kernel: Remove some unused variables.
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / pmap.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1994 David Greenman
5  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
6  * Copyright (c) 2005-2008 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
7  * Copyright (c) 2008, 2009 The DragonFly Project.
8  * Copyright (c) 2008, 2009 Jordan Gordeev.
9  * Copyright (c) 2011-2012 Matthew Dillon
10  * All rights reserved.
11  *
12  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
13  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
14  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
15  *
16  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
17  * modification, are permitted provided that the following conditions
18  * are met:
19  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
20  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
21  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
23  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
24  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
25  *    must display the following acknowledgement:
26  *      This product includes software developed by the University of
27  *      California, Berkeley and its contributors.
28  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
29  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
30  *    without specific prior written permission.
31  *
32  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
33  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
34  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
35  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
36  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
37  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
38  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
39  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
40  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
41  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
42  * SUCH DAMAGE.
43  */
44 /*
45  * Manage physical address maps for x86-64 systems.
46  */
47
48 #if JG
49 #include "opt_disable_pse.h"
50 #include "opt_pmap.h"
51 #endif
52 #include "opt_msgbuf.h"
53
54 #include <sys/param.h>
55 #include <sys/systm.h>
56 #include <sys/kernel.h>
57 #include <sys/proc.h>
58 #include <sys/msgbuf.h>
59 #include <sys/vmmeter.h>
60 #include <sys/mman.h>
61
62 #include <vm/vm.h>
63 #include <vm/vm_param.h>
64 #include <sys/sysctl.h>
65 #include <sys/lock.h>
66 #include <vm/vm_kern.h>
67 #include <vm/vm_page.h>
68 #include <vm/vm_map.h>
69 #include <vm/vm_object.h>
70 #include <vm/vm_extern.h>
71 #include <vm/vm_pageout.h>
72 #include <vm/vm_pager.h>
73 #include <vm/vm_zone.h>
74
75 #include <sys/user.h>
76 #include <sys/thread2.h>
77 #include <sys/sysref2.h>
78 #include <sys/spinlock2.h>
79 #include <vm/vm_page2.h>
80
81 #include <machine/cputypes.h>
82 #include <machine/md_var.h>
83 #include <machine/specialreg.h>
84 #include <machine/smp.h>
85 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
86 #include <machine/globaldata.h>
87 #include <machine/pmap.h>
88 #include <machine/pmap_inval.h>
89 #include <machine/inttypes.h>
90
91 #include <ddb/ddb.h>
92
93 #define PMAP_KEEP_PDIRS
94 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
95 #define PMAP_SHPGPERPROC 2000
96 #endif
97
98 #if defined(DIAGNOSTIC)
99 #define PMAP_DIAGNOSTIC
100 #endif
101
102 #define MINPV 2048
103
104 /*
105  * pmap debugging will report who owns a pv lock when blocking.
106  */
107 #ifdef PMAP_DEBUG
108
109 #define PMAP_DEBUG_DECL         ,const char *func, int lineno
110 #define PMAP_DEBUG_ARGS         , __func__, __LINE__
111 #define PMAP_DEBUG_COPY         , func, lineno
112
113 #define pv_get(pmap, pindex)            _pv_get(pmap, pindex            \
114                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
115 #define pv_lock(pv)                     _pv_lock(pv                     \
116                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
117 #define pv_hold_try(pv)                 _pv_hold_try(pv                 \
118                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
119 #define pv_alloc(pmap, pindex, isnewp)  _pv_alloc(pmap, pindex, isnewp  \
120                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
121
122 #else
123
124 #define PMAP_DEBUG_DECL
125 #define PMAP_DEBUG_ARGS
126 #define PMAP_DEBUG_COPY
127
128 #define pv_get(pmap, pindex)            _pv_get(pmap, pindex)
129 #define pv_lock(pv)                     _pv_lock(pv)
130 #define pv_hold_try(pv)                 _pv_hold_try(pv)
131 #define pv_alloc(pmap, pindex, isnewp)  _pv_alloc(pmap, pindex, isnewp)
132
133 #endif
134
135 /*
136  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
137  */
138 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
139
140 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(pd_entry_t *)pte & PG_V) != 0)
141 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_W) != 0)
142 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_M) != 0)
143 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_A) != 0)
144 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_V) != 0)
145
146 /*
147  * Given a map and a machine independent protection code,
148  * convert to a vax protection code.
149  */
150 #define pte_prot(m, p)          \
151         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
152 static int protection_codes[8];
153
154 struct pmap kernel_pmap;
155 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
156
157 MALLOC_DEFINE(M_OBJPMAP, "objpmap", "pmaps associated with VM objects");
158
159 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
160 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
161 vm_offset_t virtual2_start;     /* cutout free area prior to kernel start */
162 vm_offset_t virtual2_end;
163 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
164 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
165 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
166 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
167 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
168 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
169 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
170 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
171
172 static int ndmpdp;
173 static vm_paddr_t dmaplimit;
174 static int nkpt;
175 vm_offset_t kernel_vm_end = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
176
177 static uint64_t KPTbase;
178 static uint64_t KPTphys;
179 static uint64_t KPDphys;        /* phys addr of kernel level 2 */
180 static uint64_t KPDbase;        /* phys addr of kernel level 2 @ KERNBASE */
181 uint64_t KPDPphys;      /* phys addr of kernel level 3 */
182 uint64_t KPML4phys;     /* phys addr of kernel level 4 */
183
184 static uint64_t DMPDphys;       /* phys addr of direct mapped level 2 */
185 static uint64_t DMPDPphys;      /* phys addr of direct mapped level 3 */
186
187 /*
188  * Data for the pv entry allocation mechanism
189  */
190 static vm_zone_t pvzone;
191 static struct vm_zone pvzone_store;
192 static struct vm_object pvzone_obj;
193 static int pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
194 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
195 static struct pv_entry *pvinit;
196
197 /*
198  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
199  */
200 pt_entry_t *CMAP1 = NULL, *ptmmap;
201 caddr_t CADDR1 = NULL, ptvmmap = NULL;
202 static pt_entry_t *msgbufmap;
203 struct msgbuf *msgbufp=NULL;
204
205 /*
206  * Crashdump maps.
