sys/platform/pc64/amd64/pmap.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
   4  * Copyright (c) 1994 David Greenman
   5  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
   6  * Copyright (c) 2005-2008 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
   7  * Copyright (c) 2008, 2009 The DragonFly Project.
   8  * Copyright (c) 2008, 2009 Jordan Gordeev.
   9  * All rights reserved.
  10  *
  11  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  12  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  13  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
  14  *
  15  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  16  * modification, are permitted provided that the following conditions
  17  * are met:
  18  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  20  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  22  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  23  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  24  *    must display the following acknowledgement:
  25  *      This product includes software developed by the University of
  26  *      California, Berkeley and its contributors.
  27  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  28  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  29  *    without specific prior written permission.
  30  *
  31  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  32  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  33  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  34  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  35  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  36  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  37  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  38  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  39  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  40  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  41  * SUCH DAMAGE.
  42  *
  43  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
  44  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.18 2002/03/06 22:48:53 silby Exp $
  45  * $DragonFly: src/sys/platform/pc64/amd64/pmap.c,v 1.3 2008/08/29 17:07:10 dillon Exp $
  46  */
  47
  48 /*
  49  *      Manages physical address maps.
  50  *
  51  *      In addition to hardware address maps, this
  52  *      module is called upon to provide software-use-only
  53  *      maps which may or may not be stored in the same
  54  *      form as hardware maps.  These pseudo-maps are
  55  *      used to store intermediate results from copy
  56  *      operations to and from address spaces.
  57  *
  58  *      Since the information managed by this module is
  59  *      also stored by the logical address mapping module,
  60  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
  61  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
  62  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
  63  *      requested.
  64  *
  65  *      In order to cope with hardware architectures which
  66  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
  67  *      this module may delay invalidate or reduced protection
  68  *      operations until such time as they are actually
  69  *      necessary.  This module is given full information as
  70  *      to which processors are currently using which maps,
  71  *      and to when physical maps must be made correct.
  72  */
  73
  74 #if JG
  75 #include "opt_disable_pse.h"
  76 #include "opt_pmap.h"
  77 #endif
  78 #include "opt_msgbuf.h"
  79
  80 #include <sys/param.h>
  81 #include <sys/systm.h>
  82 #include <sys/kernel.h>
  83 #include <sys/proc.h>
  84 #include <sys/msgbuf.h>
  85 #include <sys/vmmeter.h>
  86 #include <sys/mman.h>
  87
  88 #include <vm/vm.h>
  89 #include <vm/vm_param.h>
  90 #include <sys/sysctl.h>
  91 #include <sys/lock.h>
  92 #include <vm/vm_kern.h>
  93 #include <vm/vm_page.h>
  94 #include <vm/vm_map.h>
  95 #include <vm/vm_object.h>
  96 #include <vm/vm_extern.h>
  97 #include <vm/vm_pageout.h>
  98 #include <vm/vm_pager.h>
  99 #include <vm/vm_zone.h>
 100
 101 #include <sys/user.h>
 102 #include <sys/thread2.h>
 103 #include <sys/sysref2.h>
 104
 105 #include <machine/cputypes.h>
 106 #include <machine/md_var.h>
 107 #include <machine/specialreg.h>
 108 #include <machine/smp.h>
 109 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
 110 #include <machine/globaldata.h>
 111 #include <machine/pmap.h>
 112 #include <machine/pmap_inval.h>
 113
 114 #include <ddb/ddb.h>
 115
 116 #define PMAP_KEEP_PDIRS
 117 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
 118 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
 119 #endif
 120
 121 #if defined(DIAGNOSTIC)
 122 #define PMAP_DIAGNOSTIC
 123 #endif
 124
 125 #define MINPV 2048
 126
 127 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
 128 #define PMAP_INLINE __inline
 129 #else
 130 #define PMAP_INLINE
 131 #endif
 132
 133 /* JGPMAP32 */
 134 #define PTDPTDI 0
 135
 136 #define READY0
 137 #define READY1
 138 #define READY2
 139 #define READY3
 140 #define READY4
 141 #define READY5
 142
 143 /*
 144  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
 145  */
 146 #if JGPMAP32
 147 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
 148 #endif
 149 static pd_entry_t *pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
 150 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
 151
 152 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(pd_entry_t *)pte & PG_V) != 0)
 153 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_W) != 0)
 154 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_M) != 0)
 155 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_A) != 0)
 156 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_V) != 0)
 157
 158
 159 /*
 160  * Given a map and a machine independent protection code,
 161  * convert to a vax protection code.
 162  */
 163 #define pte_prot(m, p)          \
 164         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
 165 static int protection_codes[8];
 166
 167 struct pmap kernel_pmap;
 168 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
 169
 170 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
 171 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
 172 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
 173 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
 174 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
 175 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
 176 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
 177 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
 178 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
 179 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
 180
 181 static vm_object_t kptobj;
 182
 183 static int ndmpdp;
 184 static vm_paddr_t dmaplimit;
 185 static int nkpt;
 186 vm_offset_t kernel_vm_end;
 187
 188 static uint64_t KPDphys;        /* phys addr of kernel level 2 */
 189 uint64_t                KPDPphys;       /* phys addr of kernel level 3 */
 190 uint64_t                KPML4phys;      /* phys addr of kernel level 4 */
 191
 192 static uint64_t DMPDphys;       /* phys addr of direct mapped level 2 */
 193 static uint64_t DMPDPphys;      /* phys addr of direct mapped level 3 */
 194
 195 /*
 196  * Data for the pv entry allocation mechanism
 197  */
 198 static vm_zone_t pvzone;
 199 static struct vm_zone pvzone_store;
 200 static struct vm_object pvzone_obj;
 201 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
 202 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
 203 static struct pv_entry *pvinit;
 204
 205 /*
 206  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
 207  */
 208 pt_entry_t *CMAP1 = 0, *ptmmap;
 209 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
 210 static pt_entry_t *msgbufmap;
 211 struct msgbuf *msgbufp=0;
 212
 213 /*
 214  * Crashdump maps.
 215  */
 216 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
 217 static caddr_t crashdumpmap;
 218
 219 extern uint64_t KPTphys;
 220 extern pt_entry_t *SMPpt;
 221 extern uint64_t SMPptpa;
 222
 223 #define DISABLE_PSE
 224
 225 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
 226 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
 227 static void     i386_protection_init (void);
 228 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
 229
 230 static void     pmap_remove_all (vm_page_t m);
 231 static void     pmap_enter_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m);
 232 static int pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq,
 233                                 vm_offset_t sva, pmap_inval_info_t info);
 234 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap,
 235                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
 236 static int pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
 237                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
 238 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
 239 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, vm_offset_t va,
 240                 vm_page_t mpte, vm_page_t m);
 241
 242 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
 243
 244 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
 245 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex);
 246 static pt_entry_t * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
 247 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
 248 static int pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m,
 249                 pmap_inval_info_t info);
 250 static int pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, pmap_inval_info_t);
 251 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
 252
 253 static unsigned pdir4mb;
 254
 255 /*
 256  * Move the kernel virtual free pointer to the next
 257  * 2MB.  This is used to help improve performance
 258  * by using a large (2MB) page for much of the kernel
 259  * (.text, .data, .bss)
 260  */
 261 static vm_offset_t
 262 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
 263 READY2
 264 {
 265         vm_offset_t newaddr = addr;
 266
 267         newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
 268         return newaddr;
 269 }
 270
 271 /*
 272  * pmap_pte_quick:
 273  *
 274  *      Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
 275  *      This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
 276  *      the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
 277  *      to do an entire invltlb when checking a single mapping.
 278  *
 279  *      Should only be called while in a critical section.
 280  */
 281 static __inline pt_entry_t *pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
 282
 283 static pt_entry_t *
 284 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 285 READY0
 286 {
 287         return pmap_pte(pmap, va);
 288 }
 289
 290 /* Return a non-clipped PD index for a given VA */
 291 static __inline vm_pindex_t
 292 pmap_pde_pindex(vm_offset_t va)
 293 READY1
 294 {
 295         return va >> PDRSHIFT;
 296 }
 297
 298 /* Return various clipped indexes for a given VA */
 299 static __inline vm_pindex_t
 300 pmap_pte_index(vm_offset_t va)
 301 READY1
 302 {
 303
 304         return ((va >> PAGE_SHIFT) & ((1ul << NPTEPGSHIFT) - 1));
 305 }
 306
 307 static __inline vm_pindex_t
 308 pmap_pde_index(vm_offset_t va)
 309 READY1
 310 {
 311
 312         return ((va >> PDRSHIFT) & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1));
 313 }
 314
 315 static __inline vm_pindex_t
 316 pmap_pdpe_index(vm_offset_t va)
 317 READY1
 318 {
 319
 320         return ((va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
 321 }
 322
 323 static __inline vm_pindex_t
 324 pmap_pml4e_index(vm_offset_t va)
 325 READY1
 326 {
 327
 328         return ((va >> PML4SHIFT) & ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1));
 329 }
 330
 331 /* Return a pointer to the PML4 slot that corresponds to a VA */
 332 static __inline pml4_entry_t *
 333 pmap_pml4e(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 334 READY1
 335 {
 336
 337         return (&pmap->pm_pml4[pmap_pml4e_index(va)]);
 338 }
 339
 340 /* Return a pointer to the PDP slot that corresponds to a VA */
 341 static __inline pdp_entry_t *
 342 pmap_pml4e_to_pdpe(pml4_entry_t *pml4e, vm_offset_t va)
 343 READY1
 344 {
 345         pdp_entry_t *pdpe;
 346
 347         pdpe = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4e & PG_FRAME);
 348         return (&pdpe[pmap_pdpe_index(va)]);
 349 }
 350
 351 /* Return a pointer to the PDP slot that corresponds to a VA */
 352 static __inline pdp_entry_t *
 353 pmap_pdpe(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 354 READY1
 355 {
 356         pml4_entry_t *pml4e;
 357
 358         pml4e = pmap_pml4e(pmap, va);
 359         if ((*pml4e & PG_V) == 0)
 360                 return NULL;
 361         return (pmap_pml4e_to_pdpe(pml4e, va));
 362 }
 363
 364 /* Return a pointer to the PD slot that corresponds to a VA */
 365 static __inline pd_entry_t *
 366 pmap_pdpe_to_pde(pdp_entry_t *pdpe, vm_offset_t va)
 367 READY1
 368 {
 369         pd_entry_t *pde;
 370
 371         pde = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pdpe & PG_FRAME);
 372         return (&pde[pmap_pde_index(va)]);
 373 }
 374
 375 /* Return a pointer to the PD slot that corresponds to a VA */
 376 static __inline pd_entry_t *
 377 pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 378 READY1
 379 {
 380         pdp_entry_t *pdpe;
 381
 382         pdpe = pmap_pdpe(pmap, va);
 383         if (pdpe == NULL || (*pdpe & PG_V) == 0)
 384                  return NULL;
 385         return (pmap_pdpe_to_pde(pdpe, va));
 386 }
 387
 388 /* Return a pointer to the PT slot that corresponds to a VA */
 389 static __inline pt_entry_t *
 390 pmap_pde_to_pte(pd_entry_t *pde, vm_offset_t va)
 391 READY1
 392 {
 393         pt_entry_t *pte;
 394
 395         pte = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pde & PG_FRAME);
 396         return (&pte[pmap_pte_index(va)]);
 397 }
 398
 399 /* Return a pointer to the PT slot that corresponds to a VA */
 400 static __inline pt_entry_t *
 401 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 402 READY1
 403 {
 404         pd_entry_t *pde;
 405
 406         pde = pmap_pde(pmap, va);
 407         if (pde == NULL || (*pde & PG_V) == 0)
 408                 return NULL;
 409         if ((*pde & PG_PS) != 0)        /* compat with i386 pmap_pte() */
 410                 return ((pt_entry_t *)pde);
 411         return (pmap_pde_to_pte(pde, va));
 412 }
 413
 414
 415 PMAP_INLINE pt_entry_t *
 416 vtopte(vm_offset_t va)
 417 READY1
 418 {
 419         uint64_t mask = ((1ul << (NPTEPGSHIFT + NPDEPGSHIFT + NPDPEPGSHIFT + NPML4EPGSHIFT)) - 1);
 420
 421         return (PTmap + ((va >> PAGE_SHIFT) & mask));
 422 }
 423
 424 static __inline pd_entry_t *
 425 vtopde(vm_offset_t va)
 426 READY1
 427 {
 428         uint64_t mask = ((1ul << (NPDEPGSHIFT + NPDPEPGSHIFT + NPML4EPGSHIFT)) - 1);
 429
 430         return (PDmap + ((va >> PDRSHIFT) & mask));
 431 }
 432
 433 static uint64_t
 434 allocpages(vm_paddr_t *firstaddr, int n)
 435 READY1
 436 {
 437         uint64_t ret;
 438
 439         ret = *firstaddr;
 440         bzero((void *)ret, n * PAGE_SIZE);
 441         *firstaddr += n * PAGE_SIZE;
 442         return (ret);
 443 }
 444
 445 void
 446 create_pagetables(vm_paddr_t *firstaddr)
 447 READY0
 448 {
 449         int i;
 450         int count;
 451         uint64_t cpu0pp, cpu0idlestk;
 452         int idlestk_page_offset = offsetof(struct privatespace, idlestack) / PAGE_SIZE;
 453
 454         /* we are running (mostly) V=P at this point */
 455
 456         /* Allocate pages */
