Merge branch 'vendor/BINUTILS220'
[dragonfly.git] / sys / platform / vkernel / platform / pmap.c
1 /*
2  * (MPSAFE)
3  *
4  * Copyright (c) 2006 The DragonFly Project.  All rights reserved.
5  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
6  * All rights reserved.
7  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
8  * All rights reserved.
9  * Copyright (c) 1994 David Greenman
10  * All rights reserved.
11  * Copyright (c) 2004-2006 Matthew Dillon
12  * All rights reserved.
13  * 
14  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
15  * modification, are permitted provided that the following conditions
16  * are met:
17  * 
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
22  *    the documentation and/or other materials provided with the
23  *    distribution.
24  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
25  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
26  *    from this software without specific, prior written permission.
27  * 
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
29  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
30  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
31  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
32  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
33  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
34  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
35  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
36  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
37  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
38  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
39  * SUCH DAMAGE.
40  * 
41  * from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
42  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.18 2002/03/06 22:48:53 silby Exp $
43  */
44 /*
45  * NOTE: PMAP_INVAL_ADD: In pc32 this function is called prior to adjusting
46  * the PTE in the page table, because a cpu synchronization might be required.
47  * The actual invalidation is delayed until the following call or flush.  In
48  * the VKERNEL build this function is called prior to adjusting the PTE and
49  * invalidates the table synchronously (not delayed), and is not SMP safe
50  * as a consequence.
51  */
52
53 #include <sys/types.h>
54 #include <sys/systm.h>
55 #include <sys/kernel.h>
56 #include <sys/stat.h>
57 #include <sys/mman.h>
58 #include <sys/vkernel.h>
59 #include <sys/proc.h>
60 #include <sys/thread.h>
61 #include <sys/user.h>
62 #include <sys/vmspace.h>
63
64 #include <vm/pmap.h>
65 #include <vm/vm_page.h>
66 #include <vm/vm_extern.h>
67 #include <vm/vm_kern.h>
68 #include <vm/vm_object.h>
69 #include <vm/vm_zone.h>
70 #include <vm/vm_pageout.h>
71
72 #include <machine/md_var.h>
73 #include <machine/pcb.h>
74 #include <machine/pmap_inval.h>
75 #include <machine/globaldata.h>
76
77 #include <sys/sysref2.h>
78
79 #include <assert.h>
80
81 struct pmap kernel_pmap;
82
83 static struct vm_zone pvzone;
84 static struct vm_object pvzone_obj;
85 static TAILQ_HEAD(,pmap) pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
86 static int pv_entry_count;
87 static int pv_entry_max;
88 static int pv_entry_high_water;
89 static int pmap_pagedaemon_waken;
90 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;
91 static int protection_codes[8];
92
93 static void i386_protection_init(void);
94 static void pmap_remove_all(vm_page_t m);
95 static int pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p);
96
97 #define MINPV   2048
98 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
99 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
100 #endif
101
102 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
103
104 #define pte_prot(m, p) \
105         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
106
107 void
108 pmap_init(void)
109 {
110         int i;
111         struct pv_entry *pvinit;
112
113         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
114                 vm_page_t m;
115
116                 m = &vm_page_array[i];
117                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
118                 m->md.pv_list_count = 0;
119         }
120
121         i = vm_page_array_size;
122         if (i < MINPV)
123                 i = MINPV;
124         pvinit = (struct pv_entry *)kmem_alloc(&kernel_map, i*sizeof(*pvinit));
125         zbootinit(&pvzone, "PV ENTRY", sizeof(*pvinit), pvinit, i);
126         pmap_initialized = TRUE;
127 }
128
129 void
130 pmap_init2(void)
131 {
132         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
133
134         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
135         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
136         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
137         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
138         zinitna(&pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, pv_entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
139 }
140
141 /*
142  * Bootstrap the kernel_pmap so it can be used with pmap_enter().  
143  *
144  * NOTE! pm_pdir for the kernel pmap is offset so VA's translate
145  * directly into PTD indexes (PTA is also offset for the same reason).
146  * This is necessary because, for now, KVA is not mapped at address 0.
147  *
148  * Page table pages are not managed like they are in normal pmaps, so
149  * no pteobj is needed.
150  */
151 void
152 pmap_bootstrap(void)
153 {
154         vm_pindex_t i = (vm_offset_t)KernelPTD >> PAGE_SHIFT;
155
156         kernel_pmap.pm_pdir = KernelPTD - (KvaStart >> SEG_SHIFT);
157         kernel_pmap.pm_pdirpte = KernelPTA[i];
158         kernel_pmap.pm_count = 1;
159         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
160         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
161         i386_protection_init();
162 }
163
164 /*
165  * Initialize pmap0/vmspace0 .  Since process 0 never enters user mode we
166  * just dummy it up so it works well enough for fork().
167  *
168  * In DragonFly, process pmaps may only be used to manipulate user address
169  * space, never kernel address space.
170  */
171 void
172 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
173 {
174         pmap_pinit(pmap);
175 }
176
177 /************************************************************************
178  *              Procedures to manage whole physical maps                *
179  ************************************************************************
180  *
181  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
182  * such as one in a vmspace structure.
183  */
184 void
185 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
186 {
187         vm_page_t ptdpg;
188         int npages;
189
190         /*
191          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
192          * page directory table.
193          */
194         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
195                 pmap->pm_pdir =
196                     (vpte_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
197         }
198
199         /*
200          * allocate object for the pte array and page directory
201          */
202         npages = VPTE_PAGETABLE_SIZE +
203                  (VM_MAX_USER_ADDRESS / PAGE_SIZE) * sizeof(vpte_t);
204         npages = (npages + PAGE_MASK) / PAGE_SIZE;
205
206         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
207                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, npages);
208         pmap->pm_pdindex = npages - 1;
209
210         /*
211          * allocate the page directory page
212          */
213         ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, pmap->pm_pdindex,
214                              VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY);
215
216         ptdpg->wire_count = 1;
217         ++vmstats.v_wire_count;
218
219         /* not usually mapped */
220         vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED | PG_BUSY);
221         ptdpg->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
222
223         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
224         pmap->pm_pdirpte = KernelPTA[(vm_offset_t)pmap->pm_pdir >> PAGE_SHIFT];
225         if ((ptdpg->flags & PG_ZERO) == 0)
226                 bzero(pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
227
228         pmap->pm_count = 1;
229         pmap->pm_active = 0;
230         pmap->pm_ptphint = NULL;
231         pmap->pm_cpucachemask = 0;
232         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
233         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
234         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
235 }
236
237 /*
238  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed
239  *
240  * No requirements.
241  */
242 void
243 pmap_puninit(pmap_t pmap)
244 {
245         lwkt_gettoken(&vm_token);
246         if (pmap->pm_pdir) {
247                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
248                 pmap->pm_pdir = NULL;
249         }
250         if (pmap->pm_pteobj) {
251                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
252                 pmap->pm_pteobj = NULL;
253         }
254         lwkt_reltoken(&vm_token);
255 }
256
257
258 /*
259  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
260  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
261  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
262  * then copies the template.
263  *
264  * In a virtual kernel there are no kernel global address entries.
265  *
266  * No requirements.
267  */
268 void
269 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
270 {
271         crit_enter();
272         lwkt_gettoken(&vm_token);
273         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
274         lwkt_reltoken(&vm_token);
275         crit_exit();
276 }
277
278 /*
279  * Release all resources held by the given physical map.
280  *
281  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
282  *
283  * No requirements.
284  */
285 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
286
287 void
288 pmap_release(struct pmap *pmap)
289 {
290         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
291         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
292         struct rb_vm_page_scan_info info;
293
294         KKASSERT(pmap != &kernel_pmap);
295
296 #if defined(DIAGNOSTIC)
297         if (object->ref_count != 1)
298                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
299 #endif
300         /*
301          * Once we destroy the page table, the mapping becomes invalid.
302          * Don't waste time doing a madvise to invalidate the mapping, just
303          * set cpucachemask to 0.
304          */
305         if (pmap->pm_pdir == gd->gd_PT1pdir) {
306                 gd->gd_PT1pdir = NULL;
307                 *gd->gd_PT1pde = 0;
308                 /* madvise(gd->gd_PT1map, SEG_SIZE, MADV_INVAL); */
309         }
310         if (pmap->pm_pdir == gd->gd_PT2pdir) {
311                 gd->gd_PT2pdir = NULL;
312                 *gd->gd_PT2pde = 0;
313                 /* madvise(gd->gd_PT2map, SEG_SIZE, MADV_INVAL); */
314         }
315         if (pmap->pm_pdir == gd->gd_PT3pdir) {
316                 gd->gd_PT3pdir = NULL;
317                 *gd->gd_PT3pde = 0;
318                 /* madvise(gd->gd_PT3map, SEG_SIZE, MADV_INVAL); */
319         }
320         
321         info.pmap = pmap;
322         info.object = object;
323         crit_enter();
324         lwkt_gettoken(&vm_token);
325         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
326         crit_exit();
327
328         do {
329                 crit_enter();
330                 info.error = 0;
331                 info.mpte = NULL;
332                 info.limit = object->generation;
333
334                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL, 
335                                         pmap_release_callback, &info);
336                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
337                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
338                                 info.error = 1;
339                 }
340                 crit_exit();
341         } while (info.error);
342
343         /*
344          * Leave the KVA reservation for pm_pdir cached for later reuse.
345          */
346         pmap->pm_pdirpte = 0;
347         pmap->pm_cpucachemask = 0;
348         lwkt_reltoken(&vm_token);
349 }
350
351 /*
352  * Callback to release a page table page backing a directory
353  * entry.
354  */
355 static int
356 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
357 {
358         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
359
360         if (p->pindex == info->pmap->pm_pdindex) {
361                 info->mpte = p;
362                 return(0);
363         }
364         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
365                 info->error = 1;
366                 return(-1);
367         }
368         if (info->object->generation != info->limit) {
369                 info->error = 1;
370                 return(-1);
371         }
372         return(0);
373 }
374
375 /*
376  * Retire the given physical map from service.  Should only be called if
377  * the map contains no valid mappings.
378  *
379  * No requirements.
380  */
381 void
382 pmap_destroy(pmap_t pmap)
383 {
384         if (pmap == NULL)
385                 return;
386
387         lwkt_gettoken(&vm_token);
388         if (--pmap->pm_count == 0) {
389                 pmap_release(pmap);
390                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
391         }
392         lwkt_reltoken(&vm_token);
393 }
394
395 /*
396  * Add a reference to the specified pmap.
397  *
398  * No requirements.