207  */
208 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
209 static caddr_t crashdumpmap;
210
211 static int pmap_yield_count = 64;
212 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, pmap_yield_count, CTLFLAG_RW,
213     &pmap_yield_count, 0, "Yield during init_pt/release");
214 static int pmap_mmu_optimize = 0;
215 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, pmap_mmu_optimize, CTLFLAG_RW,
216     &pmap_mmu_optimize, 0, "Share page table pages when possible");
217
218 #define DISABLE_PSE
219
220 static void pv_hold(pv_entry_t pv);
221 static int _pv_hold_try(pv_entry_t pv
222                                 PMAP_DEBUG_DECL);
223 static void pv_drop(pv_entry_t pv);
224 static void _pv_lock(pv_entry_t pv
225                                 PMAP_DEBUG_DECL);
226 static void pv_unlock(pv_entry_t pv);
227 static pv_entry_t _pv_alloc(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *isnew
228                                 PMAP_DEBUG_DECL);
229 static pv_entry_t _pv_get(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex
230                                 PMAP_DEBUG_DECL);
231 static pv_entry_t pv_get_try(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *errorp);
232 static pv_entry_t pv_find(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex);
233 static void pv_put(pv_entry_t pv);
234 static void pv_free(pv_entry_t pv);
235 static void *pv_pte_lookup(pv_entry_t pv, vm_pindex_t pindex);
236 static pv_entry_t pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex,
237                       pv_entry_t *pvpp);
238 static pv_entry_t pmap_allocpte_seg(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex,
239                       pv_entry_t *pvpp, vm_map_entry_t entry, vm_offset_t va);
240 static void pmap_remove_pv_pte(pv_entry_t pv, pv_entry_t pvp,
241                       struct pmap_inval_info *info);
242 static vm_page_t pmap_remove_pv_page(pv_entry_t pv);
243 static int pmap_release_pv(pv_entry_t pv, pv_entry_t pvp);
244
245 struct pmap_scan_info;
246 static void pmap_remove_callback(pmap_t pmap, struct pmap_scan_info *info,
247                       pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, int sharept,
248                       vm_offset_t va, pt_entry_t *ptep, void *arg __unused);
249 static void pmap_protect_callback(pmap_t pmap, struct pmap_scan_info *info,
250                       pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, int sharept,
251                       vm_offset_t va, pt_entry_t *ptep, void *arg __unused);
252
253 static void i386_protection_init (void);
254 static void create_pagetables(vm_paddr_t *firstaddr);
255 static void pmap_remove_all (vm_page_t m);
256 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
257
258 static pt_entry_t * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
259 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
260
261 static unsigned pdir4mb;
262
263 static int
264 pv_entry_compare(pv_entry_t pv1, pv_entry_t pv2)
265 {
266         if (pv1->pv_pindex < pv2->pv_pindex)
267                 return(-1);
268         if (pv1->pv_pindex > pv2->pv_pindex)
269                 return(1);
270         return(0);
271 }
272
273 RB_GENERATE2(pv_entry_rb_tree, pv_entry, pv_entry,
274              pv_entry_compare, vm_pindex_t, pv_pindex);
275
276 /*
277  * Move the kernel virtual free pointer to the next
278  * 2MB.  This is used to help improve performance
279  * by using a large (2MB) page for much of the kernel
280  * (.text, .data, .bss)
281  */
282 static
283 vm_offset_t
284 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
285 {
286         vm_offset_t newaddr = addr;
287
288         newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
289         return newaddr;
290 }
291
292 /*
293  * pmap_pte_quick:
294  *
295  *      Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
296  *      This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
297  *      the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
298  *      to do an entire invltlb when checking a single mapping.
299  */
300 static __inline pt_entry_t *pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
301
302 static
303 pt_entry_t *
304 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
305 {
306         return pmap_pte(pmap, va);
307 }
308
309 /*
310  * Returns the pindex of a page table entry (representing a terminal page).
311  * There are NUPTE_TOTAL page table entries possible (a huge number)
312  *
313  * x86-64 has a 48-bit address space, where bit 47 is sign-extended out.
314  * We want to properly translate negative KVAs.
315  */
316 static __inline
317 vm_pindex_t
318 pmap_pte_pindex(vm_offset_t va)
319 {
320         return ((va >> PAGE_SHIFT) & (NUPTE_TOTAL - 1));
321 }
322
323 /*
324  * Returns the pindex of a page table.
325  */
326 static __inline
327 vm_pindex_t
328 pmap_pt_pindex(vm_offset_t va)
329 {
330         return (NUPTE_TOTAL + ((va >> PDRSHIFT) & (NUPT_TOTAL - 1)));
331 }
332
333 /*
334  * Returns the pindex of a page directory.