 457         KPTphys = allocpages(firstaddr, NKPT);
 458         KPML4phys = allocpages(firstaddr, 1);
 459         KPDPphys = allocpages(firstaddr, NKPML4E);
 460         KPDphys = allocpages(firstaddr, NKPDPE);
 461
 462         ndmpdp = (ptoa(Maxmem) + NBPDP - 1) >> PDPSHIFT;
 463         if (ndmpdp < 4)         /* Minimum 4GB of dirmap */
 464                 ndmpdp = 4;
 465         DMPDPphys = allocpages(firstaddr, NDMPML4E);
 466         if ((amd_feature & AMDID_PAGE1GB) == 0)
 467                 DMPDphys = allocpages(firstaddr, ndmpdp);
 468         dmaplimit = (vm_paddr_t)ndmpdp << PDPSHIFT;
 469
 470         /* Fill in the underlying page table pages */
 471         /* Read-only from zero to physfree */
 472         /* XXX not fully used, underneath 2M pages */
 473         for (i = 0; (i << PAGE_SHIFT) < *firstaddr; i++) {
 474                 ((pt_entry_t *)KPTphys)[i] = i << PAGE_SHIFT;
 475                 ((pt_entry_t *)KPTphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_G;
 476         }
 477
 478         /* Now map the page tables at their location within PTmap */
 479         for (i = 0; i < NKPT; i++) {
 480                 ((pd_entry_t *)KPDphys)[i] = KPTphys + (i << PAGE_SHIFT);
 481                 ((pd_entry_t *)KPDphys)[i] |= PG_RW | PG_V;
 482         }
 483
 484         /* Map from zero to end of allocations under 2M pages */
 485         /* This replaces some of the KPTphys entries above */
 486         for (i = 0; (i << PDRSHIFT) < *firstaddr; i++) {
 487                 ((pd_entry_t *)KPDphys)[i] = i << PDRSHIFT;
 488                 ((pd_entry_t *)KPDphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS | PG_G;
 489         }
 490
 491         /* And connect up the PD to the PDP */
 492         for (i = 0; i < NKPDPE; i++) {
 493                 ((pdp_entry_t *)KPDPphys)[i + KPDPI] = KPDphys +
 494                     (i << PAGE_SHIFT);
 495                 ((pdp_entry_t *)KPDPphys)[i + KPDPI] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
 496         }
 497
 498         /* Now set up the direct map space using either 2MB or 1GB pages */
 499         /* Preset PG_M and PG_A because demotion expects it */
 500         if ((amd_feature & AMDID_PAGE1GB) == 0) {
 501                 for (i = 0; i < NPDEPG * ndmpdp; i++) {
 502                         ((pd_entry_t *)DMPDphys)[i] = (vm_paddr_t)i << PDRSHIFT;
 503                         ((pd_entry_t *)DMPDphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS |
 504                             PG_G | PG_M | PG_A;
 505                 }
 506                 /* And the direct map space's PDP */
 507                 for (i = 0; i < ndmpdp; i++) {
 508                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] = DMPDphys +
 509                             (i << PAGE_SHIFT);
 510                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
 511                 }
 512         } else {
 513                 for (i = 0; i < ndmpdp; i++) {
 514                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] =
 515                             (vm_paddr_t)i << PDPSHIFT;
 516                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS |
 517                             PG_G | PG_M | PG_A;
 518                 }
 519         }
 520
 521         /* And recursively map PML4 to itself in order to get PTmap */
 522         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[PML4PML4I] = KPML4phys;
 523         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[PML4PML4I] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
 524
 525         /* Connect the Direct Map slot up to the PML4 */
 526         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[DMPML4I] = DMPDPphys;
 527         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[DMPML4I] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
 528
 529         /* Connect the KVA slot up to the PML4 */
 530         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[KPML4I] = KPDPphys;
 531         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[KPML4I] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
 532 #if JGPMAP32
 533         common_lvl4_phys = allocpages(firstaddr, 1);    /* 512 512G mappings */
 534         common_lvl3_phys = allocpages(firstaddr, 1);    /* 512 1G mappings */
 535         KPTphys = allocpages(firstaddr, NKPT);          /* kernel page table */
 536         IdlePTD = allocpages(firstaddr, 1);             /* kernel page dir */
 537         cpu0pp = allocpages(firstaddr, MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES);
 538         cpu0idlestk = allocpages(firstaddr, UPAGES);
 539         SMPptpa = allocpages(firstaddr, 1);
 540         SMPpt = (void *)(SMPptpa + KERNBASE);
 541
 542
 543         /*
 544          * Load kernel page table with kernel memory mappings
 545          */
 546         for (i = 0; (i << PAGE_SHIFT) < *firstaddr; i++) {
 547                 ((pt_entry_t *)KPTphys)[i] = i << PAGE_SHIFT;
 548                 ((pt_entry_t *)KPTphys)[i] |= PG_RW | PG_V;
 549         }
 550
 551 #ifndef JG
 552         for (i = 0; i < NKPT; i++) {
 553                 ((pd_entry_t *)IdlePTD)[i] = KPTphys + (i << PAGE_SHIFT);
 554                 ((pd_entry_t *)IdlePTD)[i] |= PG_RW | PG_V;
 555         }
 556 #endif
 557
 558         /*
 559          * Set up the kernel page table itself.
 560          */
 561         for (i = 0; i < NKPT; i++) {
 562                 ((pd_entry_t *)IdlePTD)[KPTDI + i] = KPTphys + (i << PAGE_SHIFT);
 563                 ((pd_entry_t *)IdlePTD)[KPTDI + i] |= PG_RW | PG_V;
 564         }
 565
 566 #ifndef JG
 567         count = ISA_HOLE_LENGTH >> PAGE_SHIFT;
 568         for (i = 0; i < count; i++) {
 569                 ((pt_entry_t *)KPTphys)[amd64_btop(ISA_HOLE_START) + i] = \
 570                         (ISA_HOLE_START + i * PAGE_SIZE) | PG_RW | PG_V;
 571         }
 572 #endif
 573
 574         /*
 575          * Self-mapping
 576          */
 577         ((pd_entry_t *)IdlePTD)[PTDPTDI] = (pd_entry_t)IdlePTD | PG_RW | PG_V;
 578
 579         /*
 580          * Map CPU_prvspace[0].mdglobaldata
 581          */
 582         for (i = 0; i < MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES; i++) {
 583                 ((pt_entry_t *)SMPptpa)[i] = \
 584                         (cpu0pp + i * PAGE_SIZE) | PG_RW | PG_V;
 585         }
 586
 587         /*
 588          * Map CPU_prvspace[0].idlestack
 589          */
 590         for (i = 0; i < UPAGES; i++) {
 591                 ((pt_entry_t *)SMPptpa)[idlestk_page_offset + i] = \
 592                         (cpu0idlestk + i * PAGE_SIZE) | PG_RW | PG_V;
 593         }
 594
 595         /*
 596          * Link SMPpt.
 597          */
 598         ((pd_entry_t *)IdlePTD)[MPPTDI] = SMPptpa | PG_RW | PG_V;
 599
 600         /*
 601          * PML4 maps level 3
 602          */
 603         ((pml4_entry_t *)common_lvl4_phys)[LINKPML4I] = common_lvl3_phys | PG_RW | PG_V | PG_U;
 604
 605         /*
 606          * location of "virtual CR3" - a PDP entry that is loaded
 607          * with a PD physical address (+ page attributes).
 608          * Matt: location of user page directory entry (representing 1G)
 609          */
 610         link_pdpe = &((pdp_entry_t *)common_lvl3_phys)[LINKPDPI];
 611 #endif  /* JGPMAP32 */
 612 }
 613
 614 READY0
 615 void
 616 init_paging(vm_paddr_t *firstaddr) {
 617         create_pagetables(firstaddr);
 618
 619 #if JGPMAP32
 620         /* switch to the newly created page table */
 621         *link_pdpe = IdlePTD | PG_RW | PG_V | PG_U;
 622         load_cr3(common_lvl4_phys);
 623         link_pdpe = (void *)((char *)link_pdpe + KERNBASE);
 624
 625         KvaStart = (vm_offset_t)VADDR(PTDPTDI, 0);
 626         KvaEnd = (vm_offset_t)VADDR(APTDPTDI, 0);
 627         KvaSize = KvaEnd - KvaStart;
 628 #endif
 629 }
 630
 631 /*
 632  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
 633  *
 634  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
 635  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
 636  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
 637  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
 638  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
 639  *      (physical) address starting relative to 0]
 640  */
 641 void
 642 pmap_bootstrap(vm_paddr_t *firstaddr)
 643 READY0
 644 {
 645         vm_offset_t va;
 646         pt_entry_t *pte;
 647         struct mdglobaldata *gd;
 648         int i;
 649         int pg;
 650
 651         KvaStart = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 652         KvaEnd = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
 653         KvaSize = KvaEnd - KvaStart;
 654
 655         avail_start = *firstaddr;
 656
 657         /*
 658          * Create an initial set of page tables to run the kernel in.
 659          */
 660         create_pagetables(firstaddr);
 661
 662         virtual_start = (vm_offset_t) PTOV_OFFSET + *firstaddr;
 663         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
 664
 665         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
 666
 667         /* XXX do %cr0 as well */
 668         load_cr4(rcr4() | CR4_PGE | CR4_PSE);
 669         load_cr3(KPML4phys);
 670
 671         /*
 672          * Initialize protection array.
 673          */
 674         i386_protection_init();
 675
 676         /*
 677          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
 678          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
 679          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
 680          */
 681 #if JGPMAP32
 682         kernel_pmap.pm_pdir = (pd_entry_t *)(PTOV_OFFSET + (uint64_t)IdlePTD);
 683 #endif
 684         kernel_pmap.pm_pml4 = (pdp_entry_t *) (PTOV_OFFSET + KPML4phys);
 685         kernel_pmap.pm_count = 1;
 686         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1;  /* don't allow deactivation */
 687         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
 688         nkpt = NKPT;
 689
 690         /*
 691          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
 692          * mapping of pages.
 693          */
 694 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
 695         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
 696
 697         va = virtual_start;
 698 #ifdef JG
 699         pte = (pt_entry_t *) pmap_pte(&kernel_pmap, va);
 700 #else
 701         pte = vtopte(va);
 702 #endif
 703
 704         /*
 705          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
 706          */
 707         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
 708
 709         /*
 710          * Crashdump maps.
 711          */
 712         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
 713
 714         /*
 715          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
 716          * /dev/mem.
 717          */
 718         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
 719
 720         /*
 721          * msgbufp is used to map the system message buffer.
 722          * XXX msgbufmap is not used.
 723          */
 724         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
 725                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
 726
 727         virtual_start = va;
 728
 729         *CMAP1 = 0;
 730 #if JGPMAP32
 731         for (i = 0; i < NKPT; i++)
 732                 PTD[i] = 0;
 733 #endif
 734
 735         /*
 736          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
 737          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
 738          * works under UP because self-referential page table mappings
 739          */
 740 #ifdef SMP
 741         pgeflag = 0;
 742 #else
 743         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
 744                 pgeflag = PG_G;
 745 #endif
 746
 747 /*
 748  * Initialize the 4MB page size flag
 749  */
 750         pseflag = 0;
 751 /*
 752  * The 4MB page version of the initial
 753  * kernel page mapping.
 754  */
 755         pdir4mb = 0;
 756
 757 #if !defined(DISABLE_PSE)
 758         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
 759                 pt_entry_t ptditmp;
 760                 /*
 761                  * Note that we have enabled PSE mode
 762                  */
 763                 pseflag = PG_PS;
 764                 ptditmp = *(PTmap + amd64_btop(KERNBASE));
 765                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
 766                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
 767                 pdir4mb = ptditmp;
 768
 769 #ifndef SMP
 770                 /*
 771                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
 772                  * now because the APs will not be able to use it when
 773                  * they boot up.
 774                  */
 775                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
 776
 777                 /*
 778                  * We can do the mapping here for the single processor
 779                  * case.  We simply ignore the old page table page from
 780                  * now on.
 781                  */
 782                 /*
 783                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
 784                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
 785                  */
 786                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
 787 #if JGPMAP32
 788                 kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
 789 #endif
 790                 cpu_invltlb();
 791 #endif
 792         }
 793 #endif
 794 #ifdef SMP
 795         if (cpu_apic_address == 0)
 796                 panic("pmap_bootstrap: no local apic!");
 797
 798 #if JGPMAP32
 799         /* local apic is mapped on last page */
 800         SMPpt[NPTEPG - 1] = (pt_entry_t)(PG_V | PG_RW | PG_N | pgeflag |
 801             (cpu_apic_address & PG_FRAME));
 802 #endif
 803 #endif
 804
 805         /*
 806          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
 807          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
 808          * portion.
 809          */
 810         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
 811         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
 812         gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
 813         gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
 814         gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
 815         gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
 816         gd->gd_CADDR1 = CPU_prvspace[0].CPAGE1;
 817         gd->gd_CADDR2 = CPU_prvspace[0].CPAGE2;
 818         gd->gd_CADDR3 = CPU_prvspace[0].CPAGE3;
 819         gd->gd_PADDR1 = (pt_entry_t *)CPU_prvspace[0].PPAGE1;
 820
 821         cpu_invltlb();
 822 }
 823
 824 #ifdef SMP
 825 /*
 826  * Set 4mb pdir for mp startup
 827  */
 828 void
 829 pmap_set_opt(void)
 830 READY0
 831 {
 832         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
 833                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
 834                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
 835 #if JGPMAP32
 836                         kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] =
 837                             PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)pdir4mb;
 838 #endif
 839                         cpu_invltlb();
 840                 }
 841         }
 842 }
 843 #endif
 844
 845 /*
 846  *      Initialize the pmap module.
 847  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
 848  *      system needs to map virtual memory.
 849  *      pmap_init has been enhanced to support in a fairly consistant
 850  *      way, discontiguous physical memory.