399  */
400 void
401 pmap_reference(pmap_t pmap)
402 {
403         if (pmap) {
404                 lwkt_gettoken(&vm_token);
405                 ++pmap->pm_count;
406                 lwkt_reltoken(&vm_token);
407         }
408 }
409
410 /************************************************************************
411  *                      VMSPACE MANAGEMENT                              *
412  ************************************************************************
413  *
414  * The VMSPACE management we do in our virtual kernel must be reflected
415  * in the real kernel.  This is accomplished by making vmspace system
416  * calls to the real kernel.
417  */
418 void
419 cpu_vmspace_alloc(struct vmspace *vm)
420 {
421         int r;
422         void *rp;
423
424 #define LAST_EXTENT     (VM_MAX_USER_ADDRESS - 0x80000000)
425
426         if (vmspace_create(&vm->vm_pmap, 0, NULL) < 0)
427                 panic("vmspace_create() failed");
428
429         rp = vmspace_mmap(&vm->vm_pmap, (void *)0x00000000, 0x40000000,
430                           PROT_READ|PROT_WRITE,
431                           MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE|MAP_FIXED,
432                           MemImageFd, 0);
433         if (rp == MAP_FAILED)
434                 panic("vmspace_mmap: failed1");
435         vmspace_mcontrol(&vm->vm_pmap, (void *)0x00000000, 0x40000000,
436                          MADV_NOSYNC, 0);
437         rp = vmspace_mmap(&vm->vm_pmap, (void *)0x40000000, 0x40000000,
438                           PROT_READ|PROT_WRITE,
439                           MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE|MAP_FIXED,
440                           MemImageFd, 0x40000000);
441         if (rp == MAP_FAILED)
442                 panic("vmspace_mmap: failed2");
443         vmspace_mcontrol(&vm->vm_pmap, (void *)0x40000000, 0x40000000,
444                          MADV_NOSYNC, 0);
445         rp = vmspace_mmap(&vm->vm_pmap, (void *)0x80000000, LAST_EXTENT,
446                           PROT_READ|PROT_WRITE,
447                           MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE|MAP_FIXED,
448                           MemImageFd, 0x80000000);
449         vmspace_mcontrol(&vm->vm_pmap, (void *)0x80000000, LAST_EXTENT,
450                          MADV_NOSYNC, 0);
451         if (rp == MAP_FAILED)
452                 panic("vmspace_mmap: failed3");
453
454         r = vmspace_mcontrol(&vm->vm_pmap, (void *)0x00000000, 0x40000000, 
455                              MADV_SETMAP, vmspace_pmap(vm)->pm_pdirpte);
456         if (r < 0)
457                 panic("vmspace_mcontrol: failed1");
458         r = vmspace_mcontrol(&vm->vm_pmap, (void *)0x40000000, 0x40000000,
459                              MADV_SETMAP, vmspace_pmap(vm)->pm_pdirpte);
460         if (r < 0)
461                 panic("vmspace_mcontrol: failed2");
462         r = vmspace_mcontrol(&vm->vm_pmap, (void *)0x80000000, LAST_EXTENT,
463                              MADV_SETMAP, vmspace_pmap(vm)->pm_pdirpte);
464         if (r < 0)
465                 panic("vmspace_mcontrol: failed3");
466 }
467
468 void
469 cpu_vmspace_free(struct vmspace *vm)
470 {
471         if (vmspace_destroy(&vm->vm_pmap) < 0)
472                 panic("vmspace_destroy() failed");
473 }
474
475 /************************************************************************
476  *          Procedures which operate directly on the kernel PMAP        *
477  ************************************************************************/
478
479 /*
480  * This maps the requested page table and gives us access to it.
481  *
482  * This routine can be called from a potentially preempting interrupt
483  * thread or from a normal thread.
484  */
485 static vpte_t *
486 get_ptbase(struct pmap *pmap, vm_offset_t va)
487 {
488         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
489
490         if (pmap == &kernel_pmap) {
491                 KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
492                 return(KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT));
493         } else if (pmap->pm_pdir == gd->gd_PT1pdir) {
494                 if ((pmap->pm_cpucachemask & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
495                         *gd->gd_PT1pde = pmap->pm_pdirpte;
496                         madvise(gd->gd_PT1map, SEG_SIZE, MADV_INVAL);
497                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_cpucachemask,
498                                            gd->mi.gd_cpumask);
499                 }
500                 return(gd->gd_PT1map + (va >> PAGE_SHIFT));
501         } else if (pmap->pm_pdir == gd->gd_PT2pdir) {
502                 if ((pmap->pm_cpucachemask & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
503                         *gd->gd_PT2pde = pmap->pm_pdirpte;
504                         madvise(gd->gd_PT2map, SEG_SIZE, MADV_INVAL);
505                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_cpucachemask,
506                                            gd->mi.gd_cpumask);
507                 }
508                 return(gd->gd_PT2map + (va >> PAGE_SHIFT));
509         }
510
511         /*
512          * If we aren't running from a potentially preempting interrupt,
513          * load a new page table directory into the page table cache
514          */
515         if (gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
516             (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0) {
517                 /*
518                  * Choose one or the other and map the page table
519                  * in the KVA space reserved for it.
520                  */
521                 if ((gd->gd_PTflip = 1 - gd->gd_PTflip) == 0) {
522                         gd->gd_PT1pdir = pmap->pm_pdir;
523                         *gd->gd_PT1pde = pmap->pm_pdirpte;
524                         madvise(gd->gd_PT1map, SEG_SIZE, MADV_INVAL);
525                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_cpucachemask,
526                                            gd->mi.gd_cpumask);
527                         return(gd->gd_PT1map + (va >> PAGE_SHIFT));
528                 } else {
529                         gd->gd_PT2pdir = pmap->pm_pdir;
530                         *gd->gd_PT2pde = pmap->pm_pdirpte;
531                         madvise(gd->gd_PT2map, SEG_SIZE, MADV_INVAL);
532                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_cpucachemask,
533                                            gd->mi.gd_cpumask);
534                         return(gd->gd_PT2map + (va >> PAGE_SHIFT));
535                 }
536         }
537
538         /*
539          * If we are running from a preempting interrupt use a private
540          * map.  The caller must be in a critical section.
541          */
542         KKASSERT(IN_CRITICAL_SECT(curthread));
543         if (pmap->pm_pdir == gd->gd_PT3pdir) {
544                 if ((pmap->pm_cpucachemask & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
545                         *gd->gd_PT3pde = pmap->pm_pdirpte;
546                         madvise(gd->gd_PT3map, SEG_SIZE, MADV_INVAL);
547                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_cpucachemask,
548                                            gd->mi.gd_cpumask);
549                 }
550         } else {
551                 gd->gd_PT3pdir = pmap->pm_pdir;
552                 *gd->gd_PT3pde = pmap->pm_pdirpte;
553                 madvise(gd->gd_PT3map, SEG_SIZE, MADV_INVAL);
554                 atomic_set_cpumask(&pmap->pm_cpucachemask,
555                                    gd->mi.gd_cpumask);
556         }
557         return(gd->gd_PT3map + (va >> PAGE_SHIFT));
558 }
559
560 static vpte_t *
561 get_ptbase1(struct pmap *pmap, vm_offset_t va)
562 {
563         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
564
565         if (pmap == &kernel_pmap) {
566                 KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
567                 return(KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT));
568         } else if (pmap->pm_pdir == gd->gd_PT1pdir) {
569                 if ((pmap->pm_cpucachemask & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
570                         *gd->gd_PT1pde = pmap->pm_pdirpte;
571                         madvise(gd->gd_PT1map, SEG_SIZE, MADV_INVAL);
572                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_cpucachemask,
573                                            gd->mi.gd_cpumask);
574                 }
575                 return(gd->gd_PT1map + (va >> PAGE_SHIFT));
576         }
577         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
578                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
579         gd->gd_PT1pdir = pmap->pm_pdir;
580         *gd->gd_PT1pde = pmap->pm_pdirpte;
581         madvise(gd->gd_PT1map, SEG_SIZE, MADV_INVAL);
582         return(gd->gd_PT1map + (va >> PAGE_SHIFT));
583 }
584
585 static vpte_t *
586 get_ptbase2(struct pmap *pmap, vm_offset_t va)
587 {
588         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
589
590         if (pmap == &kernel_pmap) {
591                 KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
592                 return(KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT));
593         } else if (pmap->pm_pdir == gd->gd_PT2pdir) {
594                 if ((pmap->pm_cpucachemask & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
595                         *gd->gd_PT2pde = pmap->pm_pdirpte;
596                         madvise(gd->gd_PT2map, SEG_SIZE, MADV_INVAL);
597                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_cpucachemask,
598                                            gd->mi.gd_cpumask);
599                 }
600                 return(gd->gd_PT2map + (va >> PAGE_SHIFT));
601         }
602         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
603                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
604         gd->gd_PT2pdir = pmap->pm_pdir;
605         *gd->gd_PT2pde = pmap->pm_pdirpte;
606         madvise(gd->gd_PT2map, SEG_SIZE, MADV_INVAL);
607         return(gd->gd_PT2map + (va >> PAGE_SHIFT));
608 }
609
610 /*
611  * Return a pointer to the page table entry for the specified va in the
612  * specified pmap.  NULL is returned if there is no valid page table page
613  * for the VA.
614  */
615 static __inline vpte_t *
616 pmap_pte(struct pmap *pmap, vm_offset_t va)
617 {
618         vpte_t *ptep;
619
620         ptep = &pmap->pm_pdir[va >> SEG_SHIFT];
621         if (*ptep & VPTE_PS)
622                 return(ptep);
623         if (*ptep)
624                 return (get_ptbase(pmap, va));
625         return(NULL);
626 }
627
628
629 /*
630  * Enter a mapping into kernel_pmap.  Mappings created in this fashion
631  * are not managed.  Mappings must be immediately accessible on all cpus.
632  *
633  * Call pmap_inval_pte() to invalidate the virtual pte and clean out the
634  * real pmap and handle related races before storing the new vpte.
635  */
636 void
637 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
638 {
639         vpte_t *ptep;
640         vpte_t npte;
641
642         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
643         npte = (vpte_t)pa | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V;
644         ptep = KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT);
645         if (*ptep & VPTE_V)
646                 pmap_inval_pte(ptep, &kernel_pmap, va);
647         *ptep = npte;
648 }
649
650 /*
651  * Synchronize a kvm mapping originally made for the private use on
652  * some other cpu so it can be used on all cpus.
653  *
654  * XXX add MADV_RESYNC to improve performance.
