Merge branch 'vendor/GREP'
[dragonfly.git] / sys / platform / pc32 / i386 / pmap.c
1 /*
2  * (MPSAFE)
3  *
4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
7  * All rights reserved.
8  * Copyright (c) 1994 David Greenman
9  * All rights reserved.
10  *
11  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
12  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
13  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
14  *
15  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
16  * modification, are permitted provided that the following conditions
17  * are met:
18  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
20  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
22  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
23  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
24  *    must display the following acknowledgement:
25  *      This product includes software developed by the University of
26  *      California, Berkeley and its contributors.
27  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
28  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
29  *    without specific prior written permission.
30  *
31  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
32  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
33  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
34  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
35  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
36  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
37  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
38  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
39  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
40  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
41  * SUCH DAMAGE.
42  *
43  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
44  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.18 2002/03/06 22:48:53 silby Exp $
45  */
46
47 /*
48  * Manages physical address maps.
49  *
50  * In most cases we hold page table pages busy in order to manipulate them.
51  */
52 /*
53  * PMAP_DEBUG - see platform/pc32/include/pmap.h
54  */
55
56 #include "opt_disable_pse.h"
57 #include "opt_pmap.h"
58 #include "opt_msgbuf.h"
59
60 #include <sys/param.h>
61 #include <sys/systm.h>
62 #include <sys/kernel.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/msgbuf.h>
65 #include <sys/vmmeter.h>
66 #include <sys/mman.h>
67 #include <sys/thread.h>
68
69 #include <vm/vm.h>
70 #include <vm/vm_param.h>
71 #include <sys/sysctl.h>
72 #include <sys/lock.h>
73 #include <vm/vm_kern.h>
74 #include <vm/vm_page.h>
75 #include <vm/vm_map.h>
76 #include <vm/vm_object.h>
77 #include <vm/vm_extern.h>
78 #include <vm/vm_pageout.h>
79 #include <vm/vm_pager.h>
80 #include <vm/vm_zone.h>
81
82 #include <sys/user.h>
83 #include <sys/thread2.h>
84 #include <sys/sysref2.h>
85 #include <sys/spinlock2.h>
86
87 #include <machine/cputypes.h>
88 #include <machine/md_var.h>
89 #include <machine/specialreg.h>
90 #include <machine/smp.h>
91 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
92 #include <machine/globaldata.h>
93 #include <machine/pmap.h>
94 #include <machine/pmap_inval.h>
95
96 #define PMAP_KEEP_PDIRS
97 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
98 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
99 #define PMAP_PVLIMIT     1400000        /* i386 kvm problems */
100 #endif
101
102 #if defined(DIAGNOSTIC)
103 #define PMAP_DIAGNOSTIC
104 #endif
105
106 #define MINPV 2048
107
108 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
109 #define PMAP_INLINE __inline
110 #else
111 #define PMAP_INLINE
112 #endif
113
114 /*
115  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
116  */
117 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
118 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
119
120 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
121 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
122 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
123 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
124 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
125
126 /*
127  * Given a map and a machine independent protection code,
128  * convert to a vax protection code.
129  */
130 #define pte_prot(m, p)          \
131         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
132 static int protection_codes[8];
133
134 struct pmap kernel_pmap;
135 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
136
137 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
138 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
139 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
140 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
141 vm_offset_t virtual2_start;
142 vm_offset_t virtual2_end;
143 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
144 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
145 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
146 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
147 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
148 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
149
150 static vm_object_t kptobj;
151
152 static int nkpt;
153 vm_offset_t kernel_vm_end;
154
155 /*
156  * Data for the pv entry allocation mechanism
157  */
158 static vm_zone_t pvzone;
159 static struct vm_zone pvzone_store;
160 static struct vm_object pvzone_obj;
161 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
162 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
163 static struct pv_entry *pvinit;
164
165 /*
166  * Considering all the issues I'm having with pmap caching, if breakage
167  * continues to occur, and for debugging, I've added a sysctl that will
168  * just do an unconditional invltlb.
169  */
170 static int dreadful_invltlb;
171
172 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dreadful_invltlb,
173            CTLFLAG_RW, &dreadful_invltlb, 0, "Debugging sysctl to force invltlb on pmap operations");
174
175 /*
176  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
177  */
178 pt_entry_t *CMAP1 = 0, *ptmmap;
179 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
180 static pt_entry_t *msgbufmap;
181 struct msgbuf *msgbufp=0;
182
183 /*
184  * Crashdump maps.
185  */
186 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
187 static caddr_t crashdumpmap;
188
189 extern pt_entry_t *SMPpt;
190
191 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
192 static unsigned * get_ptbase (pmap_t pmap);
193 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
194 static void     i386_protection_init (void);
195 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
196
197 static void     pmap_remove_all (vm_page_t m);
198 static int pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, unsigned *ptq, 
199                                 vm_offset_t sva, pmap_inval_info_t info);
200 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap, 
201                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
202 static int pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
203                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
204 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
205 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, vm_offset_t va,
206                 vm_page_t mpte, vm_page_t m);
207
208 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
209
210 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
211 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, unsigned ptepindex);
212 static unsigned * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
213 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
214 static int pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, pmap_inval_info_t);
215 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
216
217 static unsigned pdir4mb;
218
219 /*
220  * Move the kernel virtual free pointer to the next
221  * 4MB.  This is used to help improve performance
222  * by using a large (4MB) page for much of the kernel
223  * (.text, .data, .bss)
224  */
225 static
226 vm_offset_t
227 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
228 {
229         vm_offset_t newaddr = addr;
230 #ifndef DISABLE_PSE
231         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
232                 newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
233         }
234 #endif
235         return newaddr;
236 }
237
238 /*
239  * This function returns a pointer to the pte entry in the pmap and has
240  * the side effect of potentially retaining a cached mapping of the pmap.
241  *
242  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
243  * until the caller blocks or releases the token.
244  */
245 static
246 unsigned *
247 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
248 {
249         unsigned *pdeaddr;
250
251         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
252         if (pmap) {
253                 pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(pmap, va);
254                 if (*pdeaddr & PG_PS)
255                         return pdeaddr;
256                 if (*pdeaddr)
257                         return get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
258         }
259         return (0);
260 }
261
262 /*
263  * pmap_pte using the kernel_pmap
264  *
265  * Used for debugging, no requirements.
266  */
267 unsigned *
268 pmap_kernel_pte(vm_offset_t va)
269 {
270         unsigned *pdeaddr;
271
272         pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(&kernel_pmap, va);
273         if (*pdeaddr & PG_PS)
274                 return pdeaddr;
275         if (*pdeaddr)
276                 return (unsigned *)vtopte(va);
277         return(0);
278 }
279
280 /*
281  * pmap_pte_quick:
282  *
283  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
284  * This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
285  * the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
286  * to do an entire invltlb when checking a single mapping.
287  *
288  * Should only be called while in a critical section.
289  *
290  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
291  * until the caller blocks or releases the token.
292  */
293 static
294 unsigned *
295 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
296 {
297         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
298         unsigned pde, newpf;
299
300         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
301         if ((pde = (unsigned) pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT]) != 0) {
302                 unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
303                 unsigned index = i386_btop(va);
304                 /* are we current address space or kernel? */
305                 if ((pmap == &kernel_pmap) ||
306                         (frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME))) {
307                         return (unsigned *) PTmap + index;
308                 }
309                 newpf = pde & PG_FRAME;
310                 if (((*(unsigned *)gd->gd_PMAP1) & PG_FRAME) != newpf) {
311                         *(unsigned *)gd->gd_PMAP1 = newpf | PG_RW | PG_V;
312                         cpu_invlpg(gd->gd_PADDR1);
313                 }
314                 return gd->gd_PADDR1 + ((unsigned) index & (NPTEPG - 1));
315         }
316         return (0);
317 }
318
319
320 /*
321  * Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
322  *
323  * On the i386 this is called after mapping has already been enabled
324  * and just syncs the pmap module with what has already been done.
325  * [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
326  * mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
327  * from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
328  * (physical) address starting relative to 0]
329  */
330 void
331 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr, vm_paddr_t loadaddr)
332 {
333         vm_offset_t va;
334         pt_entry_t *pte;
335         struct mdglobaldata *gd;
336         int i;
337         int pg;
338
339         KvaStart = (vm_offset_t)VADDR(PTDPTDI, 0);
340         KvaSize = (vm_offset_t)VADDR(APTDPTDI, 0) - KvaStart;
341         KvaEnd  = KvaStart + KvaSize;
342
343         avail_start = firstaddr;
344
345         /*
346          * XXX The calculation of virtual_start is wrong. It's NKPT*PAGE_SIZE
347          * too large. It should instead be correctly calculated in locore.s and
348          * not based on 'first' (which is a physical address, not a virtual
349          * address, for the start of unused physical memory). The kernel
350          * page tables are NOT double mapped and thus should not be included
351          * in this calculation.
352          */
353         virtual_start = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
354         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
355         virtual_end = VADDR(KPTDI+NKPDE-1, NPTEPG-1);
356
357         /*
358          * Initialize protection array.
359          */
360         i386_protection_init();
361
362         /*
363          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
364          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
365          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
366          *
367          * The kernel_pmap's pm_pteobj is used only for locking and not
368          * for mmu pages.
369          */
370         kernel_pmap.pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
371         kernel_pmap.pm_count = 1;
372         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
373         kernel_pmap.pm_pteobj = &kernel_object;
374         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
375         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist_free);
376         spin_init(&kernel_pmap.pm_spin);
377         lwkt_token_init(&kernel_pmap.pm_token, "kpmap_tok");
378         nkpt = NKPT;
379
380         /*
381          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
382          * mapping of pages.
383          */
384 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
385         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
386
387         va = virtual_start;
388         pte = (pt_entry_t *) pmap_kernel_pte(va);
389
390         /*
391          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
392          */
393         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
394
395         /*
396          * Crashdump maps.
397          */
398         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
399
400         /*
401          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
402          * /dev/mem.
403          */
404         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
405
406         /*
407          * msgbufp is used to map the system message buffer.
408          * XXX msgbufmap is not used.