 851  */
 852 void
 853 pmap_init(void)
 854 READY0
 855 {
 856         int i;
 857         int initial_pvs;
 858
 859         /*
 860          * object for kernel page table pages
 861          */
 862         /* JG I think the number can be arbitrary */
 863         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, 5);
 864
 865         /*
 866          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
 867          * pv_head_table.
 868          */
 869
 870         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
 871                 vm_page_t m;
 872
 873                 m = &vm_page_array[i];
 874                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
 875                 m->md.pv_list_count = 0;
 876         }
 877
 878         /*
 879          * init the pv free list
 880          */
 881         initial_pvs = vm_page_array_size;
 882         if (initial_pvs < MINPV)
 883                 initial_pvs = MINPV;
 884         pvzone = &pvzone_store;
 885         pvinit = (struct pv_entry *) kmem_alloc(&kernel_map,
 886                 initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
 887         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry), pvinit,
 888                 initial_pvs);
 889
 890         /*
 891          * Now it is safe to enable pv_table recording.
 892          */
 893         pmap_initialized = TRUE;
 894 #ifdef SMP
 895         lapic = pmap_mapdev_uncacheable(cpu_apic_address, sizeof(struct LAPIC));
 896 #endif
 897 }
 898
 899 /*
 900  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
 901  * high water mark so that the system can recover from excessive
 902  * numbers of pv entries.
 903  */
 904 void
 905 pmap_init2(void)
 906 READY0
 907 {
 908         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
 909
 910         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
 911         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
 912         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
 913         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
 914         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, pv_entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
 915 }
 916
 917
 918 /***************************************************
 919  * Low level helper routines.....
 920  ***************************************************/
 921
 922 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
 923
 924 /*
 925  * This code checks for non-writeable/modified pages.
 926  * This should be an invalid condition.
 927  */
 928 static int
 929 pmap_nw_modified(pt_entry_t pte)
 930 READY1
 931 {
 932         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
 933                 return 1;
 934         else
 935                 return 0;
 936 }
 937 #endif
 938
 939
 940 /*
 941  * this routine defines the region(s) of memory that should
 942  * not be tested for the modified bit.
 943  */
 944 static PMAP_INLINE int
 945 pmap_track_modified(vm_offset_t va)
 946 READY0
 947 {
 948         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva))
 949                 return 1;
 950         else
 951                 return 0;
 952 }
 953
 954 /*
 955  * pmap_extract:
 956  *
 957  *      Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
 958  *
 959  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
 960  *      not kernel_pmap.
 961  */
 962 vm_paddr_t
 963 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 964 READY1
 965 {
 966         vm_paddr_t rtval;
 967         pt_entry_t *pte;
 968         pd_entry_t pde, *pdep;
 969
 970         rtval = 0;
 971         pdep = pmap_pde(pmap, va);
 972         if (pdep != NULL) {
 973                 pde = *pdep;
 974                 if (pde) {
 975                         if ((pde & PG_PS) != 0) {
 976                                 rtval = (pde & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
 977                         } else {
 978                                 pte = pmap_pde_to_pte(pdep, va);
 979                                 rtval = (*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
 980                         }
 981                 }
 982         }
 983         return rtval;
 984 }
 985
 986 /*
 987  *      Routine:        pmap_kextract
 988  *      Function:
 989  *              Extract the physical page address associated
 990  *              kernel virtual address.
 991  */
 992 vm_paddr_t
 993 pmap_kextract(vm_offset_t va)
 994 READY1
 995 {
 996         pd_entry_t pde;
 997         vm_paddr_t pa;
 998
 999         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
1000                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
1001         } else {
1002                 pde = *vtopde(va);
1003                 if (pde & PG_PS) {
1004                         pa = (pde & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
1005                 } else {
1006                         /*
1007                          * Beware of a concurrent promotion that changes the
1008                          * PDE at this point!  For example, vtopte() must not
1009                          * be used to access the PTE because it would use the
1010                          * new PDE.  It is, however, safe to use the old PDE
1011                          * because the page table page is preserved by the
1012                          * promotion.
1013                          */
1014                         pa = *pmap_pde_to_pte(&pde, va);
1015                         pa = (pa & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
1016                 }
1017         }
1018         return pa;
1019 }
1020
1021 /***************************************************
1022  * Low level mapping routines.....
1023  ***************************************************/
1024
1025 /*
1026  * Routine: pmap_kenter
1027  * Function:
1028  *      Add a wired page to the KVA
1029  *      NOTE! note that in order for the mapping to take effect -- you
1030  *      should do an invltlb after doing the pmap_kenter().
1031  */
1032 void
1033 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1034 READY1
1035 {
1036         pt_entry_t *pte;
1037         pt_entry_t npte;
1038         pmap_inval_info info;
1039
1040         pmap_inval_init(&info);
1041         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1042         pte = vtopte(va);
1043         pmap_inval_add(&info, &kernel_pmap, va);
1044         *pte = npte;
1045         pmap_inval_flush(&info);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Routine: pmap_kenter_quick
1050  * Function:
1051  *      Similar to pmap_kenter(), except we only invalidate the
1052  *      mapping on the current CPU.
1053  */
1054 void
1055 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1056 READY1
1057 {
1058         pt_entry_t *pte;
1059         pt_entry_t npte;
1060
1061         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1062         pte = vtopte(va);
1063         *pte = npte;
1064         cpu_invlpg((void *)va);
1065 }
1066
1067 void
1068 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
1069 READY1
1070 {
1071         pmap_inval_info info;
1072
1073         pmap_inval_init(&info);
1074         pmap_inval_add(&info, &kernel_pmap, va);
1075         pmap_inval_flush(&info);
1076 }
1077
1078 void
1079 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
1080 READY1
1081 {
1082         cpu_invlpg((void *)va);
1083 }
1084
1085 /*
1086  * remove a page from the kernel pagetables
1087  */
1088 void
1089 pmap_kremove(vm_offset_t va)
1090 READY1
1091 {
1092         pt_entry_t *pte;
1093         pmap_inval_info info;
1094
1095         pmap_inval_init(&info);
1096         pte = vtopte(va);
1097         pmap_inval_add(&info, &kernel_pmap, va);
1098         *pte = 0;
1099         pmap_inval_flush(&info);
1100 }
1101
1102 void
1103 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
1104 READY1
1105 {
1106         pt_entry_t *pte;
1107         pte = vtopte(va);
1108         *pte = 0;
1109         cpu_invlpg((void *)va);
1110 }
1111
1112 /*
1113  * XXX these need to be recoded.  They are not used in any critical path.
1114  */
1115 void
1116 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
1117 READY1
1118 {
1119         *vtopte(va) |= PG_RW;
1120         cpu_invlpg((void *)va);
1121 }
1122
1123 void
1124 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
1125 READY1
1126 {
1127         *vtopte(va) |= PG_N;
1128         cpu_invlpg((void *)va);
1129 }
1130
1131 /*
1132  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
1133  *      virtual address space.
1134  *
1135  *      For now, VM is already on, we only need to map the
1136  *      specified memory.
1137  */
1138 vm_offset_t
1139 pmap_map(vm_offset_t virt, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1140 READY3
1141 {
1142         return PHYS_TO_DMAP(start);
1143 }
1144
1145
1146 /*
1147  * Add a list of wired pages to the kva
1148  * this routine is only used for temporary
1149  * kernel mappings that do not need to have
1150  * page modification or references recorded.
1151  * Note that old mappings are simply written
1152  * over.  The page *must* be wired.
1153  */
1154 void
1155 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
1156 READY1
1157 {
1158         vm_offset_t end_va;
1159
1160         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
1161
1162         while (va < end_va) {
1163                 pt_entry_t *pte;
1164
1165                 pte = vtopte(va);
1166                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1167                 cpu_invlpg((void *)va);
1168                 va += PAGE_SIZE;
1169                 m++;
1170         }
1171 #ifdef SMP
1172         smp_invltlb();  /* XXX */
1173 #endif
1174 }
1175
1176 void
1177 pmap_qenter2(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count, cpumask_t *mask)
1178 READY1
1179 {
1180         vm_offset_t end_va;
1181         cpumask_t cmask = mycpu->gd_cpumask;
1182
1183         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
1184
1185         while (va < end_va) {
1186                 pt_entry_t *pte;
1187                 pt_entry_t pteval;
1188
1189                 /*
1190                  * Install the new PTE.  If the pte changed from the prior
1191                  * mapping we must reset the cpu mask and invalidate the page.
1192                  * If the pte is the same but we have not seen it on the
1193                  * current cpu, invlpg the existing mapping.  Otherwise the
1194                  * entry is optimal and no invalidation is required.
1195                  */
1196                 pte = vtopte(va);
1197                 pteval = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_A | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1198                 if (*pte != pteval) {
1199                         *mask = 0;
1200                         *pte = pteval;
1201                         cpu_invlpg((void *)va);
1202                 } else if ((*mask & cmask) == 0) {
1203                         cpu_invlpg((void *)va);
1204                 }
1205                 va += PAGE_SIZE;
1206                 m++;
1207         }
1208         *mask |= cmask;
1209 }
1210
1211 /*
1212  * this routine jerks page mappings from the
1213  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1214  */
1215 void
1216 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
1217 READY1
1218 {
1219         vm_offset_t end_va;
1220
1221         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
1222
1223         while (va < end_va) {
1224                 pt_entry_t *pte;
1225
1226                 pte = vtopte(va);
1227                 *pte = 0;
1228                 cpu_invlpg((void *)va);
1229                 va += PAGE_SIZE;
1230         }
1231 #ifdef SMP
1232         smp_invltlb();
1233 #endif
1234 }
1235
1236 /*
1237  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
1238  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
1239  *
1240  * Unless the caller is managing objects whos pages are in a known state,
1241  * the call should be made with a critical section held so the page's object
1242  * association remains valid on return.
1243  */
1244 static vm_page_t
1245 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1246 READY1
1247 {
1248         vm_page_t m;
1249
1250         do {
1251                 m = vm_page_lookup(object, pindex);
1252         } while (m && vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pplookp"));
1253
1254         return(m);
1255 }
1256
1257 /*
1258  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
1259  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
1260  */
1261 void
1262 pmap_init_thread(thread_t td)
1263 READY1
1264 {
1265         /* enforce pcb placement */
1266         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
1267         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
1268         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16; /* JG is -16 needed on amd64? */
1269 }
1270
1271 /*
1272  * This routine directly affects the fork perf for a process.
1273  */
1274 void
1275 pmap_init_proc(struct proc *p)
1276 READY1
1277 {
1278 }
1279
1280 /*
1281  * Dispose the UPAGES for a process that has exited.
1282  * This routine directly impacts the exit perf of a process.
1283  */
1284 void
1285 pmap_dispose_proc(struct proc *p)
1286 READY1
1287 {
1288         KASSERT(p->p_lock == 0, ("attempt to dispose referenced proc! %p", p));
1289 }
1290
1291 /***************************************************
1292  * Page table page management routines.....
1293  ***************************************************/
1294
1295 /*
1296  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
1297  * drops to zero, then it decrements the wire count.
1298  */
1299 static int
1300 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1301 READY1
1302 {
1303         /*
1304          * Wait until we can busy the page ourselves.  We cannot have
1305          * any active flushes if we block.
1306          */
1307         if (m->flags & PG_BUSY) {
1308                 pmap_inval_flush(info);
1309                 while (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pmuwpt"))
1310                         ;
1311         }
1312         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1313                 ("_pmap_unwire_pte_hold: %p->queue != PQ_NONE", m));
1314
1315         if (m->hold_count == 1) {
1316                 /*
1317                  * Unmap the page table page
1318                  */
1319                 vm_page_busy(m);
1320                 pmap_inval_add(info, pmap, -1);
1321
1322                 if (m->pindex >= (NUPDE + NUPDPE)) {
1323                         /* PDP page */
1324                         pml4_entry_t *pml4;
1325                         pml4 = pmap_pml4e(pmap, va);
1326                         *pml4 = 0;
1327                 } else if (m->pindex >= NUPDE) {
1328                         /* PD page */
1329                         pdp_entry_t *pdp;
1330                         pdp = pmap_pdpe(pmap, va);
1331                         *pdp = 0;
1332                 } else {
1333                         /* PT page */
1334                         pd_entry_t *pd;
1335                         pd = pmap_pde(pmap, va);
1336                         *pd = 0;
1337                 }
1338
1339                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1340                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1341
1342                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1343                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1344
1345                 if (m->pindex < NUPDE) {
1346                         /* We just released a PT, unhold the matching PD */
1347                         vm_page_t pdpg;
1348
1349                         pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pmap_pdpe(pmap, va) & PG_FRAME);
1350                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, pdpg, info);
1351                 }
1352                 if (m->pindex >= NUPDE && m->pindex < (NUPDE + NUPDPE)) {
1353                         /* We just released a PD, unhold the matching PDP */
1354                         vm_page_t pdppg;
1355
1356                         pdppg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pmap_pml4e(pmap, va) & PG_FRAME);
1357                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, pdppg, info);
1358                 }
1359
1360                 /*
1361                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1362                  * after we decrement wire_count.
1363                  *
1364                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1365                  * multiple wire counts.
