Merge branch 'net80211-update' of git://leaf.dragonflybsd.org/~rpaulo/dragonfly into...
[dragonfly.git] / sys / platform / pc32 / i386 / pmap.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 David Greenman
7  * All rights reserved.
8  *
9  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
10  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
11  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
12  *
13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
14  * modification, are permitted provided that the following conditions
15  * are met:
16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
21  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
22  *    must display the following acknowledgement:
23  *      This product includes software developed by the University of
24  *      California, Berkeley and its contributors.
25  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
26  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
27  *    without specific prior written permission.
28  *
29  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
30  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
31  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
32  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
33  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
34  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
35  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
36  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
37  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
38  * OUT 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  * $DragonFly: src/sys/platform/pc32/i386/pmap.c,v 1.87 2008/08/25 17:01:38 dillon Exp $
44  */
45
46 /*
47  *      Manages physical address maps.
48  *
49  *      In addition to hardware address maps, this
50  *      module is called upon to provide software-use-only
51  *      maps which may or may not be stored in the same
52  *      form as hardware maps.  These pseudo-maps are
53  *      used to store intermediate results from copy
54  *      operations to and from address spaces.
55  *
56  *      Since the information managed by this module is
57  *      also stored by the logical address mapping module,
58  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
59  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
60  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
61  *      requested.
62  *
63  *      In order to cope with hardware architectures which
64  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
65  *      this module may delay invalidate or reduced protection
66  *      operations until such time as they are actually
67  *      necessary.  This module is given full information as
68  *      to which processors are currently using which maps,
69  *      and to when physical maps must be made correct.
70  */
71 /*
72  * PMAP_DEBUG - see platform/pc32/include/pmap.h
73  */
74
75 #include "opt_disable_pse.h"
76 #include "opt_pmap.h"
77 #include "opt_msgbuf.h"
78
79 #include <sys/param.h>
80 #include <sys/systm.h>
81 #include <sys/kernel.h>
82 #include <sys/proc.h>
83 #include <sys/msgbuf.h>
84 #include <sys/vmmeter.h>
85 #include <sys/mman.h>
86
87 #include <vm/vm.h>
88 #include <vm/vm_param.h>
89 #include <sys/sysctl.h>
90 #include <sys/lock.h>
91 #include <vm/vm_kern.h>
92 #include <vm/vm_page.h>
93 #include <vm/vm_map.h>
94 #include <vm/vm_object.h>
95 #include <vm/vm_extern.h>
96 #include <vm/vm_pageout.h>
97 #include <vm/vm_pager.h>
98 #include <vm/vm_zone.h>
99
100 #include <sys/user.h>
101 #include <sys/thread2.h>
102 #include <sys/sysref2.h>
103
104 #include <machine/cputypes.h>
105 #include <machine/md_var.h>
106 #include <machine/specialreg.h>
107 #include <machine/smp.h>
108 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
109 #include <machine/globaldata.h>
110 #include <machine/pmap.h>
111 #include <machine/pmap_inval.h>
112
113 #define PMAP_KEEP_PDIRS
114 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
115 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
116 #endif
117
118 #if defined(DIAGNOSTIC)
119 #define PMAP_DIAGNOSTIC
120 #endif
121
122 #define MINPV 2048
123
124 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
125 #define PMAP_INLINE __inline
126 #else
127 #define PMAP_INLINE
128 #endif
129
130 /*
131  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
132  */
133 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
134 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
135
136 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
137 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
138 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
139 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
140 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
141
142
143 /*
144  * Given a map and a machine independent protection code,
145  * convert to a vax protection code.
146  */
147 #define pte_prot(m, p)          \
148         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
149 static int protection_codes[8];
150
151 struct pmap kernel_pmap;
152 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
153
154 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
155 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
156 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
157 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
158 vm_offset_t virtual2_start;
159 vm_offset_t virtual2_end;
160 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
161 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
162 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
163 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
164 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
165 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
166
167 static vm_object_t kptobj;
168
169 static int nkpt;
170 vm_offset_t kernel_vm_end;
171
172 /*
173  * Data for the pv entry allocation mechanism
174  */
175 static vm_zone_t pvzone;
176 static struct vm_zone pvzone_store;
177 static struct vm_object pvzone_obj;
178 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
179 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
180 static struct pv_entry *pvinit;
181
182 /*
183  * Considering all the issues I'm having with pmap caching, if breakage
184  * continues to occur, and for debugging, I've added a sysctl that will
185  * just do an unconditional invltlb.
186  */
187 static int dreadful_invltlb;
188
189 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dreadful_invltlb,
190            CTLFLAG_RW, &dreadful_invltlb, 0, "");
191
192 /*
193  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
194  */
195 pt_entry_t *CMAP1 = 0, *ptmmap;
196 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
197 static pt_entry_t *msgbufmap;
198 struct msgbuf *msgbufp=0;
199
200 /*
201  * Crashdump maps.
202  */
203 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
204 static caddr_t crashdumpmap;
205
206 extern pt_entry_t *SMPpt;
207
208 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
209 static unsigned * get_ptbase (pmap_t pmap);
210 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
211 static void     i386_protection_init (void);
212 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
213
214 static void     pmap_remove_all (vm_page_t m);
215 static int pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, unsigned *ptq, 
216                                 vm_offset_t sva, pmap_inval_info_t info);
217 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap, 
218                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
219 static int pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
220                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
221 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
222 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, vm_offset_t va,
223                 vm_page_t mpte, vm_page_t m);
224
225 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
226
227 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
228 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, unsigned ptepindex);
229 static unsigned * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
230 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
231 static int pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, pmap_inval_info_t);
232 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
233
234 static unsigned pdir4mb;
235
236 /*
237  * Move the kernel virtual free pointer to the next
238  * 4MB.  This is used to help improve performance
239  * by using a large (4MB) page for much of the kernel
240  * (.text, .data, .bss)
241  */
242 static vm_offset_t
243 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
244 {
245         vm_offset_t newaddr = addr;
246 #ifndef DISABLE_PSE
247         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
248                 newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
249         }
250 #endif
251         return newaddr;
252 }
253
254 /*
255  * pmap_pte:
256  *
257  *      Extract the page table entry associated with the given map/virtual
258  *      pair.
259  *
260  *      This function may NOT be called from an interrupt.
261  */
262 PMAP_INLINE unsigned *
263 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
264 {
265         unsigned *pdeaddr;
266
267         if (pmap) {
268                 pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(pmap, va);
269                 if (*pdeaddr & PG_PS)
270                         return pdeaddr;
271                 if (*pdeaddr) {
272                         return get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
273                 }
274         }
275         return (0);
276 }
277
278 /*
279  * pmap_pte_quick:
280  *
281  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
282  * This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
283  * the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
284  * to do an entire invltlb when checking a single mapping.
285  *
286  * Should only be called while in a critical section.
287  *
288  * Unlike get_ptbase(), this function MAY be called from an interrupt or
289  * interrupt thread.
290  */
291 static unsigned * 
292 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
293 {
294         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
295         unsigned pde, newpf;
296
297         if ((pde = (unsigned) pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT]) != 0) {
298                 unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
299                 unsigned index = i386_btop(va);
300                 /* are we current address space or kernel? */
301                 if ((pmap == &kernel_pmap) ||
302                         (frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME))) {
303                         return (unsigned *) PTmap + index;
304                 }
305                 newpf = pde & PG_FRAME;
306                 if ( ((* (unsigned *) gd->gd_PMAP1) & PG_FRAME) != newpf) {
307                         * (unsigned *) gd->gd_PMAP1 = newpf | PG_RW | PG_V;
308                         cpu_invlpg(gd->gd_PADDR1);
309                 }
310                 return gd->gd_PADDR1 + ((unsigned) index & (NPTEPG - 1));
311         }
312         return (0);
313 }
314
315
316 /*
317  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
318  *
319  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
320  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
321  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
322  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
323  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
324  *      (physical) address starting relative to 0]
325  */
326 void
327 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr, vm_paddr_t loadaddr)
328 {
329         vm_offset_t va;
330         pt_entry_t *pte;
331         struct mdglobaldata *gd;
332         int i;
333         int pg;
334
335         KvaStart = (vm_offset_t)VADDR(PTDPTDI, 0);
336         KvaSize = (vm_offset_t)VADDR(APTDPTDI, 0) - KvaStart;
337         KvaEnd  = KvaStart + KvaSize;
338
339         avail_start = firstaddr;
340
341         /*
342          * XXX The calculation of virtual_start is wrong. It's NKPT*PAGE_SIZE
343          * too large. It should instead be correctly calculated in locore.s and
344          * not based on 'first' (which is a physical address, not a virtual
345          * address, for the start of unused physical memory). The kernel
346          * page tables are NOT double mapped and thus should not be included
347          * in this calculation.
348          */
349         virtual_start = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
350         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
351         virtual_end = VADDR(KPTDI+NKPDE-1, NPTEPG-1);
352
353         /*
354          * Initialize protection array.
355          */
356         i386_protection_init();
357
358         /*
359          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
360          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
361          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
362          */
363         kernel_pmap.pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
364         kernel_pmap.pm_count = 1;
365         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
366         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
367         nkpt = NKPT;
368
369         /*
370          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
371          * mapping of pages.
372          */
373 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
374         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
375
376         va = virtual_start;
377         pte = (pt_entry_t *) pmap_pte(&kernel_pmap, va);
378
379         /*
380          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
381          */
382         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
383
384         /*
385          * Crashdump maps.
386          */
387         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
388
389         /*
390          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
391          * /dev/mem.
392          */
393         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
394
395         /*
396          * msgbufp is used to map the system message buffer.
397          * XXX msgbufmap is not used.
398          */
399         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
400                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
401
402         virtual_start = va;
403
404         *(int *) CMAP1 = 0;
405         for (i = 0; i < NKPT; i++)
406                 PTD[i] = 0;
407
408         /*
409          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
410          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
411          * works under UP because self-referential page table mappings
412          */
413 #ifdef SMP
414         pgeflag = 0;
415 #else
416         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
417                 pgeflag = PG_G;
418 #endif
419         
420 /*
421  * Initialize the 4MB page size flag
422  */
423         pseflag = 0;
424 /*
425  * The 4MB page version of the initial
426  * kernel page mapping.