409          */
410         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
411                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
412
413         virtual_start = va;
414
415         *(int *) CMAP1 = 0;
416         for (i = 0; i < NKPT; i++)
417                 PTD[i] = 0;
418
419         /*
420          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
421          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
422          * works under UP because self-referential page table mappings
423          */
424 #ifdef SMP
425         pgeflag = 0;
426 #else
427         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
428                 pgeflag = PG_G;
429 #endif
430         
431 /*
432  * Initialize the 4MB page size flag
433  */
434         pseflag = 0;
435 /*
436  * The 4MB page version of the initial
437  * kernel page mapping.
438  */
439         pdir4mb = 0;
440
441 #if !defined(DISABLE_PSE)
442         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
443                 unsigned ptditmp;
444                 /*
445                  * Note that we have enabled PSE mode
446                  */
447                 pseflag = PG_PS;
448                 ptditmp = *((unsigned *)PTmap + i386_btop(KERNBASE));
449                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
450                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
451                 pdir4mb = ptditmp;
452
453 #ifndef SMP
454                 /*
455                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
456                  * now because the APs will not be able to use it when
457                  * they boot up.
458                  */
459                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
460
461                 /*
462                  * We can do the mapping here for the single processor
463                  * case.  We simply ignore the old page table page from
464                  * now on.
465                  */
466                 /*
467                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
468                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
469                  */
470                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
471                 kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
472                 cpu_invltlb();
473 #endif
474         }
475 #endif
476
477         /*
478          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
479          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
480          * portion.
481          */
482         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
483         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
484         gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
485         gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
486         gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
487         gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
488         gd->gd_GDMAP1 = &PTD[APTDPTDI];
489         gd->gd_CADDR1 = CPU_prvspace[0].CPAGE1;
490         gd->gd_CADDR2 = CPU_prvspace[0].CPAGE2;
491         gd->gd_CADDR3 = CPU_prvspace[0].CPAGE3;
492         gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)CPU_prvspace[0].PPAGE1;
493         gd->gd_GDADDR1= (unsigned *)VADDR(APTDPTDI, 0);
494
495         cpu_invltlb();
496 }
497
498 #ifdef SMP
499 /*
500  * Set 4mb pdir for mp startup
501  */
502 void
503 pmap_set_opt(void)
504 {
505         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
506                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
507                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
508                         kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] =
509                             PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)pdir4mb;
510                         cpu_invltlb();
511                 }
512         }
513 }
514 #endif
515
516 /*
517  * Initialize the pmap module, called by vm_init()
518  *
519  * Called from the low level boot code only.
520  */
521 void
522 pmap_init(void)
523 {
524         int i;
525         int initial_pvs;
526
527         /*
528          * object for kernel page table pages
529          */
530         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NKPDE);
531
532         /*
533          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
534          * pv_head_table.
535          */
536
537         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
538                 vm_page_t m;
539
540                 m = &vm_page_array[i];
541                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
542                 m->md.pv_list_count = 0;
543         }
544
545         /*
546          * init the pv free list
547          */
548         initial_pvs = vm_page_array_size;
549         if (initial_pvs < MINPV)
550                 initial_pvs = MINPV;
551         pvzone = &pvzone_store;
552         pvinit = (void *)kmem_alloc(&kernel_map,
553                                     initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
554         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry),
555                   pvinit, initial_pvs);
556
557         /*
558          * Now it is safe to enable pv_table recording.
559          */
560         pmap_initialized = TRUE;
561 }
562
563 /*
564  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
565  * high water mark so that the system can recover from excessive
566  * numbers of pv entries.
567  *
568  * Called from the low level boot code only.
569  */
570 void
571 pmap_init2(void)
572 {
573         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
574         int entry_max;
575
576         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
577         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
578
579 #ifdef PMAP_PVLIMIT
580         /*
581          * Horrible hack for systems with a lot of memory running i386.
582          * the calculated pv_entry_max can wind up eating a ton of KVM
583          * so put a cap on the number of entries if the user did not
584          * change any of the values.   This saves about 44MB of KVM on
585          * boxes with 3+GB of ram.
586          *
587          * On the flip side, this makes it more likely that some setups
588          * will run out of pv entries.  Those sysads will have to bump
589          * the limit up with vm.pamp.pv_entries or vm.pmap.shpgperproc.
590          */
591         if (shpgperproc == PMAP_SHPGPERPROC) {
592                 if (pv_entry_max > PMAP_PVLIMIT)
593                         pv_entry_max = PMAP_PVLIMIT;
594         }
595 #endif
596         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
597         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
598
599         /*
600          * Subtract out pages already installed in the zone (hack)
601          */
602         entry_max = pv_entry_max - vm_page_array_size;
603         if (entry_max <= 0)
604                 entry_max = 1;
605
606         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
607 }
608
609
610 /***************************************************
611  * Low level helper routines.....
612  ***************************************************/
613
614 #ifdef PMAP_DEBUG
615
616 static void
617 test_m_maps_pv(vm_page_t m, pv_entry_t pv)
618 {
619         pv_entry_t spv;
620
621         crit_enter();
622 #ifdef PMAP_DEBUG
623         KKASSERT(pv->pv_m == m);
624 #endif
625         TAILQ_FOREACH(spv, &m->md.pv_list, pv_list) {
626                 if (pv == spv) {
627                         crit_exit();
628                         return;
629                 }
630         }
631         crit_exit();
632         panic("test_m_maps_pv: failed m %p pv %p\n", m, pv);
633 }
634
635 static void
636 ptbase_assert(struct pmap *pmap)
637 {
638         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
639
640         /* are we current address space or kernel? */
641         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned)PTDpde) & PG_FRAME))
642                 return;
643         KKASSERT(frame == (*mdcpu->gd_GDMAP1 & PG_FRAME));
644 }
645
646 #else
647
648 #define test_m_maps_pv(m, pv)
649 #define ptbase_assert(pmap)
650
651 #endif
652
653 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
654
655 /*
656  * This code checks for non-writeable/modified pages.
657  * This should be an invalid condition.
658  */
659 static int
660 pmap_nw_modified(pt_entry_t ptea)
661 {
662         int pte;
663
664         pte = (int) ptea;
665
666         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
667                 return 1;
668         else
669                 return 0;
670 }
671 #endif
672
673
674 /*
675  * This routine defines the region(s) of memory that should not be tested
676  * for the modified bit.
677  *
678  * No requirements.
679  */
680 static PMAP_INLINE int
681 pmap_track_modified(vm_offset_t va)
682 {
683         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
684                 return 1;
685         else
686                 return 0;
687 }
688
689 /*
690  * Retrieve the mapped page table base for a particular pmap.  Use our self
691  * mapping for the kernel_pmap or our current pmap.
692  *
693  * For foreign pmaps we use the per-cpu page table map.  Since this involves
694  * installing a ptd it's actually (per-process x per-cpu).  However, we
695  * still cannot depend on our mapping to survive thread switches because
696  * the process might be threaded and switching to another thread for the
697  * same process on the same cpu will allow that other thread to make its
698  * own mapping.
699  *
700  * This could be a bit confusing but the jist is for something like the
701  * vkernel which uses foreign pmaps all the time this represents a pretty
702  * good cache that avoids unnecessary invltlb()s.
703  *
704  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
705  * until the caller blocks or releases the token.
706  */
707 static unsigned *
708 get_ptbase(pmap_t pmap)
709 {
710         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
711         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
712
713         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
714
715         /*
716          * We can use PTmap if the pmap is our current address space or
717          * the kernel address space.
718          */
719         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
720                 return (unsigned *) PTmap;
721         }
722
723         /*
724          * Otherwise we use the per-cpu alternative page table map.  Each
725          * cpu gets its own map.  Because of this we cannot use this map
726          * from interrupts or threads which can preempt.
727          *
728          * Even if we already have the map cached we may still have to
729          * invalidate the TLB if another cpu modified a PDE in the map.
730          */
731         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
732                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
733
734         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != frame) {
735                 *gd->gd_GDMAP1 = frame | PG_RW | PG_V;
736                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
737                 cpu_invltlb();
738         } else if ((pmap->pm_cached & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
739                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
740                 cpu_invltlb();
741         } else if (dreadful_invltlb) {
742                 cpu_invltlb();
743         }
744         return ((unsigned *)gd->gd_GDADDR1);
745 }
746
747 /*
748  * pmap_extract:
749  *
750  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
751  *
752  * The caller may hold vm_token if it desires non-blocking operation.
753  */
754 vm_paddr_t 
755 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
756 {
757         vm_offset_t rtval;
758         vm_offset_t pdirindex;
759
760         lwkt_gettoken(&vm_token);
761         pdirindex = va >> PDRSHIFT;
762         if (pmap && (rtval = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex])) {
763                 unsigned *pte;
764                 if ((rtval & PG_PS) != 0) {
765                         rtval &= ~(NBPDR - 1);
766                         rtval |= va & (NBPDR - 1);
767                 } else {
768                         pte = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
769                         rtval = ((*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK));
770                 }
771         } else {
772                 rtval = 0;
773         }
774         lwkt_reltoken(&vm_token);
775         return rtval;
776 }
777
778 /***************************************************
779  * Low level mapping routines.....
780  ***************************************************/
781
782 /*
783  * Map a wired VM page to a KVA, fully SMP synchronized.
784  *
785  * No requirements, non blocking.
786  */
787 void 
788 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
789 {
790         unsigned *pte;
791         unsigned npte;
792         pmap_inval_info info;
793
794         pmap_inval_init(&info);
795         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
796         pte = (unsigned *)vtopte(va);
797         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
798         *pte = npte;
799         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
800         pmap_inval_done(&info);
801 }
802
803 /*
804  * Map a wired VM page to a KVA, synchronized on current cpu only.
805  *
806  * No requirements, non blocking.
807  */
808 void
809 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
810 {
811         unsigned *pte;
812         unsigned npte;
813
814         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
815         pte = (unsigned *)vtopte(va);
816         *pte = npte;
817         cpu_invlpg((void *)va);
818 }
819
820 /*
821  * Synchronize a previously entered VA on all cpus.
822  *
823  * No requirements, non blocking.
824  */
825 void
826 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
827 {
828         pmap_inval_info info;
829
830         pmap_inval_init(&info);
831         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
832         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
833         pmap_inval_done(&info);
834 }
835
836 /*
837  * Synchronize a previously entered VA on the current cpu only.