1366                  */
1367                 vm_page_unhold(m);
1368                 --m->wire_count;
1369                 KKASSERT(m->wire_count == 0);
1370                 --vmstats.v_wire_count;
1371                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1372                 vm_page_flash(m);
1373                 vm_page_free_zero(m);
1374                 return 1;
1375         } else {
1376                 /* JG Can we get here? */
1377                 KKASSERT(m->hold_count > 1);
1378                 vm_page_unhold(m);
1379                 return 0;
1380         }
1381 }
1382
1383 static PMAP_INLINE int
1384 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1385 READY1
1386 {
1387         KKASSERT(m->hold_count > 0);
1388         if (m->hold_count > 1) {
1389                 vm_page_unhold(m);
1390                 return 0;
1391         } else {
1392                 return _pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, m, info);
1393         }
1394 }
1395
1396 /*
1397  * After removing a page table entry, this routine is used to
1398  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1399  */
1400 static int
1401 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte,
1402                 pmap_inval_info_t info)
1403 READY1
1404 {
1405         /* JG Use FreeBSD/amd64 or FreeBSD/i386 ptepde approaches? */
1406         vm_pindex_t ptepindex;
1407         if (va >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
1408                 return 0;
1409
1410         if (mpte == NULL) {
1411                 ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
1412 #if JGHINT
1413                 if (pmap->pm_ptphint &&
1414                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1415                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1416                 } else {
1417 #endif
1418                         pmap_inval_flush(info);
1419                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1420                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1421 #if JGHINT
1422                 }
1423 #endif
1424         }
1425
1426         return pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, mpte, info);
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1431  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1432  *
1433  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1434  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1435  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1436  */
1437 void
1438 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1439 READY1
1440 {
1441 #if JGPMAP32
1442         pmap->pm_pdir =
1443                 (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1444         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, (vm_offset_t) IdlePTD);
1445 #endif
1446         pmap->pm_pml4 = (pml4_entry_t *)(PTOV_OFFSET + KPML4phys);
1447         pmap->pm_count = 1;
1448         pmap->pm_active = 0;
1449         pmap->pm_ptphint = NULL;
1450         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1451         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1456  * such as one in a vmspace structure.
1457  */
1458 void
1459 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1460 READY1
1461 {
1462         vm_page_t ptdpg;
1463
1464         /*
1465          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1466          * page directory table.
1467          */
1468         if (pmap->pm_pml4 == NULL) {
1469                 pmap->pm_pml4 =
1470                     (pml4_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1471         }
1472
1473         /*
1474          * Allocate an object for the ptes
1475          */
1476         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1477                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I + 1);
1478
1479         /*
1480          * Allocate the page directory page, unless we already have
1481          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1482          * already be set appropriately.
1483          */
1484         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1485                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I,
1486                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY);
1487                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1488                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED | PG_BUSY);
1489                 ptdpg->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1490                 ptdpg->wire_count = 1;
1491                 ++vmstats.v_wire_count;
1492                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pml4, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1493         }
1494         if ((ptdpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1495                 bzero(pmap->pm_pml4, PAGE_SIZE);
1496
1497         pmap->pm_pml4[KPML4I] = KPDPphys | PG_RW | PG_V | PG_U;
1498         pmap->pm_pml4[DMPML4I] = DMPDPphys | PG_RW | PG_V | PG_U;
1499
1500         /* install self-referential address mapping entry */
1501         pmap->pm_pml4[PML4PML4I] = VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1502
1503         pmap->pm_count = 1;
1504         pmap->pm_active = 0;
1505         pmap->pm_ptphint = NULL;
1506         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1507         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1508         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1509 }
1510
1511 /*
1512  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1513  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1514  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1515  * of cleanup work to do here.
1516  */
1517 void
1518 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1519 READY1
1520 {
1521         vm_page_t p;
1522
1523         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1524         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1525                 KKASSERT(pmap->pm_pml4 != NULL);
1526                 KKASSERT(pmap->pm_pml4 != (PTOV_OFFSET + KPML4phys));
1527                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pml4);
1528                 p->wire_count--;
1529                 vmstats.v_wire_count--;
1530                 KKASSERT((p->flags & PG_BUSY) == 0);
1531                 vm_page_busy(p);
1532                 vm_page_free_zero(p);
1533                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1534         }
1535         if (pmap->pm_pml4) {
1536                 KKASSERT(pmap->pm_pml4 != (PTOV_OFFSET + KPML4phys));
1537                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pml4, PAGE_SIZE);
1538                 pmap->pm_pml4 = NULL;
1539         }
1540         if (pmap->pm_pteobj) {
1541                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1542                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1543         }
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1548  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1549  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1550  * then copies the template.
1551  */
1552 void
1553 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1554 READY0
1555 {
1556         crit_enter();
1557         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1558         /* XXX copies current process, does not fill in MPPTDI */
1559 #if JGPMAP32
1560         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1561 #endif
1562         crit_exit();
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1567  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1568  *
1569  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1570  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1571  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1572  */
1573 static int
1574 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1575 READY1
1576 {
1577         pml4_entry_t *pml4 = pmap->pm_pml4;
1578         /*
1579          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1580          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1581          * might as well be placed directly into the zero queue.
1582          */
1583         if (vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl"))
1584                 return 0;
1585
1586         vm_page_busy(p);
1587
1588         /*
1589          * Remove the page table page from the processes address space.
1590          */
1591         if (p->pindex == NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I) {
1592                 /*
1593                  * We are the pml4 table itself.
1594                  */
1595                 /* XXX anything to do here? */
1596         } else if (p->pindex >= (NUPDE + NUPDPE)) {
1597                 /*
1598                  * We are a PDP page.
1599                  * We look for the PML4 entry that points to us.
1600                  */
1601                 vm_page_t m4 = vm_page_lookup(pmap->pm_pteobj, NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I);
1602                 KKASSERT(m4 != NULL);
1603                 pml4_entry_t *pml4 = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m4));
1604                 int idx = (p->pindex - (NUPDE + NUPDPE)) % NPML4EPG;
1605                 KKASSERT(pml4[idx] != 0);
1606                 pml4[idx] = 0;
1607                 m4->hold_count--;
1608                 /* JG What about wire_count? */
1609         } else if (p->pindex >= NUPDE) {
1610                 /*
1611                  * We are a PD page.
1612                  * We look for the PDP entry that points to us.
1613                  */
1614                 vm_page_t m3 = vm_page_lookup(pmap->pm_pteobj, NUPDE + NUPDPE + (p->pindex - NUPDE) / NPDPEPG);
1615                 KKASSERT(m3 != NULL);
1616                 pdp_entry_t *pdp = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m3));
1617                 int idx = (p->pindex - NUPDE) % NPDPEPG;
1618                 KKASSERT(pdp[idx] != 0);
1619                 pdp[idx] = 0;
1620                 m3->hold_count--;
1621                 /* JG What about wire_count? */
1622         } else {
1623                 /* We are a PT page.
1624                  * We look for the PD entry that points to us.
1625                  */
1626                 vm_page_t m2 = vm_page_lookup(pmap->pm_pteobj, NUPDE + p->pindex / NPDEPG);
1627                 KKASSERT(m2 != NULL);
1628                 pd_entry_t *pd = PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m2));
1629                 int idx = p->pindex % NPDEPG;
1630                 pd[idx] = 0;
1631                 m2->hold_count--;
1632                 /* JG What about wire_count? */
1633         }
1634         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1635         --pmap->pm_stats.resident_count;
1636
1637         if (p->hold_count)  {
1638                 panic("pmap_release: freeing held page table page");
1639         }
1640         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1641                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1642
1643         /*
1644          * We leave the top-level page table page cached, wired, and mapped in
1645          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1646          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1647          */
1648         if (p->pindex == NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I) {
1649                 bzero(pmap->pm_pml4, PAGE_SIZE);
1650                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1651                 vm_page_wakeup(p);
1652         } else {
1653                 p->wire_count--;
1654                 vmstats.v_wire_count--;
1655                 /* JG eventually revert to using vm_page_free_zero() */
1656                 vm_page_free(p);
1657         }
1658         return 1;
1659 }
1660
1661 /*
1662  * this routine is called if the page table page is not
1663  * mapped correctly.
1664  */
1665 static vm_page_t
1666 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex)
1667 READY1
1668 {
1669         vm_page_t m, pdppg, pdpg;
1670
1671         /*
1672          * Find or fabricate a new pagetable page
1673          */
1674         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1675                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1676
1677
1678         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0) {
1679                 pmap_zero_page(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1680         }
1681
1682         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1683                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1684
1685         /*
1686          * Increment the hold count for the page we will be returning to
1687          * the caller.
1688          */
1689         m->hold_count++;
1690
1691         /*
1692          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1693          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1694          * return the held page.
1695          */
1696 #if JGPMAP32
1697         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1698                 KKASSERT((ptepa & PG_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1699                 vm_page_wakeup(m);
1700                 return(m);
1701         }
1702 #endif
1703
1704         if (m->wire_count == 0)
1705                 vmstats.v_wire_count++;
1706         m->wire_count++;
1707
1708
1709         /*
1710          * Map the pagetable page into the process address space, if
1711          * it isn't already there.
1712          */
1713
1714         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1715
1716 #if JGPMAP32
1717         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1718         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1719                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1720 #endif
1721         if (ptepindex >= (NUPDE + NUPDPE)) {
1722                 pml4_entry_t *pml4;
1723                 vm_pindex_t pml4index;
1724
1725                 /* Wire up a new PDP page */
1726                 pml4index = ptepindex - (NUPDE + NUPDPE);
1727                 pml4 = &pmap->pm_pml4[pml4index];
1728                 *pml4 = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M;
1729
1730         } else if (ptepindex >= NUPDE) {
1731                 vm_pindex_t pml4index;
1732                 vm_pindex_t pdpindex;
1733                 pml4_entry_t *pml4;
1734                 pdp_entry_t *pdp;
1735
1736                 /* Wire up a new PD page */
1737                 pdpindex = ptepindex - NUPDE;
1738                 pml4index = pdpindex >> NPML4EPGSHIFT;
1739
1740                 pml4 = &pmap->pm_pml4[pml4index];
1741                 if ((*pml4 & PG_V) == 0) {
1742                         /* Have to allocate a new PDP page, recurse */
1743                         if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + NUPDPE + pml4index)
1744                              == NULL) {
1745                                 --m->wire_count;
1746                                 vm_page_free(m);
1747                                 return (NULL);
1748                         }
1749                 } else {
1750                         /* Add reference to the PDP page */
1751                         pdppg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pml4 & PG_FRAME);
1752                         pdppg->hold_count++;
1753                 }
1754                 pdp = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4 & PG_FRAME);
1755
1756                 /* Now find the pdp page */
1757                 pdp = &pdp[pdpindex & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1)];
1758                 KKASSERT(*pdp == 0);    /* JG DEBUG64 */
1759                 *pdp = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M;
1760
1761         } else {
1762                 vm_pindex_t pml4index;
1763                 vm_pindex_t pdpindex;
1764                 pml4_entry_t *pml4;
1765                 pdp_entry_t *pdp;
1766                 pd_entry_t *pd;
1767
1768                 /* Wire up a new PT page */
1769                 pdpindex = ptepindex >> NPDPEPGSHIFT;
1770                 pml4index = pdpindex >> NPML4EPGSHIFT;
1771
1772                 /* First, find the pdp and check that its valid. */
1773                 pml4 = &pmap->pm_pml4[pml4index];
1774                 if ((*pml4 & PG_V) == 0) {
1775                         /* We miss a PDP page. We ultimately need a PD page.
1776                          * Recursively allocating a PD page will allocate
1777                          * the missing PDP page and will also allocate
1778                          * the PD page we need.
1779                          */
1780                         /* Have to allocate a new PD page, recurse */
1781                         if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + pdpindex)
1782                              == NULL) {
1783                                 --m->wire_count;
1784                                 vm_page_free(m);
1785                                 return (NULL);
1786                         }
1787                         pdp = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4 & PG_FRAME);
1788                         pdp = &pdp[pdpindex & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1)];
1789                 } else {
1790                         pdp = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4 & PG_FRAME);
1791                         pdp = &pdp[pdpindex & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1)];
1792                         if ((*pdp & PG_V) == 0) {
1793                                 /* Have to allocate a new PD page, recurse */
1794                                 if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + pdpindex)
1795                                      == NULL) {
1796                                         --m->wire_count;
1797                                         vm_page_free(m);
1798                                         return (NULL);
1799                                 }
1800                         } else {
1801                                 /* Add reference to the PD page */
1802                                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pdp & PG_FRAME);
1803                                 pdpg->hold_count++;
1804                         }
1805                 }
1806                 pd = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pdp & PG_FRAME);
1807
1808                 /* Now we know where the page directory page is */
1809                 pd = &pd[ptepindex & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1)];
1810                 KKASSERT(*pd == 0);     /* JG DEBUG64 */
1811                 *pd = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M;
1812         }
1813
1814
1815         /*
1816          * Set the page table hint
1817          */
1818         pmap->pm_ptphint = m;
1819
1820         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1821         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1822         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1823         vm_page_wakeup(m);
1824
1825         return m;
1826 }
1827
1828 static vm_page_t
1829 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1830 READY1
1831 {
1832         vm_pindex_t ptepindex;
1833         pd_entry_t *pd;
1834         vm_page_t m;
1835
1836         /*
1837          * Calculate pagetable page index
1838          */
1839         ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
1840
1841         /*
1842          * Get the page directory entry
1843          */
1844         pd = pmap_pde(pmap, va);
1845
1846         /*
1847          * This supports switching from a 2MB page to a
1848          * normal 4K page.
1849          */
1850         if (pd != NULL && (*pd & (PG_PS | PG_V)) == (PG_PS | PG_V)) {
1851                 panic("no promotion/demotion yet");
1852                 *pd = 0;
1853                 pd = NULL;
1854                 cpu_invltlb();
1855                 smp_invltlb();
1856         }
1857
1858         /*
1859          * If the page table page is mapped, we just increment the
1860          * hold count, and activate it.
1861          */
1862         if (pd != NULL && (*pd & PG_V) != 0) {
1863                 /* YYY hint is used here on i386 */
1864                 m = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1865                 pmap->pm_ptphint = m;
1866                 m->hold_count++;
1867                 return m;
1868         }
1869         /*
1870          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1871          */
1872         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1873 }
1874
1875
1876 /***************************************************
1877  * Pmap allocation/deallocation routines.