655  */
656 void
657 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
658 {
659         madvise((void *)va, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
660 }
661
662 /*
663  * Synchronize a kvm mapping originally made for the private use on
664  * some other cpu so it can be used on our cpu.  Turns out to be the
665  * same madvise() call, because we have to sync the real pmaps anyway.
666  *
667  * XXX add MADV_RESYNC to improve performance.
668  */
669 void
670 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
671 {
672         madvise((void *)va, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
673 }
674
675 #if 0
676 /*
677  * Make a previously read-only kernel mapping R+W (not implemented by
678  * virtual kernels).
679  */
680 void
681 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
682 {
683         *pmap_kpte(va) |= VPTE_R | VPTE_W;
684         madvise((void *)va, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
685 }
686
687 /*
688  * Make a kernel mapping non-cacheable (not applicable to virtual kernels)
689  */
690 void
691 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
692 {
693         *pmap_kpte(va) |= VPTE_N;
694         madvise((void *)va, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
695 }
696
697 #endif
698
699 /*
700  * Map a contiguous range of physical memory to a KVM
701  */
702 vm_offset_t
703 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
704 {
705         vm_offset_t     sva, virt;
706
707         sva = virt = *virtp;
708         while (start < end) {
709                 pmap_kenter(virt, start);
710                 virt += PAGE_SIZE;
711                 start += PAGE_SIZE;
712         }
713         *virtp = virt;
714         return (sva);
715 }
716
717 vpte_t *
718 pmap_kpte(vm_offset_t va)
719 {
720         vpte_t *ptep;
721
722         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
723         ptep = KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT);
724         return(ptep);
725 }
726
727 /*
728  * Enter an unmanaged KVA mapping for the private use of the current
729  * cpu only.  pmap_kenter_sync() may be called to make the mapping usable
730  * by other cpus.
731  *
732  * It is illegal for the mapping to be accessed by other cpus unleess
733  * pmap_kenter_sync*() is called.
734  */
735 void
736 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
737 {
738         vpte_t *ptep;
739         vpte_t npte;
740
741         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
742
743         npte = (vpte_t)pa | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V;
744         ptep = KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT);
745         if (*ptep & VPTE_V)
746                 pmap_inval_pte_quick(ptep, &kernel_pmap, va);
747         *ptep = npte;
748 }
749
750 /*
751  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
752  * to be used for panic dumps.
753  *
754  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
755  */
756 void *
757 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
758 {
759         pmap_kenter_quick(crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
760         return ((void *)crashdumpmap);
761 }
762
763 /*
764  * Remove an unmanaged mapping created with pmap_kenter*().
765  */
766 void
767 pmap_kremove(vm_offset_t va)
768 {
769         vpte_t *ptep;
770
771         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
772
773         ptep = KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT);
774         if (*ptep & VPTE_V)
775                 pmap_inval_pte(ptep, &kernel_pmap, va);
776         *ptep = 0;
777 }
778
779 /*
780  * Remove an unmanaged mapping created with pmap_kenter*() but synchronize
781  * only with this cpu.
782  *
783  * Unfortunately because we optimize new entries by testing VPTE_V later
784  * on, we actually still have to synchronize with all the cpus.  XXX maybe
785  * store a junk value and test against 0 in the other places instead?
786  */
787 void
788 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
789 {
790         vpte_t *ptep;
791
792         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
793
794         ptep = KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT);
795         if (*ptep & VPTE_V)
796                 pmap_inval_pte(ptep, &kernel_pmap, va); /* NOT _quick */
797         *ptep = 0;
798 }
799
800 /*
801  * Extract the physical address from the kernel_pmap that is associated
802  * with the specified virtual address.
803  */
804 vm_paddr_t
805 pmap_kextract(vm_offset_t va)
806 {
807         vpte_t *ptep;
808         vm_paddr_t pa;
809
810         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
811
812         ptep = KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT);
813         pa = (vm_paddr_t)(*ptep & VPTE_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
814         return(pa);
815 }
816
817 /*
818  * Map a set of unmanaged VM pages into KVM.
819  */
820 void
821 pmap_qenter(vm_offset_t va, struct vm_page **m, int count)
822 {
823         KKASSERT(va >= KvaStart && va + count * PAGE_SIZE < KvaEnd);
824         while (count) {
825                 vpte_t *ptep;
826
827                 ptep = KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT);
828                 if (*ptep & VPTE_V)
829                         pmap_inval_pte(ptep, &kernel_pmap, va);
830                 *ptep = (vpte_t)(*m)->phys_addr | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V;
831                 --count;
832                 ++m;
833                 va += PAGE_SIZE;
834         }
835 }
836
837 /*
838  * Undo the effects of pmap_qenter*().
839  */
840 void
841 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
842 {
843         KKASSERT(va >= KvaStart && va + count * PAGE_SIZE < KvaEnd);
844         while (count) {
845                 vpte_t *ptep;
846
847                 ptep = KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT);
848                 if (*ptep & VPTE_V)
849                         pmap_inval_pte(ptep, &kernel_pmap, va);
850                 *ptep = 0;
851                 --count;
852                 va += PAGE_SIZE;
853         }
854 }
855
856 /************************************************************************
857  *        Misc support glue called by machine independant code          *
858  ************************************************************************
859  *
860  * These routines are called by machine independant code to operate on
861  * certain machine-dependant aspects of processes, threads, and pmaps.
862  */
863
864 /*
865  * Initialize MD portions of the thread structure.
866  */
867 void
868 pmap_init_thread(thread_t td)
869 {
870         /* enforce pcb placement */
871         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
872         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
873         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16;
874 }
875
876 /*
877  * This routine directly affects the fork perf for a process.
878  */
879 void
880 pmap_init_proc(struct proc *p)
881 {
882 }
883
884 /*
885  * Destroy the UPAGES for a process that has exited and disassociate
886  * the process from its thread.
887  */
888 void
889 pmap_dispose_proc(struct proc *p)
890 {
891         KASSERT(p->p_lock == 0, ("attempt to dispose referenced proc! %p", p));
892 }
893
894 /*
895  * We pre-allocate all page table pages for kernel virtual memory so
896  * this routine will only be called if KVM has been exhausted.
897  *
898  * No requirements.
899  */
900 void
901 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
902 {
903         vm_offset_t addr;
904
905         addr = (kend + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
906
907         lwkt_gettoken(&vm_token);
908         if (addr > virtual_end - SEG_SIZE)
909                 panic("KVM exhausted");
910         kernel_vm_end = addr;
911         lwkt_reltoken(&vm_token);
912 }
913
914 /*
915  * The modification bit is not tracked for any pages in this range. XXX
916  * such pages in this maps should always use pmap_k*() functions and not
917  * be managed anyhow.
918  *
919  * XXX User and kernel address spaces are independant for virtual kernels,
920  * this function only applies to the kernel pmap.
921  */
922 static int
923 pmap_track_modified(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
924 {
925         if (pmap != &kernel_pmap)
926                 return 1;
927         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva))
928                 return 1;
929         else
930                 return 0;
931 }
932
933 /************************************************************************
934  *          Procedures supporting managed page table pages              *
935  ************************************************************************
936  *
937  * These procedures are used to track managed page table pages.  These pages
938  * use the page table page's vm_page_t to track PTEs in the page.  The
939  * page table pages themselves are arranged in a VM object, pmap->pm_pteobj.
940  *
941  * This allows the system to throw away page table pages for user processes
942  * at will and reinstantiate them on demand.
943  */
944
945 /*
946  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
947  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
948  *
949  * Unless the caller is managing objects whos pages are in a known state,
950  * the call should be made with a critical section held so the page's object
951  * association remains valid on return.
952  */
953 static vm_page_t
954 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
955 {
956         vm_page_t m;
957                          
958 retry:
959         m = vm_page_lookup(object, pindex);
960         if (m && vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pplookp"))
961                 goto retry;
962         return(m);
963 }
964
965 /*
966  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
967  * drops to zero, then it decrements the wire count.
968  *
969  * We must recheck that this is the last hold reference after busy-sleeping
970  * on the page.
971  */
972 static int 
973 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m) 
974 {
975         while (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pmuwpt"))
976                 ;
977         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
978                 ("_pmap_unwire_pte_hold: %p->queue != PQ_NONE", m));
979
980         if (m->hold_count == 1) {
981                 /*
982                  * Unmap the page table page.  
983                  */
984                 vm_page_busy(m);
985                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[m->pindex] != 0);
986                 pmap_inval_pde(&pmap->pm_pdir[m->pindex], pmap, 
987                                 (vm_offset_t)m->pindex << SEG_SHIFT);
988                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
989                 --pmap->pm_stats.resident_count;
990
991                 if (pmap->pm_ptphint == m)
992                         pmap->pm_ptphint = NULL;
993
994                 /*
995                  * This was our last hold, the page had better be unwired
996                  * after we decrement wire_count.
997                  *
998                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
999                  * multiple wire counts.
1000                  */
1001                 vm_page_unhold(m);
1002                 --m->wire_count;
1003                 KKASSERT(m->wire_count == 0);
1004                 --vmstats.v_wire_count;
1005                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1006                 vm_page_flash(m);
1007                 vm_page_free_zero(m);
1008                 return 1;
1009         }
1010         KKASSERT(m->hold_count > 1);
1011         vm_page_unhold(m);
1012         return 0;
1013 }
1014
1015 static __inline int
1016 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m)
1017 {
1018         KKASSERT(m->hold_count > 0);
1019         if (m->hold_count > 1) {
1020                 vm_page_unhold(m);
1021                 return 0;
1022         } else {
1023                 return _pmap_unwire_pte_hold(pmap, m);
1024         }
1025 }
1026
1027 /*
1028  * After removing a page table entry, this routine is used to
1029  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1030  */
1031 static int
1032 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte)
1033 {
1034         unsigned ptepindex;
1035
1036         if (mpte == NULL) {
1037                 /*
1038                  * page table pages in the kernel_pmap are not managed.
1039                  */
1040                 if (pmap == &kernel_pmap)
1041                         return(0);
1042                 ptepindex = (va >> PDRSHIFT);
1043                 if (pmap->pm_ptphint &&
1044                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1045                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1046                 } else {
1047                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1048                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1049                 }
1050         }
1051         return pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte);
1052 }
1053
1054 /*
1055  * Attempt to release and free the vm_page backing a page directory page
1056  * in a pmap.  Returns 1 on success, 0 on failure (if the procedure had
1057  * to sleep).
1058  */
1059 static int
1060 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1061 {
1062         vpte_t *pde = pmap->pm_pdir;
1063
1064         /*
1065          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1066          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1067          * might as well be placed directly into the zero queue.