838  *
839  * No requirements, non blocking.
840  */
841 void
842 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
843 {
844         cpu_invlpg((void *)va);
845 }
846
847 /*
848  * Remove a page from the kernel pagetables, fully SMP synchronized.
849  *
850  * No requirements, non blocking.
851  */
852 void
853 pmap_kremove(vm_offset_t va)
854 {
855         unsigned *pte;
856         pmap_inval_info info;
857
858         pmap_inval_init(&info);
859         pte = (unsigned *)vtopte(va);
860         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
861         *pte = 0;
862         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
863         pmap_inval_done(&info);
864 }
865
866 /*
867  * Remove a page from the kernel pagetables, synchronized on current cpu only.
868  *
869  * No requirements, non blocking.
870  */
871 void
872 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
873 {
874         unsigned *pte;
875         pte = (unsigned *)vtopte(va);
876         *pte = 0;
877         cpu_invlpg((void *)va);
878 }
879
880 /*
881  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
882  * synchronized on the current cpu only.
883  *
884  * No requirements, non blocking.
885  */
886 void
887 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
888 {
889         atomic_set_int(vtopte(va), PG_RW);
890         cpu_invlpg((void *)va);
891 }
892
893 /*
894  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
895  * synchronized on the current cpu only.
896  *
897  * No requirements, non blocking.
898  */
899 void
900 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
901 {
902         atomic_set_int(vtopte(va), PG_N);
903         cpu_invlpg((void *)va);
904 }
905
906 /*
907  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
908  *
909  * No requirements, non blocking.
910  */
911 vm_offset_t
912 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
913 {
914         vm_offset_t     sva, virt;
915
916         sva = virt = *virtp;
917         while (start < end) {
918                 pmap_kenter(virt, start);
919                 virt += PAGE_SIZE;
920                 start += PAGE_SIZE;
921         }
922         *virtp = virt;
923         return (sva);
924 }
925
926 /*
927  * Add a list of wired pages to the kva, fully SMP synchronized.
928  *
929  * No requirements, non blocking.
930  */
931 void
932 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
933 {
934         vm_offset_t end_va;
935
936         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
937                 
938         while (va < end_va) {
939                 unsigned *pte;
940
941                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
942                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
943                 cpu_invlpg((void *)va);
944                 va += PAGE_SIZE;
945                 m++;
946         }
947 #ifdef SMP
948         smp_invltlb();  /* XXX */
949 #endif
950 }
951
952 /*
953  * Remove pages from KVA, fully SMP synchronized.
954  *
955  * No requirements, non blocking.
956  */
957 void
958 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
959 {
960         vm_offset_t end_va;
961
962         end_va = va + count*PAGE_SIZE;
963
964         while (va < end_va) {
965                 unsigned *pte;
966
967                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
968                 *pte = 0;
969                 cpu_invlpg((void *)va);
970                 va += PAGE_SIZE;
971         }
972 #ifdef SMP
973         smp_invltlb();
974 #endif
975 }
976
977 /*
978  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
979  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
980  *
981  * The caller must hold the object.
982  */
983 static vm_page_t
984 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
985 {
986         vm_page_t m;
987
988         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
989         m = vm_page_lookup_busy_wait(object, pindex, FALSE, "pplookp");
990
991         return(m);
992 }
993
994 /*
995  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
996  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
997  */
998 void
999 pmap_init_thread(thread_t td)
1000 {
1001         /* enforce pcb placement */
1002         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
1003         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
1004         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16;
1005 }
1006
1007 /*
1008  * This routine directly affects the fork perf for a process.
1009  */
1010 void
1011 pmap_init_proc(struct proc *p)
1012 {
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Dispose the UPAGES for a process that has exited.
1017  * This routine directly impacts the exit perf of a process.
1018  */
1019 void
1020 pmap_dispose_proc(struct proc *p)
1021 {
1022         KASSERT(p->p_lock == 0, ("attempt to dispose referenced proc! %p", p));
1023 }
1024
1025 /***************************************************
1026  * Page table page management routines.....
1027  ***************************************************/
1028
1029 /*
1030  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
1031  * drops to zero, then it decrements the wire count.
1032  *
1033  * The caller must hold vm_token.
1034  * This function can block.
1035  */
1036 static int 
1037 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info) 
1038 {
1039         /* 
1040          * Wait until we can busy the page ourselves.  We cannot have
1041          * any active flushes if we block.
1042          */
1043         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "pmuwpt");
1044         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1045                 ("_pmap_unwire_pte_hold: %p->queue != PQ_NONE", m));
1046
1047         if (m->hold_count == 1) {
1048                 /*
1049                  * Unmap the page table page.
1050                  *
1051                  * NOTE: We must clear pm_cached for all cpus, including
1052                  *       the current one, when clearing a page directory
1053                  *       entry.
1054                  */
1055                 pmap_inval_interlock(info, pmap, -1);
1056                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1057                 pmap->pm_pdir[m->pindex] = 0;
1058                 pmap->pm_cached = 0;
1059                 pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1060
1061                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1062                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1063
1064                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1065                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1066
1067                 /*
1068                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1069                  * after we decrement wire_count.
1070                  * 
1071                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1072                  * multiple wire counts.
1073                  */
1074                 vm_page_unhold(m);
1075                 --m->wire_count;
1076                 KKASSERT(m->wire_count == 0);
1077                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1078                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1079                 vm_page_flash(m);
1080                 vm_page_free_zero(m);
1081                 return 1;
1082         } else {
1083                 KKASSERT(m->hold_count > 1);
1084                 vm_page_unhold(m);
1085                 vm_page_wakeup(m);
1086                 return 0;
1087         }
1088 }
1089
1090 /*
1091  * The caller must hold vm_token.
1092  * This function can block.
1093  */
1094 static PMAP_INLINE int
1095 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1096 {
1097         KKASSERT(m->hold_count > 0);
1098         if (m->hold_count > 1) {
1099                 vm_page_unhold(m);
1100                 return 0;
1101         } else {
1102                 return _pmap_unwire_pte_hold(pmap, m, info);
1103         }
1104 }
1105
1106 /*
1107  * After removing a (user) page table entry, this routine is used to
1108  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1109  *
1110  * The caller must hold vm_token.
1111  * This function can block regardless.
1112  */
1113 static int
1114 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte,
1115               pmap_inval_info_t info)
1116 {
1117         unsigned ptepindex;
1118
1119         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1120
1121         if (va >= UPT_MIN_ADDRESS)
1122                 return 0;
1123
1124         if (mpte == NULL) {
1125                 ptepindex = (va >> PDRSHIFT);
1126                 if (pmap->pm_ptphint &&
1127                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1128                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1129                 } else {
1130                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1131                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1132                         vm_page_wakeup(mpte);
1133                 }
1134         }
1135
1136         return pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, info);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1141  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1142  *
1143  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1144  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1145  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1146  *
1147  * No requirements.
1148  */
1149 void
1150 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1151 {
1152         pmap->pm_pdir =
1153                 (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1154         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, (vm_offset_t) IdlePTD);
1155         pmap->pm_count = 1;
1156         pmap->pm_active = 0;
1157         pmap->pm_cached = 0;
1158         pmap->pm_ptphint = NULL;
1159         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1160         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1161         spin_init(&pmap->pm_spin);
1162         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1163         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1168  * such as one in a vmspace structure.
1169  *
1170  * No requirements.
1171  */
1172 void
1173 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1174 {
1175         vm_page_t ptdpg;
1176
1177         /*
1178          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1179          * page directory table.
1180          */
1181         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1182                 pmap->pm_pdir =
1183                     (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1184         }
1185
1186         /*
1187          * Allocate an object for the ptes
1188          */
1189         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1190                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, PTDPTDI + 1);
1191
1192         /*
1193          * Allocate the page directory page, unless we already have
1194          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1195          * already be set appropriately.
1196          */
1197         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1198                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, PTDPTDI,
1199                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY |
1200                                      VM_ALLOC_ZERO);
1201                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1202                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED);
1203                 vm_page_wire(ptdpg);
1204                 KKASSERT(ptdpg->valid == VM_PAGE_BITS_ALL);
1205                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1206                 vm_page_wakeup(ptdpg);
1207         }
1208         pmap->pm_pdir[MPPTDI] = PTD[MPPTDI];
1209
1210         /* install self-referential address mapping entry */
1211         *(unsigned *) (pmap->pm_pdir + PTDPTDI) =
1212                 VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1213
1214         pmap->pm_count = 1;
1215         pmap->pm_active = 0;
1216         pmap->pm_cached = 0;
1217         pmap->pm_ptphint = NULL;
1218         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1219         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1220         spin_init(&pmap->pm_spin);
1221         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1222         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1223         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1228  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1229  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1230  * of cleanup work to do here.
1231  *
1232  * No requirements.
1233  */
1234 void
1235 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1236 {
1237         vm_page_t p;
1238
1239         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1240         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1241                 KKASSERT(pmap->pm_pdir != NULL);
1242                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir);
1243                 vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pgpun");
1244                 p->wire_count--;
1245                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1246                 vm_page_free_zero(p);
1247                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1248         }
1249         if (pmap->pm_pdir) {
1250                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1251                 pmap->pm_pdir = NULL;
1252         }
1253         if (pmap->pm_pteobj) {
1254                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1255                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1256         }
1257 }
1258
1259 /*
1260  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1261  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1262  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1263  * then copies the template.
1264  *
1265  * No requirements.
1266  */
1267 void
1268 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1269 {
1270         /*
1271          * XXX copies current process, does not fill in MPPTDI
1272          */
1273         spin_lock(&pmap_spin);
1274         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1275         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1276         spin_unlock(&pmap_spin);
1277 }
1278
1279 /*
1280  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1281  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1282  *
1283  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1284  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1285  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1286  *
1287  * The caller must hold vm_token.
1288  * This function can block regardless.
1289  */
1290 static int
1291 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1292 {
1293         unsigned *pde = (unsigned *) pmap->pm_pdir;
1294
1295         /*
1296          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1297          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1298          * might as well be placed directly into the zero queue.