1878  ***************************************************/
1879
1880 /*
1881  * Release any resources held by the given physical map.
1882  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1883  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1884  */
1885 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1886
1887 void
1888 pmap_release(struct pmap *pmap)
1889 READY1
1890 {
1891         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1892         struct rb_vm_page_scan_info info;
1893
1894         KASSERT(pmap->pm_active == 0, ("pmap still active! %08x", pmap->pm_active));
1895 #if defined(DIAGNOSTIC)
1896         if (object->ref_count != 1)
1897                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1898 #endif
1899
1900         info.pmap = pmap;
1901         info.object = object;
1902         crit_enter();
1903         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1904         crit_exit();
1905
1906         do {
1907                 crit_enter();
1908                 info.error = 0;
1909                 info.mpte = NULL;
1910                 info.limit = object->generation;
1911
1912                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL,
1913                                         pmap_release_callback, &info);
1914                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1915                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1916                                 info.error = 1;
1917                 }
1918                 crit_exit();
1919         } while (info.error);
1920 }
1921
1922 static int
1923 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1924 READY1
1925 {
1926         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1927
1928         if (p->pindex == NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I) {
1929                 info->mpte = p;
1930                 return(0);
1931         }
1932         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1933                 info->error = 1;
1934                 return(-1);
1935         }
1936         if (info->object->generation != info->limit) {
1937                 info->error = 1;
1938                 return(-1);
1939         }
1940         return(0);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1945  */
1946
1947 void
1948 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1949 READY1
1950 {
1951         vm_paddr_t paddr;
1952         struct pmap *pmap;
1953         vm_offset_t ptppaddr;
1954         vm_page_t nkpg;
1955         pd_entry_t *pde, newpdir;
1956         pdp_entry_t newpdp;
1957
1958         crit_enter();
1959         if (kernel_vm_end == 0) {
1960                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1961                 nkpt = 0;
1962                 while ((*pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) & PG_V) != 0) {
1963                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1964                         nkpt++;
1965                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
1966                                 kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
1967                                 break;
1968                         }
1969                 }
1970         }
1971         addr = roundup2(addr, PAGE_SIZE * NPTEPG);
1972         if (addr - 1 >= kernel_map.max_offset)
1973                 addr = kernel_map.max_offset;
1974         while (kernel_vm_end < addr) {
1975                 pde = pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end);
1976                 if (pde == NULL) {
1977                         /* We need a new PDP entry */
1978                         nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt,
1979                                              VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM
1980                                              | VM_ALLOC_INTERRUPT);
1981                         if (nkpg == NULL)
1982                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1983                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1984                                 pmap_zero_page(nkpg);
1985                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1986                         newpdp = (pdp_entry_t)
1987                                 (paddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1988                         *pmap_pdpe(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdp;
1989                         continue; /* try again */
1990                 }
1991                 if ((*pde & PG_V) != 0) {
1992                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1993                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
1994                                 kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
1995                                 break;
1996                         }
1997                         continue;
1998                 }
1999
2000                 /*
2001                  * This index is bogus, but out of the way
2002                  */
2003                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt,
2004                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_INTERRUPT);
2005                 if (nkpg == NULL)
2006                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
2007
2008                 vm_page_wire(nkpg);
2009                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
2010                 pmap_zero_page(ptppaddr);
2011                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
2012                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
2013                 nkpt++;
2014
2015                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
2016                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
2017                         kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
2018                         break;
2019                 }
2020         }
2021         crit_exit();
2022 }
2023
2024 /*
2025  *      Retire the given physical map from service.
2026  *      Should only be called if the map contains
2027  *      no valid mappings.
2028  */
2029 void
2030 pmap_destroy(pmap_t pmap)
2031 READY0
2032 {
2033         int count;
2034
2035         if (pmap == NULL)
2036                 return;
2037
2038         count = --pmap->pm_count;
2039         if (count == 0) {
2040                 pmap_release(pmap);
2041                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
2042         }
2043 }
2044
2045 /*
2046  *      Add a reference to the specified pmap.
2047  */
2048 void
2049 pmap_reference(pmap_t pmap)
2050 READY2
2051 {
2052         if (pmap != NULL) {
2053                 pmap->pm_count++;
2054         }
2055 }
2056
2057 /***************************************************
2058 * page management routines.
2059  ***************************************************/
2060
2061 /*
2062  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
2063  * called from an interrupt.
2064  */
2065 static PMAP_INLINE void
2066 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
2067 READY2
2068 {
2069         pv_entry_count--;
2070         KKASSERT(pv_entry_count >= 0);
2071         zfree(pvzone, pv);
2072 }
2073
2074 /*
2075  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
2076  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
2077  */
2078 static pv_entry_t
2079 get_pv_entry(void)
2080 READY2
2081 {
2082         pv_entry_count++;
2083         if (pv_entry_high_water &&
2084                 (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
2085                 (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
2086                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
2087                 wakeup(&vm_pages_needed);
2088         }
2089         return zalloc(pvzone);
2090 }
2091
2092 /*
2093  * This routine is very drastic, but can save the system
2094  * in a pinch.
2095  */
2096 void
2097 pmap_collect(void)
2098 READY0
2099 {
2100         int i;
2101         vm_page_t m;
2102         static int warningdone=0;
2103
2104         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
2105                 return;
2106
2107         if (warningdone < 5) {
2108                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
2109                 warningdone++;
2110         }
2111
2112         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
2113                 m = &vm_page_array[i];
2114                 if (m->wire_count || m->hold_count || m->busy ||
2115                     (m->flags & PG_BUSY))
2116                         continue;
2117                 pmap_remove_all(m);
2118         }
2119         pmap_pagedaemon_waken = 0;
2120 }
2121
2122
2123 /*
2124  * If it is the first entry on the list, it is actually
2125  * in the header and we must copy the following entry up
2126  * to the header.  Otherwise we must search the list for
2127  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
2128  */
2129 static int
2130 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m,
2131                         vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
2132 READY1
2133 {
2134         pv_entry_t pv;
2135         int rtval;
2136
2137         crit_enter();
2138         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
2139                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2140                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va)
2141                                 break;
2142                 }
2143         } else {
2144                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
2145                         if (va == pv->pv_va)
2146                                 break;
2147                 }
2148         }
2149
2150         rtval = 0;
2151         /* JGXXX When can 'pv' be NULL? */
2152         if (pv) {
2153                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2154                 m->md.pv_list_count--;
2155                 KKASSERT(m->md.pv_list_count >= 0);
2156                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2157                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2158                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2159                 ++pmap->pm_generation;
2160                 rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem, info);
2161                 free_pv_entry(pv);
2162         }
2163         crit_exit();
2164         return rtval;
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Create a pv entry for page at pa for
2169  * (pmap, va).
2170  */
2171 static void
2172 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
2173 READY1
2174 {
2175         pv_entry_t pv;
2176
2177         crit_enter();
2178         pv = get_pv_entry();
2179         pv->pv_va = va;
2180         pv->pv_pmap = pmap;
2181         pv->pv_ptem = mpte;
2182
2183         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2184         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2185         m->md.pv_list_count++;
2186
2187         crit_exit();
2188 }
2189
2190 /*
2191  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process
2192  */
2193 static int
2194 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va,
2195         pmap_inval_info_t info)
2196 READY1
2197 {
2198         pt_entry_t oldpte;
2199         vm_page_t m;
2200
2201         pmap_inval_add(info, pmap, va);
2202         oldpte = pte_load_clear(ptq);
2203         if (oldpte & PG_W)
2204                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
2205         /*
2206          * Machines that don't support invlpg, also don't support
2207          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
2208          * the SMP case.
2209          */
2210         if (oldpte & PG_G)
2211                 cpu_invlpg((void *)va);
2212         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2213         --pmap->pm_stats.resident_count;
2214         if (oldpte & PG_MANAGED) {
2215                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
2216                 if (oldpte & PG_M) {
2217 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2218                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
2219                                 kprintf(
2220         "pmap_remove: modified page not writable: va: 0x%lx, pte: 0x%lx\n",
2221                                     va, oldpte);
2222                         }
2223 #endif
2224                         if (pmap_track_modified(va))
2225                                 vm_page_dirty(m);
2226                 }
2227                 if (oldpte & PG_A)
2228                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2229                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va, info);
2230         } else {
2231                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL, info);
2232         }
2233
2234         return 0;
2235 }
2236
2237 /*
2238  * pmap_remove_page:
2239  *
2240  *      Remove a single page from a process address space.
2241  *
2242  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
2243  *      not kernel_pmap.
2244  */
2245 static void
2246 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
2247 READY1
2248 {
2249         pt_entry_t *pte;
2250
2251         pte = pmap_pte(pmap, va);
2252         if (pte == NULL)
2253                 return;
2254         if ((*pte & PG_V) == 0)
2255                 return;
2256         pmap_remove_pte(pmap, pte, va, info);
2257 }
2258
2259 /*
2260  * pmap_remove:
2261  *
2262  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
2263  *
2264  *      It is assumed that the start and end are properly
2265  *      rounded to the page size.
2266  *
2267  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
2268  *      not kernel_pmap.
2269  */
2270 void
2271 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2272 READY1
2273 {
2274         vm_offset_t va_next;
2275         pml4_entry_t *pml4e;
2276         pdp_entry_t *pdpe;
2277         pd_entry_t ptpaddr, *pde;
2278         pt_entry_t *pte;
2279         struct pmap_inval_info info;
2280
2281         if (pmap == NULL)
2282                 return;
2283
2284         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
2285                 return;
2286
2287         pmap_inval_init(&info);
2288
2289         /*
2290          * special handling of removing one page.  a very
2291          * common operation and easy to short circuit some
2292          * code.
2293          */
2294         if (sva + PAGE_SIZE == eva) {
2295                 pde = pmap_pde(pmap, sva);
2296                 if (pde && (*pde & PG_PS) == 0) {
2297                         pmap_remove_page(pmap, sva, &info);
2298                         pmap_inval_flush(&info);
2299                         return;
2300                 }
2301         }
2302
2303         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2304                 pml4e = pmap_pml4e(pmap, sva);
2305                 if ((*pml4e & PG_V) == 0) {
2306                         va_next = (sva + NBPML4) & ~PML4MASK;
2307                         if (va_next < sva)
2308                                 va_next = eva;
2309                         continue;
2310                 }
2311
2312                 pdpe = pmap_pml4e_to_pdpe(pml4e, sva);
2313                 if ((*pdpe & PG_V) == 0) {
2314                         va_next = (sva + NBPDP) & ~PDPMASK;
2315                         if (va_next < sva)
2316                                 va_next = eva;
2317                         continue;
2318                 }
2319
2320                 /*
2321                  * Calculate index for next page table.
2322                  */
2323                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2324                 if (va_next < sva)
2325                         va_next = eva;
2326
2327                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
2328                 ptpaddr = *pde;
2329
2330                 /*
2331                  * Weed out invalid mappings.
2332                  */
2333                 if (ptpaddr == 0)
2334                         continue;
2335
2336                 /*
2337                  * Check for large page.
2338                  */
2339                 if ((ptpaddr & PG_PS) != 0) {
2340                         /* JG FreeBSD has more complex treatment here */
2341                         pmap_inval_add(&info, pmap, -1);
2342                         *pde = 0;
2343                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2344                         continue;
2345                 }
2346
2347                 /*
2348                  * Limit our scan to either the end of the va represented
2349                  * by the current page table page, or to the end of the
2350                  * range being removed.
2351                  */
2352                 if (va_next > eva)
2353                         va_next = eva;
2354
2355                 /*
2356                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block.
2357                  */
2358                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; pte++,
2359                     sva += PAGE_SIZE) {
2360                         if (*pte == 0)
2361                                 continue;
2362                         if (pmap_remove_pte(pmap, pte, sva, &info))
2363                                 break;
2364                 }
2365         }
2366         pmap_inval_flush(&info);
2367 }
2368
2369 /*
2370  * pmap_remove_all:
2371  *
2372  *      Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
2373  *      Reflects back modify bits to the pager.
2374  *
2375  *      This routine may not be called from an interrupt.
2376  */
2377
2378 static void
2379 pmap_remove_all(vm_page_t m)
2380 READY1
2381 {
2382         struct pmap_inval_info info;
2383         pt_entry_t *pte, tpte;
2384         pv_entry_t pv;
2385
2386         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2387                 return;
2388
2389         pmap_inval_init(&info);
2390         crit_enter();
2391         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2392                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2393                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
2394
2395                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2396                 pmap_inval_add(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2397                 tpte = pte_load_clear(pte);
2398
2399                 if (tpte & PG_W)
2400                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
2401
2402                 if (tpte & PG_A)
2403                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2404
2405                 /*
2406                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2407                  */
2408                 if (tpte & PG_M) {
2409 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2410                         if (pmap_nw_modified(tpte)) {
2411                                 kprintf(
2412         "pmap_remove_all: modified page not writable: va: 0x%lx, pte: 0x%lx\n",
2413                                     pv->pv_va, tpte);
2414                         }
2415 #endif
2416                         if (pmap_track_modified(pv->pv_va))
2417                                 vm_page_dirty(m);
2418                 }
2419                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2420                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2421                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
2422                 m->md.pv_list_count--;
2423                 KKASSERT(m->md.pv_list_count >= 0);
2424                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2425                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2426                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2427                 free_pv_entry(pv);
2428         }
2429         crit_exit();
2430         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
2431         pmap_inval_flush(&info);
2432 }
2433
2434 /*
2435  * pmap_protect:
2436  *
2437  *      Set the physical protection on the specified range of this map
2438  *      as requested.
2439  *
2440  *      This function may not be called from an interrupt if the map is
2441  *      not the kernel_pmap.