1068          */
1069         if (vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl"))
1070                 return 0;
1071
1072         vm_page_busy(p);
1073         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1074         --pmap->pm_stats.resident_count;
1075
1076         if (p->hold_count)  {
1077                 panic("pmap_release: freeing held page table page");
1078         }
1079         /*
1080          * Page directory pages need to have the kernel stuff cleared, so
1081          * they can go into the zero queue also.
1082          *
1083          * In virtual kernels there is no 'kernel stuff'.  For the moment
1084          * I just make sure the whole thing has been zero'd even though
1085          * it should already be completely zero'd.
1086          *
1087          * pmaps for vkernels do not self-map because they do not share
1088          * their address space with the vkernel.  Clearing of pde[] thus
1089          * only applies to page table pages and not to the page directory
1090          * page.
1091          */
1092         if (p->pindex == pmap->pm_pdindex) {
1093                 bzero(pde, VPTE_PAGETABLE_SIZE);
1094                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir);
1095         } else {
1096                 KKASSERT(pde[p->pindex] != 0);
1097                 pmap_inval_pde(&pde[p->pindex], pmap, 
1098                                 (vm_offset_t)p->pindex << SEG_SHIFT);
1099         }
1100
1101         /*
1102          * Clear the matching hint
1103          */
1104         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1105                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1106
1107         /*
1108          * And throw the page away.  The page is completely zero'd out so
1109          * optimize the free call.
1110          */
1111         p->wire_count--;
1112         vmstats.v_wire_count--;
1113         vm_page_free_zero(p);
1114         return 1;
1115 }
1116
1117 /*
1118  * This routine is called if the page table page is not mapped in the page
1119  * table directory.
1120  *
1121  * The routine is broken up into two parts for readability.
1122  *
1123  * It must return a held mpte and map the page directory page as required.
1124  * Because vm_page_grab() can block, we must re-check pm_pdir[ptepindex]
1125  */
1126 static vm_page_t
1127 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex)
1128 {
1129         vm_paddr_t ptepa;
1130         vm_page_t m;
1131
1132         /*
1133          * Find or fabricate a new pagetable page.  A busied page will be
1134          * returned.  This call may block.
1135          */
1136         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1137                          VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1138
1139         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1140                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1141
1142         /*
1143          * Increment the hold count for the page we will be returning to
1144          * the caller.
1145          */
1146         m->hold_count++;
1147
1148         /*
1149          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1150          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1151          * return the held page.
1152          */
1153         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1154                 KKASSERT((ptepa & VPTE_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1155                 vm_page_wakeup(m);
1156                 return(m);
1157         }
1158
1159         if (m->wire_count == 0)
1160                 vmstats.v_wire_count++;
1161         m->wire_count++;
1162
1163         /*
1164          * Map the pagetable page into the process address space, if
1165          * it isn't already there.
1166          */
1167         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1168
1169         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1170         pmap->pm_pdir[ptepindex] = (vpte_t)ptepa | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V |
1171                                    VPTE_A | VPTE_M;
1172
1173         /*
1174          * We are likely about to access this page table page, so set the
1175          * page table hint to reduce overhead.
1176          */
1177         pmap->pm_ptphint = m;
1178
1179         /*
1180          * Try to use the new mapping, but if we cannot, then
1181          * do it with the routine that maps the page explicitly.
1182          */
1183         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
1184                 pmap_zero_page(ptepa);
1185
1186         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1187         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1188         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1189         vm_page_wakeup(m);
1190
1191         return (m);
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Determine the page table page required to access the VA in the pmap
1196  * and allocate it if necessary.  Return a held vm_page_t for the page.
1197  *
1198  * Only used with user pmaps.
1199  */
1200 static vm_page_t
1201 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1202 {
1203         unsigned ptepindex;
1204         vm_offset_t ptepa;
1205         vm_page_t m;
1206
1207         /*
1208          * Calculate pagetable page index
1209          */
1210         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1211
1212         /*
1213          * Get the page directory entry
1214          */
1215         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1216
1217         /*
1218          * This supports switching from a 4MB page to a
1219          * normal 4K page.
1220          */
1221         if (ptepa & VPTE_PS) {
1222                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[ptepindex] != 0);
1223                 pmap_inval_pde(&pmap->pm_pdir[ptepindex], pmap,
1224                                (vm_offset_t)ptepindex << SEG_SHIFT);
1225                 ptepa = 0;
1226         }
1227
1228         /*
1229          * If the page table page is mapped, we just increment the
1230          * hold count, and activate it.
1231          */
1232         if (ptepa) {
1233                 /*
1234                  * In order to get the page table page, try the
1235                  * hint first.
1236                  */
1237                 if (pmap->pm_ptphint &&
1238                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1239                         m = pmap->pm_ptphint;
1240                 } else {
1241                         m = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1242                         pmap->pm_ptphint = m;
1243                 }
1244                 m->hold_count++;
1245                 return m;
1246         }
1247         /*
1248          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1249          */
1250         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1251 }
1252
1253 /************************************************************************
1254  *                      Managed pages in pmaps                          *
1255  ************************************************************************
1256  *
1257  * All pages entered into user pmaps and some pages entered into the kernel
1258  * pmap are managed, meaning that pmap_protect() and other related management
1259  * functions work on these pages.
1260  */
1261
1262 /*
1263  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1264  * called from an interrupt.
1265  */
1266 static __inline void
1267 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1268 {
1269         pv_entry_count--;
1270         zfree(&pvzone, pv);
1271 }
1272
1273 /*
1274  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1275  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
1276  */
1277 static pv_entry_t
1278 get_pv_entry(void)
1279 {
1280         pv_entry_count++;
1281         if (pv_entry_high_water &&
1282             (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1283             (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1284                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1285                 wakeup (&vm_pages_needed);
1286         }
1287         return zalloc(&pvzone);
1288 }
1289
1290 /*
1291  * This routine is very drastic, but can save the system
1292  * in a pinch.
1293  *
1294  * No requirements.
1295  */
1296 void
1297 pmap_collect(void)
1298 {
1299         int i;
1300         vm_page_t m;
1301         static int warningdone=0;
1302
1303         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1304                 return;
1305         lwkt_gettoken(&vm_token);
1306         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1307
1308         if (warningdone < 5) {
1309                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1310                 warningdone++;
1311         }
1312
1313         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1314                 m = &vm_page_array[i];
1315                 if (m->wire_count || m->hold_count || m->busy ||
1316                     (m->flags & PG_BUSY))
1317                         continue;
1318                 pmap_remove_all(m);
1319         }
1320         lwkt_reltoken(&vm_token);
1321 }
1322         
1323 /*
1324  * If it is the first entry on the list, it is actually
1325  * in the header and we must copy the following entry up
1326  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1327  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1328  */
1329 static int
1330 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
1331 {
1332         pv_entry_t pv;
1333         int rtval;
1334
1335         crit_enter();
1336         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1337                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1338                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va) 
1339                                 break;
1340                 }
1341         } else {
1342                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1343                         if (va == pv->pv_va) 
1344                                 break;
1345                 }
1346         }
1347
1348         /*
1349          * Note that pv_ptem is NULL if the page table page itself is not
1350          * managed, even if the page being removed IS managed.
1351          */
1352         rtval = 0;
1353
1354         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1355         m->md.pv_list_count--;
1356         m->object->agg_pv_list_count--;
1357         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1358         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1359                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1360         ++pmap->pm_generation;
1361         rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem);
1362         free_pv_entry(pv);
1363
1364         crit_exit();
1365         return rtval;
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Create a pv entry for page at pa for (pmap, va).  If the page table page
1370  * holding the VA is managed, mpte will be non-NULL.
1371  */
1372 static void
1373 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1374 {
1375         pv_entry_t pv;
1376
1377         crit_enter();
1378         pv = get_pv_entry();
1379         pv->pv_va = va;
1380         pv->pv_pmap = pmap;
1381         pv->pv_ptem = mpte;
1382
1383         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1384         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1385         ++pmap->pm_generation;
1386         m->md.pv_list_count++;
1387         m->object->agg_pv_list_count++;
1388
1389         crit_exit();
1390 }
1391
1392 /*
1393  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process
1394  */
1395 static int
1396 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, vpte_t *ptq, vm_offset_t va)
1397 {
1398         vpte_t oldpte;
1399         vm_page_t m;
1400
1401         oldpte = pmap_inval_loadandclear(ptq, pmap, va);
1402         if (oldpte & VPTE_WIRED)
1403                 --pmap->pm_stats.wired_count;
1404         KKASSERT(pmap->pm_stats.wired_count >= 0);
1405
1406 #if 0
1407         /*
1408          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1409          * VPTE_G.  XXX VPTE_G is disabled for SMP so don't worry about
1410          * the SMP case.
1411          */
1412         if (oldpte & VPTE_G)
1413                 madvise((void *)va, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
1414 #endif
1415         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1416         --pmap->pm_stats.resident_count;
1417         if (oldpte & VPTE_MANAGED) {
1418                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1419                 if (oldpte & VPTE_M) {
1420 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1421                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
1422                                 kprintf(
1423         "pmap_remove: modified page not writable: va: 0x%x, pte: 0x%x\n",
1424                                     va, oldpte);
1425                         }
1426 #endif
1427                         if (pmap_track_modified(pmap, va))
1428                                 vm_page_dirty(m);
1429                 }
1430                 if (oldpte & VPTE_A)
1431                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1432                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va);
1433         } else {
1434                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL);
1435         }
1436
1437         return 0;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * pmap_remove_page:
1442  *
1443  *      Remove a single page from a process address space.
1444  *
1445  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1446  *      not kernel_pmap.
1447  */
1448 static void
1449 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va)
1450 {
1451         vpte_t *ptq;
1452
1453         /*
1454          * if there is no pte for this address, just skip it!!!  Otherwise
1455          * get a local va for mappings for this pmap and remove the entry.
1456          */
1457         if (*pmap_pde(pmap, va) != 0) {
1458                 ptq = get_ptbase(pmap, va);
1459                 if (*ptq) {
1460                         pmap_remove_pte(pmap, ptq, va);
1461                 }
1462         }
1463 }
1464
1465 /*
1466  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1467  *
1468  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the
1469  * page size.
1470  *
1471  * This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1472  * not kernel_pmap.
1473  *
1474  * No requirements.