335  */
336 static __inline
337 vm_pindex_t
338 pmap_pd_pindex(vm_offset_t va)
339 {
340         return (NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL +
341                 ((va >> PDPSHIFT) & (NUPD_TOTAL - 1)));
342 }
343
344 static __inline
345 vm_pindex_t
346 pmap_pdp_pindex(vm_offset_t va)
347 {
348         return (NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL +
349                 ((va >> PML4SHIFT) & (NUPDP_TOTAL - 1)));
350 }
351
352 static __inline
353 vm_pindex_t
354 pmap_pml4_pindex(void)
355 {
356         return (NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL + NUPDP_TOTAL);
357 }
358
359 /*
360  * Return various clipped indexes for a given VA
361  *
362  * Returns the index of a pte in a page table, representing a terminal
363  * page.
364  */
365 static __inline
366 vm_pindex_t
367 pmap_pte_index(vm_offset_t va)
368 {
369         return ((va >> PAGE_SHIFT) & ((1ul << NPTEPGSHIFT) - 1));
370 }
371
372 /*
373  * Returns the index of a pt in a page directory, representing a page
374  * table.
375  */
376 static __inline
377 vm_pindex_t
378 pmap_pt_index(vm_offset_t va)
379 {
380         return ((va >> PDRSHIFT) & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1));
381 }
382
383 /*
384  * Returns the index of a pd in a page directory page, representing a page
385  * directory.
386  */
387 static __inline
388 vm_pindex_t
389 pmap_pd_index(vm_offset_t va)
390 {
391         return ((va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
392 }
393
394 /*
395  * Returns the index of a pdp in the pml4 table, representing a page
396  * directory page.
397  */
398 static __inline
399 vm_pindex_t
400 pmap_pdp_index(vm_offset_t va)
401 {
402         return ((va >> PML4SHIFT) & ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1));
403 }
404
405 /*
406  * Generic procedure to index a pte from a pt, pd, or pdp.
407  *
408  * NOTE: Normally passed pindex as pmap_xx_index().  pmap_xx_pindex() is NOT
409  *       a page table page index but is instead of PV lookup index.
410  */
411 static
412 void *
413 pv_pte_lookup(pv_entry_t pv, vm_pindex_t pindex)
414 {
415         pt_entry_t *pte;
416
417         pte = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(pv->pv_m));
418         return(&pte[pindex]);
419 }
420
421 /*
422  * Return pointer to PDP slot in the PML4
423  */
424 static __inline
425 pml4_entry_t *
426 pmap_pdp(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
427 {
428         return (&pmap->pm_pml4[pmap_pdp_index(va)]);
429 }
430
431 /*
432  * Return pointer to PD slot in the PDP given a pointer to the PDP
433  */
434 static __inline
435 pdp_entry_t *
436 pmap_pdp_to_pd(pml4_entry_t pdp_pte, vm_offset_t va)
437 {
438         pdp_entry_t *pd;
439
440         pd = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(pdp_pte & PG_FRAME);
441         return (&pd[pmap_pd_index(va)]);
442 }
443
444 /*
445  * Return pointer to PD slot in the PDP.
446  */
447 static __inline
448 pdp_entry_t *
449 pmap_pd(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
450 {
451         pml4_entry_t *pdp;
452
453         pdp = pmap_pdp(pmap, va);
454         if ((*pdp & PG_V) == 0)
455                 return NULL;
456         return (pmap_pdp_to_pd(*pdp, va));
457 }
458
459 /*
460  * Return pointer to PT slot in the PD given a pointer to the PD
461  */
462 static __inline
463 pd_entry_t *
464 pmap_pd_to_pt(pdp_entry_t pd_pte, vm_offset_t va)
465 {
466         pd_entry_t *pt;
467
468         pt = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(pd_pte & PG_FRAME);
469         return (&pt[pmap_pt_index(va)]);
470 }
471
472 /*
473  * Return pointer to PT slot in the PD
474  *
475  * SIMPLE PMAP NOTE: Simple pmaps (embedded in objects) do not have PDPs,
476  *                   so we cannot lookup the PD via the PDP.  Instead we
477  *                   must look it up via the pmap.
478  */
479 static __inline
480 pd_entry_t *
481 pmap_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
482 {
483         pdp_entry_t *pd;
484         pv_entry_t pv;
485         vm_pindex_t pd_pindex;
486
487         if (pmap->pm_flags & PMAP_FLAG_SIMPLE) {
488                 pd_pindex = pmap_pd_pindex(va);
489                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
490                 pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot, pd_pindex);
491                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
492                 if (pv == NULL || pv->pv_m == NULL)
493                         return NULL;
494                 return (pmap_pd_to_pt(VM_PAGE_TO_PHYS(pv->pv_m), va));
495         } else {
496                 pd = pmap_pd(pmap, va);
497                 if (pd == NULL || (*pd & PG_V) == 0)
498                          return NULL;
499                 return (pmap_pd_to_pt(*pd, va));
500         }
501 }
502
503 /*
504  * Return pointer to PTE slot in the PT given a pointer to the PT
505  */
506 static __inline
507 pt_entry_t *
508 pmap_pt_to_pte(pd_entry_t pt_pte, vm_offset_t va)
509 {
510         pt_entry_t *pte;
511
512         pte = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(pt_pte & PG_FRAME);
513         return (&pte[pmap_pte_index(va)]);
514 }
515
516 /*
517  * Return pointer to PTE slot in the PT
518  */
519 static __inline
520 pt_entry_t *
521 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
522 {
523         pd_entry_t *pt;
524
525         pt = pmap_pt(pmap, va);
526         if (pt == NULL || (*pt & PG_V) == 0)
527                  return NULL;
528         if ((*pt & PG_PS) != 0)
529                 return ((pt_entry_t *)pt);
530         return (pmap_pt_to_pte(*pt, va));
531 }
532
533 /*
534  * Of all the layers (PTE, PT, PD, PDP, PML4) the best one to cache is
535  * the PT layer.  This will speed up core pmap operations considerably.