2442  */
2443 void
2444 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2445 READY1
2446 {
2447         vm_offset_t va_next;
2448         pml4_entry_t *pml4e;
2449         pdp_entry_t *pdpe;
2450         pd_entry_t ptpaddr, *pde;
2451         pt_entry_t *pte;
2452         pmap_inval_info info;
2453
2454         /* JG review for NX */
2455
2456         if (pmap == NULL)
2457                 return;
2458
2459         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2460                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2461                 return;
2462         }
2463
2464         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2465                 return;
2466
2467         pmap_inval_init(&info);
2468
2469         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2470
2471                 pml4e = pmap_pml4e(pmap, sva);
2472                 if ((*pml4e & PG_V) == 0) {
2473                         va_next = (sva + NBPML4) & ~PML4MASK;
2474                         if (va_next < sva)
2475                                 va_next = eva;
2476                         continue;
2477                 }
2478
2479                 pdpe = pmap_pml4e_to_pdpe(pml4e, sva);
2480                 if ((*pdpe & PG_V) == 0) {
2481                         va_next = (sva + NBPDP) & ~PDPMASK;
2482                         if (va_next < sva)
2483                                 va_next = eva;
2484                         continue;
2485                 }
2486
2487                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2488                 if (va_next < sva)
2489                         va_next = eva;
2490
2491                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
2492                 ptpaddr = *pde;
2493
2494                 /*
2495                  * Check for large page.
2496                  */
2497                 if ((ptpaddr & PG_PS) != 0) {
2498                         pmap_inval_add(&info, pmap, -1);
2499                         *pde &= ~(PG_M|PG_RW);
2500                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2501                         continue;
2502                 }
2503
2504                 /*
2505                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2506                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2507                  */
2508                 if (ptpaddr == 0)
2509                         continue;
2510
2511                 if (va_next > eva)
2512                         va_next = eva;
2513
2514                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; pte++,
2515                     sva += PAGE_SIZE) {
2516                         pt_entry_t obits, pbits;
2517                         vm_page_t m;
2518
2519                         /*
2520                          * XXX non-optimal.  Note also that there can be
2521                          * no pmap_inval_flush() calls until after we modify
2522                          * ptbase[sindex] (or otherwise we have to do another
2523                          * pmap_inval_add() call).
2524                          */
2525                         pmap_inval_add(&info, pmap, sva);
2526                         obits = pbits = *pte;
2527                         if ((pbits & PG_V) == 0)
2528                                 continue;
2529                         if (pbits & PG_MANAGED) {
2530                                 m = NULL;
2531                                 if (pbits & PG_A) {
2532                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & PG_FRAME);
2533                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2534                                         pbits &= ~PG_A;
2535                                 }
2536                                 if (pbits & PG_M) {
2537                                         if (pmap_track_modified(sva)) {
2538                                                 if (m == NULL)
2539                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & PG_FRAME);
2540                                                 vm_page_dirty(m);
2541                                                 pbits &= ~PG_M;
2542                                         }
2543                                 }
2544                         }
2545
2546                         pbits &= ~PG_RW;
2547
2548                         if (pbits != obits) {
2549                                 *pte = pbits;
2550                         }
2551                 }
2552         }
2553         pmap_inval_flush(&info);
2554 }
2555
2556 /*
2557  *      Insert the given physical page (p) at
2558  *      the specified virtual address (v) in the
2559  *      target physical map with the protection requested.
2560  *
2561  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2562  *      that the related pte can not be reclaimed.
2563  *
2564  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2565  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2566  *      insert this page into the given map NOW.
2567  */
2568 void
2569 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2570            boolean_t wired)
2571 READY1
2572 {
2573         vm_paddr_t pa;
2574         pd_entry_t *pde;
2575         pt_entry_t *pte;
2576         vm_paddr_t opa;
2577         pt_entry_t origpte, newpte;
2578         vm_page_t mpte;
2579         pmap_inval_info info;
2580
2581         if (pmap == NULL)
2582                 return;
2583
2584         va = trunc_page(va);
2585 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2586         if (va >= KvaEnd)
2587                 panic("pmap_enter: toobig");
2588         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS))
2589                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page table pages (va: 0x%lx)", va);
2590 #endif
2591         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2592                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with kernel_pmap\n");
2593 #ifdef DDB
2594                 db_print_backtrace();
2595 #endif
2596         }
2597         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2598                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without kernel_pmap\n");
2599 #ifdef DDB
2600                 db_print_backtrace();
2601 #endif
2602         }
2603
2604         /*
2605          * In the case that a page table page is not
2606          * resident, we are creating it here.
2607          */
2608         if (va < VM_MAX_USER_ADDRESS)
2609                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2610         else
2611                 mpte = NULL;
2612
2613         pmap_inval_init(&info);
2614         pde = pmap_pde(pmap, va);
2615         if (pde != NULL && (*pde & PG_V) != 0) {
2616                 if ((*pde & PG_PS) != 0)
2617                         panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 2MB page");
2618                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, va);
2619         } else
2620                 panic("pmap_enter: invalid page directory va=%#lx", va);
2621
2622         KKASSERT(pte != NULL);
2623         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2624         origpte = *pte;
2625         opa = origpte & PG_FRAME;
2626
2627         /*
2628          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2629          */
2630         if (origpte && (opa == pa)) {
2631                 /*
2632                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2633                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2634                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2635                  * the PT page will be also.
2636                  */
2637                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2638                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2639                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2640                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2641
2642 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2643                 if (pmap_nw_modified(origpte)) {
2644                         kprintf(
2645         "pmap_enter: modified page not writable: va: 0x%lx, pte: 0x%lx\n",
2646                             va, origpte);
2647                 }
2648 #endif
2649
2650                 /*
2651                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
2652                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
2653                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
2654                  * bits below.
2655                  */
2656                 if (mpte)
2657                         mpte->hold_count--;
2658
2659                 /*
2660                  * We might be turning off write access to the page,
2661                  * so we go ahead and sense modify status.
2662                  */
2663                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2664                         if ((origpte & PG_M) && pmap_track_modified(va)) {
2665                                 vm_page_t om;
2666                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2667                                 vm_page_dirty(om);
2668                         }
2669                         pa |= PG_MANAGED;
2670                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2671                 }
2672                 goto validate;
2673         }
2674         /*
2675          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2676          * handle validating new mapping.
2677          */
2678         if (opa) {
2679                 int err;
2680                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va, &info);
2681                 if (err)
2682                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: 0x%lx", va);
2683         }
2684
2685         /*
2686          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2687          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2688          * called at interrupt time.
2689          */
2690         if (pmap_initialized &&
2691             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2692                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2693                 pa |= PG_MANAGED;
2694                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2695         }
2696
2697         /*
2698          * Increment counters
2699          */
2700         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2701         if (wired)
2702                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2703
2704 validate:
2705         /*
2706          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2707          */
2708         newpte = (pt_entry_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V);
2709
2710         if (wired)
2711                 newpte |= PG_W;
2712         if (va < VM_MAX_USER_ADDRESS)
2713                 newpte |= PG_U;
2714         if (pmap == &kernel_pmap)
2715                 newpte |= pgeflag;
2716
2717         /*
2718          * if the mapping or permission bits are different, we need
2719          * to update the pte.
2720          */
2721         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2722                 pmap_inval_add(&info, pmap, va);
2723                 *pte = newpte | PG_A;
2724                 if (newpte & PG_RW)
2725                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2726         }
2727         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2728         pmap_inval_flush(&info);
2729 }
2730
2731 /*
2732  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2733  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
2734  * VA.
2735  *
2736  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2737  */
2738 static void
2739 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2740 READY1
2741 {
2742         pt_entry_t *pte;
2743         vm_paddr_t pa;
2744         vm_page_t mpte;
2745         vm_pindex_t ptepindex;
2746         pd_entry_t *ptepa;
2747         pmap_inval_info info;
2748
2749         pmap_inval_init(&info);
2750
2751         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2752                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on UVA with kernel_pmap\n");
2753 #ifdef DDB
2754                 db_print_backtrace();
2755 #endif
2756         }
2757         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2758                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on KVA without kernel_pmap\n");
2759 #ifdef DDB
2760                 db_print_backtrace();
2761 #endif
2762         }
2763
2764         KKASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS); /* assert used on user pmaps only */
2765
2766         /*
2767          * Calculate the page table page (mpte), allocating it if necessary.
2768          *
2769          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the
2770          * section following.
2771          */
2772         if (va < VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2773                 /*
2774                  * Calculate pagetable page index
2775                  */
2776                 ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
2777
2778                 do {
2779                         /*
2780                          * Get the page directory entry
2781                          */
2782                         ptepa = pmap_pde(pmap, va);
2783
2784                         /*
2785                          * If the page table page is mapped, we just increment
2786                          * the hold count, and activate it.
2787                          */
2788                         if (ptepa && (*ptepa & PG_V) != 0) {
2789                                 if (*ptepa & PG_PS)
2790                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 2MB page");
2791 //                              if (pmap->pm_ptphint &&
2792 //                                  (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2793 //                                      mpte = pmap->pm_ptphint;
2794 //                              } else {
2795                                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2796                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2797 //                              }
2798                                 if (mpte)
2799                                         mpte->hold_count++;
2800                         } else {
2801                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2802                         }
2803                 } while (mpte == NULL);
2804         } else {
2805                 mpte = NULL;
2806                 /* this code path is not yet used */
2807         }
2808
2809         /*
2810          * With a valid (and held) page directory page, we can just use
2811          * vtopte() to get to the pte.  If the pte is already present
2812          * we do not disturb it.
2813          */
2814         pte = vtopte(va);
2815         if (*pte & PG_V) {
2816                 if (mpte)
2817                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, mpte, &info);
2818                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2819                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & PG_FRAME) == 0);
2820                 return;
2821         }
2822
2823         /*
2824          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2825          */
2826         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2827                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2828                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2829         }
2830
2831         /*
2832          * Increment counters
2833          */
2834         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2835
2836         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2837
2838         /*
2839          * Now validate mapping with RO protection
2840          */
2841         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2842                 *pte = pa | PG_V | PG_U;
2843         else
2844                 *pte = pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED;
2845 /*      pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed inval->valid */
2846         pmap_inval_flush(&info);
2847 }
2848
2849 /*
2850  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2851  * to be used for panic dumps.
2852  */
2853 /* JG Needed on amd64? */
2854 void *
2855 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
2856 READY2
2857 {
2858         pmap_kenter((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2859         return ((void *)crashdumpmap);
2860 }
2861
2862 #define MAX_INIT_PT (96)
2863
2864 /*
2865  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2866  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2867  * immediately after an mmap.
2868  */
2869 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2870
2871 void
2872 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2873                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
2874                     vm_size_t size, int limit)
2875 READY1
2876 {
2877         struct rb_vm_page_scan_info info;
2878         struct lwp *lp;
2879         vm_size_t psize;
2880
2881         /*
2882          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2883          * or object.
2884          */
2885         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2886                 return;
2887
2888         /*
2889          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2890          */
2891         lp = curthread->td_lwp;
2892         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2893                 return;
2894
2895         psize = amd64_btop(size);
2896
2897         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2898                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2899                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2900                 return;
2901         }
2902
2903         if (psize + pindex > object->size) {
2904                 if (object->size < pindex)
2905                         return;
2906                 psize = object->size - pindex;
2907         }
2908
2909         if (psize == 0)
2910                 return;
2911
2912         /*
2913          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2914          * any valid pages found into the pmap.
2915          *
2916          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2917          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2918          */
2919         info.start_pindex = pindex;
2920         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2921         info.limit = limit;
2922         info.mpte = NULL;
2923         info.addr = addr;
2924         info.pmap = pmap;
2925
2926         crit_enter();
2927         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2928                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2929         crit_exit();
2930 }
2931
2932 static
2933 int
2934 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2935 READY1
2936 {
2937         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2938         vm_pindex_t rel_index;
2939         /*
2940          * don't allow an madvise to blow away our really
2941          * free pages allocating pv entries.
2942          */
2943         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2944                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2945                     return(-1);
2946         }
2947         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2948             (p->busy == 0) && (p->flags & (PG_BUSY | PG_FICTITIOUS)) == 0) {
2949                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2950                         vm_page_deactivate(p);
2951                 vm_page_busy(p);
2952                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2953                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2954                                  info->addr + amd64_ptob(rel_index), p);
2955                 vm_page_wakeup(p);
2956         }
2957         return(0);
2958 }
2959
2960 /*
2961  * pmap_prefault provides a quick way of clustering pagefaults into a
2962  * processes address space.  It is a "cousin" of pmap_object_init_pt,
2963  * except it runs at page fault time instead of mmap time.
2964  */
2965 #define PFBAK 4
2966 #define PFFOR 4
2967 #define PAGEORDER_SIZE (PFBAK+PFFOR)
2968
2969 static int pmap_prefault_pageorder[] = {
2970         -PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
2971         -2 * PAGE_SIZE, 2 * PAGE_SIZE,
2972         -3 * PAGE_SIZE, 3 * PAGE_SIZE,
2973         -4 * PAGE_SIZE, 4 * PAGE_SIZE
2974 };
2975
2976 void
2977 pmap_prefault(pmap_t pmap, vm_offset_t addra, vm_map_entry_t entry)
2978 READY0
2979 {
2980         int i;
2981         vm_offset_t starta;
2982         vm_offset_t addr;
2983         vm_pindex_t pindex;
2984         vm_page_t m;
2985         vm_object_t object;
2986         struct lwp *lp;
2987
2988         /*
2989          * We do not currently prefault mappings that use virtual page
2990          * tables.  We do not prefault foreign pmaps.