1299          */
1300         if (vm_page_busy_try(p, FALSE)) {
1301                 vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl");
1302                 return 0;
1303         }
1304
1305         /*
1306          * Remove the page table page from the processes address space.
1307          */
1308         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1309         KKASSERT(pde[p->pindex]);
1310         pde[p->pindex] = 0;
1311         --pmap->pm_stats.resident_count;
1312         pmap->pm_cached = 0;
1313
1314         if (p->hold_count)  {
1315                 panic("pmap_release: freeing held page table page");
1316         }
1317         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1318                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1319
1320         /*
1321          * We leave the page directory page cached, wired, and mapped in
1322          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1323          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1324          *
1325          * The pmap has already been removed from the pmap_list in the
1326          * PTDPTDI case.
1327          */
1328         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1329                 bzero(pde + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1330                 bzero(pde + MPPTDI, (NPDEPG - MPPTDI) * PTESIZE);
1331                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1332                 vm_page_wakeup(p);
1333         } else {
1334                 p->wire_count--;
1335                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1336                 vm_page_free_zero(p);
1337         }
1338         return 1;
1339 }
1340
1341 /*
1342  * This routine is called if the page table page is not mapped correctly.
1343  *
1344  * The caller must hold vm_token.
1345  */
1346 static vm_page_t
1347 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex)
1348 {
1349         vm_offset_t ptepa;
1350         vm_page_t m;
1351
1352         /*
1353          * Find or fabricate a new pagetable page.  Setting VM_ALLOC_ZERO
1354          * will zero any new page and mark it valid.
1355          */
1356         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1357                          VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1358
1359         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1360                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1361
1362         /*
1363          * Increment the hold count for the page we will be returning to
1364          * the caller.
1365          */
1366         m->hold_count++;
1367
1368         /*
1369          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1370          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1371          * return the held page.
1372          */
1373         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1374                 KKASSERT((ptepa & PG_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1375                 vm_page_wakeup(m);
1376                 return(m);
1377         }
1378
1379         if (m->wire_count == 0)
1380                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, 1);
1381         m->wire_count++;
1382
1383
1384         /*
1385          * Map the pagetable page into the process address space, if
1386          * it isn't already there.
1387          *
1388          * NOTE: For safety clear pm_cached for all cpus including the
1389          *       current one when adding a PDE to the map.
1390          */
1391         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1392
1393         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1394         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1395                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1396         pmap->pm_cached = 0;
1397
1398         /*
1399          * Set the page table hint
1400          */
1401         pmap->pm_ptphint = m;
1402         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1403         vm_page_wakeup(m);
1404
1405         return m;
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Allocate a page table entry for a va.
1410  *
1411  * The caller must hold vm_token.
1412  */
1413 static vm_page_t
1414 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1415 {
1416         unsigned ptepindex;
1417         vm_offset_t ptepa;
1418         vm_page_t m;
1419
1420         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1421
1422         /*
1423          * Calculate pagetable page index
1424          */
1425         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1426
1427         /*
1428          * Get the page directory entry
1429          */
1430         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1431
1432         /*
1433          * This supports switching from a 4MB page to a
1434          * normal 4K page.
1435          */
1436         if (ptepa & PG_PS) {
1437                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1438                 ptepa = 0;
1439                 cpu_invltlb();
1440                 smp_invltlb();
1441         }
1442
1443         /*
1444          * If the page table page is mapped, we just increment the
1445          * hold count, and activate it.
1446          */
1447         if (ptepa) {
1448                 /*
1449                  * In order to get the page table page, try the
1450                  * hint first.
1451                  */
1452                 if (pmap->pm_ptphint &&
1453                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1454                         m = pmap->pm_ptphint;
1455                 } else {
1456                         m = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1457                         pmap->pm_ptphint = m;
1458                         vm_page_wakeup(m);
1459                 }
1460                 m->hold_count++;
1461                 return m;
1462         }
1463         /*
1464          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1465          */
1466         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1467 }
1468
1469
1470 /***************************************************
1471  * Pmap allocation/deallocation routines.
1472  ***************************************************/
1473
1474 /*
1475  * Release any resources held by the given physical map.
1476  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1477  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1478  *
1479  * Caller must hold pmap->pm_token
1480  */
1481 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1482
1483 void
1484 pmap_release(struct pmap *pmap)
1485 {
1486         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1487         struct rb_vm_page_scan_info info;
1488
1489         KASSERT(pmap->pm_active == 0,
1490                 ("pmap still active! %08x", pmap->pm_active));
1491 #if defined(DIAGNOSTIC)
1492         if (object->ref_count != 1)
1493                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1494 #endif
1495         
1496         info.pmap = pmap;
1497         info.object = object;
1498
1499         spin_lock(&pmap_spin);
1500         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1501         spin_unlock(&pmap_spin);
1502
1503         vm_object_hold(object);
1504         do {
1505                 info.error = 0;
1506                 info.mpte = NULL;
1507                 info.limit = object->generation;
1508
1509                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL, 
1510                                         pmap_release_callback, &info);
1511                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1512                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1513                                 info.error = 1;
1514                 }
1515         } while (info.error);
1516         vm_object_drop(object);
1517
1518         pmap->pm_cached = 0;
1519 }
1520
1521 /*
1522  * The caller must hold vm_token.
1523  */
1524 static int
1525 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1526 {
1527         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1528
1529         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1530                 info->mpte = p;
1531                 return(0);
1532         }
1533         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1534                 info->error = 1;
1535                 return(-1);
1536         }
1537         if (info->object->generation != info->limit) {
1538                 info->error = 1;
1539                 return(-1);
1540         }
1541         return(0);
1542 }
1543
1544 /*
1545  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1546  *
1547  * No requirements.
1548  */
1549 void
1550 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
1551 {
1552         vm_offset_t addr = kend;
1553         struct pmap *pmap;
1554         vm_offset_t ptppaddr;
1555         vm_page_t nkpg;
1556         pd_entry_t newpdir;
1557
1558         vm_object_hold(kptobj);
1559         if (kernel_vm_end == 0) {
1560                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1561                 nkpt = 0;
1562                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1563                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1564                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1565                         nkpt++;
1566                 }
1567         }
1568         addr = (addr + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1569         while (kernel_vm_end < addr) {
1570                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1571                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1572                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1573                         continue;
1574                 }
1575
1576                 /*
1577                  * This index is bogus, but out of the way
1578                  */
1579                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt, VM_ALLOC_NORMAL |
1580                                                    VM_ALLOC_SYSTEM |
1581                                                    VM_ALLOC_INTERRUPT);
1582                 if (nkpg == NULL)
1583                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1584
1585                 vm_page_wire(nkpg);
1586                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1587                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1588                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1589                 pdir_pde(PTD, kernel_vm_end) = newpdir;
1590                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1591                 nkpt++;
1592
1593                 /*
1594                  * This update must be interlocked with pmap_pinit2.
1595                  */
1596                 spin_lock(&pmap_spin);
1597                 TAILQ_FOREACH(pmap, &pmap_list, pm_pmnode) {
1598                         *pmap_pde(pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1599                 }
1600                 spin_unlock(&pmap_spin);
1601                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1602                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1603         }
1604         vm_object_drop(kptobj);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Retire the given physical map from service.
1609  *
1610  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1611  *
1612  * No requirements.
1613  */
1614 void
1615 pmap_destroy(pmap_t pmap)
1616 {
1617         if (pmap == NULL)
1618                 return;
1619
1620         lwkt_gettoken(&vm_token);
1621         if (--pmap->pm_count == 0) {
1622                 pmap_release(pmap);
1623                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
1624         }
1625         lwkt_reltoken(&vm_token);
1626 }
1627
1628 /*
1629  * Add a reference to the specified pmap.
1630  *
1631  * No requirements.
1632  */
1633 void
1634 pmap_reference(pmap_t pmap)
1635 {
1636         if (pmap) {
1637                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1638                 ++pmap->pm_count;
1639                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1640         }
1641 }
1642
1643 /***************************************************
1644  * page management routines.
1645  ***************************************************/
1646
1647 /*
1648  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1649  * called from an interrupt.
1650  *
1651  * The caller must hold vm_token.
1652  */
1653 static PMAP_INLINE void
1654 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1655 {
1656 #ifdef PMAP_DEBUG
1657         KKASSERT(pv->pv_m != NULL);
1658         pv->pv_m = NULL;
1659 #endif
1660         pv_entry_count--;
1661         zfree(pvzone, pv);
1662 }
1663
1664 /*
1665  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1666  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
1667  *
1668  * The caller must hold vm_token.
1669  */
1670 static pv_entry_t
1671 get_pv_entry(void)
1672 {
1673         pv_entry_count++;
1674         if (pv_entry_high_water &&
1675             (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1676             (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1677                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1678                 wakeup (&vm_pages_needed);
1679         }
1680         return zalloc(pvzone);
1681 }
1682
1683 /*
1684  * This routine is very drastic, but can save the system
1685  * in a pinch.
1686  *
1687  * No requirements.
1688  */
1689 void
1690 pmap_collect(void)
1691 {
1692         int i;
1693         vm_page_t m;
1694         static int warningdone=0;
1695
1696         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1697                 return;
1698         lwkt_gettoken(&vm_token);
1699         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1700
1701         if (warningdone < 5) {
1702                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- "
1703                         "suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1704                 warningdone++;
1705         }
1706
1707         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1708                 m = &vm_page_array[i];
1709                 if (m->wire_count || m->hold_count)
1710                         continue;
1711                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE) == 0) {
1712                         if (m->wire_count == 0 && m->hold_count == 0) {
1713                                 pmap_remove_all(m);
1714                         }
1715                         vm_page_wakeup(m);
1716                 }
1717         }
1718         lwkt_reltoken(&vm_token);
1719 }
1720         
1721
1722 /*
1723  * If it is the first entry on the list, it is actually
1724  * in the header and we must copy the following entry up
1725  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1726  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1727  *
1728  * The caller must hold vm_token.