536  */
537 static __inline
538 void
539 pv_cache(pv_entry_t pv, vm_pindex_t pindex)
540 {
541         if (pindex >= pmap_pt_pindex(0) && pindex <= pmap_pd_pindex(0))
542                 pv->pv_pmap->pm_pvhint = pv;
543 }
544
545
546 /*
547  * KVM - return address of PT slot in PD
548  */
549 static __inline
550 pd_entry_t *
551 vtopt(vm_offset_t va)
552 {
553         uint64_t mask = ((1ul << (NPDEPGSHIFT + NPDPEPGSHIFT +
554                                   NPML4EPGSHIFT)) - 1);
555
556         return (PDmap + ((va >> PDRSHIFT) & mask));
557 }
558
559 /*
560  * KVM - return address of PTE slot in PT
561  */
562 static __inline
563 pt_entry_t *
564 vtopte(vm_offset_t va)
565 {
566         uint64_t mask = ((1ul << (NPTEPGSHIFT + NPDEPGSHIFT +
567                                   NPDPEPGSHIFT + NPML4EPGSHIFT)) - 1);
568
569         return (PTmap + ((va >> PAGE_SHIFT) & mask));
570 }
571
572 static uint64_t
573 allocpages(vm_paddr_t *firstaddr, long n)
574 {
575         uint64_t ret;
576
577         ret = *firstaddr;
578         bzero((void *)ret, n * PAGE_SIZE);
579         *firstaddr += n * PAGE_SIZE;
580         return (ret);
581 }
582
583 static
584 void
585 create_pagetables(vm_paddr_t *firstaddr)
586 {
587         long i;         /* must be 64 bits */
588         long nkpt_base;
589         long nkpt_phys;
590         int j;
591
592         /*
593          * We are running (mostly) V=P at this point
594          *
595          * Calculate NKPT - number of kernel page tables.  We have to
596          * accomodoate prealloction of the vm_page_array, dump bitmap,
597          * MSGBUF_SIZE, and other stuff.  Be generous.
598          *
599          * Maxmem is in pages.
600          *
601          * ndmpdp is the number of 1GB pages we wish to map.
602          */
603         ndmpdp = (ptoa(Maxmem) + NBPDP - 1) >> PDPSHIFT;
604         if (ndmpdp < 4)         /* Minimum 4GB of dirmap */
605                 ndmpdp = 4;
606         KKASSERT(ndmpdp <= NKPDPE * NPDEPG);
607
608         /*
609          * Starting at the beginning of kvm (not KERNBASE).
610          */
611         nkpt_phys = (Maxmem * sizeof(struct vm_page) + NBPDR - 1) / NBPDR;
612         nkpt_phys += (Maxmem * sizeof(struct pv_entry) + NBPDR - 1) / NBPDR;
613         nkpt_phys += ((nkpt + nkpt + 1 + NKPML4E + NKPDPE + NDMPML4E +
614                        ndmpdp) + 511) / 512;
615         nkpt_phys += 128;
616
617         /*
618          * Starting at KERNBASE - map 2G worth of page table pages.
619          * KERNBASE is offset -2G from the end of kvm.
620          */
621         nkpt_base = (NPDPEPG - KPDPI) * NPTEPG; /* typically 2 x 512 */
622
623         /*
624          * Allocate pages
625          */
626         KPTbase = allocpages(firstaddr, nkpt_base);
627         KPTphys = allocpages(firstaddr, nkpt_phys);
628         KPML4phys = allocpages(firstaddr, 1);
629         KPDPphys = allocpages(firstaddr, NKPML4E);
630         KPDphys = allocpages(firstaddr, NKPDPE);
631
632         /*
633          * Calculate the page directory base for KERNBASE,
634          * that is where we start populating the page table pages.
635          * Basically this is the end - 2.
636          */
637         KPDbase = KPDphys + ((NKPDPE - (NPDPEPG - KPDPI)) << PAGE_SHIFT);
638
639         DMPDPphys = allocpages(firstaddr, NDMPML4E);
640         if ((amd_feature & AMDID_PAGE1GB) == 0)
641                 DMPDphys = allocpages(firstaddr, ndmpdp);
642         dmaplimit = (vm_paddr_t)ndmpdp << PDPSHIFT;
643
644         /*
645          * Fill in the underlying page table pages for the area around
646          * KERNBASE.  This remaps low physical memory to KERNBASE.
647          *
648          * Read-only from zero to physfree
649          * XXX not fully used, underneath 2M pages
650          */
651         for (i = 0; (i << PAGE_SHIFT) < *firstaddr; i++) {
652                 ((pt_entry_t *)KPTbase)[i] = i << PAGE_SHIFT;
653                 ((pt_entry_t *)KPTbase)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_G;
654         }
655
656         /*
657          * Now map the initial kernel page tables.  One block of page
658          * tables is placed at the beginning of kernel virtual memory,
659          * and another block is placed at KERNBASE to map the kernel binary,
660          * data, bss, and initial pre-allocations.