427  */
428         pdir4mb = 0;
429
430 #if !defined(DISABLE_PSE)
431         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
432                 unsigned ptditmp;
433                 /*
434                  * Note that we have enabled PSE mode
435                  */
436                 pseflag = PG_PS;
437                 ptditmp = *((unsigned *)PTmap + i386_btop(KERNBASE));
438                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
439                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
440                 pdir4mb = ptditmp;
441
442 #ifndef SMP
443                 /*
444                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
445                  * now because the APs will not be able to use it when
446                  * they boot up.
447                  */
448                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
449
450                 /*
451                  * We can do the mapping here for the single processor
452                  * case.  We simply ignore the old page table page from
453                  * now on.
454                  */
455                 /*
456                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
457                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
458                  */
459                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
460                 kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
461                 cpu_invltlb();
462 #endif
463         }
464 #endif
465
466         /*
467          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
468          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
469          * portion.
470          */
471         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
472         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
473         gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
474         gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
475         gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
476         gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
477         gd->gd_GDMAP1 = &PTD[APTDPTDI];
478         gd->gd_CADDR1 = CPU_prvspace[0].CPAGE1;
479         gd->gd_CADDR2 = CPU_prvspace[0].CPAGE2;
480         gd->gd_CADDR3 = CPU_prvspace[0].CPAGE3;
481         gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)CPU_prvspace[0].PPAGE1;
482         gd->gd_GDADDR1= (unsigned *)VADDR(APTDPTDI, 0);
483
484         cpu_invltlb();
485 }
486
487 #ifdef SMP
488 /*
489  * Set 4mb pdir for mp startup
490  */
491 void
492 pmap_set_opt(void)
493 {
494         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
495                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
496                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
497                         kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] =
498                             PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)pdir4mb;
499                         cpu_invltlb();
500                 }
501         }
502 }
503 #endif
504
505 /*
506  *      Initialize the pmap module.
507  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
508  *      system needs to map virtual memory.
509  *      pmap_init has been enhanced to support in a fairly consistant
510  *      way, discontiguous physical memory.
511  */
512 void
513 pmap_init(void)
514 {
515         int i;
516         int initial_pvs;
517
518         /*
519          * object for kernel page table pages
520          */
521         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NKPDE);
522
523         /*
524          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
525          * pv_head_table.
526          */
527
528         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
529                 vm_page_t m;
530
531                 m = &vm_page_array[i];
532                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
533                 m->md.pv_list_count = 0;
534         }
535
536         /*
537          * init the pv free list
538          */
539         initial_pvs = vm_page_array_size;
540         if (initial_pvs < MINPV)
541                 initial_pvs = MINPV;
542         pvzone = &pvzone_store;
543         pvinit = (struct pv_entry *) kmem_alloc(&kernel_map,
544                 initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
545         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry), pvinit,
546                 initial_pvs);
547
548         /*
549          * Now it is safe to enable pv_table recording.
550          */
551         pmap_initialized = TRUE;
552 }
553
554 /*
555  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
556  * high water mark so that the system can recover from excessive
557  * numbers of pv entries.
558  */
559 void
560 pmap_init2(void)
561 {
562         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
563
564         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
565         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
566         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
567         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
568         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, pv_entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
569 }
570
571
572 /***************************************************
573  * Low level helper routines.....
574  ***************************************************/
575
576 #ifdef PMAP_DEBUG
577
578 static void
579 test_m_maps_pv(vm_page_t m, pv_entry_t pv)
580 {
581         pv_entry_t spv;
582
583         crit_enter();
584 #ifdef PMAP_DEBUG
585         KKASSERT(pv->pv_m == m);
586 #endif
587         TAILQ_FOREACH(spv, &m->md.pv_list, pv_list) {
588                 if (pv == spv) {
589                         crit_exit();
590                         return;
591                 }
592         }
593         crit_exit();
594         panic("test_m_maps_pv: failed m %p pv %p\n", m, pv);
595 }
596
597 static void
598 ptbase_assert(struct pmap *pmap)
599 {
600         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
601
602         /* are we current address space or kernel? */
603         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned)PTDpde) & PG_FRAME)) {
604                 return;
605         }
606         KKASSERT(frame == (*mycpu->gd_GDMAP1 & PG_FRAME));
607 }
608
609 #else
610
611 #define test_m_maps_pv(m, pv)
612 #define ptbase_assert(pmap)
613
614 #endif
615
616 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
617
618 /*
619  * This code checks for non-writeable/modified pages.
620  * This should be an invalid condition.
621  */
622 static int
623 pmap_nw_modified(pt_entry_t ptea)
624 {
625         int pte;
626
627         pte = (int) ptea;
628
629         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
630                 return 1;
631         else
632                 return 0;
633 }
634 #endif
635
636
637 /*
638  * this routine defines the region(s) of memory that should
639  * not be tested for the modified bit.
640  */
641 static PMAP_INLINE int
642 pmap_track_modified(vm_offset_t va)
643 {
644         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
645                 return 1;
646         else
647                 return 0;
648 }
649
650 /*
651  * Retrieve the mapped page table base for a particular pmap.  Use our self
652  * mapping for the kernel_pmap or our current pmap.
653  *
654  * For foreign pmaps we use the per-cpu page table map.  Since this involves
655  * installing a ptd it's actually (per-process x per-cpu).  However, we
656  * still cannot depend on our mapping to survive thread switches because
657  * the process might be threaded and switching to another thread for the
658  * same process on the same cpu will allow that other thread to make its
659  * own mapping.
660  *
661  * This could be a bit confusing but the jist is for something like the
662  * vkernel which uses foreign pmaps all the time this represents a pretty
663  * good cache that avoids unnecessary invltlb()s.
664  */
665 static unsigned *
666 get_ptbase(pmap_t pmap)
667 {
668         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
669         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
670
671         /*
672          * We can use PTmap if the pmap is our current address space or
673          * the kernel address space.
674          */
675         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
676                 return (unsigned *) PTmap;
677         }
678
679         /*
680          * Otherwise we use the per-cpu alternative page table map.  Each
681          * cpu gets its own map.  Because of this we cannot use this map
682          * from interrupts or threads which can preempt.
683          *
684          * Even if we already have the map cached we may still have to
685          * invalidate the TLB if another cpu modified a PDE in the map.
686          */
687         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
688                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
689
690         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != frame) {
691                 *gd->gd_GDMAP1 = frame | PG_RW | PG_V;
692                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
693                 cpu_invltlb();
694         } else if ((pmap->pm_cached & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
695                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
696                 cpu_invltlb();
697         } else if (dreadful_invltlb) {
698                 cpu_invltlb();
699         }
700         return ((unsigned *)gd->gd_GDADDR1);
701 }
702
703 /*
704  * pmap_extract:
705  *
706  *      Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
707  *
708  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
709  *      not kernel_pmap.
710  */
711 vm_paddr_t 
712 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
713 {
714         vm_offset_t rtval;
715         vm_offset_t pdirindex;
716
717         pdirindex = va >> PDRSHIFT;
718         if (pmap && (rtval = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex])) {
719                 unsigned *pte;
720                 if ((rtval & PG_PS) != 0) {
721                         rtval &= ~(NBPDR - 1);
722                         rtval |= va & (NBPDR - 1);
723                         return rtval;
724                 }
725                 pte = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
726                 rtval = ((*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK));
727                 return rtval;
728         }
729         return 0;
730 }
731
732 /***************************************************
733  * Low level mapping routines.....
734  ***************************************************/
735
736 /*
737  * Routine: pmap_kenter
738  * Function:
739  *      Add a wired page to the KVA
740  *      NOTE! note that in order for the mapping to take effect -- you
741  *      should do an invltlb after doing the pmap_kenter().
742  */
743 void 
744 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
745 {
746         unsigned *pte;
747         unsigned npte;
748         pmap_inval_info info;
749
750         pmap_inval_init(&info);
751         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
752         pte = (unsigned *)vtopte(va);
753         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
754         *pte = npte;
755         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
756         pmap_inval_done(&info);
757 }
758
759 /*
760  * Routine: pmap_kenter_quick
761  * Function:
762  *      Similar to pmap_kenter(), except we only invalidate the
763  *      mapping on the current CPU.
764  */
765 void
766 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
767 {
768         unsigned *pte;
769         unsigned npte;
770
771         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
772         pte = (unsigned *)vtopte(va);
773         *pte = npte;
774         cpu_invlpg((void *)va);
775 }
776
777 void
778 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
779 {
780         pmap_inval_info info;
781
782         pmap_inval_init(&info);
783         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
784         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
785         pmap_inval_done(&info);
786 }
787
788 void
789 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
790 {
791         cpu_invlpg((void *)va);
792 }
793
794 /*
795  * remove a page from the kernel pagetables
796  */
797 void
798 pmap_kremove(vm_offset_t va)
799 {
800         unsigned *pte;
801         pmap_inval_info info;
802
803         pmap_inval_init(&info);
804         pte = (unsigned *)vtopte(va);
805         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
806         *pte = 0;
807         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
808         pmap_inval_done(&info);
809 }
810
811 void
812 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
813 {
814         unsigned *pte;
815         pte = (unsigned *)vtopte(va);
816         *pte = 0;
817         cpu_invlpg((void *)va);
818 }
819
820 /*
821  * XXX these need to be recoded.  They are not used in any critical path.
822  */
823 void
824 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
825 {
826         *vtopte(va) |= PG_RW;
827         cpu_invlpg((void *)va);
828 }
829
830 void
831 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
832 {
833         *vtopte(va) |= PG_N;
834         cpu_invlpg((void *)va);
835 }
836
837 /*
838  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
839  *      virtual address space.
840  *
841  *      For now, VM is already on, we only need to map the
842  *      specified memory.
843  */
844 vm_offset_t
845 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
846 {
847         vm_offset_t     sva, virt;
848
849         sva = virt = *virtp;
850         while (start < end) {
851                 pmap_kenter(virt, start);
852                 virt += PAGE_SIZE;
853                 start += PAGE_SIZE;
854         }
855         *virtp = virt;
856         return (sva);
857 }
858
859
860 /*
861  * Add a list of wired pages to the kva
862  * this routine is only used for temporary
863  * kernel mappings that do not need to have
864  * page modification or references recorded.
865  * Note that old mappings are simply written
866  * over.  The page *must* be wired.
