vm_token.
2994  */
2995 static __inline void
2996 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
2997 {
2998         struct pmap_inval_info info;
2999         pv_entry_t pv;
3000         unsigned *pte;
3001         unsigned pbits;
3002
3003         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3004                 return;
3005
3006         pmap_inval_init(&info);
3007
3008         /*
3009          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3010          * setting RO do we need to clear the VAC?
3011          */
3012         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3013                 /*
3014                  * don't write protect pager mappings
3015                  */
3016                 if (bit == PG_RW) {
3017                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3018                                 continue;
3019                 }
3020
3021 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3022                 if (!pv->pv_pmap) {
3023                         kprintf("Null pmap (cb) at va: %p\n",
3024                                 (void *)pv->pv_va);
3025                         continue;
3026                 }
3027 #endif
3028
3029                 /*
3030                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3031                  * clear PG_A or PG_M safely but we need to synchronize
3032                  * with the target cpus when we mess with PG_RW.
3033                  *
3034                  * We do not have to force synchronization when clearing
3035                  * PG_M even for PTEs generated via virtual memory maps,
3036                  * because the virtual kernel will invalidate the pmap
3037                  * entry when/if it needs to resynchronize the Modify bit.
3038                  */
3039                 if (bit & PG_RW)
3040                         pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3041                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3042 again:
3043                 pbits = *pte;
3044                 if (pbits & bit) {
3045                         if (bit == PG_RW) {
3046                                 if (pbits & PG_M) {
3047                                         vm_page_dirty(m);
3048                                         atomic_clear_int(pte, PG_M|PG_RW);
3049                                 } else {
3050                                         /*
3051                                          * The cpu may be trying to set PG_M
3052                                          * simultaniously with our clearing
3053                                          * of PG_RW.
3054                                          */
3055                                         if (!atomic_cmpset_int(pte, pbits,
3056                                                                pbits & ~PG_RW))
3057                                                 goto again;
3058                                 }
3059                         } else if (bit == PG_M) {
3060                                 /*
3061                                  * We could also clear PG_RW here to force
3062                                  * a fault on write to redetect PG_M for
3063                                  * virtual kernels, but it isn't necessary
3064                                  * since virtual kernels invalidate the pte 
3065                                  * when they clear the VPTE_M bit in their
3066                                  * virtual page tables.
3067                                  */
3068                                 atomic_clear_int(pte, PG_M);
3069                         } else {
3070                                 atomic_clear_int(pte, bit);
3071                         }
3072                 }
3073                 if (bit & PG_RW)
3074                         pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
3075         }
3076         pmap_inval_done(&info);
3077 }
3078
3079 /*
3080  * Lower the permission for all mappings to a given page.
3081  *
3082  * No requirements.
3083  */
3084 void
3085 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3086 {
3087         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3088                 lwkt_gettoken(&vm_token);
3089                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3090                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3091                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3092                 } else {
3093                         pmap_remove_all(m);
3094                 }
3095                 lwkt_reltoken(&vm_token);
3096         }
3097 }
3098
3099 /*
3100  * Return the physical address given a physical page index.
3101  *
3102  * No requirements.
3103  */
3104 vm_paddr_t
3105 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3106 {
3107         return (i386_ptob(ppn));
3108 }
3109
3110 /*
3111  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3112  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3113  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3114  * reference bits set.
3115  *
3116  * XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3117  * should be tested and standardized at some point in the future for
3118  * optimal aging of shared pages.
3119  *
3120  * No requirements.
3121  */
3122 int
3123 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3124 {
3125         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3126         unsigned *pte;
3127         int rtval = 0;
3128
3129         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3130                 return (rtval);
3131
3132         crit_enter();
3133         lwkt_gettoken(&vm_token);
3134
3135         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3136
3137                 pvf = pv;
3138
3139                 do {
3140                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3141
3142                         crit_enter();
3143                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3144                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3145                         crit_exit();
3146
3147                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3148                                 continue;
3149
3150                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3151
3152                         if (pte && (*pte & PG_A)) {
3153 #ifdef SMP
3154                                 atomic_clear_int(pte, PG_A);
3155 #else
3156                                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_A);
3157 #endif
3158                                 rtval++;
3159                                 if (rtval > 4) {
3160                                         break;
3161                                 }
3162                         }
3163                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3164         }
3165
3166         lwkt_reltoken(&vm_token);
3167         crit_exit();
3168
3169         return (rtval);
3170 }
3171
3172 /*
3173  * Return whether or not the specified physical page was modified
3174  * in any physical maps.
3175  *
3176  * No requirements.
3177  */
3178 boolean_t
3179 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3180 {
3181         boolean_t res;
3182
3183         lwkt_gettoken(&vm_token);
3184         res = pmap_testbit(m, PG_M);
3185         lwkt_reltoken(&vm_token);
3186         return (res);
3187 }
3188
3189 /*
3190  * Clear the modify bits on the specified physical page.
3191  *
3192  * No requirements.
3193  */
3194 void
3195 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3196 {
3197         lwkt_gettoken(&vm_token);
3198         pmap_clearbit(m, PG_M);
3199         lwkt_reltoken(&vm_token);
3200 }
3201
3202 /*
3203  * Clear the reference bit on the specified physical page.
3204  *
3205  * No requirements.
3206  */
3207 void
3208 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3209 {
3210         lwkt_gettoken(&vm_token);
3211         pmap_clearbit(m, PG_A);
3212         lwkt_reltoken(&vm_token);
3213 }
3214
3215 /*
3216  * Miscellaneous support routines follow
3217  *
3218  * Called from the low level boot code only.
3219  */
3220 static void
3221 i386_protection_init(void)
3222 {
3223         int *kp, prot;
3224
3225         kp = protection_codes;
3226         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3227                 switch (prot) {
3228                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3229                         /*
3230                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3231                          * so just make it readable.