661          */
662         for (i = 0; i < nkpt_base; i++) {
663                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] = KPTbase + (i << PAGE_SHIFT);
664                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] |= PG_RW | PG_V;
665         }
666         for (i = 0; i < nkpt_phys; i++) {
667                 ((pd_entry_t *)KPDphys)[i] = KPTphys + (i << PAGE_SHIFT);
668                 ((pd_entry_t *)KPDphys)[i] |= PG_RW | PG_V;
669         }
670
671         /*
672          * Map from zero to end of allocations using 2M pages as an
673          * optimization.  This will bypass some of the KPTBase pages
674          * above in the KERNBASE area.
675          */
676         for (i = 0; (i << PDRSHIFT) < *firstaddr; i++) {
677                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] = i << PDRSHIFT;
678                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS | PG_G;
679         }
680
681         /*
682          * And connect up the PD to the PDP.  The kernel pmap is expected
683          * to pre-populate all of its PDs.  See NKPDPE in vmparam.h.
684          */
685         for (i = 0; i < NKPDPE; i++) {
686                 ((pdp_entry_t *)KPDPphys)[NPDPEPG - NKPDPE + i] =
687                                 KPDphys + (i << PAGE_SHIFT);
688                 ((pdp_entry_t *)KPDPphys)[NPDPEPG - NKPDPE + i] |=
689                                 PG_RW | PG_V | PG_U;
690         }
691
692         /*
693          * Now set up the direct map space using either 2MB or 1GB pages
694          * Preset PG_M and PG_A because demotion expects it.
695          *
696          * When filling in entries in the PD pages make sure any excess
697          * entries are set to zero as we allocated enough PD pages
698          */
699         if ((amd_feature & AMDID_PAGE1GB) == 0) {
700                 for (i = 0; i < NPDEPG * ndmpdp; i++) {
701                         ((pd_entry_t *)DMPDphys)[i] = i << PDRSHIFT;
702                         ((pd_entry_t *)DMPDphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS |
703                                                        PG_G | PG_M | PG_A;
704                 }
705
706                 /*
707                  * And the direct map space's PDP
708                  */
709                 for (i = 0; i < ndmpdp; i++) {
710                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] = DMPDphys +
711                                                         (i << PAGE_SHIFT);
712                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
713                 }
714         } else {
715                 for (i = 0; i < ndmpdp; i++) {
716                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] =
717                                                 (vm_paddr_t)i << PDPSHIFT;
718                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS |
719                                                          PG_G | PG_M | PG_A;
720                 }
721         }
722
723         /* And recursively map PML4 to itself in order to get PTmap */
724         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[PML4PML4I] = KPML4phys;
725         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[PML4PML4I] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
726
727         /*
728          * Connect the Direct Map slots up to the PML4
729          */
730         for (j = 0; j < NDMPML4E; ++j) {
731                 ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[DMPML4I + j] =
732                         (DMPDPphys + ((vm_paddr_t)j << PML4SHIFT)) |
733                         PG_RW | PG_V | PG_U;
734         }
735
736         /*
737          * Connect the KVA slot up to the PML4
738          */
739         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[KPML4I] = KPDPphys;
740         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[KPML4I] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
741 }
742
743 /*
744  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
745  *
746  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
747  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
748  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
749  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
750  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
751  *      (physical) address starting relative to 0]
752  */
753 void
754 pmap_bootstrap(vm_paddr_t *firstaddr)
755 {
756         vm_offset_t va;
757         pt_entry_t *pte;
758
759         KvaStart = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
760         KvaEnd = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
761         KvaSize = KvaEnd - KvaStart;
762
763         avail_start = *firstaddr;
764
765         /*
766          * Create an initial set of page tables to run the kernel in.
767          */
768         create_pagetables(firstaddr);
769
770         virtual2_start = KvaStart;
771         virtual2_end = PTOV_OFFSET;
772
773         virtual_start = (vm_offset_t) PTOV_OFFSET + *firstaddr;
774         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
775
776         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
777
778         /* XXX do %cr0 as well */
779         load_cr4(rcr4() | CR4_PGE | CR4_PSE);
780         load_cr3(KPML4phys);
781
782         /*
783          * Initialize protection array.
784          */
785         i386_protection_init();
786
787         /*
788          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
789          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
790          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
791          */
792         kernel_pmap.pm_pml4 = (pdp_entry_t *) (PTOV_OFFSET + KPML4phys);
793         kernel_pmap.pm_count = 1;
794         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
795         RB_INIT(&kernel_pmap.pm_pvroot);
796         spin_init(&kernel_pmap.pm_spin);
797         lwkt_token_init(&kernel_pmap.pm_token, "kpmap_tok");
798
799         /*
800          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
801          * mapping of pages.
802          */
803 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
804         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
805
806         va = virtual_start;
807         pte = vtopte(va);
808
809         /*
810          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
811          */
812         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
813
814         /*
815          * Crashdump maps.
816          */
817         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
818
819         /*
820          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
821          * /dev/mem.
822          */
823         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
824
825         /*
826          * msgbufp is used to map the system message buffer.
827          * XXX msgbufmap is not used.
828          */
829         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
830                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
831
832         virtual_start = va;
833
834         *CMAP1 = 0;
835
836         /*
837          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
838          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
839          * works under UP because self-referential page table mappings
840          */
841 #ifdef SMP
842         pgeflag = 0;
843 #else
844         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
845                 pgeflag = PG_G;
846 #endif
847         
848 /*
849  * Initialize the 4MB page size flag
850  */
851         pseflag = 0;
852 /*
853  * The 4MB page version of the initial
854  * kernel page mapping.