2991          */
2992         if (entry->maptype == VM_MAPTYPE_VPAGETABLE)
2993                 return;
2994         lp = curthread->td_lwp;
2995         if (lp == NULL || (pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace)))
2996                 return;
2997
2998         object = entry->object.vm_object;
2999
3000         starta = addra - PFBAK * PAGE_SIZE;
3001         if (starta < entry->start)
3002                 starta = entry->start;
3003         else if (starta > addra)
3004                 starta = 0;
3005
3006         /*
3007          * critical section protection is required to maintain the
3008          * page/object association, interrupts can free pages and remove
3009          * them from their objects.
3010          */
3011         crit_enter();
3012         for (i = 0; i < PAGEORDER_SIZE; i++) {
3013                 vm_object_t lobject;
3014                 pt_entry_t *pte;
3015
3016                 addr = addra + pmap_prefault_pageorder[i];
3017                 if (addr > addra + (PFFOR * PAGE_SIZE))
3018                         addr = 0;
3019
3020                 if (addr < starta || addr >= entry->end)
3021                         continue;
3022
3023                 if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0)
3024                         continue;
3025
3026                 pte = vtopte(addr);
3027                 if (*pte)
3028                         continue;
3029
3030                 pindex = ((addr - entry->start) + entry->offset) >> PAGE_SHIFT;
3031                 lobject = object;
3032
3033                 for (m = vm_page_lookup(lobject, pindex);
3034                     (!m && (lobject->type == OBJT_DEFAULT) &&
3035                      (lobject->backing_object));
3036                     lobject = lobject->backing_object
3037                 ) {
3038                         if (lobject->backing_object_offset & PAGE_MASK)
3039                                 break;
3040                         pindex += (lobject->backing_object_offset >> PAGE_SHIFT);
3041                         m = vm_page_lookup(lobject->backing_object, pindex);
3042                 }
3043
3044                 /*
3045                  * give-up when a page is not in memory
3046                  */
3047                 if (m == NULL)
3048                         break;
3049
3050                 if (((m->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
3051                         (m->busy == 0) &&
3052                     (m->flags & (PG_BUSY | PG_FICTITIOUS)) == 0) {
3053
3054                         if ((m->queue - m->pc) == PQ_CACHE) {
3055                                 vm_page_deactivate(m);
3056                         }
3057                         vm_page_busy(m);
3058                         pmap_enter_quick(pmap, addr, m);
3059                         vm_page_wakeup(m);
3060                 }
3061         }
3062         crit_exit();
3063 }
3064
3065 /*
3066  *      Routine:        pmap_change_wiring
3067  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
3068  *                      pair.
3069  *      In/out conditions:
3070  *                      The mapping must already exist in the pmap.
3071  */
3072 void
3073 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
3074 READY0
3075 {
3076         pt_entry_t *pte;
3077
3078         if (pmap == NULL)
3079                 return;
3080
3081         pte = pmap_pte(pmap, va);
3082
3083         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
3084                 pmap->pm_stats.wired_count++;
3085         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
3086                 pmap->pm_stats.wired_count--;
3087
3088         /*
3089          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
3090          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
3091          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using
3092          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
3093          * wiring changes.
3094          */
3095 #ifdef SMP
3096         if (wired)
3097                 atomic_set_long(pte, PG_W);
3098         else
3099                 atomic_clear_long(pte, PG_W);
3100 #else
3101         if (wired)
3102                 atomic_set_long_nonlocked(pte, PG_W);
3103         else
3104                 atomic_clear_long_nonlocked(pte, PG_W);
3105 #endif
3106 }
3107
3108
3109
3110 /*
3111  *      Copy the range specified by src_addr/len
3112  *      from the source map to the range dst_addr/len
3113  *      in the destination map.
3114  *
3115  *      This routine is only advisory and need not do anything.
3116  */
3117 void
3118 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr,
3119         vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
3120 READY0
3121 {
3122         pmap_inval_info info;
3123         vm_offset_t addr;
3124         vm_offset_t end_addr = src_addr + len;
3125         vm_offset_t pdnxt;
3126         pd_entry_t src_frame, dst_frame;
3127         vm_page_t m;
3128
3129         if (dst_addr != src_addr)
3130                 return;
3131         /*
3132          * XXX BUGGY.  Amoung other things srcmpte is assumed to remain
3133          * valid through blocking calls, and that's just not going to
3134          * be the case.
3135          *
3136          * FIXME!
3137          */
3138         return;
3139
3140 #if JGPMAP32
3141         src_frame = src_pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
3142         if (src_frame != (PTDpde & PG_FRAME)) {
3143                 return;
3144         }
3145
3146         dst_frame = dst_pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
3147         if (dst_frame != (APTDpde & PG_FRAME)) {
3148                 APTDpde = (pd_entry_t) (dst_frame | PG_RW | PG_V);
3149                 /* The page directory is not shared between CPUs */
3150                 cpu_invltlb();
3151         }
3152 #endif
3153         pmap_inval_init(&info);
3154         pmap_inval_add(&info, dst_pmap, -1);
3155         pmap_inval_add(&info, src_pmap, -1);
3156
3157         /*
3158          * critical section protection is required to maintain the page/object
3159          * association, interrupts can free pages and remove them from
3160          * their objects.
3161          */
3162         crit_enter();
3163         for (addr = src_addr; addr < end_addr; addr = pdnxt) {
3164                 pt_entry_t *src_pte, *dst_pte;
3165                 vm_page_t dstmpte, srcmpte;
3166                 vm_offset_t srcptepaddr;
3167                 vm_pindex_t ptepindex;
3168
3169                 if (addr >= UPT_MIN_ADDRESS)
3170                         panic("pmap_copy: invalid to pmap_copy page tables\n");
3171
3172                 /*
3173                  * Don't let optional prefaulting of pages make us go
3174                  * way below the low water mark of free pages or way
3175                  * above high water mark of used pv entries.
3176                  */
3177                 if (vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved ||
3178                     pv_entry_count > pv_entry_high_water)
3179                         break;
3180
3181                 pdnxt = ((addr + PAGE_SIZE*NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE*NPTEPG - 1));
3182                 ptepindex = addr >> PDRSHIFT;
3183
3184 #if JGPMAP32
3185                 srcptepaddr = (vm_offset_t) src_pmap->pm_pdir[ptepindex];
3186 #endif
3187                 if (srcptepaddr == 0)
3188                         continue;
3189
3190                 if (srcptepaddr & PG_PS) {
3191 #if JGPMAP32
3192                         if (dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] == 0) {
3193                                 dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] = (pd_entry_t) srcptepaddr;
3194                                 dst_pmap->pm_stats.resident_count += NBPDR / PAGE_SIZE;
3195                         }
3196 #endif
3197                         continue;
3198                 }
3199
3200                 srcmpte = vm_page_lookup(src_pmap->pm_pteobj, ptepindex);
3201                 if ((srcmpte == NULL) || (srcmpte->hold_count == 0) ||
3202                     (srcmpte->flags & PG_BUSY)) {
3203                         continue;
3204                 }
3205
3206                 if (pdnxt > end_addr)
3207                         pdnxt = end_addr;
3208
3209                 src_pte = vtopte(addr);
3210 #if JGPMAP32
3211                 dst_pte = avtopte(addr);
3212 #endif
3213                 while (addr < pdnxt) {
3214                         pt_entry_t ptetemp;
3215
3216                         ptetemp = *src_pte;
3217                         /*
3218                          * we only virtual copy managed pages
3219                          */
3220                         if ((ptetemp & PG_MANAGED) != 0) {
3221                                 /*
3222                                  * We have to check after allocpte for the
3223                                  * pte still being around...  allocpte can
3224                                  * block.
3225                                  *
3226                                  * pmap_allocpte() can block.  If we lose
3227                                  * our page directory mappings we stop.
3228                                  */
3229                                 dstmpte = pmap_allocpte(dst_pmap, addr);
3230
3231 #if JGPMAP32
3232                                 if (src_frame != (PTDpde & PG_FRAME) ||
3233                                     dst_frame != (APTDpde & PG_FRAME)
3234                                 ) {
3235                                         kprintf("WARNING: pmap_copy: detected and corrected race\n");
3236                                         pmap_unwire_pte_hold(dst_pmap, dstmpte, &info);
3237                                         goto failed;
3238                                 } else if ((*dst_pte == 0) &&
3239                                            (ptetemp = *src_pte) != 0 &&
3240                                            (ptetemp & PG_MANAGED)) {
3241                                         /*
3242                                          * Clear the modified and
3243                                          * accessed (referenced) bits
3244                                          * during the copy.
3245                                          */
3246                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(ptetemp);
3247                                         *dst_pte = ptetemp & ~(PG_M | PG_A);
3248                                         ++dst_pmap->pm_stats.resident_count;
3249                                         pmap_insert_entry(dst_pmap, addr,
3250                                                 dstmpte, m);
3251                                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
3252                                 } else {
3253                                         kprintf("WARNING: pmap_copy: dst_pte race detected and corrected\n");
3254                                         pmap_unwire_pte_hold(dst_pmap, dstmpte, &info);
3255                                         goto failed;
3256                                 }
3257 #endif
3258                                 if (dstmpte->hold_count >= srcmpte->hold_count)
3259                                         break;
3260                         }
3261                         addr += PAGE_SIZE;
3262                         src_pte++;
3263                         dst_pte++;
3264                 }
3265         }
3266 failed:
3267         crit_exit();
3268         pmap_inval_flush(&info);
3269 }
3270
3271 /*
3272  * pmap_zero_page:
3273  *
3274  *      Zero the specified physical page.
3275  *
3276  *      This function may be called from an interrupt and no locking is
3277  *      required.
3278  */
3279 void
3280 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
3281 READY1
3282 {
3283         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(phys);
3284
3285         pagezero((void *)va);
3286 }
3287
3288 /*
3289  * pmap_page_assertzero:
3290  *
3291  *      Assert that a page is empty, panic if it isn't.
3292  */
3293 void
3294 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
3295 READY1
3296 {
3297         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
3298         int i;
3299
3300         crit_enter();
3301         vm_offset_t virt = PHYS_TO_DMAP(phys);
3302
3303         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += sizeof(int)) {
3304             if (*(int *)((char *)virt + i) != 0) {
3305                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!\n",
3306                     (void *)virt);
3307             }
3308         }
3309         crit_exit();
3310 }
3311
3312 /*
3313  * pmap_zero_page:
3314  *
3315  *      Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
3316  *      its contents with bzero.
3317  *
3318  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
3319  */
3320 void
3321 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
3322 READY1
3323 {
3324         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
3325
3326         crit_enter();
3327         vm_offset_t virt = PHYS_TO_DMAP(phys);
3328         bzero((char *)virt + off, size);
3329         crit_exit();
3330 }
3331
3332 /*
3333  * pmap_copy_page:
3334  *
3335  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
3336  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
3337  *      is required.
3338  */
3339 void
3340 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
3341 READY1
3342 {
3343         vm_offset_t src_virt, dst_virt;
3344
3345         crit_enter();
3346         src_virt = PHYS_TO_DMAP(src);
3347         dst_virt = PHYS_TO_DMAP(dst);
3348         bcopy(src_virt, dst_virt, PAGE_SIZE);
3349         crit_exit();
3350 }
3351
3352 /*
3353  * pmap_copy_page_frag:
3354  *
3355  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
3356  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
3357  *      is required.
3358  */
3359 void
3360 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
3361 READY1
3362 {
3363         vm_offset_t src_virt, dst_virt;
3364
3365         crit_enter();
3366         src_virt = PHYS_TO_DMAP(src);
3367         dst_virt = PHYS_TO_DMAP(dst);
3368         bcopy((char *)src_virt + (src & PAGE_MASK),
3369               (char *)dst_virt + (dst & PAGE_MASK),
3370               bytes);
3371         crit_exit();
3372 }
3373
3374 /*
3375  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
3376  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
3377  * be changed upwards or downwards in the future; it
3378  * is only necessary that true be returned for a small
3379  * subset of pmaps for proper page aging.
3380  */
3381 boolean_t
3382 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
3383 READY2
3384 {
3385         pv_entry_t pv;
3386         int loops = 0;
3387
3388         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3389                 return FALSE;
3390
3391         crit_enter();
3392
3393         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3394                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
3395                         crit_exit();
3396                         return TRUE;
3397                 }
3398                 loops++;
3399                 if (loops >= 16)
3400                         break;
3401         }
3402         crit_exit();
3403         return (FALSE);
3404 }
3405
3406 /*
3407  * Remove all pages from specified address space
3408  * this aids process exit speeds.  Also, this code
3409  * is special cased for current process only, but
3410  * can have the more generic (and slightly slower)
3411  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
3412  * in the case of running down an entire address space.
3413  */
3414 void
3415 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
3416 READY1
3417 {
3418         struct lwp *lp;
3419         pt_entry_t *pte, tpte;
3420         pv_entry_t pv, npv;
3421         vm_page_t m;
3422         pmap_inval_info info;
3423         int iscurrentpmap;
3424         int save_generation;
3425
3426         lp = curthread->td_lwp;
3427         if (lp && pmap == vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
3428                 iscurrentpmap = 1;
3429         else
3430                 iscurrentpmap = 0;
3431
3432         pmap_inval_init(&info);
3433         crit_enter();
3434         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
3435                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
3436                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
3437                         continue;
3438                 }
3439
3440                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
3441
3442                 if (iscurrentpmap)
3443                         pte = vtopte(pv->pv_va);
3444                 else
3445                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
3446                 if (pmap->pm_active)
3447                         pmap_inval_add(&info, pmap, pv->pv_va);
3448
3449                 /*
3450                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
3451                  * at this time
3452                  */
3453                 if (*pte & PG_W) {
3454                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
3455                         continue;
3456                 }
3457                 tpte = pte_load_clear(pte);
3458
3459                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte & PG_FRAME);
3460
3461                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
3462                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %lx", tpte));
3463
3464                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
3465                 --pmap->pm_stats.resident_count;
3466
3467                 /*
3468                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
3469                  */
3470                 if (tpte & PG_M) {
3471                         vm_page_dirty(m);
3472                 }
3473
3474                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
3475                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
3476                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
3477
3478                 m->md.pv_list_count--;
3479                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3480                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
3481                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
3482
3483                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
3484                 free_pv_entry(pv);
3485
3486                 /*
3487                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
3488                  * calls and other removals were made.