3232                          */
3233                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3234                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3235                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3236                         *kp++ = 0;
3237                         break;
3238                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3239                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3240                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3241                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3242                         *kp++ = PG_RW;
3243                         break;
3244                 }
3245         }
3246 }
3247
3248 /*
3249  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3250  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3251  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3252  * NOT real memory.
3253  *
3254  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3255  * a time.
3256  *
3257  * No requirements.
3258  */
3259 void *
3260 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3261 {
3262         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3263         unsigned *pte;
3264
3265         offset = pa & PAGE_MASK;
3266         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3267
3268         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3269         if (!va)
3270                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3271
3272         pa = pa & PG_FRAME;
3273         for (tmpva = va; size > 0;) {
3274                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3275                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3276                 size -= PAGE_SIZE;
3277                 tmpva += PAGE_SIZE;
3278                 pa += PAGE_SIZE;
3279         }
3280         cpu_invltlb();
3281         smp_invltlb();
3282
3283         return ((void *)(va + offset));
3284 }
3285
3286 /*
3287  * No requirements.
3288  */
3289 void
3290 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3291 {
3292         vm_offset_t base, offset;
3293
3294         base = va & PG_FRAME;
3295         offset = va & PAGE_MASK;
3296         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3297         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3298         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3299 }
3300
3301 /*
3302  * Perform the pmap work for mincore
3303  *
3304  * The caller must hold vm_token if the caller wishes a stable result,
3305  * and even in that case some bits can change due to third party accesses
3306  * to the pmap.
3307  *
3308  * No requirements.
3309  */
3310 int
3311 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3312 {
3313         unsigned *ptep, pte;
3314         vm_page_t m;
3315         int val = 0;
3316
3317         lwkt_gettoken(&vm_token);
3318         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3319
3320         if (ptep && (pte = *ptep) != 0) {
3321                 vm_offset_t pa;
3322
3323                 val = MINCORE_INCORE;
3324                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3325                         goto done;
3326
3327                 pa = pte & PG_FRAME;
3328
3329                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3330
3331                 if (pte & PG_M) {
3332                         /*
3333                          * Modified by us
3334                          */
3335                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3336                 } else if (m->dirty || pmap_is_modified(m)) {
3337                         /*
3338                          * Modified by someone else
3339                          */
3340                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3341                 }
3342
3343                 if (pte & PG_A) {
3344                         /*
3345                          * Referenced by us
3346                          */
3347                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3348                 } else if ((m->flags & PG_REFERENCED) ||
3349                            pmap_ts_referenced(m)) {
3350                         /*
3351                          * Referenced by someone else
3352                          */
3353                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3354                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3355                 }
3356         } 
3357 done:
3358         lwkt_reltoken(&vm_token);
3359         return val;
3360 }
3361
3362 /*
3363  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3364  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3365  *
3366  * cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3367  *
3368  * Only called with new VM spaces.
3369  * The process must have only a single thread.
3370  * No other requirements.
3371  */
3372 void
3373 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3374 {
3375         struct vmspace *oldvm;
3376         struct lwp *lp;
3377
3378         crit_enter();
3379         oldvm = p->p_vmspace;
3380         if (oldvm != newvm) {
3381                 p->p_vmspace = newvm;
3382                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3383                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3384                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3385                 if (adjrefs) {
3386                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3387                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3388                 }
3389         }
3390         crit_exit();
3391 }
3392
3393 /*
3394  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3395  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3396  * on a per-lwp basis.
3397  *
3398  * Always called with a lp under the caller's direct control, either
3399  * unscheduled or the current lwp.
3400  *
3401  * No requirements.
3402  */
3403 void
3404 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3405 {
3406         struct vmspace *oldvm;
3407         struct pmap *pmap;
3408
3409         crit_enter();
3410         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3411
3412         if (oldvm != newvm) {
3413                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3414                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3415                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3416 #if defined(SMP)
3417                         atomic_set_int(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3418                         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK)
3419                                 pmap_interlock_wait(newvm);
3420 #else
3421                         pmap->pm_active |= 1;
3422 #endif
3423 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3424                         tlb_flush_count++;
3425 #endif
3426                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
3427                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
3428                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3429 #if defined(SMP)
3430                         atomic_clear_int(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3431 #else
3432                         pmap->pm_active &= ~1;
3433 #endif
3434                 }
3435         }
3436         crit_exit();
3437 }
3438
3439 #ifdef SMP
3440 /*
3441  * Called when switching to a locked pmap, used to interlock against pmaps
3442  * undergoing modifications to prevent us from activating the MMU for the
3443  * target pmap until all such modifications have completed.  We have to do
3444  * this because the thread making the modifications has already set up its
3445  * SMP synchronization mask.
3446  *
3447  * No requirements.
3448  */
3449 void
3450 pmap_interlock_wait(struct vmspace *vm)
3451 {
3452         struct pmap *pmap = &vm->vm_pmap;
3453
3454         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3455                 while (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3456                         cpu_pause();
3457                         cpu_ccfence();
3458                         lwkt_process_ipiq();
3459                 }
3460         }
3461 }
3462
3463 #endif
3464
3465 /*
3466  * Return a page-directory alignment hint for device mappings which will
3467  * allow the use of super-pages for the mapping.
3468  *
3469  * No requirements.
3470  */
3471 vm_offset_t
3472 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3473 {
3474
3475         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3476                 return addr;
3477         }
3478
3479         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3480         return addr;
3481 }
3482
3483 /*
3484  * Return whether the PGE flag is supported globally.
3485  *
3486  * No requirements.
3487  */
3488 int
3489 pmap_get_pgeflag(void)
3490 {
3491         return pgeflag;
3492 }