1729  */
1730 static int
1731 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, 
1732                   vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1733 {
1734         pv_entry_t pv;
1735         int rtval;
1736
1737         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
1738         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1739                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1740                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va) 
1741                                 break;
1742                 }
1743         } else {
1744                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1745 #ifdef PMAP_DEBUG
1746                         KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
1747 #endif
1748                         if (va == pv->pv_va)
1749                                 break;
1750                 }
1751         }
1752         KKASSERT(pv);
1753
1754         rtval = 0;
1755         test_m_maps_pv(m, pv);
1756         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1757         m->md.pv_list_count--;
1758         if (m->object)
1759                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
1760         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1761                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1762         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1763         ++pmap->pm_generation;
1764         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1765         rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem, info);
1766         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1767         free_pv_entry(pv);
1768
1769         return rtval;
1770 }
1771
1772 /*
1773  * Create a pv entry for page at pa for (pmap, va).
1774  *
1775  * The caller must hold vm_token.
1776  */
1777 static void
1778 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1779 {
1780         pv_entry_t pv;
1781
1782         pv = get_pv_entry();
1783 #ifdef PMAP_DEBUG
1784         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
1785         pv->pv_m = m;
1786 #endif
1787         pv->pv_va = va;
1788         pv->pv_pmap = pmap;
1789         pv->pv_ptem = mpte;
1790
1791         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1792         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1793         ++pmap->pm_generation;
1794         m->md.pv_list_count++;
1795         if (m->object)
1796                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, 1);
1797 }
1798
1799 /*
1800  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process.
1801  *
1802  * The caller must hold vm_token.
1803  *
1804  * WARNING! As with most other pmap functions this one can block, so
1805  *          callers using temporary page table mappings must reload
1806  *          them.
1807  */
1808 static int
1809 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, unsigned *ptq, vm_offset_t va,
1810                 pmap_inval_info_t info)
1811 {
1812         unsigned oldpte;
1813         vm_page_t m;
1814
1815         ptbase_assert(pmap);
1816         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
1817         ptbase_assert(pmap);
1818         oldpte = loadandclear(ptq);
1819         if (oldpte & PG_W)
1820                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1821         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1822         KKASSERT(oldpte);
1823         /*
1824          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1825          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1826          * the SMP case.
1827          */
1828         if (oldpte & PG_G)
1829                 cpu_invlpg((void *)va);
1830         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1831         --pmap->pm_stats.resident_count;
1832         if (oldpte & PG_MANAGED) {
1833                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1834                 if (oldpte & PG_M) {
1835 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1836                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
1837                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1838                                         "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1839                                         (void *)va, (long)oldpte);
1840                         }
1841 #endif
1842                         if (pmap_track_modified(va))
1843                                 vm_page_dirty(m);
1844                 }
1845                 if (oldpte & PG_A)
1846                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1847                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va, info);
1848         } else {
1849                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL, info);
1850         }
1851
1852         return 0;
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Remove a single page from a process address space.
1857  *
1858  * The caller must hold vm_token.
1859  */
1860 static void
1861 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1862 {
1863         unsigned *ptq;
1864
1865         /*
1866          * if there is no pte for this address, just skip it!!!  Otherwise
1867          * get a local va for mappings for this pmap and remove the entry.
1868          */
1869         if (*pmap_pde(pmap, va) != 0) {
1870                 ptq = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
1871                 if (*ptq) {
1872                         pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, info);
1873                         /* ptq invalid */
1874                 }
1875         }
1876 }
1877
1878 /*
1879  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1880  *
1881  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page
1882  * size.
1883  *
1884  * No requirements.
1885  */
1886 void
1887 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1888 {
1889         unsigned *ptbase;
1890         vm_offset_t pdnxt;
1891         vm_offset_t ptpaddr;
1892         vm_offset_t sindex, eindex;
1893         struct pmap_inval_info info;
1894
1895         if (pmap == NULL)
1896                 return;
1897
1898         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1899         lwkt_gettoken(&vm_token);
1900         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
1901                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1902                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1903                 return;
1904         }
1905
1906         pmap_inval_init(&info);
1907
1908         /*
1909          * special handling of removing one page.  a very
1910          * common operation and easy to short circuit some
1911          * code.
1912          */
1913         if (((sva + PAGE_SIZE) == eva) && 
1914                 (((unsigned) pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
1915                 pmap_remove_page(pmap, sva, &info);
1916                 pmap_inval_done(&info);
1917                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1918                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1919                 return;
1920         }
1921
1922         /*
1923          * Get a local virtual address for the mappings that are being
1924          * worked with.
1925          */
1926         sindex = i386_btop(sva);
1927         eindex = i386_btop(eva);
1928
1929         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
1930                 unsigned pdirindex;
1931
1932                 /*
1933                  * Calculate index for next page table.
1934                  */
1935                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1936                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1937                         break;
1938
1939                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1940                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
1941                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
1942                         pmap->pm_pdir[pdirindex] = 0;
1943                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1944                         pmap->pm_cached = 0;
1945                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
1946                         continue;
1947                 }
1948
1949                 /*
1950                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
1951                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
1952                  */
1953                 if (ptpaddr == 0)
1954                         continue;
1955
1956                 /*
1957                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1958                  * by the current page table page, or to the end of the
1959                  * range being removed.
1960                  */
1961                 if (pdnxt > eindex) {
1962                         pdnxt = eindex;
1963                 }
1964
1965                 /*
1966                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block and wipe the temporary
1967                  *       ptbase.
1968                  */
1969                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
1970                         vm_offset_t va;
1971
1972                         ptbase = get_ptbase(pmap);
1973                         if (ptbase[sindex] == 0)
1974                                 continue;
1975                         va = i386_ptob(sindex);
1976                         if (pmap_remove_pte(pmap, ptbase + sindex, va, &info))
1977                                 break;
1978                 }
1979         }
1980         pmap_inval_done(&info);
1981         lwkt_reltoken(&vm_token);
1982         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1983 }
1984
1985 /*
1986  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
1987  * Reflects back modify bits to the pager.
1988  *
1989  * No requirements.
1990  */
1991 static void
1992 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1993 {
1994         struct pmap_inval_info info;
1995         unsigned *pte, tpte;
1996         pv_entry_t pv;
1997
1998         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
1999                 return;
2000
2001         pmap_inval_init(&info);
2002         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2003                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2004                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
2005
2006                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2007                 pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2008                 tpte = loadandclear(pte);
2009                 if (tpte & PG_W)
2010                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
2011                 pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
2012                 if (tpte & PG_A)
2013                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2014 #ifdef PMAP_DEBUG
2015                 KKASSERT(PHYS_TO_VM_PAGE(tpte) == m);
2016 #endif
2017
2018                 /*
2019                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2020                  */
2021                 if (tpte & PG_M) {
2022 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2023                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) tpte)) {
2024                                 kprintf("pmap_remove_all: modified page "
2025                                         "not writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2026                                         (void *)pv->pv_va, (long)tpte);
2027                         }
2028 #endif
2029                         if (pmap_track_modified(pv->pv_va))
2030                                 vm_page_dirty(m);
2031                 }
2032 #ifdef PMAP_DEBUG
2033                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2034 #endif
2035                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2036                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2037                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
2038                 m->md.pv_list_count--;
2039                 if (m->object)
2040                         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2041                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2042                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2043                 vm_object_hold(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2044                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2045                 vm_object_drop(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2046                 free_pv_entry(pv);
2047         }
2048         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
2049         pmap_inval_done(&info);
2050 }
2051
2052 /*
2053  * Set the physical protection on the specified range of this map
2054  * as requested.
2055  *
2056  * No requirements.
2057  */
2058 void
2059 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2060 {
2061         unsigned *ptbase;
2062         vm_offset_t pdnxt, ptpaddr;
2063         vm_pindex_t sindex, eindex;
2064         pmap_inval_info info;
2065
2066         if (pmap == NULL)
2067                 return;
2068
2069         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2070                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2071                 return;
2072         }
2073
2074         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2075                 return;
2076
2077         lwkt_gettoken(&vm_token);
2078         pmap_inval_init(&info);
2079
2080         ptbase = get_ptbase(pmap);
2081
2082         sindex = i386_btop(sva);
2083         eindex = i386_btop(eva);
2084
2085         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
2086                 unsigned pdirindex;
2087
2088                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
2089
2090                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
2091                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
2092                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
2093                         pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2094                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2095                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2096                         continue;
2097                 }
2098
2099                 /*
2100                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2101                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2102                  */
2103                 if (ptpaddr == 0)
2104                         continue;
2105
2106                 if (pdnxt > eindex) {
2107                         pdnxt = eindex;
2108                 }
2109
2110                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
2111                         unsigned pbits;
2112                         unsigned cbits;
2113                         vm_page_t m;
2114
2115                         /*
2116                          * XXX non-optimal.
2117                          */
2118                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, i386_ptob(sindex));
2119 again:
2120                         pbits = ptbase[sindex];
2121                         cbits = pbits;
2122
2123                         if (pbits & PG_MANAGED) {
2124                                 m = NULL;
2125                                 if (pbits & PG_A) {
2126                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2127                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2128                                         cbits &= ~PG_A;
2129                                 }
2130                                 if (pbits & PG_M) {
2131                                         if (pmap_track_modified(i386_ptob(sindex))) {
2132                                                 if (m == NULL)
2133                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2134                                                 vm_page_dirty(m);
2135                                                 cbits &= ~PG_M;
2136                                         }
2137                                 }
2138                         }
2139                         cbits &= ~PG_RW;
2140                         if (pbits != cbits &&
2141                             !atomic_cmpset_int(ptbase + sindex, pbits, cbits)) {
2142                                 goto again;
2143                         }
2144                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2145                 }
2146         }
2147         pmap_inval_done(&info);
2148         lwkt_reltoken(&vm_token);
2149 }
2150
2151 /*
2152  * Insert the given physical page (p) at the specified virtual address (v)
2153  * in the target physical map with the protection requested.
2154  *
2155  * If specified, the page will be wired down, meaning that the related pte
2156  * cannot be reclaimed.
2157  *
2158  * No requirements.