867  */
868 void
869 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
870 {
871         vm_offset_t end_va;
872
873         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
874                 
875         while (va < end_va) {
876                 unsigned *pte;
877
878                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
879                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
880                 cpu_invlpg((void *)va);
881                 va += PAGE_SIZE;
882                 m++;
883         }
884 #ifdef SMP
885         smp_invltlb();  /* XXX */
886 #endif
887 }
888
889 void
890 pmap_qenter2(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count, cpumask_t *mask)
891 {
892         vm_offset_t end_va;
893         cpumask_t cmask = mycpu->gd_cpumask;
894
895         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
896
897         while (va < end_va) {
898                 unsigned *pte;
899                 unsigned pteval;
900
901                 /*
902                  * Install the new PTE.  If the pte changed from the prior
903                  * mapping we must reset the cpu mask and invalidate the page.
904                  * If the pte is the same but we have not seen it on the
905                  * current cpu, invlpg the existing mapping.  Otherwise the
906                  * entry is optimal and no invalidation is required.
907                  */
908                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
909                 pteval = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_A | PG_RW | PG_V | pgeflag;
910                 if (*pte != pteval) {
911                         *mask = 0;
912                         *pte = pteval;
913                         cpu_invlpg((void *)va);
914                 } else if ((*mask & cmask) == 0) {
915                         cpu_invlpg((void *)va);
916                 }
917                 va += PAGE_SIZE;
918                 m++;
919         }
920         *mask |= cmask;
921 }
922
923 /*
924  * This routine jerks page mappings from the
925  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
926  *
927  * MPSAFE, INTERRUPT SAFE (cluster callback)
928  */
929 void
930 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
931 {
932         vm_offset_t end_va;
933
934         end_va = va + count*PAGE_SIZE;
935
936         while (va < end_va) {
937                 unsigned *pte;
938
939                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
940                 *pte = 0;
941                 cpu_invlpg((void *)va);
942                 va += PAGE_SIZE;
943         }
944 #ifdef SMP
945         smp_invltlb();
946 #endif
947 }
948
949 /*
950  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
951  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
952  *
953  * Unless the caller is managing objects whos pages are in a known state,
954  * the call should be made with a critical section held so the page's object
955  * association remains valid on return.
956  */
957 static vm_page_t
958 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
959 {
960         vm_page_t m;
961
962         do {
963                 m = vm_page_lookup(object, pindex);
964         } while (m && vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pplookp"));
965
966         return(m);
967 }
968
969 /*
970  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
971  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
972  */
973 void
974 pmap_init_thread(thread_t td)
975 {
976         /* enforce pcb placement */
977         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
978         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
979         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16;
980 }
981
982 /*
983  * This routine directly affects the fork perf for a process.
984  */
985 void
986 pmap_init_proc(struct proc *p)
987 {
988 }
989
990 /*
991  * Dispose the UPAGES for a process that has exited.
992  * This routine directly impacts the exit perf of a process.
993  */
994 void
995 pmap_dispose_proc(struct proc *p)
996 {
997         KASSERT(p->p_lock == 0, ("attempt to dispose referenced proc! %p", p));
998 }
999
1000 /***************************************************
1001  * Page table page management routines.....
1002  ***************************************************/
1003
1004 /*
1005  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
1006  * drops to zero, then it decrements the wire count.
1007  */
1008 static int 
1009 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info) 
1010 {
1011         /* 
1012          * Wait until we can busy the page ourselves.  We cannot have
1013          * any active flushes if we block.
1014          */
1015         if (m->flags & PG_BUSY) {
1016                 pmap_inval_flush(info);
1017                 while (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pmuwpt"))
1018                         ;
1019         }
1020         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1021                 ("_pmap_unwire_pte_hold: %p->queue != PQ_NONE", m));
1022
1023         if (m->hold_count == 1) {
1024                 /*
1025                  * Unmap the page table page.
1026                  *
1027                  * NOTE: We must clear pm_cached for all cpus, including
1028                  *       the current one, when clearing a page directory
1029                  *       entry.
1030                  */
1031                 vm_page_busy(m);
1032                 pmap_inval_interlock(info, pmap, -1);
1033                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1034                 pmap->pm_pdir[m->pindex] = 0;
1035                 pmap->pm_cached = 0;
1036                 pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1037
1038                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1039                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1040
1041                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1042                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1043
1044                 /*
1045                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1046                  * after we decrement wire_count.
1047                  * 
1048                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1049                  * multiple wire counts.
1050                  */
1051                 vm_page_unhold(m);
1052                 --m->wire_count;
1053                 KKASSERT(m->wire_count == 0);
1054                 --vmstats.v_wire_count;
1055                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1056                 vm_page_flash(m);
1057                 vm_page_free_zero(m);
1058                 return 1;
1059         } else {
1060                 KKASSERT(m->hold_count > 1);
1061                 vm_page_unhold(m);
1062                 return 0;
1063         }
1064 }
1065
1066 static PMAP_INLINE int
1067 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1068 {
1069         KKASSERT(m->hold_count > 0);
1070         if (m->hold_count > 1) {
1071                 vm_page_unhold(m);
1072                 return 0;
1073         } else {
1074                 return _pmap_unwire_pte_hold(pmap, m, info);
1075         }
1076 }
1077
1078 /*
1079  * After removing a page table entry, this routine is used to
1080  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1081  *
1082  * WARNING:  This function can block
1083  */
1084 static int
1085 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte,
1086                 pmap_inval_info_t info)
1087 {
1088         unsigned ptepindex;
1089         if (va >= UPT_MIN_ADDRESS)
1090                 return 0;
1091
1092         if (mpte == NULL) {
1093                 ptepindex = (va >> PDRSHIFT);
1094                 if (pmap->pm_ptphint &&
1095                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1096                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1097                 } else {
1098                         pmap_inval_flush(info);
1099                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1100                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1101                 }
1102         }
1103
1104         return pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, info);
1105 }
1106
1107 /*
1108  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1109  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1110  *
1111  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1112  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1113  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1114  */
1115 void
1116 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1117 {
1118         pmap->pm_pdir =
1119                 (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1120         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, (vm_offset_t) IdlePTD);
1121         pmap->pm_count = 1;
1122         pmap->pm_active = 0;
1123         pmap->pm_cached = 0;
1124         pmap->pm_ptphint = NULL;
1125         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1126         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1127 }
1128
1129 /*
1130  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1131  * such as one in a vmspace structure.
1132  */
1133 void
1134 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1135 {
1136         vm_page_t ptdpg;
1137
1138         /*
1139          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1140          * page directory table.
1141          */
1142         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1143                 pmap->pm_pdir =
1144                     (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1145         }
1146
1147         /*
1148          * Allocate an object for the ptes
1149          */
1150         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1151                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, PTDPTDI + 1);
1152
1153         /*
1154          * Allocate the page directory page, unless we already have
1155          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1156          * already be set appropriately.
1157          */
1158         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1159                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, PTDPTDI,
1160                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY);
1161                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1162                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED | PG_BUSY);
1163                 ptdpg->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1164                 ptdpg->wire_count = 1;
1165                 ++vmstats.v_wire_count;
1166                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1167         }
1168         if ((ptdpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1169                 bzero(pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1170 #ifdef PMAP_DEBUG
1171         else
1172                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1173 #endif
1174
1175         pmap->pm_pdir[MPPTDI] = PTD[MPPTDI];
1176
1177         /* install self-referential address mapping entry */
1178         *(unsigned *) (pmap->pm_pdir + PTDPTDI) =
1179                 VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1180
1181         pmap->pm_count = 1;
1182         pmap->pm_active = 0;
1183         pmap->pm_cached = 0;
1184         pmap->pm_ptphint = NULL;
1185         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1186         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1187         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1192  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1193  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1194  * of cleanup work to do here.
1195  */
1196 void
1197 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1198 {
1199         vm_page_t p;
1200
1201         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1202         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1203                 KKASSERT(pmap->pm_pdir != NULL);
1204                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir);
1205                 p->wire_count--;
1206                 vmstats.v_wire_count--;
1207                 KKASSERT((p->flags & PG_BUSY) == 0);
1208                 vm_page_busy(p);
1209                 vm_page_free_zero(p);
1210                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1211         }
1212         if (pmap->pm_pdir) {
1213                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1214                 pmap->pm_pdir = NULL;
1215         }
1216         if (pmap->pm_pteobj) {
1217                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1218                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1219         }
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1224  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1225  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1226  * then copies the template.
1227  */
1228 void
1229 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1230 {
1231         crit_enter();
1232         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1233         /* XXX copies current process, does not fill in MPPTDI */
1234         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1235         crit_exit();
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1240  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1241  *
1242  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1243  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1244  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1245  */
1246 static int
1247 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1248 {
1249         unsigned *pde = (unsigned *) pmap->pm_pdir;
1250         /*
1251          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1252          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1253          * might as well be placed directly into the zero queue.
1254          */
1255         if (vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl"))
1256                 return 0;
1257
1258         vm_page_busy(p);
1259
1260         /*
1261          * Remove the page table page from the processes address space.
1262          */
1263         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1264         KKASSERT(pde[p->pindex]);
1265         pde[p->pindex] = 0;
1266         --pmap->pm_stats.resident_count;
1267         pmap->pm_cached = 0;
1268
1269         if (p->hold_count)  {
1270                 panic("pmap_release: freeing held page table page");
1271         }
1272         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1273                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1274
1275         /*
1276          * We leave the page directory page cached, wired, and mapped in
1277          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1278          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1279          *
1280          * The pmap has already been removed from the pmap_list in the
1281          * PTDPTDI case.
1282          */
1283         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1284                 bzero(pde + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1285                 bzero(pde + MPPTDI, (NPDEPG - MPPTDI) * PTESIZE);
1286                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1287                 vm_page_wakeup(p);
1288         } else {
1289                 p->wire_count--;
1290                 vmstats.v_wire_count--;
1291                 vm_page_free_zero(p);
1292         }
1293         return 1;
1294 }
1295
1296 /*
1297  * this routine is called if the page table page is not
1298  * mapped correctly.
1299  */
1300 static vm_page_t
1301 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex)
1302 {
1303         vm_offset_t pteva, ptepa;
1304         vm_page_t m;
1305
1306         /*
1307          * Find or fabricate a new pagetable page
1308          */
1309         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1310                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1311
1312         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1313                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1314
1315         /*
1316          * Increment the hold count for the page we will be returning to
1317          * the caller.
1318          */
1319         m->hold_count++;
1320
1321         /*
1322          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1323          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1324          * return the held page.