855  */
856         pdir4mb = 0;
857
858 #if !defined(DISABLE_PSE)
859         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
860                 pt_entry_t ptditmp;
861                 /*
862                  * Note that we have enabled PSE mode
863                  */
864                 pseflag = PG_PS;
865                 ptditmp = *(PTmap + x86_64_btop(KERNBASE));
866                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
867                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
868                 pdir4mb = ptditmp;
869
870 #ifndef SMP
871                 /*
872                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
873                  * now because the APs will not be able to use it when
874                  * they boot up.
875                  */
876                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
877
878                 /*
879                  * We can do the mapping here for the single processor
880                  * case.  We simply ignore the old page table page from
881                  * now on.
882                  */
883                 /*
884                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
885                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
886                  */
887                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
888                 cpu_invltlb();
889 #endif
890         }
891 #endif
892         cpu_invltlb();
893 }
894
895 #ifdef SMP
896 /*
897  * Set 4mb pdir for mp startup
898  */
899 void
900 pmap_set_opt(void)
901 {
902         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
903                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
904                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
905                         cpu_invltlb();
906                 }
907         }
908 }
909 #endif
910
911 /*
912  *      Initialize the pmap module.
913  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
914  *      system needs to map virtual memory.
915  *      pmap_init has been enhanced to support in a fairly consistant
916  *      way, discontiguous physical memory.
917  */
918 void
919 pmap_init(void)
920 {
921         int i;
922         int initial_pvs;
923
924         /*
925          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
926          * pv_head_table.
927          */
928
929         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
930                 vm_page_t m;
931
932                 m = &vm_page_array[i];
933                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
934         }
935
936         /*
937          * init the pv free list
938          */
939         initial_pvs = vm_page_array_size;
940         if (initial_pvs < MINPV)
941                 initial_pvs = MINPV;
942         pvzone = &pvzone_store;
943         pvinit = (void *)kmem_alloc(&kernel_map,
944                                     initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
945         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry),
946                   pvinit, initial_pvs);
947
948         /*
949          * Now it is safe to enable pv_table recording.
950          */
951         pmap_initialized = TRUE;
952 }
953
954 /*
955  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
956  * high water mark so that the system can recover from excessive
957  * numbers of pv entries.
958  */
959 void
960 pmap_init2(void)
961 {
962         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
963         int entry_max;
964
965         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
966         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
967         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
968         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
969
970         /*
971          * Subtract out pages already installed in the zone (hack)
972          */
973         entry_max = pv_entry_max - vm_page_array_size;
974         if (entry_max <= 0)
975                 entry_max = 1;
976
977         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
978 }
979
980
981 /***************************************************
982  * Low level helper routines.....
983  ***************************************************/
984
985 /*
986  * this routine defines the region(s) of memory that should
987  * not be tested for the modified bit.
988  */
989 static __inline
990 int
991 pmap_track_modified(vm_pindex_t pindex)
992 {
993         vm_offset_t va = (vm_offset_t)pindex << PAGE_SHIFT;
994         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
995                 return 1;
996         else
997                 return 0;
998 }
999
1000 /*
1001  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
1002  * The page must be wired for this to work reliably.
1003  *
1004  * XXX for the moment we're using pv_find() instead of pv_get(), as
1005  *     callers might be expecting non-blocking operation.
1006  */
1007 vm_paddr_t 
1008 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1009 {
1010         vm_paddr_t rtval;
1011         pv_entry_t pt_pv;
1012         pt_entry_t *ptep;
1013
1014         rtval = 0;
1015         if (va >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1016                 /*
1017                  * Kernel page directories might be direct-mapped and
1018                  * there is typically no PV tracking of pte's
1019                  */
1020                 pd_entry_t *pt;
1021
1022                 pt = pmap_pt(pmap, va);
1023                 if (pt && (*pt & PG_V)) {
1024                         if (*pt & PG_PS) {
1025                                 rtval = *pt & PG_PS_FRAME;
1026                                 rtval |= va & PDRMASK;
1027                         } else {
1028                                 ptep = pmap_pt_to_pte(*pt, va);
1029                                 if (*pt & PG_V) {
1030                                         rtval = *ptep & PG_FRAME;
1031                                         rtval |= va & PAGE_MASK;
1032                                 }
1033                         }
1034                 }
1035         } else {
1036                 /*
1037                  * User pages currently do not direct-map the page directory
1038                  * and some pages might not used managed PVs.  But all PT's
1039                  * will have a PV.
1040                  */
1041                 pt_pv = pv_find(pmap, pmap_pt_pindex(va));
1042                 if (pt_pv) {
1043                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(va));
1044                         if (*ptep & PG_V) {
1045                                 rtval = *ptep & PG_FRAME;
1046                                 rtval |= va & PAGE_MASK;
1047                         }
1048                         pv_drop(pt_pv);
1049                 }
1050         }
1051         return rtval;
1052 }
1053
1054 /*
1055  * Extract the physical page address associated kernel virtual address.
1056  */
1057 vm_paddr_t
1058 pmap_kextract(vm_offset_t va)
1059 {
1060         pd_entry_t pt;          /* pt entry in pd */
1061         vm_paddr_t pa;
1062
1063         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
1064                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
1065         } else {
1066                 pt = *vtopt(va);
1067                 if (pt & PG_PS) {
1068                         pa = (pt & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
1069                 } else {
1070                         /*
1071                          * Beware of a concurrent promotion that changes the
1072                          * PDE at this point!  For example, vtopte() must not
1073                          * be used to access the PTE because it would use the
1074                          * new PDE.  It is, however, safe to use the old PDE
1075                          * because the page table page is preserved by the
1076                          * promotion.