2159  */
2160 void
2161 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2162            boolean_t wired)
2163 {
2164         vm_paddr_t pa;
2165         unsigned *pte;
2166         vm_paddr_t opa;
2167         vm_offset_t origpte, newpte;
2168         vm_page_t mpte;
2169         pmap_inval_info info;
2170
2171         if (pmap == NULL)
2172                 return;
2173
2174         va &= PG_FRAME;
2175 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2176         if (va >= KvaEnd)
2177                 panic("pmap_enter: toobig");
2178         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS)) {
2179                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page "
2180                       "table pages (va: %p)", (void *)va);
2181         }
2182 #endif
2183         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2184                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with kernel_pmap\n");
2185                 print_backtrace(-1);
2186         }
2187         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2188                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without kernel_pmap\n");
2189                 print_backtrace(-1);
2190         }
2191
2192         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2193         lwkt_gettoken(&vm_token);
2194
2195         /*
2196          * In the case that a page table page is not
2197          * resident, we are creating it here.
2198          */
2199         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2200                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2201         else
2202                 mpte = NULL;
2203
2204         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2205                 pmap_inval_init(&info);
2206         pte = pmap_pte(pmap, va);
2207
2208         /*
2209          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2210          */
2211         if (pte == NULL) {
2212                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=0x%lx, va=%p\n",
2213                      (long)pmap->pm_pdir[PTDPTDI], (void *)va);
2214         }
2215
2216         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & PG_FRAME;
2217         origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2218         opa = origpte & PG_FRAME;
2219
2220         if (origpte & PG_PS)
2221                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2222
2223         /*
2224          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2225          */
2226         if (origpte && (opa == pa)) {
2227                 /*
2228                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2229                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2230                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2231                  * the PT page will be also.
2232                  */
2233                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2234                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2235                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2236                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2237
2238 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2239                 if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) origpte)) {
2240                         kprintf("pmap_enter: modified page not "
2241                                 "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2242                                 (void *)va, (long )origpte);
2243                 }
2244 #endif
2245
2246                 /*
2247                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
2248                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
2249                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
2250                  * bits below.
2251                  */
2252                 if (mpte)
2253                         mpte->hold_count--;
2254
2255                 /*
2256                  * We might be turning off write access to the page,
2257                  * so we go ahead and sense modify status.
2258                  */
2259                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2260                         if ((origpte & PG_M) && pmap_track_modified(va)) {
2261                                 vm_page_t om;
2262                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2263                                 vm_page_dirty(om);
2264                         }
2265                         pa |= PG_MANAGED;
2266                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2267                 }
2268                 goto validate;
2269         } 
2270         /*
2271          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2272          * handle validating new mapping.
2273          *
2274          * Since we have a ref on the page directory page pmap_pte()
2275          * will always return non-NULL.
2276          *
2277          * NOTE: pmap_remove_pte() can block and cause the temporary ptbase
2278          *       to get wiped.  reload the ptbase.  I'm not sure if it is
2279          *       also possible to race another pmap_enter() but check for
2280          *       that case too.
2281          */
2282         while (opa) {
2283                 int err;
2284
2285                 KKASSERT((origpte & PG_FRAME) ==
2286                          (*(vm_offset_t *)pte & PG_FRAME));
2287                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va, &info);
2288                 if (err)
2289                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: %p", (void *)va);
2290                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2291                 origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2292                 opa = origpte & PG_FRAME;
2293                 if (opa) {
2294                         kprintf("pmap_enter: Warning, raced pmap %p va %p\n",
2295                                 pmap, (void *)va);
2296                 }
2297         }
2298
2299         /*
2300          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2301          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2302          * called at interrupt time.
2303          */
2304         if (pmap_initialized && 
2305             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2306                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2307                 ptbase_assert(pmap);
2308                 pa |= PG_MANAGED;
2309                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2310         }
2311
2312         /*
2313          * Increment counters
2314          */
2315         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2316         if (wired)
2317                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2318         KKASSERT(*pte == 0);
2319
2320 validate:
2321         /*
2322          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2323          */
2324         ptbase_assert(pmap);
2325         newpte = (vm_offset_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V);
2326
2327         if (wired)
2328                 newpte |= PG_W;
2329         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2330                 newpte |= PG_U;
2331         if (pmap == &kernel_pmap)
2332                 newpte |= pgeflag;
2333
2334         /*
2335          * if the mapping or permission bits are different, we need
2336          * to update the pte.
2337          */
2338         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2339                 if (prot & VM_PROT_NOSYNC)
2340                         cpu_invlpg((void *)va);
2341                 else
2342                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
2343                 ptbase_assert(pmap);
2344                 KKASSERT(*pte == 0 ||
2345                          (*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2346                 *pte = newpte | PG_A;
2347                 if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2348                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2349                 if (newpte & PG_RW)
2350                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2351         }
2352         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2353         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2354                 pmap_inval_done(&info);
2355         lwkt_reltoken(&vm_token);
2356         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2357 }
2358
2359 /*
2360  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2361  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
2362  * VA.
2363  *
2364  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2365  *
2366  * No requirements.
2367  */
2368 void
2369 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2370 {
2371         unsigned *pte;
2372         vm_paddr_t pa;
2373         vm_page_t mpte;
2374         unsigned ptepindex;
2375         vm_offset_t ptepa;
2376         pmap_inval_info info;
2377
2378         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2379         lwkt_gettoken(&vm_token);
2380         pmap_inval_init(&info);
2381
2382         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2383                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on UVA with kernel_pmap\n");
2384                 print_backtrace(-1);
2385         }
2386         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2387                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on KVA without kernel_pmap\n");
2388                 print_backtrace(-1);
2389         }
2390
2391         KKASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS); /* assert used on user pmaps only */
2392
2393         /*
2394          * Calculate the page table page (mpte), allocating it if necessary.
2395          *
2396          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the
2397          * section following.
2398          */
2399         if (va < UPT_MIN_ADDRESS) {
2400                 /*
2401                  * Calculate pagetable page index
2402                  */
2403                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2404
2405                 do {
2406                         /*
2407                          * Get the page directory entry
2408                          */
2409                         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
2410
2411                         /*
2412                          * If the page table page is mapped, we just increment
2413                          * the hold count, and activate it.
2414                          */
2415                         if (ptepa) {
2416                                 if (ptepa & PG_PS)
2417                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2418                                 if (pmap->pm_ptphint &&
2419                                     (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2420                                         mpte = pmap->pm_ptphint;
2421                                 } else {
2422                                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2423                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2424                                         vm_page_wakeup(mpte);
2425                                 }
2426                                 if (mpte)
2427                                         mpte->hold_count++;
2428                         } else {
2429                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2430                         }
2431                 } while (mpte == NULL);
2432         } else {
2433                 mpte = NULL;
2434                 /* this code path is not yet used */
2435         }
2436
2437         /*
2438          * With a valid (and held) page directory page, we can just use
2439          * vtopte() to get to the pte.  If the pte is already present
2440          * we do not disturb it.
2441          */
2442         pte = (unsigned *)vtopte(va);
2443         if (*pte & PG_V) {
2444                 if (mpte)
2445                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, &info);
2446                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2447                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & PG_FRAME) == 0);
2448                 pmap_inval_done(&info);
2449                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2450                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2451                 return;
2452         }
2453
2454         /*
2455          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2456          */
2457         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2458                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2459                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2460         }
2461
2462         /*
2463          * Increment counters
2464          */
2465         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2466
2467         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2468
2469         /*
2470          * Now validate mapping with RO protection
2471          */
2472         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2473                 *pte = pa | PG_V | PG_U;
2474         else
2475                 *pte = pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED;
2476 /*      pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed inval->valid */
2477         pmap_inval_done(&info);
2478         lwkt_reltoken(&vm_token);
2479         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2484  * to be used for panic dumps.
2485  *
2486  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
2487  *
2488  * No requirements.
2489  */
2490 void *
2491 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
2492 {
2493         pmap_kenter_quick((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2494         return ((void *)crashdumpmap);
2495 }
2496
2497 #define MAX_INIT_PT (96)
2498
2499 /*
2500  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2501  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2502  * immediately after an mmap.
2503  *
2504  * No requirements.
2505  */
2506 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2507
2508 void
2509 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2510                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
2511                     vm_size_t size, int limit)
2512 {
2513         struct rb_vm_page_scan_info info;
2514         struct lwp *lp;
2515         int psize;
2516
2517         /*
2518          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2519          * or object.
2520          */
2521         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2522                 return;
2523
2524         /*
2525          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2526          */
2527         lp = curthread->td_lwp;
2528         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2529                 return;
2530
2531         psize = i386_btop(size);
2532
2533         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2534                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2535                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2536                 return;
2537         }
2538
2539         if (psize + pindex > object->size) {
2540                 if (object->size < pindex)
2541                         return;           
2542                 psize = object->size - pindex;
2543         }
2544
2545         if (psize == 0)
2546                 return;
2547
2548         /*
2549          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2550          * any valid pages found into the pmap.
2551          *
2552          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2553          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2554          */
2555         info.start_pindex = pindex;
2556         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2557         info.limit = limit;
2558         info.mpte = NULL;
2559         info.addr = addr;
2560         info.pmap = pmap;
2561
2562         vm_object_hold(object);
2563         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2564                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2565         vm_object_drop(object);
2566 }
2567
2568 /*
2569  * The caller must hold vm_token.
2570  */
2571 static
2572 int
2573 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2574 {
2575         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2576         vm_pindex_t rel_index;
2577         /*
2578          * don't allow an madvise to blow away our really
2579          * free pages allocating pv entries.
2580          */
2581         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2582                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2583                     return(-1);
2584         }
2585         if (vm_page_busy_try(p, TRUE))
2586                 return 0;
2587         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2588             (p->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2589                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2590                         vm_page_deactivate(p);
2591                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2592                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2593                                  info->addr + i386_ptob(rel_index), p);
2594         }
2595         vm_page_wakeup(p);
2596         return(0);
2597 }
2598
2599 /*
2600  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2601  * pre-fault the specified address.
2602  *
2603  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2604  * pte is already loaded into the slot.
2605  *
2606  * No requirements.
2607  */
2608 int
2609 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2610 {
2611         unsigned *pte;
2612         int ret;
2613
2614         lwkt_gettoken(&vm_token);
2615         if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0) {
2616                 ret = 0;
2617         } else {
2618                 pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2619                 ret = (*pte) ? 0 : 1;
2620         }
2621         lwkt_reltoken(&vm_token);
2622         return(ret);
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Change the wiring attribute for a map/virtual-adderss pair.  The mapping
2627  * must already exist.