1325          */
1326         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1327                 KKASSERT((ptepa & PG_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1328                 vm_page_wakeup(m);
1329                 return(m);
1330         }
1331
1332         if (m->wire_count == 0)
1333                 vmstats.v_wire_count++;
1334         m->wire_count++;
1335
1336
1337         /*
1338          * Map the pagetable page into the process address space, if
1339          * it isn't already there.
1340          *
1341          * NOTE: For safety clear pm_cached for all cpus including the
1342          *       current one when adding a PDE to the map.
1343          */
1344         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1345
1346         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1347         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1348                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1349         pmap->pm_cached = 0;
1350
1351         /*
1352          * Set the page table hint
1353          */
1354         pmap->pm_ptphint = m;
1355
1356         /*
1357          * Try to use the new mapping, but if we cannot, then
1358          * do it with the routine that maps the page explicitly.
1359          */
1360         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0) {
1361                 if ((((unsigned)pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME) ==
1362                         (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
1363                         pteva = UPT_MIN_ADDRESS + i386_ptob(ptepindex);
1364                         bzero((caddr_t) pteva, PAGE_SIZE);
1365                 } else {
1366                         pmap_zero_page(ptepa);
1367                 }
1368         }
1369 #ifdef PMAP_DEBUG
1370         else {
1371                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1372         }
1373 #endif
1374
1375         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1376         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1377         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1378         vm_page_wakeup(m);
1379
1380         return m;
1381 }
1382
1383 static vm_page_t
1384 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1385 {
1386         unsigned ptepindex;
1387         vm_offset_t ptepa;
1388         vm_page_t m;
1389
1390         /*
1391          * Calculate pagetable page index
1392          */
1393         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1394
1395         /*
1396          * Get the page directory entry
1397          */
1398         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1399
1400         /*
1401          * This supports switching from a 4MB page to a
1402          * normal 4K page.
1403          */
1404         if (ptepa & PG_PS) {
1405                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1406                 ptepa = 0;
1407                 cpu_invltlb();
1408                 smp_invltlb();
1409         }
1410
1411         /*
1412          * If the page table page is mapped, we just increment the
1413          * hold count, and activate it.
1414          */
1415         if (ptepa) {
1416                 /*
1417                  * In order to get the page table page, try the
1418                  * hint first.
1419                  */
1420                 if (pmap->pm_ptphint &&
1421                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1422                         m = pmap->pm_ptphint;
1423                 } else {
1424                         m = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1425                         pmap->pm_ptphint = m;
1426                 }
1427                 m->hold_count++;
1428                 return m;
1429         }
1430         /*
1431          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1432          */
1433         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1434 }
1435
1436
1437 /***************************************************
1438  * Pmap allocation/deallocation routines.
1439  ***************************************************/
1440
1441 /*
1442  * Release any resources held by the given physical map.
1443  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1444  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1445  */
1446 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1447
1448 void
1449 pmap_release(struct pmap *pmap)
1450 {
1451         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1452         struct rb_vm_page_scan_info info;
1453
1454         KASSERT(pmap->pm_active == 0, ("pmap still active! %08x", pmap->pm_active));
1455 #if defined(DIAGNOSTIC)
1456         if (object->ref_count != 1)
1457                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1458 #endif
1459         
1460         info.pmap = pmap;
1461         info.object = object;
1462         crit_enter();
1463         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1464         crit_exit();
1465
1466         do {
1467                 crit_enter();
1468                 info.error = 0;
1469                 info.mpte = NULL;
1470                 info.limit = object->generation;
1471
1472                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL, 
1473                                         pmap_release_callback, &info);
1474                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1475                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1476                                 info.error = 1;
1477                 }
1478                 crit_exit();
1479         } while (info.error);
1480         pmap->pm_cached = 0;
1481 }
1482
1483 static int
1484 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1485 {
1486         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1487
1488         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1489                 info->mpte = p;
1490                 return(0);
1491         }
1492         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1493                 info->error = 1;
1494                 return(-1);
1495         }
1496         if (info->object->generation != info->limit) {
1497                 info->error = 1;
1498                 return(-1);
1499         }
1500         return(0);
1501 }
1502
1503 /*
1504  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1505  */
1506
1507 void
1508 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1509 {
1510         struct pmap *pmap;
1511         vm_offset_t ptppaddr;
1512         vm_page_t nkpg;
1513         pd_entry_t newpdir;
1514
1515         crit_enter();
1516         if (kernel_vm_end == 0) {
1517                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1518                 nkpt = 0;
1519                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1520                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1521                         nkpt++;
1522                 }
1523         }
1524         addr = (addr + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1525         while (kernel_vm_end < addr) {
1526                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1527                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1528                         continue;
1529                 }
1530
1531                 /*
1532                  * This index is bogus, but out of the way
1533                  */
1534                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt, 
1535                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_INTERRUPT);
1536                 if (nkpg == NULL)
1537                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1538
1539                 vm_page_wire(nkpg);
1540                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1541                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1542                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1543                 pdir_pde(PTD, kernel_vm_end) = newpdir;
1544                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1545                 nkpt++;
1546
1547                 /*
1548                  * This update must be interlocked with pmap_pinit2.
1549                  */
1550                 TAILQ_FOREACH(pmap, &pmap_list, pm_pmnode) {
1551                         *pmap_pde(pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1552                 }
1553                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1554                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1555         }
1556         crit_exit();
1557 }
1558
1559 /*
1560  *      Retire the given physical map from service.
1561  *      Should only be called if the map contains
1562  *      no valid mappings.
1563  */
1564 void
1565 pmap_destroy(pmap_t pmap)
1566 {
1567         int count;
1568
1569         if (pmap == NULL)
1570                 return;
1571
1572         count = --pmap->pm_count;
1573         if (count == 0) {
1574                 pmap_release(pmap);
1575                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
1576         }
1577 }
1578
1579 /*
1580  *      Add a reference to the specified pmap.
1581  */
1582 void
1583 pmap_reference(pmap_t pmap)
1584 {
1585         if (pmap != NULL) {
1586                 pmap->pm_count++;
1587         }
1588 }
1589
1590 /***************************************************
1591 * page management routines.
1592  ***************************************************/
1593
1594 /*
1595  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1596  * called from an interrupt.
1597  */
1598 static PMAP_INLINE void
1599 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1600 {
1601 #ifdef PMAP_DEBUG
1602         KKASSERT(pv->pv_m != NULL);
1603         pv->pv_m = NULL;
1604 #endif
1605         pv_entry_count--;
1606         zfree(pvzone, pv);
1607 }
1608
1609 /*
1610  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1611  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
1612  */
1613 static pv_entry_t
1614 get_pv_entry(void)
1615 {
1616         pv_entry_count++;
1617         if (pv_entry_high_water &&
1618             (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1619             (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1620                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1621                 wakeup (&vm_pages_needed);
1622         }
1623         return zalloc(pvzone);
1624 }
1625
1626 /*
1627  * This routine is very drastic, but can save the system
1628  * in a pinch.
1629  */
1630 void
1631 pmap_collect(void)
1632 {
1633         int i;
1634         vm_page_t m;
1635         static int warningdone=0;
1636
1637         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1638                 return;
1639         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1640
1641         if (warningdone < 5) {
1642                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1643                 warningdone++;
1644         }
1645
1646         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1647                 m = &vm_page_array[i];
1648                 if (m->wire_count || m->hold_count || m->busy ||
1649                     (m->flags & PG_BUSY))
1650                         continue;
1651                 pmap_remove_all(m);
1652         }
1653 }
1654         
1655
1656 /*
1657  * If it is the first entry on the list, it is actually
1658  * in the header and we must copy the following entry up
1659  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1660  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1661  */
1662 static int
1663 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, 
1664                         vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1665 {
1666         pv_entry_t pv;
1667         int rtval;
1668
1669         crit_enter();
1670         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1671                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1672                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va) 
1673                                 break;
1674                 }
1675         } else {
1676                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1677 #ifdef PMAP_DEBUG
1678                         KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
1679 #endif
1680                         if (va == pv->pv_va)
1681                                 break;
1682                 }
1683         }
1684         KKASSERT(pv);
1685
1686         rtval = 0;
1687         test_m_maps_pv(m, pv);
1688         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1689         m->md.pv_list_count--;
1690         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1691                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1692         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1693         ++pmap->pm_generation;
1694         rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem, info);
1695         free_pv_entry(pv);
1696         crit_exit();
1697         return rtval;
1698 }
1699
1700 /*
1701  * Create a pv entry for page at pa for
1702  * (pmap, va).
1703  */
1704 static void
1705 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1706 {
1707         pv_entry_t pv;
1708
1709         crit_enter();
1710         pv = get_pv_entry();
1711 #ifdef PMAP_DEBUG
1712         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
1713         pv->pv_m = m;
1714 #endif
1715         pv->pv_va = va;
1716         pv->pv_pmap = pmap;
1717         pv->pv_ptem = mpte;
1718
1719         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1720         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1721         ++pmap->pm_generation;
1722         m->md.pv_list_count++;
1723
1724         crit_exit();
1725 }
1726
1727 /*
1728  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process.
1729  *
1730  * WARNING: This function may block (via pmap_remove_entry/pmap_unuse_pt),
1731  *          callers using temporary pmaps must reload them.
1732  */
1733 static int
1734 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, unsigned *ptq, vm_offset_t va,
1735                 pmap_inval_info_t info)
1736 {
1737         unsigned oldpte;
1738         vm_page_t m;
1739
1740         ptbase_assert(pmap);
1741         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
1742         ptbase_assert(pmap);
1743         oldpte = loadandclear(ptq);
1744         if (oldpte & PG_W)
1745                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1746         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1747         KKASSERT(oldpte);
1748         /*
1749          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1750          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1751          * the SMP case.
1752          */
1753         if (oldpte & PG_G)
1754                 cpu_invlpg((void *)va);
1755         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1756         --pmap->pm_stats.resident_count;
1757         if (oldpte & PG_MANAGED) {
1758                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1759                 if (oldpte & PG_M) {
1760 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1761                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
1762                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1763                                         "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1764                                         (void *)va, (long)oldpte);
1765                         }
1766 #endif
1767                         if (pmap_track_modified(va))
1768                                 vm_page_dirty(m);
1769                 }
1770                 if (oldpte & PG_A)
1771                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1772                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va, info);
1773         } else {
1774                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL, info);
1775         }
1776
1777         return 0;
1778 }
1779
1780 /*
1781  * pmap_remove_page:
1782  *
1783  * Remove a single page from a process address space.