1077                          */
1078                         pa = *pmap_pt_to_pte(pt, va);
1079                         pa = (pa & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
1080                 }
1081         }
1082         return pa;
1083 }
1084
1085 /***************************************************
1086  * Low level mapping routines.....
1087  ***************************************************/
1088
1089 /*
1090  * Routine: pmap_kenter
1091  * Function:
1092  *      Add a wired page to the KVA
1093  *      NOTE! note that in order for the mapping to take effect -- you
1094  *      should do an invltlb after doing the pmap_kenter().
1095  */
1096 void 
1097 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1098 {
1099         pt_entry_t *pte;
1100         pt_entry_t npte;
1101         pmap_inval_info info;
1102
1103         pmap_inval_init(&info);                         /* XXX remove */
1104         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1105         pte = vtopte(va);
1106         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);  /* XXX remove */
1107         *pte = npte;
1108         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);    /* XXX remove */
1109         pmap_inval_done(&info);                         /* XXX remove */
1110 }
1111
1112 /*
1113  * Routine: pmap_kenter_quick
1114  * Function:
1115  *      Similar to pmap_kenter(), except we only invalidate the
1116  *      mapping on the current CPU.
1117  */
1118 void
1119 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1120 {
1121         pt_entry_t *pte;
1122         pt_entry_t npte;
1123
1124         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1125         pte = vtopte(va);
1126         *pte = npte;
1127         cpu_invlpg((void *)va);
1128 }
1129
1130 void
1131 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
1132 {
1133         pmap_inval_info info;
1134
1135         pmap_inval_init(&info);
1136         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
1137         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
1138         pmap_inval_done(&info);
1139 }
1140
1141 void
1142 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
1143 {
1144         cpu_invlpg((void *)va);
1145 }
1146
1147 /*
1148  * remove a page from the kernel pagetables
1149  */
1150 void
1151 pmap_kremove(vm_offset_t va)
1152 {
1153         pt_entry_t *pte;
1154         pmap_inval_info info;
1155
1156         pmap_inval_init(&info);
1157         pte = vtopte(va);
1158         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
1159         (void)pte_load_clear(pte);
1160         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
1161         pmap_inval_done(&info);
1162 }
1163
1164 void
1165 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
1166 {
1167         pt_entry_t *pte;
1168         pte = vtopte(va);
1169         (void)pte_load_clear(pte);
1170         cpu_invlpg((void *)va);
1171 }
1172
1173 /*
1174  * XXX these need to be recoded.  They are not used in any critical path.
1175  */
1176 void
1177 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
1178 {
1179         atomic_set_long(vtopte(va), PG_RW);
1180         cpu_invlpg((void *)va);
1181 }
1182
1183 void
1184 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
1185 {
1186         atomic_set_long(vtopte(va), PG_N);
1187         cpu_invlpg((void *)va);
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Used to map a range of physical addresses into kernel virtual
1192  * address space during the low level boot, typically to map the
1193  * dump bitmap, message buffer, and vm_page_array.
1194  *
1195  * These mappings are typically made at some pointer after the end of the
1196  * kernel text+data.
1197  *
1198  * We could return PHYS_TO_DMAP(start) here and not allocate any
1199  * via (*virtp), but then kmem from userland and kernel dumps won't
1200  * have access to the related pointers.
1201  */
1202 vm_offset_t
1203 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1204 {
1205         vm_offset_t va;
1206         vm_offset_t va_start;
1207
1208         /*return PHYS_TO_DMAP(start);*/
1209
1210         va_start = *virtp;
1211         va = va_start;
1212
1213         while (start < end) {
1214                 pmap_kenter_quick(va, start);
1215                 va += PAGE_SIZE;
1216                 start += PAGE_SIZE;
1217         }
1218         *virtp = va;
1219         return va_start;
1220 }
1221
1222
1223 /*
1224  * Add a list of wired pages to the kva
1225  * this routine is only used for temporary
1226  * kernel mappings that do not need to have
1227  * page modification or references recorded.
1228  * Note that old mappings are simply written
1229  * over.  The page *must* be wired.
1230  */
1231 void
1232 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
1233 {
1234         vm_offset_t end_va;
1235
1236         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
1237                 
1238         while (va < end_va) {
1239                 pt_entry_t *pte;
1240
1241                 pte = vtopte(va);
1242                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1243                 cpu_invlpg((void *)va);
1244                 va += PAGE_SIZE;
1245                 m++;
1246         }
1247         smp_invltlb();
1248 }
1249
1250 /*
1251  * This routine jerks page mappings from the
1252  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1253  *
1254  * MPSAFE, INTERRUPT SAFE (cluster callback)
1255  */
1256 void
1257 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
1258 {
1259         vm_offset_t end_va;
1260
1261         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
1262
1263         while (va < end_va) {
1264                 pt_entry_t *pte;
1265
1266                 pte = vtopte(va);
1267                 (void)pte_load_clear(pte);
1268                 cpu_invlpg((void *)va);
1269                 va += PAGE_SIZE;
1270         }
1271         smp_invltlb();
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
1276  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
1277  */
1278 void
1279 pmap_init_thread(thread_t td)
1280 {
1281         /* enforce pcb placement & alignment */
1282         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
1283         td->td_pcb = (struct pcb *)((intptr_t)td->td_pcb & ~(intptr_t)0xF);
1284         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
1285         td->td_sp = (char *)td->td_pcb; /* no -16 */
1286 }
1287
1288 /*
1289  * This routine directly affects the fork perf for a process.