1475  */
1476 void
1477 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1478 {
1479         vpte_t *ptbase;
1480         vm_offset_t pdnxt;
1481         vm_offset_t ptpaddr;
1482         vm_pindex_t sindex, eindex;
1483
1484         if (pmap == NULL)
1485                 return;
1486
1487         lwkt_gettoken(&vm_token);
1488         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count >= 0);
1489         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
1490                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1491                 return;
1492         }
1493
1494         /*
1495          * special handling of removing one page.  a very
1496          * common operation and easy to short circuit some
1497          * code.
1498          */
1499         if (((sva + PAGE_SIZE) == eva) && 
1500                 ((pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & VPTE_PS) == 0)) {
1501                 pmap_remove_page(pmap, sva);
1502                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1503                 return;
1504         }
1505
1506         /*
1507          * Get a local virtual address for the mappings that are being
1508          * worked with.
1509          *
1510          * XXX this is really messy because the kernel pmap is not relative
1511          * to address 0
1512          */
1513         sindex = (sva >> PAGE_SHIFT);
1514         eindex = (eva >> PAGE_SHIFT);
1515
1516         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
1517                 vpte_t pdirindex;
1518
1519                 /*
1520                  * Calculate index for next page table.
1521                  */
1522                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1523                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1524                         break;
1525
1526                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1527                 if (((ptpaddr = pmap->pm_pdir[pdirindex]) & VPTE_PS) != 0) {
1528                         KKASSERT(pmap->pm_pdir[pdirindex] != 0);
1529                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1530                         pmap_inval_pde(&pmap->pm_pdir[pdirindex], pmap,
1531                                 (vm_offset_t)pdirindex << SEG_SHIFT);
1532                         continue;
1533                 }
1534
1535                 /*
1536                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
1537                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
1538                  */
1539                 if (ptpaddr == 0)
1540                         continue;
1541
1542                 /*
1543                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1544                  * by the current page table page, or to the end of the
1545                  * range being removed.
1546                  */
1547                 if (pdnxt > eindex)
1548                         pdnxt = eindex;
1549
1550                 /*
1551                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block.
1552                  */
1553                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
1554                         vm_offset_t va;
1555
1556                         ptbase = get_ptbase(pmap, sindex << PAGE_SHIFT);
1557                         if (*ptbase == 0)
1558                                 continue;
1559                         va = i386_ptob(sindex);
1560                         if (pmap_remove_pte(pmap, ptbase, va))
1561                                 break;
1562                 }
1563         }
1564         lwkt_reltoken(&vm_token);
1565 }
1566
1567 /*
1568  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
1569  * Reflects back modify bits to the pager.
1570  *
1571  * This routine may not be called from an interrupt.
1572  *
1573  * No requirements.
1574  */
1575 static void
1576 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1577 {
1578         vpte_t *pte, tpte;
1579         pv_entry_t pv;
1580
1581 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1582         /*
1583          * XXX this makes pmap_page_protect(NONE) illegal for non-managed
1584          * pages!
1585          */
1586         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS)) {
1587                 panic("pmap_page_protect: illegal for unmanaged page, va: 0x%08llx", (long long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1588         }
1589 #endif
1590
1591         crit_enter();
1592         lwkt_gettoken(&vm_token);
1593         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1594                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1595                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
1596
1597                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1598                 KKASSERT(pte != NULL);
1599
1600                 tpte = pmap_inval_loadandclear(pte, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1601                 if (tpte & VPTE_WIRED)
1602                         --pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count;
1603                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count >= 0);
1604
1605                 if (tpte & VPTE_A)
1606                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1607
1608                 /*
1609                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1610                  */
1611                 if (tpte & VPTE_M) {
1612 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1613                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) tpte)) {
1614                                 kprintf(
1615         "pmap_remove_all: modified page not writable: va: 0x%x, pte: 0x%x\n",
1616                                     pv->pv_va, tpte);
1617                         }
1618 #endif
1619                         if (pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
1620                                 vm_page_dirty(m);
1621                 }
1622                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1623                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1624                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
1625                 m->md.pv_list_count--;
1626                 m->object->agg_pv_list_count--;
1627                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1628                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1629                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem);
1630                 free_pv_entry(pv);
1631         }
1632         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED | PG_WRITEABLE)) == 0);
1633         lwkt_reltoken(&vm_token);
1634         crit_exit();
1635 }
1636
1637 /*
1638  * Set the physical protection on the specified range of this map
1639  * as requested.
1640  *
1641  * This function may not be called from an interrupt if the map is
1642  * not the kernel_pmap.
1643  *
1644  * No requirements.
1645  */
1646 void
1647 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1648 {
1649         vpte_t *ptbase;
1650         vpte_t *ptep;
1651         vm_offset_t pdnxt, ptpaddr;
1652         vm_pindex_t sindex, eindex;
1653         vm_pindex_t sbase;
1654
1655         if (pmap == NULL)
1656                 return;
1657
1658         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1659                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1660                 return;
1661         }
1662
1663         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1664                 return;
1665
1666         lwkt_gettoken(&vm_token);
1667         ptbase = get_ptbase(pmap, sva);
1668
1669         sindex = (sva >> PAGE_SHIFT);
1670         eindex = (eva >> PAGE_SHIFT);
1671         sbase = sindex;
1672
1673         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
1674
1675                 unsigned pdirindex;
1676
1677                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1678
1679                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1680
1681                 /*
1682                  * Clear the modified and writable bits for a 4m page.
1683                  * Throw away the modified bit (?)
1684                  */
1685                 if (((ptpaddr = pmap->pm_pdir[pdirindex]) & VPTE_PS) != 0) {
1686                         pmap_clean_pde(&pmap->pm_pdir[pdirindex], pmap,
1687                                         (vm_offset_t)pdirindex << SEG_SHIFT);
1688                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1689                         continue;
1690                 }
1691
1692                 /*
1693                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
1694                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
1695                  */
1696                 if (ptpaddr == 0)
1697                         continue;
1698
1699                 if (pdnxt > eindex) {
1700                         pdnxt = eindex;
1701                 }
1702
1703                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
1704                         vpte_t pbits;
1705                         vm_page_t m;
1706
1707                         /*
1708                          * Clean managed pages and also check the accessed
1709                          * bit.  Just remove write perms for unmanaged
1710                          * pages.  Be careful of races, turning off write
1711                          * access will force a fault rather then setting
1712                          * the modified bit at an unexpected time.
1713                          */
1714                         ptep = &ptbase[sindex - sbase];
1715                         if (*ptep & VPTE_MANAGED) {
1716                                 pbits = pmap_clean_pte(ptep, pmap,
1717                                                        i386_ptob(sindex));
1718                                 m = NULL;
1719                                 if (pbits & VPTE_A) {
1720                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
1721                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1722                                         atomic_clear_long(ptep, VPTE_A);
1723                                 }
1724                                 if (pbits & VPTE_M) {
1725                                         if (pmap_track_modified(pmap, i386_ptob(sindex))) {
1726                                                 if (m == NULL)
1727                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
1728                                                 vm_page_dirty(m);
1729                                         }
1730                                 }
1731                         } else {
1732                                 pbits = pmap_setro_pte(ptep, pmap,
1733                                                        i386_ptob(sindex));
1734                         }
1735                 }
1736         }
1737         lwkt_reltoken(&vm_token);
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Enter a managed page into a pmap.  If the page is not wired related pmap
1742  * data can be destroyed at any time for later demand-operation.
1743  *
1744  * Insert the vm_page (m) at virtual address (v) in (pmap), with the
1745  * specified protection, and wire the mapping if requested.
1746  *
1747  * NOTE: This routine may not lazy-evaluate or lose information.  The
1748  * page must actually be inserted into the given map NOW.
1749  *
1750  * NOTE: When entering a page at a KVA address, the pmap must be the
1751  * kernel_pmap.
1752  *
1753  * No requirements.
1754  */
1755 void
1756 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
1757            boolean_t wired)
1758 {
1759         vm_paddr_t pa;
1760         vpte_t *pte;
1761         vm_paddr_t opa;
1762         vpte_t origpte, newpte;
1763         vm_page_t mpte;
1764
1765         if (pmap == NULL)
1766                 return;
1767
1768         va &= VPTE_FRAME;
1769
1770         lwkt_gettoken(&vm_token);
1771
1772         /*
1773          * Get the page table page.   The kernel_pmap's page table pages
1774          * are preallocated and have no associated vm_page_t.
1775          */
1776         if (pmap == &kernel_pmap)
1777                 mpte = NULL;
1778         else
1779                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
1780
1781         pte = pmap_pte(pmap, va);
1782
1783         /*
1784          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
1785          * and pmap_allocpte() didn't give us one.  Oops!
1786          */
1787         if (pte == NULL) {
1788                 panic("pmap_enter: invalid page directory pmap=%p, va=0x%p\n",
1789                       pmap, (void *)va);
1790         }
1791
1792         /*
1793          * Deal with races on the original mapping (though don't worry
1794          * about VPTE_A races) by cleaning it.  This will force a fault
1795          * if an attempt is made to write to the page.
1796          */
1797         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & VPTE_FRAME;
1798         origpte = pmap_clean_pte(pte, pmap, va);
1799         opa = origpte & VPTE_FRAME;
1800
1801         if (origpte & VPTE_PS)
1802                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
1803
1804         /*
1805          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
1806          */
1807         if (origpte && (opa == pa)) {
1808                 /*
1809                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
1810                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
1811                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
1812                  * the PT page will be also.
1813                  */
1814                 if (wired && ((origpte & VPTE_WIRED) == 0))
1815                         ++pmap->pm_stats.wired_count;
1816                 else if (!wired && (origpte & VPTE_WIRED))
1817                         --pmap->pm_stats.wired_count;
1818                 KKASSERT(pmap->pm_stats.wired_count >= 0);
1819
1820                 /*
1821                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
1822                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
1823                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
1824                  * bits below.
1825                  */
1826                 if (mpte)
1827                         mpte->hold_count--;
1828
1829                 /*
1830                  * We might be turning off write access to the page,
1831                  * so we go ahead and sense modify status.
1832                  */
1833                 if (origpte & VPTE_MANAGED) {
1834                         if ((origpte & VPTE_M) &&
1835                             pmap_track_modified(pmap, va)) {
1836                                 vm_page_t om;
1837                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
1838                                 vm_page_dirty(om);
1839                         }
1840                         pa |= VPTE_MANAGED;
1841                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
1842                 }
1843                 goto validate;
1844         } 
1845         /*
1846          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
1847          * handle validating new mapping.