1784  *
1785  * This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1786  * not kernel_pmap.
1787  */
1788 static void
1789 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1790 {
1791         unsigned *ptq;
1792
1793         /*
1794          * if there is no pte for this address, just skip it!!!  Otherwise
1795          * get a local va for mappings for this pmap and remove the entry.
1796          */
1797         if (*pmap_pde(pmap, va) != 0) {
1798                 ptq = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
1799                 if (*ptq) {
1800                         pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, info);
1801                         /* ptq invalid */
1802                 }
1803         }
1804 }
1805
1806 /*
1807  * pmap_remove:
1808  *
1809  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1810  *
1811  *      It is assumed that the start and end are properly
1812  *      rounded to the page size.
1813  *
1814  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1815  *      not kernel_pmap.
1816  */
1817 void
1818 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1819 {
1820         unsigned *ptbase;
1821         vm_offset_t pdnxt;
1822         vm_offset_t ptpaddr;
1823         vm_offset_t sindex, eindex;
1824         struct pmap_inval_info info;
1825
1826         if (pmap == NULL)
1827                 return;
1828
1829         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1830                 return;
1831
1832         pmap_inval_init(&info);
1833
1834         /*
1835          * special handling of removing one page.  a very
1836          * common operation and easy to short circuit some
1837          * code.
1838          */
1839         if (((sva + PAGE_SIZE) == eva) && 
1840                 (((unsigned) pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
1841                 pmap_remove_page(pmap, sva, &info);
1842                 pmap_inval_done(&info);
1843                 return;
1844         }
1845
1846         /*
1847          * Get a local virtual address for the mappings that are being
1848          * worked with.
1849          */
1850         sindex = i386_btop(sva);
1851         eindex = i386_btop(eva);
1852
1853         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
1854                 unsigned pdirindex;
1855
1856                 /*
1857                  * Calculate index for next page table.
1858                  */
1859                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1860                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1861                         break;
1862
1863                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1864                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
1865                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
1866                         pmap->pm_pdir[pdirindex] = 0;
1867                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1868                         pmap->pm_cached = 0;
1869                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
1870                         continue;
1871                 }
1872
1873                 /*
1874                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
1875                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
1876                  */
1877                 if (ptpaddr == 0)
1878                         continue;
1879
1880                 /*
1881                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1882                  * by the current page table page, or to the end of the
1883                  * range being removed.
1884                  */
1885                 if (pdnxt > eindex) {
1886                         pdnxt = eindex;
1887                 }
1888
1889                 /*
1890                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block and wipe the temporary
1891                  *       ptbase.
1892                  */
1893                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
1894                         vm_offset_t va;
1895
1896                         ptbase = get_ptbase(pmap);
1897                         if (ptbase[sindex] == 0)
1898                                 continue;
1899                         va = i386_ptob(sindex);
1900                         if (pmap_remove_pte(pmap, ptbase + sindex, va, &info))
1901                                 break;
1902                 }
1903         }
1904         pmap_inval_done(&info);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * pmap_remove_all:
1909  *
1910  *      Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
1911  *      Reflects back modify bits to the pager.
1912  *
1913  *      This routine may not be called from an interrupt.
1914  */
1915
1916 static void
1917 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1918 {
1919         struct pmap_inval_info info;
1920         unsigned *pte, tpte;
1921         pv_entry_t pv;
1922
1923         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
1924                 return;
1925
1926         pmap_inval_init(&info);
1927         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1928                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1929                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
1930
1931                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1932                 pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1933                 tpte = loadandclear(pte);
1934                 if (tpte & PG_W)
1935                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
1936                 pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
1937                 if (tpte & PG_A)
1938                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1939 #ifdef PMAP_DEBUG
1940                 KKASSERT(PHYS_TO_VM_PAGE(tpte) == m);
1941 #endif
1942
1943                 /*
1944                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1945                  */
1946                 if (tpte & PG_M) {
1947 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1948                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) tpte)) {
1949                                 kprintf("pmap_remove_all: modified page "
1950                                         "not writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1951                                         (void *)pv->pv_va, (long)tpte);
1952                         }
1953 #endif
1954                         if (pmap_track_modified(pv->pv_va))
1955                                 vm_page_dirty(m);
1956                 }
1957 #ifdef PMAP_DEBUG
1958                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
1959 #endif
1960                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1961                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1962                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
1963                 m->md.pv_list_count--;
1964                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1965                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1966                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
1967                 free_pv_entry(pv);
1968         }
1969         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
1970         pmap_inval_done(&info);
1971 }
1972
1973 /*
1974  * pmap_protect:
1975  *
1976  *      Set the physical protection on the specified range of this map
1977  *      as requested.
1978  *
1979  *      This function may not be called from an interrupt if the map is
1980  *      not the kernel_pmap.
1981  */
1982 void
1983 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1984 {
1985         unsigned *ptbase;
1986         vm_offset_t pdnxt, ptpaddr;
1987         vm_pindex_t sindex, eindex;
1988         pmap_inval_info info;
1989
1990         if (pmap == NULL)
1991                 return;
1992
1993         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1994                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1995                 return;
1996         }
1997
1998         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1999                 return;
2000
2001         pmap_inval_init(&info);
2002
2003         ptbase = get_ptbase(pmap);
2004
2005         sindex = i386_btop(sva);
2006         eindex = i386_btop(eva);
2007
2008         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
2009                 unsigned pdirindex;
2010
2011                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
2012
2013                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
2014                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
2015                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
2016                         pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2017                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2018                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2019                         continue;
2020                 }
2021
2022                 /*
2023                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2024                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2025                  */
2026                 if (ptpaddr == 0)
2027                         continue;
2028
2029                 if (pdnxt > eindex) {
2030                         pdnxt = eindex;
2031                 }
2032
2033                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
2034                         unsigned pbits;
2035                         unsigned cbits;
2036                         vm_page_t m;
2037
2038                         /*
2039                          * XXX non-optimal.  Note also that there can be
2040                          * no pmap_inval_flush() calls until after we modify
2041                          * ptbase[sindex] (or otherwise we have to do another
2042                          * pmap_inval_interlock() call).
2043                          */
2044                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, i386_ptob(sindex));
2045 again:
2046                         pbits = ptbase[sindex];
2047                         cbits = pbits;
2048
2049                         if (pbits & PG_MANAGED) {
2050                                 m = NULL;
2051                                 if (pbits & PG_A) {
2052                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2053                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2054                                         cbits &= ~PG_A;
2055                                 }
2056                                 if (pbits & PG_M) {
2057                                         if (pmap_track_modified(i386_ptob(sindex))) {
2058                                                 if (m == NULL)
2059                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2060                                                 vm_page_dirty(m);
2061                                                 cbits &= ~PG_M;
2062                                         }
2063                                 }
2064                         }
2065                         cbits &= ~PG_RW;
2066                         if (pbits != cbits &&
2067                             !atomic_cmpset_int(ptbase + sindex, pbits, cbits)) {
2068                                 goto again;
2069                         }
2070                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2071                 }
2072         }
2073         pmap_inval_done(&info);
2074 }
2075
2076 /*
2077  *      Insert the given physical page (p) at
2078  *      the specified virtual address (v) in the
2079  *      target physical map with the protection requested.
2080  *
2081  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2082  *      that the related pte can not be reclaimed.
2083  *
2084  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2085  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2086  *      insert this page into the given map NOW.
2087  */
2088 void
2089 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2090            boolean_t wired)
2091 {
2092         vm_paddr_t pa;
2093         unsigned *pte;
2094         vm_paddr_t opa;
2095         vm_offset_t origpte, newpte;
2096         vm_page_t mpte;
2097         pmap_inval_info info;
2098
2099         if (pmap == NULL)
2100                 return;
2101
2102         va &= PG_FRAME;
2103 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2104         if (va >= KvaEnd)
2105                 panic("pmap_enter: toobig");
2106         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS)) {
2107                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page "
2108                       "table pages (va: %p)", (void *)va);
2109         }
2110 #endif
2111         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2112                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with kernel_pmap\n");
2113                 print_backtrace();
2114         }
2115         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2116                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without kernel_pmap\n");
2117                 print_backtrace();
2118         }
2119
2120         /*
2121          * In the case that a page table page is not
2122          * resident, we are creating it here.
2123          */
2124         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2125                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2126         else
2127                 mpte = NULL;
2128
2129         pmap_inval_init(&info);
2130         pte = pmap_pte(pmap, va);
2131
2132         /*
2133          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2134          */
2135         if (pte == NULL) {
2136                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=0x%lx, va=%p\n",
2137                      (long)pmap->pm_pdir[PTDPTDI], (void *)va);
2138         }
2139
2140         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & PG_FRAME;
2141         origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2142         opa = origpte & PG_FRAME;
2143
2144         if (origpte & PG_PS)
2145                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2146
2147         /*
2148          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2149          */
2150         if (origpte && (opa == pa)) {
2151                 /*
2152                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2153                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2154                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2155                  * the PT page will be also.
2156                  */
2157                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2158                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2159                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2160                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2161
2162 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2163                 if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) origpte)) {
2164                         kprintf("pmap_enter: modified page not "
2165                                 "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2166                                 (void *)va, (long )origpte);
2167                 }
2168 #endif
2169
2170                 /*
2171                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
2172                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
2173                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
2174                  * bits below.
2175                  */
2176                 if (mpte)
2177                         mpte->hold_count--;
2178
2179                 /*
2180                  * We might be turning off write access to the page,
2181                  * so we go ahead and sense modify status.
2182                  */
2183                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2184                         if ((origpte & PG_M) && pmap_track_modified(va)) {
2185                                 vm_page_t om;
2186                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2187                                 vm_page_dirty(om);
2188                         }
2189                         pa |= PG_MANAGED;
2190                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2191                 }
2192                 goto validate;
2193         } 
2194         /*
2195          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2196          * handle validating new mapping.
2197          *
2198          * Since we have a ref on the page directory page pmap_pte()
2199          * will always return non-NULL.
2200          *
2201          * NOTE: pmap_remove_pte() can block and cause the temporary ptbase
2202          *       to get wiped.  reload the ptbase.  I'm not sure if it is
2203          *       also possible to race another pmap_enter() but check for
2204          *       that case too.