2628  *
2629  * No requirements.
2630  */
2631 void
2632 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2633 {
2634         unsigned *pte;
2635
2636         if (pmap == NULL)
2637                 return;
2638
2639         lwkt_gettoken(&vm_token);
2640         pte = pmap_pte(pmap, va);
2641
2642         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2643                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2644         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2645                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2646
2647         /*
2648          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2649          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2650          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
2651          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2652          * wiring changes.
2653          */
2654 #ifdef SMP
2655         if (wired)
2656                 atomic_set_int(pte, PG_W);
2657         else
2658                 atomic_clear_int(pte, PG_W);
2659 #else
2660         if (wired)
2661                 atomic_set_int_nonlocked(pte, PG_W);
2662         else
2663                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_W);
2664 #endif
2665         lwkt_reltoken(&vm_token);
2666 }
2667
2668 /*
2669  * Copy the range specified by src_addr/len from the source map to the
2670  * range dst_addr/len in the destination map.
2671  *
2672  * This routine is only advisory and need not do anything.
2673  *
2674  * No requirements.
2675  */
2676 void
2677 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
2678           vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2679 {
2680         /* does nothing */
2681 }       
2682
2683 /*
2684  * Zero the specified PA by mapping the page into KVM and clearing its
2685  * contents.
2686  *
2687  * No requirements.
2688  */
2689 void
2690 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2691 {
2692         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2693
2694         crit_enter();
2695         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2696                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2697         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2698                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2699         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2700
2701 #if defined(I686_CPU)
2702         if (cpu_class == CPUCLASS_686)
2703                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2704         else
2705 #endif
2706                 bzero(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE);
2707         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2708         crit_exit();
2709 }
2710
2711 /*
2712  * Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2713  *
2714  * No requirements.
2715  */
2716 void
2717 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2718 {
2719         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2720         int i;
2721
2722         crit_enter();
2723         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2724                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2725         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2726                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2727         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2728         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += 4) {
2729             if (*(int *)((char *)gd->gd_CADDR3 + i) != 0) {
2730                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!\n",
2731                     (void *)gd->gd_CADDR3);
2732             }
2733         }
2734         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2735         crit_exit();
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2740  * its contents with bzero.
2741  *
2742  * off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2743  *
2744  * No requirements.
2745  */
2746 void
2747 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2748 {
2749         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2750
2751         crit_enter();
2752         if (*(int *) gd->gd_CMAP3)
2753                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2754         *(int *) gd->gd_CMAP3 = PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2755         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2756
2757 #if defined(I686_CPU)
2758         if (cpu_class == CPUCLASS_686 && off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2759                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2760         else
2761 #endif
2762                 bzero((char *)gd->gd_CADDR3 + off, size);
2763         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2764         crit_exit();
2765 }
2766
2767 /*
2768  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2769  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2770  * is required.
2771  *
2772  * No requirements.
2773  */
2774 void
2775 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2776 {
2777         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2778
2779         crit_enter();
2780         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2781                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2782         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2783                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2784
2785         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2786         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2787
2788         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2789         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2790
2791         bcopy(gd->gd_CADDR1, gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE);
2792
2793         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2794         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2795         crit_exit();
2796 }
2797
2798 /*
2799  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2800  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2801  * is required.
2802  *
2803  * No requirements.
2804  */
2805 void
2806 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2807 {
2808         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2809
2810         crit_enter();
2811         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2812                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2813         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2814                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2815
2816         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2817         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2818
2819         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2820         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2821
2822         bcopy((char *)gd->gd_CADDR1 + (src & PAGE_MASK),
2823               (char *)gd->gd_CADDR2 + (dst & PAGE_MASK),
2824               bytes);
2825
2826         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2827         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2828         crit_exit();
2829 }
2830
2831 /*
2832  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2833  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2834  * be changed upwards or downwards in the future; it
2835  * is only necessary that true be returned for a small
2836  * subset of pmaps for proper page aging.
2837  *
2838  * No requirements.
2839  */
2840 boolean_t
2841 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2842 {
2843         pv_entry_t pv;
2844         int loops = 0;
2845
2846         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2847                 return FALSE;
2848
2849         lwkt_gettoken(&vm_token);
2850         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2851                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2852                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2853                         return TRUE;
2854                 }
2855                 loops++;
2856                 if (loops >= 16)
2857                         break;
2858         }
2859         lwkt_reltoken(&vm_token);
2860         return (FALSE);
2861 }
2862
2863 /*
2864  * Remove all pages from specified address space
2865  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2866  * is special cased for current process only, but
2867  * can have the more generic (and slightly slower)
2868  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2869  * in the case of running down an entire address space.
2870  *
2871  * No requirements.
2872  */
2873 void
2874 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2875 {
2876         struct lwp *lp;
2877         unsigned *pte, tpte;
2878         pv_entry_t pv, npv;
2879         vm_page_t m;
2880         pmap_inval_info info;
2881         int iscurrentpmap;
2882         int32_t save_generation;
2883
2884         lp = curthread->td_lwp;
2885         if (lp && pmap == vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2886                 iscurrentpmap = 1;
2887         else
2888                 iscurrentpmap = 0;
2889
2890         if (pmap->pm_pteobj)
2891                 vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2892         lwkt_gettoken(&vm_token);
2893         pmap_inval_init(&info);
2894
2895         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2896                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2897                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2898                         continue;
2899                 }
2900
2901                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2902
2903                 if (iscurrentpmap)
2904                         pte = (unsigned *)vtopte(pv->pv_va);
2905                 else
2906                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2907                 KKASSERT(*pte);
2908                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, pv->pv_va);
2909
2910                 /*
2911                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2912                  * at this time
2913                  */
2914                 if (*pte & PG_W) {
2915                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2916                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2917                         continue;
2918                 }
2919                 KKASSERT(*pte);
2920                 tpte = loadandclear(pte);
2921                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2922
2923                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte);
2924                 test_m_maps_pv(m, pv);
2925
2926                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2927                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %x", tpte));
2928
2929                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2930                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2931
2932                 /*
2933                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2934                  */
2935                 if (tpte & PG_M) {
2936                         vm_page_dirty(m);
2937                 }
2938
2939                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2940 #ifdef PMAP_DEBUG
2941                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2942                 KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
2943 #endif
2944                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2945                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
2946
2947                 m->md.pv_list_count--;
2948                 if (m->object)
2949                         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2950                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2951                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2952                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2953
2954                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2955                 free_pv_entry(pv);
2956
2957                 /*
2958                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
2959                  * calls and other removals were made.
2960                  */
2961                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
2962                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
2963                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
2964                 }
2965         }
2966         pmap_inval_done(&info);
2967         lwkt_reltoken(&vm_token);
2968         if (pmap->pm_pteobj)
2969                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2970 }
2971
2972 /*
2973  * pmap_testbit tests bits in pte's
2974  * note that the testbit/clearbit routines are inline,
2975  * and a lot of things compile-time evaluate.
2976  *
2977  * The caller must hold vm_token.
2978  */
2979 static boolean_t
2980 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2981 {
2982         pv_entry_t pv;
2983         unsigned *pte;
2984
2985         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2986                 return FALSE;
2987
2988         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
2989                 return FALSE;
2990
2991         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2992                 /*
2993                  * if the bit being tested is the modified bit, then
2994                  * mark clean_map and ptes as never
2995                  * modified.
2996                  */
2997                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
2998                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
2999                                 continue;
3000                 }
3001
3002 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3003                 if (!pv->pv_pmap) {
3004                         kprintf("Null pmap (tb) at va: %p\n",
3005                                 (void *)pv->pv_va);
3006                         continue;
3007                 }
3008 #endif
3009                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3010                 if (*pte & bit) {
3011                         return TRUE;
3012                 }
3013         }
3014         return (FALSE);
3015 }
3016
3017 /*
3018  * This routine is used to modify bits in ptes
3019  *
3020  * The caller must hold vm_token.
3021  */
3022 static __inline void
3023 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3024 {
3025         struct pmap_inval_info info;
3026         pv_entry_t pv;
3027         unsigned *pte;
3028         unsigned pbits;
3029
3030         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3031                 return;
3032
3033         pmap_inval_init(&info);
3034
3035         /*
3036          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3037          * setting RO do we need to clear the VAC?
3038          */
3039         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3040                 /*
3041                  * don't write protect pager mappings
3042                  */
3043                 if (bit == PG_RW) {
3044                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3045                                 continue;
3046                 }
3047
3048 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3049                 if (!pv->pv_pmap) {
3050                         kprintf("Null pmap (cb) at va: %p\n",
3051                                 (void *)pv->pv_va);
3052                         continue;
3053                 }
3054 #endif
3055
3056                 /*
3057                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3058                  * clear PG_A or PG_M safely but we need to synchronize
3059                  * with the target cpus when we mess with PG_RW.
3060                  *
3061                  * We do not have to force synchronization when clearing
3062                  * PG_M even for PTEs generated via virtual memory maps,
3063                  * because the virtual kernel will invalidate the pmap
3064                  * entry when/if it needs to resynchronize the Modify bit.
3065                  */
3066                 if (bit & PG_RW)
3067                         pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3068                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3069 again:
3070                 pbits = *pte;
3071                 if (pbits & bit) {
3072                         if (bit == PG_RW) {
3073                                 if (pbits & PG_M) {
3074                                         vm_page_dirty(m);
3075                                         atomic_clear_int(pte, PG_M|PG_RW);
3076                                 } else {
3077                                         /*
3078                                          * The cpu may be trying to set PG_M
3079                                          * simultaniously with our clearing
3080                                          * of PG_RW.
3081                                          */
3082                                         if (!atomic_cmpset_int(pte, pbits,
3083                                                                pbits & ~PG_RW))
3084                                                 goto again;
3085                                 }
3086                         } else if (bit == PG_M) {
3087                                 /*
3088                                  * We could also clear PG_RW here to force
3089                                  * a fault on write to redetect PG_M for
3090                                  * virtual kernels, but it isn't necessary
3091                                  * since virtual kernels invalidate the pte 
3092                                  * when they clear the VPTE_M bit in their
3093                                  * virtual page tables.