1848          */
1849         while (opa) {
1850                 int err;
1851                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va);
1852                 if (err)
1853                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: %p", (void *)va);
1854                 pte = pmap_pte(pmap, va);
1855                 origpte = pmap_clean_pte(pte, pmap, va);
1856                 opa = origpte & VPTE_FRAME;
1857                 if (opa) {
1858                         kprintf("pmap_enter: Warning, raced pmap %p va %p\n",
1859                                 pmap, (void *)va);
1860                 }
1861         }
1862
1863         /*
1864          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
1865          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
1866          * called at interrupt time.
1867          */
1868         if (pmap_initialized && 
1869             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
1870                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
1871                 pa |= VPTE_MANAGED;
1872                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1873         }
1874
1875         /*
1876          * Increment counters
1877          */
1878         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1879         if (wired)
1880                 pmap->pm_stats.wired_count++;
1881
1882 validate:
1883         /*
1884          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
1885          */
1886         newpte = (vm_offset_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | VPTE_V);
1887
1888         if (wired)
1889                 newpte |= VPTE_WIRED;
1890         if (pmap != &kernel_pmap)
1891                 newpte |= VPTE_U;
1892
1893         /*
1894          * If the mapping or permission bits are different from the
1895          * (now cleaned) original pte, an update is needed.  We've
1896          * already downgraded or invalidated the page so all we have
1897          * to do now is update the bits.
1898          *
1899          * XXX should we synchronize RO->RW changes to avoid another
1900          * fault?
1901          */
1902         if ((origpte & ~(VPTE_W|VPTE_M|VPTE_A)) != newpte) {
1903                 *pte = newpte | VPTE_A;
1904                 if (newpte & VPTE_W)
1905                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
1906         }
1907         KKASSERT((newpte & VPTE_MANAGED) == 0 || m->flags & PG_MAPPED);
1908         lwkt_reltoken(&vm_token);
1909 }
1910
1911 /*
1912  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
1913  *
1914  * Currently this routine may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
1915  */
1916 void
1917 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
1918 {
1919         vpte_t *pte;
1920         vm_paddr_t pa;
1921         vm_page_t mpte;
1922         unsigned ptepindex;
1923         vm_offset_t ptepa;
1924
1925         KKASSERT(pmap != &kernel_pmap);
1926
1927         KKASSERT(va >= VM_MIN_USER_ADDRESS && va < VM_MAX_USER_ADDRESS);
1928
1929         /*
1930          * Calculate pagetable page (mpte), allocating it if necessary.
1931          *
1932          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the 
1933          * section following.
1934          */
1935         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1936
1937         lwkt_gettoken(&vm_token);
1938
1939         do {
1940                 /*
1941                  * Get the page directory entry
1942                  */
1943                 ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1944
1945                 /*
1946                  * If the page table page is mapped, we just increment
1947                  * the hold count, and activate it.
1948                  */
1949                 if (ptepa) {
1950                         if (ptepa & VPTE_PS)
1951                                 panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
1952                         if (pmap->pm_ptphint &&
1953                                 (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1954                                 mpte = pmap->pm_ptphint;
1955                         } else {
1956                                 mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1957                                 pmap->pm_ptphint = mpte;
1958                         }
1959                         if (mpte)
1960                                 mpte->hold_count++;
1961                 } else {
1962                         mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1963                 }
1964         } while (mpte == NULL);
1965
1966         /*
1967          * Ok, now that the page table page has been validated, get the pte.
1968          * If the pte is already mapped undo mpte's hold_count and
1969          * just return.
1970          */
1971         pte = pmap_pte(pmap, va);
1972         if (*pte) {
1973                 pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte);
1974                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1975                 return;
1976         }
1977
1978         /*
1979          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
1980          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
1981          * called at interrupt time.
1982          */
1983         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
1984                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
1985                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1986         }
1987
1988         /*
1989          * Increment counters
1990          */
1991         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1992
1993         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1994
1995         /*
1996          * Now validate mapping with RO protection
1997          */
1998         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
1999                 *pte = (vpte_t)pa | VPTE_V | VPTE_U;
2000         else
2001                 *pte = (vpte_t)pa | VPTE_V | VPTE_U | VPTE_MANAGED;
2002         /*pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed 0->valid */
2003         /*pmap_inval_flush(&info); don't need for vkernel */
2004         lwkt_reltoken(&vm_token);
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Extract the physical address for the translation at the specified
2009  * virtual address in the pmap.
2010  *
2011  * The caller must hold vm_token if non-blocking operation is desired.
2012  * No requirements.
2013  */
2014 vm_paddr_t
2015 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
2016 {
2017         vm_paddr_t rtval;
2018         vpte_t pte;
2019
2020         lwkt_gettoken(&vm_token);
2021         if (pmap && (pte = pmap->pm_pdir[va >> SEG_SHIFT]) != 0) {
2022                 if (pte & VPTE_PS) {
2023                         rtval = pte & ~((vpte_t)(1 << SEG_SHIFT) - 1);
2024                         rtval |= va & SEG_MASK;
2025                 } else {
2026                         pte = *get_ptbase(pmap, va);
2027                         rtval = (pte & VPTE_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
2028                 }
2029         } else {
2030                 rtval = 0;
2031         }
2032         lwkt_reltoken(&vm_token);
2033         return(rtval);
2034 }
2035
2036 #define MAX_INIT_PT (96)
2037
2038 /*
2039  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2040  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2041  * immediately after an mmap.
2042  *
2043  * No requirements.
2044  */
2045 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2046
2047 void
2048 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2049                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
2050                     vm_size_t size, int limit)
2051 {
2052         struct rb_vm_page_scan_info info;
2053         struct lwp *lp;
2054         int psize;
2055
2056         /*
2057          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2058          * or object.
2059          */
2060         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2061                 return;
2062
2063         /*
2064          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2065          */
2066         lp = curthread->td_lwp;
2067         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2068                 return;
2069
2070         psize = size >> PAGE_SHIFT;
2071
2072         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2073                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2074                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2075                 return;
2076         }
2077
2078         if (psize + pindex > object->size) {
2079                 if (object->size < pindex)
2080                         return;           
2081                 psize = object->size - pindex;
2082         }
2083
2084         if (psize == 0)
2085                 return;
2086
2087         /*
2088          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2089          * any valid pages found into the pmap.
2090          *
2091          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2092          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2093          */
2094         info.start_pindex = pindex;
2095         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2096         info.limit = limit;
2097         info.mpte = NULL;
2098         info.addr = addr;
2099         info.pmap = pmap;
2100
2101         crit_enter();
2102         lwkt_gettoken(&vm_token);
2103         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2104                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2105         lwkt_reltoken(&vm_token);
2106         crit_exit();
2107 }
2108
2109 /*
2110  * The caller must hold vm_token.
2111  */
2112 static
2113 int
2114 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2115 {
2116         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2117         vm_pindex_t rel_index;
2118         /*
2119          * don't allow an madvise to blow away our really
2120          * free pages allocating pv entries.
2121          */
2122         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2123                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2124                     return(-1);
2125         }
2126         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2127             (p->busy == 0) && (p->flags & (PG_BUSY | PG_FICTITIOUS)) == 0) {
2128                 vm_page_busy(p);
2129                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2130                         vm_page_deactivate(p);
2131                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2132                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2133                                  info->addr + i386_ptob(rel_index), p);
2134                 vm_page_wakeup(p);
2135         }
2136         return(0);
2137 }
2138
2139 /*
2140  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2141  * pre-fault the specified address.
2142  *
2143  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2144  * pte is already loaded into the slot.
2145  *
2146  * No requirements.
2147  */
2148 int
2149 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2150 {
2151         vpte_t *pte;
2152         int ret;
2153
2154         lwkt_gettoken(&vm_token);
2155         if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0) {
2156                 ret = 0;
2157         } else {
2158                 pte = get_ptbase(pmap, addr);
2159                 ret = (*pte) ? 0 : 1;
2160         }
2161         lwkt_reltoken(&vm_token);
2162         return (ret);
2163 }
2164
2165 /*
2166  * Change the wiring attribute for a map/virtual-address pair.
2167  * The mapping must already exist in the pmap.
2168  *
2169  * No other requirements.
2170  */
2171 void
2172 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2173 {
2174         vpte_t *pte;
2175
2176         if (pmap == NULL)
2177                 return;
2178
2179         lwkt_gettoken(&vm_token);
2180         pte = get_ptbase(pmap, va);
2181
2182         if (wired && (*pte & VPTE_WIRED) == 0)
2183                 ++pmap->pm_stats.wired_count;
2184         else if (!wired && (*pte & VPTE_WIRED))
2185                 --pmap->pm_stats.wired_count;
2186         KKASSERT(pmap->pm_stats.wired_count >= 0);
2187
2188         /*
2189          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2190          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2191          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
2192          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2193          * wiring changes.
2194          */
2195         if (wired)
2196                 atomic_set_long(pte, VPTE_WIRED);
2197         else
2198                 atomic_clear_long(pte, VPTE_WIRED);
2199         lwkt_reltoken(&vm_token);
2200 }
2201
2202 /*
2203  *      Copy the range specified by src_addr/len
2204  *      from the source map to the range dst_addr/len
2205  *      in the destination map.
2206  *
2207  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2208  */
2209 void
2210 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
2211         vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2212 {
2213         vm_offset_t addr;
2214         vm_offset_t end_addr = src_addr + len;
2215         vm_offset_t pdnxt;
2216         vpte_t *src_frame;
2217         vpte_t *dst_frame;
2218         vm_page_t m;
2219
2220         /*
2221          * XXX BUGGY.  Amoung other things srcmpte is assumed to remain
2222          * valid through blocking calls, and that's just not going to
2223          * be the case.
2224          *
2225          * FIXME!
2226          */
2227         return;
2228
2229         if (dst_addr != src_addr)
2230                 return;
2231         if (dst_pmap->pm_pdir == NULL)
2232                 return;
2233         if (src_pmap->pm_pdir == NULL)
2234                 return;
2235
2236         crit_enter();
2237
2238         src_frame = get_ptbase1(src_pmap, src_addr);
2239         dst_frame = get_ptbase2(dst_pmap, src_addr);
2240
2241         /*
2242          * critical section protection is required to maintain the page/object
2243          * association, interrupts can free pages and remove them from 
2244          * their objects.
2245          */
2246         for (addr = src_addr; addr < end_addr; addr = pdnxt) {
2247                 vpte_t *src_pte, *dst_pte;
2248                 vm_page_t dstmpte, srcmpte;
2249                 vm_offset_t srcptepaddr;
2250                 unsigned ptepindex;
2251
2252                 if (addr >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2253                         panic("pmap_copy: invalid to pmap_copy page tables\n");
2254
2255                 /*
2256                  * Don't let optional prefaulting of pages make us go
2257                  * way below the low water mark of free pages or way
2258                  * above high water mark of used pv entries.