2205          */
2206         while (opa) {
2207                 int err;
2208
2209                 KKASSERT((origpte & PG_FRAME) ==
2210                          (*(vm_offset_t *)pte & PG_FRAME));
2211                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va, &info);
2212                 if (err)
2213                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: %p", (void *)va);
2214                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2215                 origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2216                 opa = origpte & PG_FRAME;
2217                 if (opa) {
2218                         kprintf("pmap_enter: Warning, raced pmap %p va %p\n",
2219                                 pmap, (void *)va);
2220                 }
2221         }
2222
2223         /*
2224          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2225          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2226          * called at interrupt time.
2227          */
2228         if (pmap_initialized && 
2229             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2230                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2231                 ptbase_assert(pmap);
2232                 pa |= PG_MANAGED;
2233                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2234         }
2235
2236         /*
2237          * Increment counters
2238          */
2239         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2240         if (wired)
2241                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2242         KKASSERT(*pte == 0);
2243
2244 validate:
2245         /*
2246          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2247          */
2248         ptbase_assert(pmap);
2249         newpte = (vm_offset_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V);
2250
2251         if (wired)
2252                 newpte |= PG_W;
2253         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2254                 newpte |= PG_U;
2255         if (pmap == &kernel_pmap)
2256                 newpte |= pgeflag;
2257
2258         /*
2259          * if the mapping or permission bits are different, we need
2260          * to update the pte.
2261          */
2262         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2263                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
2264                 ptbase_assert(pmap);
2265                 KKASSERT(*pte == 0 ||
2266                          (*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2267                 *pte = newpte | PG_A;
2268                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2269                 if (newpte & PG_RW)
2270                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2271         }
2272         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2273         pmap_inval_done(&info);
2274 }
2275
2276 /*
2277  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2278  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
2279  * VA.
2280  *
2281  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2282  */
2283 void
2284 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2285 {
2286         unsigned *pte;
2287         vm_paddr_t pa;
2288         vm_page_t mpte;
2289         unsigned ptepindex;
2290         vm_offset_t ptepa;
2291         pmap_inval_info info;
2292
2293         pmap_inval_init(&info);
2294
2295         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2296                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on UVA with kernel_pmap\n");
2297                 print_backtrace();
2298         }
2299         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2300                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on KVA without kernel_pmap\n");
2301                 print_backtrace();
2302         }
2303
2304         KKASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS); /* assert used on user pmaps only */
2305
2306         /*
2307          * Calculate the page table page (mpte), allocating it if necessary.
2308          *
2309          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the
2310          * section following.
2311          */
2312         if (va < UPT_MIN_ADDRESS) {
2313                 /*
2314                  * Calculate pagetable page index
2315                  */
2316                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2317
2318                 do {
2319                         /*
2320                          * Get the page directory entry
2321                          */
2322                         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
2323
2324                         /*
2325                          * If the page table page is mapped, we just increment
2326                          * the hold count, and activate it.
2327                          */
2328                         if (ptepa) {
2329                                 if (ptepa & PG_PS)
2330                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2331                                 if (pmap->pm_ptphint &&
2332                                     (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2333                                         mpte = pmap->pm_ptphint;
2334                                 } else {
2335                                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2336                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2337                                 }
2338                                 if (mpte)
2339                                         mpte->hold_count++;
2340                         } else {
2341                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2342                         }
2343                 } while (mpte == NULL);
2344         } else {
2345                 mpte = NULL;
2346                 /* this code path is not yet used */
2347         }
2348
2349         /*
2350          * With a valid (and held) page directory page, we can just use
2351          * vtopte() to get to the pte.  If the pte is already present
2352          * we do not disturb it.
2353          */
2354         pte = (unsigned *)vtopte(va);
2355         if (*pte & PG_V) {
2356                 if (mpte)
2357                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, &info);
2358                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2359                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & PG_FRAME) == 0);
2360                 pmap_inval_done(&info);
2361                 return;
2362         }
2363
2364         /*
2365          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2366          */
2367         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2368                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2369                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2370         }
2371
2372         /*
2373          * Increment counters
2374          */
2375         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2376
2377         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2378
2379         /*
2380          * Now validate mapping with RO protection
2381          */
2382         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2383                 *pte = pa | PG_V | PG_U;
2384         else
2385                 *pte = pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED;
2386 /*      pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed inval->valid */
2387         pmap_inval_done(&info);
2388 }
2389
2390 /*
2391  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2392  * to be used for panic dumps.
2393  */
2394 void *
2395 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
2396 {
2397         pmap_kenter((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2398         return ((void *)crashdumpmap);
2399 }
2400
2401 #define MAX_INIT_PT (96)
2402
2403 /*
2404  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2405  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2406  * immediately after an mmap.
2407  */
2408 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2409
2410 void
2411 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2412                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
2413                     vm_size_t size, int limit)
2414 {
2415         struct rb_vm_page_scan_info info;
2416         struct lwp *lp;
2417         int psize;
2418
2419         /*
2420          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2421          * or object.
2422          */
2423         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2424                 return;
2425
2426         /*
2427          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2428          */
2429         lp = curthread->td_lwp;
2430         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2431                 return;
2432
2433         psize = i386_btop(size);
2434
2435         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2436                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2437                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2438                 return;
2439         }
2440
2441         if (psize + pindex > object->size) {
2442                 if (object->size < pindex)
2443                         return;           
2444                 psize = object->size - pindex;
2445         }
2446
2447         if (psize == 0)
2448                 return;
2449
2450         /*
2451          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2452          * any valid pages found into the pmap.
2453          *
2454          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2455          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2456          */
2457         info.start_pindex = pindex;
2458         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2459         info.limit = limit;
2460         info.mpte = NULL;
2461         info.addr = addr;
2462         info.pmap = pmap;
2463
2464         crit_enter();
2465         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2466                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2467         crit_exit();
2468 }
2469
2470 static
2471 int
2472 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2473 {
2474         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2475         vm_pindex_t rel_index;
2476         /*
2477          * don't allow an madvise to blow away our really
2478          * free pages allocating pv entries.
2479          */
2480         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2481                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2482                     return(-1);
2483         }
2484         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2485             (p->busy == 0) && (p->flags & (PG_BUSY | PG_FICTITIOUS)) == 0) {
2486                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2487                         vm_page_deactivate(p);
2488                 vm_page_busy(p);
2489                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2490                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2491                                  info->addr + i386_ptob(rel_index), p);
2492                 vm_page_wakeup(p);
2493         }
2494         return(0);
2495 }
2496
2497 /*
2498  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2499  * pre-fault the specified address.
2500  *
2501  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2502  * pte is already loaded into the slot.
2503  */
2504 int
2505 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2506 {
2507         unsigned *pte;
2508
2509         if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0)
2510                 return(0);
2511         pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2512         if (*pte)
2513                 return(0);
2514         return(1);
2515 }
2516
2517 /*
2518  *      Routine:        pmap_change_wiring
2519  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
2520  *                      pair.
2521  *      In/out conditions:
2522  *                      The mapping must already exist in the pmap.
2523  */
2524 void
2525 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2526 {
2527         unsigned *pte;
2528
2529         if (pmap == NULL)
2530                 return;
2531
2532         pte = pmap_pte(pmap, va);
2533
2534         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2535                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2536         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2537                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2538
2539         /*
2540          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2541          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2542          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
2543          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2544          * wiring changes.
2545          */
2546 #ifdef SMP
2547         if (wired)
2548                 atomic_set_int(pte, PG_W);
2549         else
2550                 atomic_clear_int(pte, PG_W);
2551 #else
2552         if (wired)
2553                 atomic_set_int_nonlocked(pte, PG_W);
2554         else
2555                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_W);
2556 #endif
2557 }
2558
2559
2560
2561 /*
2562  *      Copy the range specified by src_addr/len
2563  *      from the source map to the range dst_addr/len
2564  *      in the destination map.
2565  *
2566  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2567  */
2568 void
2569 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
2570         vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2571 {
2572 #if 0
2573         pmap_inval_info info;
2574         vm_offset_t addr;
2575         vm_offset_t end_addr = src_addr + len;
2576         vm_offset_t pdnxt;
2577         unsigned src_frame, dst_frame;
2578         vm_page_t m;
2579 #endif
2580
2581         if (dst_addr != src_addr)
2582                 return;
2583         /*
2584          * XXX BUGGY.  Amoung other things srcmpte is assumed to remain
2585          * valid through blocking calls, and that's just not going to
2586          * be the case.
2587          *
2588          * FIXME!
2589          */
2590         return;
2591 #if 0
2592         src_frame = ((unsigned) src_pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME;
2593         if (src_frame != (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
2594                 return;
2595         }
2596
2597         dst_frame = ((unsigned) dst_pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME;
2598         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != dst_frame) {
2599                 *gd->gd_GDMAP1 = dst_frame | PG_RW | PG_V;
2600                 cpu_invltlb();
2601                 XXX
2602         }
2603         pmap_inval_init(&info);
2604         pmap_inval_add(&info, dst_pmap, -1);
2605         pmap_inval_add(&info, src_pmap, -1);
2606
2607         /*
2608          * critical section protection is required to maintain the page/object
2609          * association, interrupts can free pages and remove them from 
2610          * their objects.
2611          */
2612         crit_enter();
2613         for (addr = src_addr; addr < end_addr; addr = pdnxt) {
2614                 unsigned *src_pte, *dst_pte;
2615                 vm_page_t dstmpte, srcmpte;
2616                 vm_offset_t srcptepaddr;
2617                 unsigned ptepindex;
2618
2619                 if (addr >= UPT_MIN_ADDRESS)
2620                         panic("pmap_copy: invalid to pmap_copy page tables\n");
2621
2622                 /*
2623                  * Don't let optional prefaulting of pages make us go
2624                  * way below the low water mark of free pages or way
2625                  * above high water mark of used pv entries.