3094                                  */
3095                                 atomic_clear_int(pte, PG_M);
3096                         } else {
3097                                 atomic_clear_int(pte, bit);
3098                         }
3099                 }
3100                 if (bit & PG_RW)
3101                         pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
3102         }
3103         pmap_inval_done(&info);
3104 }
3105
3106 /*
3107  * Lower the permission for all mappings to a given page.
3108  *
3109  * No requirements.
3110  */
3111 void
3112 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3113 {
3114         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3115                 lwkt_gettoken(&vm_token);
3116                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3117                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3118                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3119                 } else {
3120                         pmap_remove_all(m);
3121                 }
3122                 lwkt_reltoken(&vm_token);
3123         }
3124 }
3125
3126 /*
3127  * Return the physical address given a physical page index.
3128  *
3129  * No requirements.
3130  */
3131 vm_paddr_t
3132 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3133 {
3134         return (i386_ptob(ppn));
3135 }
3136
3137 /*
3138  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3139  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3140  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3141  * reference bits set.
3142  *
3143  * No requirements.
3144  */
3145 int
3146 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3147 {
3148         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3149         unsigned *pte;
3150         int rtval = 0;
3151
3152         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3153                 return (rtval);
3154
3155         lwkt_gettoken(&vm_token);
3156
3157         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3158
3159                 pvf = pv;
3160
3161                 do {
3162                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3163
3164                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3165                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3166
3167                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3168                                 continue;
3169
3170                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3171
3172                         if (pte && (*pte & PG_A)) {
3173 #ifdef SMP
3174                                 atomic_clear_int(pte, PG_A);
3175 #else
3176                                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_A);
3177 #endif
3178                                 rtval++;
3179                                 if (rtval > 4) {
3180                                         break;
3181                                 }
3182                         }
3183                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3184         }
3185
3186         lwkt_reltoken(&vm_token);
3187
3188         return (rtval);
3189 }
3190
3191 /*
3192  * Return whether or not the specified physical page was modified
3193  * in any physical maps.
3194  *
3195  * No requirements.
3196  */
3197 boolean_t
3198 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3199 {
3200         boolean_t res;
3201
3202         lwkt_gettoken(&vm_token);
3203         res = pmap_testbit(m, PG_M);
3204         lwkt_reltoken(&vm_token);
3205         return (res);
3206 }
3207
3208 /*
3209  * Clear the modify bits on the specified physical page.
3210  *
3211  * No requirements.
3212  */
3213 void
3214 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3215 {
3216         lwkt_gettoken(&vm_token);
3217         pmap_clearbit(m, PG_M);
3218         lwkt_reltoken(&vm_token);
3219 }
3220
3221 /*
3222  * Clear the reference bit on the specified physical page.
3223  *
3224  * No requirements.
3225  */
3226 void
3227 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3228 {
3229         lwkt_gettoken(&vm_token);
3230         pmap_clearbit(m, PG_A);
3231         lwkt_reltoken(&vm_token);
3232 }
3233
3234 /*
3235  * Miscellaneous support routines follow
3236  *
3237  * Called from the low level boot code only.
3238  */
3239 static void
3240 i386_protection_init(void)
3241 {
3242         int *kp, prot;
3243
3244         kp = protection_codes;
3245         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3246                 switch (prot) {
3247                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3248                         /*
3249                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3250                          * so just make it readable.
3251                          */
3252                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3253                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3254                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3255                         *kp++ = 0;
3256                         break;
3257                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3258                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3259                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3260                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3261                         *kp++ = PG_RW;
3262                         break;
3263                 }
3264         }
3265 }
3266
3267 /*
3268  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3269  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3270  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3271  * NOT real memory.
3272  *
3273  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3274  * a time.
3275  *
3276  * No requirements.
3277  */
3278 void *
3279 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3280 {
3281         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3282         unsigned *pte;
3283
3284         offset = pa & PAGE_MASK;
3285         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3286
3287         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3288         if (!va)
3289                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3290
3291         pa = pa & PG_FRAME;
3292         for (tmpva = va; size > 0;) {
3293                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3294                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3295                 size -= PAGE_SIZE;
3296                 tmpva += PAGE_SIZE;
3297                 pa += PAGE_SIZE;
3298         }
3299         cpu_invltlb();
3300         smp_invltlb();
3301
3302         return ((void *)(va + offset));
3303 }
3304
3305 void *
3306 pmap_mapdev_uncacheable(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3307 {
3308         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3309         unsigned *pte;
3310
3311         offset = pa & PAGE_MASK;
3312         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3313
3314         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3315         if (va == 0) {
3316                 panic("pmap_mapdev_uncacheable: "
3317                     "Couldn't alloc kernel virtual memory");
3318         }
3319
3320         pa = pa & PG_FRAME;
3321         for (tmpva = va; size > 0;) {
3322                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3323                 *pte = pa | PG_RW | PG_V | PG_N; /* | pgeflag; */
3324                 size -= PAGE_SIZE;
3325                 tmpva += PAGE_SIZE;
3326                 pa += PAGE_SIZE;
3327         }
3328         cpu_invltlb();
3329         smp_invltlb();
3330
3331         return ((void *)(va + offset));
3332 }
3333
3334 /*
3335  * No requirements.
3336  */
3337 void
3338 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3339 {
3340         vm_offset_t base, offset;
3341
3342         base = va & PG_FRAME;
3343         offset = va & PAGE_MASK;
3344         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3345         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3346         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3347 }
3348
3349 /*
3350  * Perform the pmap work for mincore
3351  *
3352  * The caller must hold vm_token if the caller wishes a stable result,
3353  * and even in that case some bits can change due to third party accesses
3354  * to the pmap.
3355  *
3356  * No requirements.
3357  */
3358 int
3359 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3360 {
3361         unsigned *ptep, pte;
3362         vm_page_t m;
3363         int val = 0;
3364
3365         lwkt_gettoken(&vm_token);
3366         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3367
3368         if (ptep && (pte = *ptep) != 0) {
3369                 vm_offset_t pa;
3370
3371                 val = MINCORE_INCORE;
3372                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3373                         goto done;
3374
3375                 pa = pte & PG_FRAME;
3376
3377                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3378
3379                 if (pte & PG_M) {
3380                         /*
3381                          * Modified by us
3382                          */
3383                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3384                 } else if (m->dirty || pmap_is_modified(m)) {
3385                         /*
3386                          * Modified by someone else
3387                          */
3388                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3389                 }
3390
3391                 if (pte & PG_A) {
3392                         /*
3393                          * Referenced by us
3394                          */
3395                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3396                 } else if ((m->flags & PG_REFERENCED) ||
3397                            pmap_ts_referenced(m)) {
3398                         /*
3399                          * Referenced by someone else
3400                          */
3401                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3402                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3403                 }
3404         } 
3405 done:
3406         lwkt_reltoken(&vm_token);
3407         return val;
3408 }
3409
3410 /*
3411  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3412  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3413  *
3414  * cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3415  *
3416  * Only called with new VM spaces.
3417  * The process must have only a single thread.
3418  * The process must hold the vmspace->vm_map.token for oldvm and newvm
3419  * No other requirements.
3420  */
3421 void
3422 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3423 {
3424         struct vmspace *oldvm;
3425         struct lwp *lp;
3426
3427         oldvm = p->p_vmspace;
3428         if (oldvm != newvm) {
3429                 if (adjrefs)
3430                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3431                 p->p_vmspace = newvm;
3432                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3433                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3434                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3435                 if (adjrefs) 
3436                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3437         }
3438 }
3439
3440 /*
3441  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3442  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3443  * on a per-lwp basis.
3444  *
3445  * Always called with a lp under the caller's direct control, either
3446  * unscheduled or the current lwp.
3447  *
3448  * No requirements.
3449  */
3450 void
3451 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3452 {
3453         struct vmspace *oldvm;
3454         struct pmap *pmap;
3455
3456         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3457
3458         if (oldvm != newvm) {
3459                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3460                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3461                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3462 #if defined(SMP)
3463                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3464                         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK)
3465                                 pmap_interlock_wait(newvm);
3466 #else
3467                         pmap->pm_active |= 1;
3468 #endif
3469 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3470                         tlb_flush_count++;
3471 #endif
3472                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
3473                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
3474                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3475 #if defined(SMP)
3476                         atomic_clear_cpumask(&pmap->pm_active,
3477                                              mycpu->gd_cpumask);
3478 #else
3479                         pmap->pm_active &= ~(cpumask_t)1;
3480 #endif
3481                 }
3482         }
3483 }
3484
3485 #ifdef SMP
3486 /*
3487  * Called when switching to a locked pmap, used to interlock against pmaps
3488  * undergoing modifications to prevent us from activating the MMU for the
3489  * target pmap until all such modifications have completed.  We have to do
3490  * this because the thread making the modifications has already set up its
3491  * SMP synchronization mask.
3492  *
3493  * No requirements.
3494  */
3495 void
3496 pmap_interlock_wait(struct vmspace *vm)
3497 {
3498         struct pmap *pmap = &vm->vm_pmap;
3499
3500         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3501                 crit_enter();
3502                 DEBUG_PUSH_INFO("pmap_interlock_wait");
3503                 while (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3504                         cpu_ccfence();
3505                         lwkt_process_ipiq();
3506                 }
3507                 DEBUG_POP_INFO();
3508                 crit_exit();
3509         }
3510 }
3511
3512 #endif
3513
3514 /*
3515  * Return a page-directory alignment hint for device mappings which will
3516  * allow the use of super-pages for the mapping.
3517  *
3518  * No requirements.
3519  */
3520 vm_offset_t
3521 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3522 {
3523
3524         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3525                 return addr;
3526         }
3527
3528         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3529         return addr;
3530 }
3531
3532 /*
3533  * Return whether the PGE flag is supported globally.
3534  *
3535  * No requirements.
3536  */
3537 int
3538 pmap_get_pgeflag(void)
3539 {
3540         return pgeflag;
3541 }
3542
3543 /*
3544  * Used by kmalloc/kfree, page already exists at va
3545  */
3546 vm_page_t
3547 pmap_kvtom(vm_offset_t va)
3548 {
3549         return(PHYS_TO_VM_PAGE(*vtopte(va) & PG_FRAME));
3550 }