2259                  */
2260                 if (vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved ||
2261                     pv_entry_count > pv_entry_high_water)
2262                         break;
2263                 
2264                 pdnxt = ((addr + PAGE_SIZE*NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE*NPTEPG - 1));
2265                 ptepindex = addr >> PDRSHIFT;
2266
2267                 srcptepaddr = (vm_offset_t) src_pmap->pm_pdir[ptepindex];
2268                 if (srcptepaddr == 0)
2269                         continue;
2270                         
2271                 if (srcptepaddr & VPTE_PS) {
2272                         if (dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] == 0) {
2273                                 dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] = (vpte_t)srcptepaddr;
2274                                 dst_pmap->pm_stats.resident_count += NBPDR / PAGE_SIZE;
2275                         }
2276                         continue;
2277                 }
2278
2279                 srcmpte = vm_page_lookup(src_pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2280                 if ((srcmpte == NULL) || (srcmpte->hold_count == 0) ||
2281                     (srcmpte->flags & PG_BUSY)) {
2282                         continue;
2283                 }
2284
2285                 if (pdnxt > end_addr)
2286                         pdnxt = end_addr;
2287
2288                 src_pte = src_frame + ((addr - src_addr) >> PAGE_SHIFT);
2289                 dst_pte = dst_frame + ((addr - src_addr) >> PAGE_SHIFT);
2290                 while (addr < pdnxt) {
2291                         vpte_t ptetemp;
2292
2293                         ptetemp = *src_pte;
2294                         /*
2295                          * we only virtual copy managed pages
2296                          */
2297                         if ((ptetemp & VPTE_MANAGED) != 0) {
2298                                 /*
2299                                  * We have to check after allocpte for the
2300                                  * pte still being around...  allocpte can
2301                                  * block.
2302                                  *
2303                                  * pmap_allocpte can block, unfortunately
2304                                  * we have to reload the tables.
2305                                  */
2306                                 dstmpte = pmap_allocpte(dst_pmap, addr);
2307                                 src_frame = get_ptbase1(src_pmap, src_addr);
2308                                 dst_frame = get_ptbase2(dst_pmap, src_addr);
2309
2310                                 if ((*dst_pte == 0) && (ptetemp = *src_pte) &&
2311                                     (ptetemp & VPTE_MANAGED) != 0) {
2312                                         /*
2313                                          * Clear the modified and accessed
2314                                          * (referenced) bits during the copy.
2315                                          *
2316                                          * We do not have to clear the write
2317                                          * bit to force a fault-on-modify
2318                                          * because the real kernel's target
2319                                          * pmap is empty and will fault anyway.
2320                                          */
2321                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(ptetemp);
2322                                         *dst_pte = ptetemp & ~(VPTE_M | VPTE_A);
2323                                         ++dst_pmap->pm_stats.resident_count;
2324                                         pmap_insert_entry(dst_pmap, addr,
2325                                                 dstmpte, m);
2326                                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2327                                 } else {
2328                                         pmap_unwire_pte_hold(dst_pmap, dstmpte);
2329                                 }
2330                                 if (dstmpte->hold_count >= srcmpte->hold_count)
2331                                         break;
2332                         }
2333                         addr += PAGE_SIZE;
2334                         src_pte++;
2335                         dst_pte++;
2336                 }
2337         }
2338         crit_exit();
2339 }       
2340
2341 /*
2342  * pmap_zero_page:
2343  *
2344  *      Zero the specified PA by mapping the page into KVM and clearing its
2345  *      contents.
2346  *
2347  *      This function may be called from an interrupt and no locking is
2348  *      required.
2349  */
2350 void
2351 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2352 {
2353         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2354
2355         crit_enter();
2356         if (*gd->gd_CMAP3)
2357                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2358         *gd->gd_CMAP3 = VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W | (phys & VPTE_FRAME) | VPTE_A | VPTE_M;
2359         madvise(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
2360
2361         bzero(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE);
2362         *gd->gd_CMAP3 = 0;
2363         crit_exit();
2364 }
2365
2366 /*
2367  * pmap_page_assertzero:
2368  *
2369  *      Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2370  */
2371 void
2372 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2373 {
2374         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2375         int i;
2376
2377         crit_enter();
2378         if (*gd->gd_CMAP3)
2379                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2380         *gd->gd_CMAP3 = VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W |
2381                         (phys & VPTE_FRAME) | VPTE_A | VPTE_M;
2382         madvise(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
2383         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += 4) {
2384             if (*(int *)((char *)gd->gd_CADDR3 + i) != 0) {
2385                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!\n",
2386                     (void *)gd->gd_CADDR3);
2387             }
2388         }
2389         *gd->gd_CMAP3 = 0;
2390         crit_exit();
2391 }
2392
2393 /*
2394  * pmap_zero_page:
2395  *
2396  *      Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2397  *      its contents with bzero.
2398  *
2399  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2400  */
2401 void
2402 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2403 {
2404         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2405
2406         crit_enter();
2407         if (*gd->gd_CMAP3)
2408                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2409         *gd->gd_CMAP3 = VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W |
2410                         (phys & VPTE_FRAME) | VPTE_A | VPTE_M;
2411         madvise(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
2412
2413         bzero((char *)gd->gd_CADDR3 + off, size);
2414         *gd->gd_CMAP3 = 0;
2415         crit_exit();
2416 }
2417
2418 /*
2419  * pmap_copy_page:
2420  *
2421  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2422  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2423  *      is required.
2424  */
2425 void
2426 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2427 {
2428         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2429
2430         crit_enter();
2431         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2432                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2433         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2434                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2435
2436         *(int *) gd->gd_CMAP1 = VPTE_V | VPTE_R | (src & PG_FRAME) | VPTE_A;
2437         *(int *) gd->gd_CMAP2 = VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W | (dst & VPTE_FRAME) | VPTE_A | VPTE_M;
2438
2439         madvise(gd->gd_CADDR1, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
2440         madvise(gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
2441
2442         bcopy(gd->gd_CADDR1, gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE);
2443
2444         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2445         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2446         crit_exit();
2447 }
2448
2449 /*
2450  * pmap_copy_page_frag:
2451  *
2452  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2453  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2454  *      is required.
2455  */
2456 void
2457 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2458 {
2459         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2460
2461         crit_enter();
2462         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2463                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2464         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2465                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2466
2467         *(int *) gd->gd_CMAP1 = VPTE_V | (src & VPTE_FRAME) | VPTE_A;
2468         *(int *) gd->gd_CMAP2 = VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W | (dst & VPTE_FRAME) | VPTE_A | VPTE_M;
2469
2470         madvise(gd->gd_CADDR1, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
2471         madvise(gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE, MADV_INVAL);
2472
2473         bcopy((char *)gd->gd_CADDR1 + (src & PAGE_MASK),
2474               (char *)gd->gd_CADDR2 + (dst & PAGE_MASK),
2475               bytes);
2476
2477         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2478         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2479         crit_exit();
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2484  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2485  * be changed upwards or downwards in the future; it
2486  * is only necessary that true be returned for a small
2487  * subset of pmaps for proper page aging.
2488  *
2489  * No requirements.
2490  */
2491 boolean_t
2492 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2493 {
2494         pv_entry_t pv;
2495         int loops = 0;
2496
2497         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2498                 return FALSE;
2499
2500         crit_enter();
2501         lwkt_gettoken(&vm_token);
2502
2503         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2504                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2505                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2506                         crit_exit();
2507                         return TRUE;
2508                 }
2509                 loops++;
2510                 if (loops >= 16)
2511                         break;
2512         }
2513         lwkt_reltoken(&vm_token);
2514         crit_exit();
2515         return (FALSE);
2516 }
2517
2518 /*
2519  * Remove all pages from specified address space
2520  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2521  * is special cased for current process only, but
2522  * can have the more generic (and slightly slower)
2523  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2524  * in the case of running down an entire address space.
2525  *
2526  * No requirements.
2527  */
2528 void
2529 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2530 {
2531         vpte_t *pte, tpte;
2532         pv_entry_t pv, npv;
2533         vm_page_t m;
2534         int32_t save_generation;
2535
2536         crit_enter();
2537         lwkt_gettoken(&vm_token);
2538         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2539                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2540                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2541                         continue;
2542                 }
2543
2544                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2545
2546                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
2547
2548                 /*
2549                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2550                  * at this time
2551                  */
2552                 if (*pte & VPTE_WIRED) {
2553                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2554                         continue;
2555                 }
2556                 tpte = pmap_inval_loadandclear(pte, pmap, pv->pv_va);
2557
2558                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte);
2559
2560                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2561                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %lx", tpte));
2562
2563                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2564                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2565
2566                 /*
2567                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2568                  */
2569                 if (tpte & VPTE_M) {
2570                         vm_page_dirty(m);
2571                 }
2572
2573                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2574                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2575                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
2576
2577                 m->md.pv_list_count--;
2578                 m->object->agg_pv_list_count--;
2579                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2580                 if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
2581                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2582
2583                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem);
2584                 free_pv_entry(pv);
2585
2586                 /*
2587                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
2588                  * calls and other removals were made.
2589                  */
2590                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
2591                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
2592                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
2593                 }
2594         }
2595         lwkt_reltoken(&vm_token);
2596         crit_exit();
2597 }
2598
2599 /*
2600  * pmap_testbit tests bits in active mappings of a VM page.
2601  *
2602  * The caller must hold vm_token
2603  */
2604 static boolean_t
2605 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2606 {
2607         pv_entry_t pv;
2608         vpte_t *pte;
2609
2610         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2611                 return FALSE;
2612
2613         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
2614                 return FALSE;
2615
2616         crit_enter();
2617
2618         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2619                 /*
2620                  * if the bit being tested is the modified bit, then
2621                  * mark clean_map and ptes as never
2622                  * modified.
2623                  */
2624                 if (bit & (VPTE_A|VPTE_M)) {
2625                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
2626                                 continue;
2627                 }
2628
2629 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2630                 if (!pv->pv_pmap) {
2631                         kprintf("Null pmap (tb) at va: 0x%x\n", pv->pv_va);
2632                         continue;
2633                 }
2634 #endif
2635                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2636                 if (*pte & bit) {
2637                         crit_exit();
2638                         return TRUE;
2639                 }
2640         }
2641         crit_exit();
2642         return (FALSE);
2643 }
2644
2645 /*
2646  * This routine is used to clear bits in ptes.  Certain bits require special
2647  * handling, in particular (on virtual kernels) the VPTE_M (modify) bit.