2626                  */
2627                 if (vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved ||
2628                     pv_entry_count > pv_entry_high_water)
2629                         break;
2630                 
2631                 pdnxt = ((addr + PAGE_SIZE*NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE*NPTEPG - 1));
2632                 ptepindex = addr >> PDRSHIFT;
2633
2634                 srcptepaddr = (vm_offset_t) src_pmap->pm_pdir[ptepindex];
2635                 if (srcptepaddr == 0)
2636                         continue;
2637                         
2638                 if (srcptepaddr & PG_PS) {
2639                         if (dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] == 0) {
2640                                 dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] = (pd_entry_t) srcptepaddr;
2641                                 dst_pmap->pm_stats.resident_count += NBPDR / PAGE_SIZE;
2642                                 XXX
2643                         }
2644                         continue;
2645                 }
2646
2647                 srcmpte = vm_page_lookup(src_pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2648                 if ((srcmpte == NULL) || (srcmpte->hold_count == 0) ||
2649                     (srcmpte->flags & PG_BUSY)) {
2650                         continue;
2651                 }
2652
2653                 if (pdnxt > end_addr)
2654                         pdnxt = end_addr;
2655
2656                 src_pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2657                 dst_pte = (unsigned *) avtopte(addr);
2658                 while (addr < pdnxt) {
2659                         unsigned ptetemp;
2660
2661                         ptetemp = *src_pte;
2662                         /*
2663                          * we only virtual copy managed pages
2664                          */
2665                         if ((ptetemp & PG_MANAGED) != 0) {
2666                                 /*
2667                                  * We have to check after allocpte for the
2668                                  * pte still being around...  allocpte can
2669                                  * block.
2670                                  *
2671                                  * pmap_allocpte() can block.  If we lose
2672                                  * our page directory mappings we stop.
2673                                  */
2674                                 dstmpte = pmap_allocpte(dst_pmap, addr);
2675
2676                                 if (src_frame != (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME) ||
2677                                     XXX dst_frame != (((unsigned) xxx) & PG_FRAME)
2678                                 ) {
2679                                         kprintf("WARNING: pmap_copy: detected and corrected race\n");
2680                                         pmap_unwire_pte_hold(dst_pmap, dstmpte, &info);
2681                                         goto failed;
2682                                 } else if ((*dst_pte == 0) &&
2683                                            (ptetemp = *src_pte) != 0 &&
2684                                            (ptetemp & PG_MANAGED)) {
2685                                         /*
2686                                          * Clear the modified and
2687                                          * accessed (referenced) bits
2688                                          * during the copy.
2689                                          */
2690                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(ptetemp);
2691                                         *dst_pte = ptetemp & ~(PG_M | PG_A);
2692                                         ++dst_pmap->pm_stats.resident_count;
2693                                         pmap_insert_entry(dst_pmap, addr,
2694                                                 dstmpte, m);
2695                                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2696                                 } else {
2697                                         kprintf("WARNING: pmap_copy: dst_pte race detected and corrected\n");
2698                                         pmap_unwire_pte_hold(dst_pmap, dstmpte, &info);
2699                                         goto failed;
2700                                 }
2701                                 if (dstmpte->hold_count >= srcmpte->hold_count)
2702                                         break;
2703                         }
2704                         addr += PAGE_SIZE;
2705                         src_pte++;
2706                         dst_pte++;
2707                 }
2708         }
2709 failed:
2710         crit_exit();
2711         pmap_inval_done(&info);
2712 #endif
2713 }       
2714
2715 /*
2716  * pmap_zero_page:
2717  *
2718  *      Zero the specified PA by mapping the page into KVM and clearing its
2719  *      contents.
2720  *
2721  *      This function may be called from an interrupt and no locking is
2722  *      required.
2723  */
2724 void
2725 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2726 {
2727         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2728
2729         crit_enter();
2730         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2731                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2732         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2733                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2734         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2735
2736 #if defined(I686_CPU)
2737         if (cpu_class == CPUCLASS_686)
2738                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2739         else
2740 #endif
2741                 bzero(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE);
2742         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2743         crit_exit();
2744 }
2745
2746 /*
2747  * pmap_page_assertzero:
2748  *
2749  *      Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2750  */
2751 void
2752 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2753 {
2754         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2755         int i;
2756
2757         crit_enter();
2758         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2759                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2760         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2761                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2762         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2763         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += 4) {
2764             if (*(int *)((char *)gd->gd_CADDR3 + i) != 0) {
2765                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!\n",
2766                     (void *)gd->gd_CADDR3);
2767             }
2768         }
2769         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2770         crit_exit();
2771 }
2772
2773 /*
2774  * pmap_zero_page:
2775  *
2776  *      Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2777  *      its contents with bzero.
2778  *
2779  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2780  */
2781 void
2782 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2783 {
2784         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2785
2786         crit_enter();
2787         if (*(int *) gd->gd_CMAP3)
2788                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2789         *(int *) gd->gd_CMAP3 = PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2790         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2791
2792 #if defined(I686_CPU)
2793         if (cpu_class == CPUCLASS_686 && off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2794                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2795         else
2796 #endif
2797                 bzero((char *)gd->gd_CADDR3 + off, size);
2798         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2799         crit_exit();
2800 }
2801
2802 /*
2803  * pmap_copy_page:
2804  *
2805  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2806  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2807  *      is required.
2808  */
2809 void
2810 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2811 {
2812         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2813
2814         crit_enter();
2815         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2816                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2817         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2818                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2819
2820         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2821         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2822
2823         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2824         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2825
2826         bcopy(gd->gd_CADDR1, gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE);
2827
2828         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2829         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2830         crit_exit();
2831 }
2832
2833 /*
2834  * pmap_copy_page_frag:
2835  *
2836  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2837  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2838  *      is required.
2839  */
2840 void
2841 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2842 {
2843         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2844
2845         crit_enter();
2846         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2847                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2848         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2849                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2850
2851         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2852         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2853
2854         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2855         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2856
2857         bcopy((char *)gd->gd_CADDR1 + (src & PAGE_MASK),
2858               (char *)gd->gd_CADDR2 + (dst & PAGE_MASK),
2859               bytes);
2860
2861         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2862         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2863         crit_exit();
2864 }
2865
2866 /*
2867  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2868  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2869  * be changed upwards or downwards in the future; it
2870  * is only necessary that true be returned for a small
2871  * subset of pmaps for proper page aging.
2872  */
2873 boolean_t
2874 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2875 {
2876         pv_entry_t pv;
2877         int loops = 0;
2878
2879         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2880                 return FALSE;
2881
2882         crit_enter();
2883
2884         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2885                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2886                         crit_exit();
2887                         return TRUE;
2888                 }
2889                 loops++;
2890                 if (loops >= 16)
2891                         break;
2892         }
2893         crit_exit();
2894         return (FALSE);
2895 }
2896
2897 /*
2898  * Remove all pages from specified address space
2899  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2900  * is special cased for current process only, but
2901  * can have the more generic (and slightly slower)
2902  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2903  * in the case of running down an entire address space.
2904  */
2905 void
2906 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2907 {
2908         struct lwp *lp;
2909         unsigned *pte, tpte;
2910         pv_entry_t pv, npv;
2911         vm_page_t m;
2912         pmap_inval_info info;
2913         int iscurrentpmap;
2914         int32_t save_generation;
2915
2916         lp = curthread->td_lwp;
2917         if (lp && pmap == vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2918                 iscurrentpmap = 1;
2919         else
2920                 iscurrentpmap = 0;
2921
2922         pmap_inval_init(&info);
2923         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2924                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2925                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2926                         continue;
2927                 }
2928
2929                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2930
2931                 if (iscurrentpmap)
2932                         pte = (unsigned *)vtopte(pv->pv_va);
2933                 else
2934                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2935                 KKASSERT(*pte);
2936                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, pv->pv_va);
2937
2938                 /*
2939                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2940                  * at this time
2941                  */
2942                 if (*pte & PG_W) {
2943                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2944                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2945                         continue;
2946                 }
2947                 KKASSERT(*pte);
2948                 tpte = loadandclear(pte);
2949                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2950
2951                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte);
2952                 test_m_maps_pv(m, pv);
2953
2954                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2955                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %x", tpte));
2956
2957                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2958                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2959
2960                 /*
2961                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2962                  */
2963                 if (tpte & PG_M) {
2964                         vm_page_dirty(m);
2965                 }
2966
2967                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2968 #ifdef PMAP_DEBUG
2969                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2970                 KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
2971 #endif
2972                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2973                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
2974
2975                 m->md.pv_list_count--;
2976                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2977                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2978                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2979
2980                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2981                 free_pv_entry(pv);
2982
2983                 /*
2984                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
2985                  * calls and other removals were made.
2986                  */
2987                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
2988                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
2989                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
2990                 }
2991         }
2992         pmap_inval_done(&info);
2993 }
2994
2995 /*
2996  * pmap_testbit tests bits in pte's
2997  * note that the testbit/clearbit routines are inline,
2998  * and a lot of things compile-time evaluate.
2999  */
3000 static boolean_t
3001 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
3002 {
3003         pv_entry_t pv;
3004         unsigned *pte;
3005
3006         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3007                 return FALSE;
3008
3009         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
3010                 return FALSE;
3011
3012         crit_enter();
3013
3014         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3015                 /*
3016                  * if the bit being tested is the modified bit, then
3017                  * mark clean_map and ptes as never
3018                  * modified.
3019                  */
3020                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
3021                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3022                                 continue;
3023                 }
3024
3025 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3026                 if (!pv->pv_pmap) {
3027                         kprintf("Null pmap (tb) at va: %p\n",
3028                                 (void *)pv->pv_va);
3029                         continue;
3030                 }
3031 #endif
3032                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3033                 if (*pte & bit) {
3034                         crit_exit();
3035                         return TRUE;
3036                 }
3037         }
3038         crit_exit();
3039         return (FALSE);
3040 }
3041
3042 /*
3043  * this routine is used to modify bits in ptes
3044  */
3045 static __inline void
3046 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3047 {
3048         struct pmap_inval_info info;
3049         pv_entry_t pv;
3050         unsigned *pte;
3051         unsigned pbits;
3052
3053         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3054                 return;
3055
3056         pmap_inval_init(&info);
3057
3058         /*
3059          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3060          * setting RO do we need to clear the VAC?
3061          */
3062         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3063                 /*
3064                  * don't write protect pager mappings
3065                  */
3066                 if (bit == PG_RW) {
3067                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3068                                 continue;
3069                 }
3070
3071 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3072                 if (!pv->pv_pmap) {
3073                         kprintf("Null pmap (cb) at va: %p\n",
3074                                 (void *)pv->pv_va);
3075                         continue;
3076                 }
3077 #endif
3078
3079                 /*
3080                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3081                  * clear PG_A or PG_M safely but we need to synchronize
3082                  * with the target cpus when we mess with PG_RW.