3489                  */
3490                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
3491                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
3492                         pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
3493                 }
3494         }
3495         pmap_inval_flush(&info);
3496         crit_exit();
3497 }
3498
3499 /*
3500  * pmap_testbit tests bits in pte's
3501  * note that the testbit/clearbit routines are inline,
3502  * and a lot of things compile-time evaluate.
3503  */
3504 static boolean_t
3505 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
3506 READY1
3507 {
3508         pv_entry_t pv;
3509         pt_entry_t *pte;
3510
3511         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3512                 return FALSE;
3513
3514         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
3515                 return FALSE;
3516
3517         crit_enter();
3518
3519         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3520                 /*
3521                  * if the bit being tested is the modified bit, then
3522                  * mark clean_map and ptes as never
3523                  * modified.
3524                  */
3525                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
3526                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3527                                 continue;
3528                 }
3529
3530 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3531                 if (pv->pv_pmap == NULL) {
3532                         kprintf("Null pmap (tb) at va: 0x%lx\n", pv->pv_va);
3533                         continue;
3534                 }
3535 #endif
3536                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3537                 if (*pte & bit) {
3538                         crit_exit();
3539                         return TRUE;
3540                 }
3541         }
3542         crit_exit();
3543         return (FALSE);
3544 }
3545
3546 /*
3547  * this routine is used to modify bits in ptes
3548  */
3549 static __inline void
3550 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3551 READY1
3552 {
3553         struct pmap_inval_info info;
3554         pv_entry_t pv;
3555         pt_entry_t *pte;
3556         pt_entry_t pbits;
3557
3558         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3559                 return;
3560
3561         pmap_inval_init(&info);
3562         crit_enter();
3563
3564         /*
3565          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3566          * setting RO do we need to clear the VAC?
3567          */
3568         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3569                 /*
3570                  * don't write protect pager mappings
3571                  */
3572                 if (bit == PG_RW) {
3573                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3574                                 continue;
3575                 }
3576
3577 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3578                 if (pv->pv_pmap == NULL) {
3579                         kprintf("Null pmap (cb) at va: 0x%lx\n", pv->pv_va);
3580                         continue;
3581                 }
3582 #endif
3583
3584                 /*
3585                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3586                  * clear PG_A or PG_M safely but we need to synchronize
3587                  * with the target cpus when we mess with PG_RW.
3588                  *
3589                  * We do not have to force synchronization when clearing
3590                  * PG_M even for PTEs generated via virtual memory maps,
3591                  * because the virtual kernel will invalidate the pmap
3592                  * entry when/if it needs to resynchronize the Modify bit.
3593                  */
3594                 if (bit & PG_RW)
3595                         pmap_inval_add(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3596                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3597 again:
3598                 pbits = *pte;
3599                 if (pbits & bit) {
3600                         if (bit == PG_RW) {
3601                                 if (pbits & PG_M) {
3602                                         vm_page_dirty(m);
3603                                         atomic_clear_long(pte, PG_M|PG_RW);
3604                                 } else {
3605                                         /*
3606                                          * The cpu may be trying to set PG_M
3607                                          * simultaniously with our clearing
3608                                          * of PG_RW.
3609                                          */
3610                                         if (!atomic_cmpset_long(pte, pbits,
3611                                                                pbits & ~PG_RW))
3612                                                 goto again;
3613                                 }
3614                         } else if (bit == PG_M) {
3615                                 /*
3616                                  * We could also clear PG_RW here to force
3617                                  * a fault on write to redetect PG_M for
3618                                  * virtual kernels, but it isn't necessary
3619                                  * since virtual kernels invalidate the pte
3620                                  * when they clear the VPTE_M bit in their
3621                                  * virtual page tables.
3622                                  */
3623                                 atomic_clear_long(pte, PG_M);
3624                         } else {
3625                                 atomic_clear_long(pte, bit);
3626                         }
3627                 }
3628         }
3629         pmap_inval_flush(&info);
3630         crit_exit();
3631 }
3632
3633 /*
3634  *      pmap_page_protect:
3635  *
3636  *      Lower the permission for all mappings to a given page.
3637  */
3638 void
3639 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3640 READY1
3641 {
3642         /* JG NX support? */
3643         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3644                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3645                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3646                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3647                 } else {
3648                         pmap_remove_all(m);
3649                 }
3650         }
3651 }
3652
3653 vm_paddr_t
3654 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3655 READY2
3656 {
3657         return (amd64_ptob(ppn));
3658 }
3659
3660 /*
3661  *      pmap_ts_referenced:
3662  *
3663  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3664  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3665  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3666  *      reference bits set.
3667  *
3668  *      XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3669  *      should be tested and standardized at some point in the future for
3670  *      optimal aging of shared pages.
3671  */
3672 int
3673 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3674 READY1
3675 {
3676         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3677         pt_entry_t *pte;
3678         int rtval = 0;
3679
3680         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3681                 return (rtval);
3682
3683         crit_enter();
3684
3685         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3686
3687                 pvf = pv;
3688
3689                 do {
3690                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3691
3692                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3693
3694                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3695
3696                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3697                                 continue;
3698
3699                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3700
3701                         if (pte && (*pte & PG_A)) {
3702 #ifdef SMP
3703                                 atomic_clear_long(pte, PG_A);
3704 #else
3705                                 atomic_clear_long_nonlocked(pte, PG_A);
3706 #endif
3707                                 rtval++;
3708                                 if (rtval > 4) {
3709                                         break;
3710                                 }
3711                         }
3712                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3713         }
3714         crit_exit();
3715
3716         return (rtval);
3717 }
3718
3719 /*
3720  *      pmap_is_modified:
3721  *
3722  *      Return whether or not the specified physical page was modified
3723  *      in any physical maps.
3724  */
3725 boolean_t
3726 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3727 READY2
3728 {
3729         return pmap_testbit(m, PG_M);
3730 }
3731
3732 /*
3733  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3734  */
3735 void
3736 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3737 READY2
3738 {
3739         pmap_clearbit(m, PG_M);
3740 }
3741
3742 /*
3743  *      pmap_clear_reference:
3744  *
3745  *      Clear the reference bit on the specified physical page.
3746  */
3747 void
3748 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3749 READY2
3750 {
3751         pmap_clearbit(m, PG_A);
3752 }
3753
3754 /*
3755  * Miscellaneous support routines follow
3756  */
3757
3758 static void
3759 i386_protection_init(void)
3760 READY0
3761 {
3762         int *kp, prot;
3763
3764         /* JG NX support may go here; No VM_PROT_EXECUTE ==> set NX bit  */
3765         kp = protection_codes;
3766         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3767                 switch (prot) {
3768                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3769                         /*
3770                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3771                          * so just make it readable.
3772                          */
3773                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3774                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3775                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3776                         *kp++ = 0;
3777                         break;
3778                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3779                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3780                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3781                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3782                         *kp++ = PG_RW;
3783                         break;
3784                 }
3785         }
3786 }
3787
3788 /*
3789  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3790  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3791  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3792  * NOT real memory.
3793  *
3794  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3795  * a time.
3796  */
3797 void *
3798 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3799 READY1
3800 {
3801         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3802         pt_entry_t *pte;
3803
3804         offset = pa & PAGE_MASK;
3805         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3806
3807         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size);
3808         if (va == 0)
3809                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3810
3811         pa = pa & ~PAGE_MASK;
3812         for (tmpva = va; size > 0;) {
3813                 pte = vtopte(tmpva);
3814                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3815                 size -= PAGE_SIZE;
3816                 tmpva += PAGE_SIZE;
3817                 pa += PAGE_SIZE;
3818         }
3819         cpu_invltlb();
3820         smp_invltlb();
3821
3822         return ((void *)(va + offset));
3823 }
3824
3825 void *
3826 pmap_mapdev_uncacheable(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3827 READY1
3828 {
3829         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3830         pt_entry_t *pte;
3831
3832         offset = pa & PAGE_MASK;
3833         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3834
3835         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size);
3836         if (va == 0)
3837                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3838
3839         pa = pa & ~PAGE_MASK;
3840         for (tmpva = va; size > 0;) {
3841                 pte = vtopte(tmpva);
3842                 *pte = pa | PG_RW | PG_V | PG_N; /* | pgeflag; */
3843                 size -= PAGE_SIZE;
3844                 tmpva += PAGE_SIZE;
3845                 pa += PAGE_SIZE;
3846         }
3847         cpu_invltlb();
3848         smp_invltlb();
3849
3850         return ((void *)(va + offset));
3851 }
3852
3853 void
3854 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3855 READY1
3856 {
3857         vm_offset_t base, offset;
3858
3859         base = va & ~PAGE_MASK;
3860         offset = va & PAGE_MASK;
3861         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3862         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3863         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3864 }
3865
3866 /*
3867  * perform the pmap work for mincore
3868  */
3869 int
3870 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3871 READY0
3872 {
3873         pt_entry_t *ptep, pte;
3874         vm_page_t m;
3875         int val = 0;
3876
3877         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3878         if (ptep == 0) {
3879                 return 0;
3880         }
3881
3882         if ((pte = *ptep) != 0) {
3883                 vm_offset_t pa;
3884
3885                 val = MINCORE_INCORE;
3886                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3887                         return val;
3888
3889                 pa = pte & PG_FRAME;
3890
3891                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3892
3893                 /*
3894                  * Modified by us
3895                  */
3896                 if (pte & PG_M)
3897                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3898                 /*
3899                  * Modified by someone
3900                  */
3901                 else if (m->dirty || pmap_is_modified(m))
3902                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3903                 /*
3904                  * Referenced by us
3905                  */
3906                 if (pte & PG_A)
3907                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3908
3909                 /*
3910                  * Referenced by someone
3911                  */
3912                 else if ((m->flags & PG_REFERENCED) || pmap_ts_referenced(m)) {
3913                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3914                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3915                 }
3916         }
3917         return val;
3918 }
3919
3920 /*
3921  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3922  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3923  *
3924  * The vmspace for all lwps associated with the process will be adjusted
3925  * and cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3926  */
3927 void
3928 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3929 READY2
3930 {
3931         struct vmspace *oldvm;
3932         struct lwp *lp;
3933
3934         crit_enter();
3935         oldvm = p->p_vmspace;
3936         if (oldvm != newvm) {
3937                 p->p_vmspace = newvm;
3938                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3939                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3940                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3941                 if (adjrefs) {
3942                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3943                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3944                 }
3945         }
3946         crit_exit();
3947 }
3948
3949 /*
3950  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3951  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3952  * on a per-lwp basis.
3953  */
3954 void
3955 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3956 READY1
3957 {
3958         struct vmspace *oldvm;
3959         struct pmap *pmap;
3960
3961         crit_enter();
3962         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3963
3964         if (oldvm != newvm) {
3965                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3966                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3967                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3968 #if defined(SMP)
3969                         atomic_set_int(&pmap->pm_active, 1 << mycpu->gd_cpuid);
3970 #else
3971                         pmap->pm_active |= 1;
3972 #endif
3973 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3974                         tlb_flush_count++;
3975 #endif
3976                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pml4);
3977                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
3978                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3979 #if defined(SMP)
3980                         atomic_clear_int(&pmap->pm_active,
3981                                           1 << mycpu->gd_cpuid);
3982 #else
3983                         pmap->pm_active &= ~1;
3984 #endif
3985                 }
3986         }
3987         crit_exit();
3988 }
3989
3990 vm_offset_t
3991 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3992 READY0
3993 {
3994
3995         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3996                 return addr;
3997         }
3998
3999         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
4000         return addr;
4001 }
4002
4003
4004 #if defined(DEBUG)
4005
4006 static void     pads (pmap_t pm);
4007 void            pmap_pvdump (vm_paddr_t pa);
4008
4009 /* print address space of pmap*/
4010 static void
4011 pads(pmap_t pm)
4012 READY0
4013 {
4014         vm_offset_t va;
4015         unsigned i, j;
4016         pt_entry_t *ptep;
4017
4018         if (pm == &kernel_pmap)
4019                 return;
4020         crit_enter();
4021         for (i = 0; i < NPDEPG; i++) {
4022 #if JGPMAP32
4023                 if (pm->pm_pdir[i]) {
4024                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
4025                                 va = (i << PDRSHIFT) + (j << PAGE_SHIFT);
4026                                 if (pm == &kernel_pmap && va < KERNBASE)
4027                                         continue;
4028                                 if (pm != &kernel_pmap && va > UPT_MAX_ADDRESS)
4029                                         continue;
4030                                 ptep = pmap_pte_quick(pm, va);
4031                                 if (pmap_pte_v(ptep))
4032                                         kprintf("%lx:%lx ", va, *ptep);
4033                         };
4034                 }
4035 #endif
4036         }
4037         crit_exit();
4038
4039 }
4040
4041 void
4042 pmap_pvdump(vm_paddr_t pa)
4043 READY0
4044 {
4045         pv_entry_t pv;
4046         vm_page_t m;
4047
4048         kprintf("pa %08llx", (long long)pa);
4049         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
4050         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
4051 #ifdef used_to_be
4052                 kprintf(" -> pmap %p, va %x, flags %x",
4053                     (void *)pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_flags);
4054 #endif
4055                 kprintf(" -> pmap %p, va %x", (void *)pv->pv_pmap, pv->pv_va);
4056                 pads(pv->pv_pmap);
4057         }
4058         kprintf(" ");
4059 }
4060 #endif