2648  *
2649  * This routine is only called with certain VPTE_* bit combinations.
2650  *
2651  * The caller must hold vm_token
2652  */
2653 static __inline void
2654 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
2655 {
2656         pv_entry_t pv;
2657         vpte_t *pte;
2658         vpte_t pbits;
2659
2660         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2661                 return;
2662
2663         crit_enter();
2664
2665         /*
2666          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
2667          * setting RO do we need to clear the VAC?
2668          */
2669         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2670                 /*
2671                  * don't write protect pager mappings
2672                  */
2673                 if (bit == VPTE_W) {
2674                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
2675                                 continue;
2676                 }
2677
2678 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2679                 if (!pv->pv_pmap) {
2680                         kprintf("Null pmap (cb) at va: 0x%x\n", pv->pv_va);
2681                         continue;
2682                 }
2683 #endif
2684
2685                 /*
2686                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
2687                  * clear VPTE_A or VPTE_M safely but we need to synchronize
2688                  * with the target cpus when we mess with VPTE_W.
2689                  *
2690                  * On virtual kernels we must force a new fault-on-write
2691                  * in the real kernel if we clear the Modify bit ourselves,
2692                  * otherwise the real kernel will not get a new fault and
2693                  * will never set our Modify bit again. 
2694                  */
2695                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2696                 if (*pte & bit) {
2697                         if (bit == VPTE_W) {
2698                                 /*
2699                                  * We must also clear VPTE_M when clearing
2700                                  * VPTE_W
2701                                  */
2702                                 pbits = pmap_clean_pte(pte, pv->pv_pmap,
2703                                                        pv->pv_va);
2704                                 if (pbits & VPTE_M)
2705                                         vm_page_dirty(m);
2706                         } else if (bit == VPTE_M) {
2707                                 /*
2708                                  * We do not have to make the page read-only
2709                                  * when clearing the Modify bit.  The real
2710                                  * kernel will make the real PTE read-only
2711                                  * or otherwise detect the write and set
2712                                  * our VPTE_M again simply by us invalidating
2713                                  * the real kernel VA for the pmap (as we did
2714                                  * above).  This allows the real kernel to
2715                                  * handle the write fault without forwarding
2716                                  * the fault to us.
2717                                  */
2718                                 atomic_clear_long(pte, VPTE_M);
2719                         } else if ((bit & (VPTE_W|VPTE_M)) == (VPTE_W|VPTE_M)) {
2720                                 /*
2721                                  * We've been asked to clear W & M, I guess
2722                                  * the caller doesn't want us to update
2723                                  * the dirty status of the VM page.
2724                                  */
2725                                 pmap_clean_pte(pte, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2726                         } else {
2727                                 /*
2728                                  * We've been asked to clear bits that do
2729                                  * not interact with hardware.
2730                                  */
2731                                 atomic_clear_long(pte, bit);
2732                         }
2733                 }
2734         }
2735         crit_exit();
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Lower the permission for all mappings to a given page.
2740  *
2741  * No requirements.
2742  */
2743 void
2744 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
2745 {
2746         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
2747                 lwkt_gettoken(&vm_token);
2748                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
2749                         pmap_clearbit(m, VPTE_W);
2750                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
2751                 } else {
2752                         pmap_remove_all(m);
2753                 }
2754                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2755         }
2756 }
2757
2758 vm_paddr_t
2759 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
2760 {
2761         return (i386_ptob(ppn));
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
2766  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
2767  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
2768  * reference bits set.
2769  *
2770  * XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
2771  * should be tested and standardized at some point in the future for
2772  * optimal aging of shared pages.
2773  *
2774  * No requirements.
2775  */
2776 int
2777 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
2778 {
2779         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
2780         vpte_t *pte;
2781         int rtval = 0;
2782
2783         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2784                 return (rtval);
2785
2786         crit_enter();
2787         lwkt_gettoken(&vm_token);
2788
2789         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2790
2791                 pvf = pv;
2792
2793                 do {
2794                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
2795
2796                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2797
2798                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2799
2800                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
2801                                 continue;
2802
2803                         pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2804
2805                         if (pte && (*pte & VPTE_A)) {
2806 #ifdef SMP
2807                                 atomic_clear_long(pte, VPTE_A);
2808 #else
2809                                 atomic_clear_long_nonlocked(pte, VPTE_A);
2810 #endif
2811                                 rtval++;
2812                                 if (rtval > 4) {
2813                                         break;
2814                                 }
2815                         }
2816                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
2817         }
2818         lwkt_reltoken(&vm_token);
2819         crit_exit();
2820
2821         return (rtval);
2822 }
2823
2824 /*
2825  * Return whether or not the specified physical page was modified
2826  * in any physical maps.
2827  *
2828  * No requirements.
2829  */
2830 boolean_t
2831 pmap_is_modified(vm_page_t m)
2832 {
2833         boolean_t res;
2834
2835         lwkt_gettoken(&vm_token);
2836         res = pmap_testbit(m, VPTE_M);
2837         lwkt_reltoken(&vm_token);
2838         return (res);
2839 }
2840
2841 /*
2842  * Clear the modify bits on the specified physical page.
2843  *
2844  * No requirements.
2845  */
2846 void
2847 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
2848 {
2849         lwkt_gettoken(&vm_token);
2850         pmap_clearbit(m, VPTE_M);
2851         lwkt_reltoken(&vm_token);
2852 }
2853
2854 /*
2855  * Clear the reference bit on the specified physical page.
2856  *
2857  * No requirements.
2858  */
2859 void
2860 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
2861 {
2862         lwkt_gettoken(&vm_token);
2863         pmap_clearbit(m, VPTE_A);
2864         lwkt_reltoken(&vm_token);
2865 }
2866
2867 /*
2868  * Miscellaneous support routines follow
2869  */
2870
2871 static void
2872 i386_protection_init(void)
2873 {
2874         int *kp, prot;
2875
2876         kp = protection_codes;
2877         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
2878                 if (prot & VM_PROT_READ)
2879                         *kp |= VPTE_R;
2880                 if (prot & VM_PROT_WRITE)
2881                         *kp |= VPTE_W;
2882                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE)
2883                         *kp |= VPTE_X;
2884                 ++kp;
2885         }
2886 }
2887
2888 #if 0
2889
2890 /*
2891  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
2892  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
2893  * routine is intended to be used for mapping device memory,
2894  * NOT real memory.
2895  *
2896  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
2897  * a time.
2898  */
2899 void *
2900 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
2901 {
2902         vm_offset_t va, tmpva, offset;
2903         vpte_t *pte;
2904
2905         offset = pa & PAGE_MASK;
2906         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
2907
2908         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
2909         if (!va)
2910                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
2911
2912         pa = pa & VPTE_FRAME;
2913         for (tmpva = va; size > 0;) {
2914                 pte = KernelPTA + (tmpva >> PAGE_SHIFT);
2915                 *pte = pa | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V; /* | pgeflag; */
2916                 size -= PAGE_SIZE;
2917                 tmpva += PAGE_SIZE;
2918                 pa += PAGE_SIZE;
2919         }
2920         cpu_invltlb();
2921         smp_invltlb();
2922
2923         return ((void *)(va + offset));
2924 }
2925
2926 void
2927 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
2928 {
2929         vm_offset_t base, offset;
2930
2931         base = va & VPTE_FRAME;
2932         offset = va & PAGE_MASK;
2933         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
2934         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
2935         kmem_free(&kernel_map, base, size);
2936 }
2937
2938 #endif
2939
2940 /*
2941  * Perform the pmap work for mincore
2942  *
2943  * No requirements.
2944  */
2945 int
2946 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2947 {
2948         vpte_t *ptep, pte;
2949         vm_page_t m;
2950         int val = 0;
2951
2952         lwkt_gettoken(&vm_token);
2953         
2954         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
2955         if (ptep == 0) {
2956                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2957                 return 0;
2958         }
2959
2960         if ((pte = *ptep) != 0) {
2961                 vm_paddr_t pa;
2962
2963                 val = MINCORE_INCORE;
2964                 if ((pte & VPTE_MANAGED) == 0)
2965                         goto done;
2966
2967                 pa = pte & VPTE_FRAME;
2968
2969                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
2970
2971                 /*
2972                  * Modified by us
2973                  */
2974                 if (pte & VPTE_M)
2975                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
2976                 /*
2977                  * Modified by someone
2978                  */
2979                 else if (m->dirty || pmap_is_modified(m))
2980                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
2981                 /*
2982                  * Referenced by us
2983                  */
2984                 if (pte & VPTE_A)
2985                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
2986
2987                 /*
2988                  * Referenced by someone
2989                  */
2990                 else if ((m->flags & PG_REFERENCED) || pmap_ts_referenced(m)) {
2991                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
2992                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2993                 }
2994         } 
2995 done:
2996         lwkt_reltoken(&vm_token);
2997         return val;
2998 }
2999
3000 void
3001 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3002 {
3003         struct vmspace *oldvm;
3004         struct lwp *lp;
3005
3006         oldvm = p->p_vmspace;
3007         crit_enter();
3008         if (oldvm != newvm) {
3009                 p->p_vmspace = newvm;
3010                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3011                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3012                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3013                 if (adjrefs) {
3014                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3015                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3016                 }
3017         }
3018         crit_exit();
3019 }
3020
3021 void
3022 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3023 {
3024         struct vmspace *oldvm;
3025         struct pmap *pmap;
3026
3027         crit_enter();
3028         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3029
3030         if (oldvm != newvm) {
3031                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3032                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3033                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3034 #if defined(SMP)
3035                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3036 #else
3037                         pmap->pm_active |= 1;
3038 #endif
3039 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3040                         tlb_flush_count++;
3041 #endif
3042                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3043 #if defined(SMP)
3044                         atomic_clear_cpumask(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3045 #else
3046                         pmap->pm_active &= ~(cpumask_t)1;
3047 #endif
3048                 }
3049         }
3050         crit_exit();
3051 }
3052
3053
3054 vm_offset_t
3055 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3056 {
3057
3058         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3059                 return addr;
3060         }
3061
3062         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3063         return addr;
3064 }
3065
3066 /*
3067  * Used by kmalloc/kfree, page already exists at va
3068  */
3069 vm_page_t
3070 pmap_kvtom(vm_offset_t va)
3071 {
3072         vpte_t *ptep;
3073
3074         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
3075         ptep = KernelPTA + (va >> PAGE_SHIFT);
3076         return(PHYS_TO_VM_PAGE(*ptep & PG_FRAME));
3077 }