3083                  *
3084                  * We do not have to force synchronization when clearing
3085                  * PG_M even for PTEs generated via virtual memory maps,
3086                  * because the virtual kernel will invalidate the pmap
3087                  * entry when/if it needs to resynchronize the Modify bit.
3088                  */
3089                 if (bit & PG_RW)
3090                         pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3091                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3092 again:
3093                 pbits = *pte;
3094                 if (pbits & bit) {
3095                         if (bit == PG_RW) {
3096                                 if (pbits & PG_M) {
3097                                         vm_page_dirty(m);
3098                                         atomic_clear_int(pte, PG_M|PG_RW);
3099                                 } else {
3100                                         /*
3101                                          * The cpu may be trying to set PG_M
3102                                          * simultaniously with our clearing
3103                                          * of PG_RW.
3104                                          */
3105                                         if (!atomic_cmpset_int(pte, pbits,
3106                                                                pbits & ~PG_RW))
3107                                                 goto again;
3108                                 }
3109                         } else if (bit == PG_M) {
3110                                 /*
3111                                  * We could also clear PG_RW here to force
3112                                  * a fault on write to redetect PG_M for
3113                                  * virtual kernels, but it isn't necessary
3114                                  * since virtual kernels invalidate the pte 
3115                                  * when they clear the VPTE_M bit in their
3116                                  * virtual page tables.
3117                                  */
3118                                 atomic_clear_int(pte, PG_M);
3119                         } else {
3120                                 atomic_clear_int(pte, bit);
3121                         }
3122                 }
3123                 if (bit & PG_RW)
3124                         pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
3125         }
3126         pmap_inval_done(&info);
3127 }
3128
3129 /*
3130  *      pmap_page_protect:
3131  *
3132  *      Lower the permission for all mappings to a given page.
3133  */
3134 void
3135 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3136 {
3137         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3138                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3139                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3140                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3141                 } else {
3142                         pmap_remove_all(m);
3143                 }
3144         }
3145 }
3146
3147 vm_paddr_t
3148 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3149 {
3150         return (i386_ptob(ppn));
3151 }
3152
3153 /*
3154  *      pmap_ts_referenced:
3155  *
3156  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3157  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3158  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3159  *      reference bits set.
3160  *
3161  *      XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3162  *      should be tested and standardized at some point in the future for
3163  *      optimal aging of shared pages.
3164  */
3165 int
3166 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3167 {
3168         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3169         unsigned *pte;
3170         int rtval = 0;
3171
3172         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3173                 return (rtval);
3174
3175         crit_enter();
3176
3177         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3178
3179                 pvf = pv;
3180
3181                 do {
3182                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3183
3184                         crit_enter();
3185                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3186                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3187                         crit_exit();
3188
3189                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3190                                 continue;
3191
3192                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3193
3194                         if (pte && (*pte & PG_A)) {
3195 #ifdef SMP
3196                                 atomic_clear_int(pte, PG_A);
3197 #else
3198                                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_A);
3199 #endif
3200                                 rtval++;
3201                                 if (rtval > 4) {
3202                                         break;
3203                                 }
3204                         }
3205                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3206         }
3207         crit_exit();
3208
3209         return (rtval);
3210 }
3211
3212 /*
3213  *      pmap_is_modified:
3214  *
3215  *      Return whether or not the specified physical page was modified
3216  *      in any physical maps.
3217  */
3218 boolean_t
3219 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3220 {
3221         return pmap_testbit(m, PG_M);
3222 }
3223
3224 /*
3225  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3226  */
3227 void
3228 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3229 {
3230         pmap_clearbit(m, PG_M);
3231 }
3232
3233 /*
3234  *      pmap_clear_reference:
3235  *
3236  *      Clear the reference bit on the specified physical page.
3237  */
3238 void
3239 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3240 {
3241         pmap_clearbit(m, PG_A);
3242 }
3243
3244 /*
3245  * Miscellaneous support routines follow
3246  */
3247
3248 static void
3249 i386_protection_init(void)
3250 {
3251         int *kp, prot;
3252
3253         kp = protection_codes;
3254         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3255                 switch (prot) {
3256                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3257                         /*
3258                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3259                          * so just make it readable.
3260                          */
3261                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3262                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3263                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3264                         *kp++ = 0;
3265                         break;
3266                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3267                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3268                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3269                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3270                         *kp++ = PG_RW;
3271                         break;
3272                 }
3273         }
3274 }
3275
3276 /*
3277  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3278  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3279  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3280  * NOT real memory.
3281  *
3282  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3283  * a time.
3284  */
3285 void *
3286 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3287 {
3288         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3289         unsigned *pte;
3290
3291         offset = pa & PAGE_MASK;
3292         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3293
3294         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3295         if (!va)
3296                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3297
3298         pa = pa & PG_FRAME;
3299         for (tmpva = va; size > 0;) {
3300                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3301                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3302                 size -= PAGE_SIZE;
3303                 tmpva += PAGE_SIZE;
3304                 pa += PAGE_SIZE;
3305         }
3306         cpu_invltlb();
3307         smp_invltlb();
3308
3309         return ((void *)(va + offset));
3310 }
3311
3312 void
3313 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3314 {
3315         vm_offset_t base, offset;
3316
3317         base = va & PG_FRAME;
3318         offset = va & PAGE_MASK;
3319         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3320         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3321         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3322 }
3323
3324 /*
3325  * perform the pmap work for mincore
3326  */
3327 int
3328 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3329 {
3330         unsigned *ptep, pte;
3331         vm_page_t m;
3332         int val = 0;
3333         
3334         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3335         if (ptep == 0) {
3336                 return 0;
3337         }
3338
3339         if ((pte = *ptep) != 0) {
3340                 vm_offset_t pa;
3341
3342                 val = MINCORE_INCORE;
3343                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3344                         return val;
3345
3346                 pa = pte & PG_FRAME;
3347
3348                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3349
3350                 /*
3351                  * Modified by us
3352                  */
3353                 if (pte & PG_M)
3354                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3355                 /*
3356                  * Modified by someone
3357                  */
3358                 else if (m->dirty || pmap_is_modified(m))
3359                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3360                 /*
3361                  * Referenced by us
3362                  */
3363                 if (pte & PG_A)
3364                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3365
3366                 /*
3367                  * Referenced by someone
3368                  */
3369                 else if ((m->flags & PG_REFERENCED) || pmap_ts_referenced(m)) {
3370                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3371                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3372                 }
3373         } 
3374         return val;
3375 }
3376
3377 /*
3378  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3379  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3380  *
3381  * The vmspace for all lwps associated with the process will be adjusted
3382  * and cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3383  */
3384 void
3385 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3386 {
3387         struct vmspace *oldvm;
3388         struct lwp *lp;
3389
3390         crit_enter();
3391         oldvm = p->p_vmspace;
3392         if (oldvm != newvm) {
3393                 p->p_vmspace = newvm;
3394                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3395                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3396                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3397                 if (adjrefs) {
3398                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3399                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3400                 }
3401         }
3402         crit_exit();
3403 }
3404
3405 /*
3406  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3407  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3408  * on a per-lwp basis.
3409  */
3410 void
3411 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3412 {
3413         struct vmspace *oldvm;
3414         struct pmap *pmap;
3415
3416         crit_enter();
3417         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3418
3419         if (oldvm != newvm) {
3420                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3421                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3422                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3423 #if defined(SMP)
3424                         atomic_set_int(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3425                         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK)
3426                                 pmap_interlock_wait(newvm);
3427 #else
3428                         pmap->pm_active |= 1;
3429 #endif
3430 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3431                         tlb_flush_count++;
3432 #endif
3433                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
3434                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
3435                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3436 #if defined(SMP)
3437                         atomic_clear_int(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3438 #else
3439                         pmap->pm_active &= ~1;
3440 #endif
3441                 }
3442         }
3443         crit_exit();
3444 }
3445
3446 #ifdef SMP
3447 /*
3448  * Called when switching to a locked pmap
3449  */
3450 void
3451 pmap_interlock_wait(struct vmspace *vm)
3452 {
3453         struct pmap *pmap = &vm->vm_pmap;
3454
3455         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3456                 kprintf("Debug: pmap_interlock %08x\n", pmap->pm_active);
3457                 while (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3458                         cpu_pause();
3459                         cpu_ccfence();
3460                         lwkt_process_ipiq();
3461                 }
3462         }
3463 }
3464
3465 #endif
3466
3467 vm_offset_t
3468 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3469 {
3470
3471         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3472                 return addr;
3473         }
3474
3475         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3476         return addr;
3477 }
3478
3479 int
3480 pmap_get_pgeflag(void)
3481 {
3482         return pgeflag;
3483 }
3484
3485 #if defined(DEBUG)
3486
3487 static void     pads (pmap_t pm);
3488 void            pmap_pvdump (vm_paddr_t pa);
3489
3490 /* print address space of pmap*/
3491 static void
3492 pads(pmap_t pm)
3493 {
3494         unsigned va, i, j;
3495         unsigned *ptep;
3496
3497         if (pm == &kernel_pmap)
3498                 return;
3499         crit_enter();
3500         for (i = 0; i < 1024; i++) {
3501                 if (pm->pm_pdir[i]) {
3502                         for (j = 0; j < 1024; j++) {
3503                                 va = (i << PDRSHIFT) + (j << PAGE_SHIFT);
3504                                 if (pm == &kernel_pmap && va < KERNBASE)
3505                                         continue;
3506                                 if (pm != &kernel_pmap && va > UPT_MAX_ADDRESS)
3507                                         continue;
3508                                 ptep = pmap_pte_quick(pm, va);
3509                                 if (pmap_pte_v(ptep))
3510                                         kprintf("%x:%x ", va, *(int *) ptep);
3511                         };
3512                 }
3513         }
3514         crit_exit();
3515
3516 }
3517
3518 void
3519 pmap_pvdump(vm_paddr_t pa)
3520 {
3521         pv_entry_t pv;
3522         vm_page_t m;
3523
3524         kprintf("pa %08llx", (long long)pa);
3525         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3526         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3527 #ifdef used_to_be
3528                 kprintf(" -> pmap %p, va %p, flags %x",
3529                     (void *)pv->pv_pmap, (long)pv->pv_va, pv->pv_flags);
3530 #endif
3531                 kprintf(" -> pmap %p, va %p",
3532                         (void *)pv->pv_pmap, (void *)pv->pv_va);
3533                 pads(pv->pv_pmap);
3534         }
3535         kprintf(" ");
3536 }
3537 #endif