1290  */
1291 void
1292 pmap_init_proc(struct proc *p)
1293 {
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1298  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1299  *
1300  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1301  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1302  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1303  */
1304 void
1305 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1306 {
1307         pmap->pm_pml4 = (pml4_entry_t *)(PTOV_OFFSET + KPML4phys);
1308         pmap->pm_count = 1;
1309         pmap->pm_active = 0;
1310         pmap->pm_pvhint = NULL;
1311         RB_INIT(&pmap->pm_pvroot);
1312         spin_init(&pmap->pm_spin);
1313         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1314         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1315 }
1316
1317 /*
1318  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1319  * such as one in a vmspace structure.
1320  */
1321 static void
1322 pmap_pinit_simple(struct pmap *pmap)
1323 {
1324         /*
1325          * Misc initialization
1326          */
1327         pmap->pm_count = 1;
1328         pmap->pm_active = 0;
1329         pmap->pm_pvhint = NULL;
1330         pmap->pm_flags = PMAP_FLAG_SIMPLE;
1331
1332         /*
1333          * Don't blow up locks/tokens on re-use (XXX fix/use drop code
1334          * for this).
1335          */
1336         if (pmap->pm_pmlpv == NULL) {
1337                 RB_INIT(&pmap->pm_pvroot);
1338                 bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1339                 spin_init(&pmap->pm_spin);
1340                 lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1341         }
1342 }
1343
1344 void
1345 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1346 {
1347         pv_entry_t pv;
1348         int j;
1349
1350         pmap_pinit_simple(pmap);
1351         pmap->pm_flags &= ~PMAP_FLAG_SIMPLE;
1352
1353         /*
1354          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1355          * page directory table.
1356          */
1357         if (pmap->pm_pml4 == NULL) {
1358                 pmap->pm_pml4 =
1359                     (pml4_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1360         }
1361
1362         /*
1363          * Allocate the page directory page, which wires it even though
1364          * it isn't being entered into some higher level page table (it
1365          * being the highest level).  If one is already cached we don't
1366          * have to do anything.
1367          */
1368         if ((pv = pmap->pm_pmlpv) == NULL) {
1369                 pv = pmap_allocpte(pmap, pmap_pml4_pindex(), NULL);
1370                 pmap->pm_pmlpv = pv;
1371                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pml4,
1372                             VM_PAGE_TO_PHYS(pv->pv_m));
1373                 pv_put(pv);
1374
1375                 /*
1376                  * Install DMAP and KMAP.
1377                  */
1378                 for (j = 0; j < NDMPML4E; ++j) {
1379                         pmap->pm_pml4[DMPML4I + j] =
1380                                 (DMPDPphys + ((vm_paddr_t)j << PML4SHIFT)) |
1381                                 PG_RW | PG_V | PG_U;
1382                 }
1383                 pmap->pm_pml4[KPML4I] = KPDPphys | PG_RW | PG_V | PG_U;
1384
1385                 /*
1386                  * install self-referential address mapping entry
1387                  */
1388                 pmap->pm_pml4[PML4PML4I] = VM_PAGE_TO_PHYS(pv->pv_m) |
1389                                            PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1390         } else {
1391                 KKASSERT(pv->pv_m->flags & PG_MAPPED);
1392                 KKASSERT(pv->pv_m->flags & PG_WRITEABLE);
1393         }
1394         KKASSERT(pmap->pm_pml4[255] == 0);
1395         KKASSERT(RB_ROOT(&pmap->pm_pvroot) == pv);
1396         KKASSERT(pv->pv_entry.rbe_left == NULL);
1397         KKASSERT(pv->pv_entry.rbe_right == NULL);
1398 }
1399
1400 /*
1401  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1402  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1403  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1404  * of cleanup work to do here.
1405  */
1406 void
1407 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1408 {
1409         pv_entry_t pv;
1410         vm_page_t p;
1411
1412         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1413         if ((pv = pmap->pm_pmlpv) != NULL) {
1414                 if (pv_hold_try(pv) == 0)
1415                         pv_lock(pv);
1416                 p = pmap_remove_pv_page(pv);
1417                 pv_free(pv);
1418                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pml4);
1419                 vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pgpun");
1420                 KKASSERT(p->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED));
1421                 vm_page_unwire(p, 0);
1422                 vm_page_flag_clear(p, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1423
1424                 /*
1425                  * XXX eventually clean out PML4 static entries and
1426                  * use vm_page_free_zero()
1427                  */
1428                 vm_page_free(p);
1429                 pmap->pm_pmlpv = NULL;
1430         }
1431         if (pmap->pm_pml4) {
1432                 KKASSERT(pmap->pm_pml4 != (void *)(PTOV_OFFSET + KPML4phys));
1433                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pml4, PAGE_SIZE);
1434                 pmap->pm_pml4 = NULL;
1435         }
1436         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0);
1437         KKASSERT(pmap->pm_stats.wired_count == 0);
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1442  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1443  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1444  * then copies the template.
1445  */
1446 void
1447 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1448 {
1449         spin_lock(&pmap_spin);
1450         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1451         spin_unlock(&pmap_spin);
1452 }
1453
1454 /*
1455  * This routine is called when various levels in the page table need to
1456  * be populated.  This routine cannot fail.
1457  *
1458  * This function returns two locked pv_entry's, one representing the
1459  * requested pv and one representing the requested pv's parent pv.  If
1460  * the pv did not previously exist it will be mapped into its parent
1461  * and wired, otherwise no additional wire count will be added.
1462  */
1463 static
1464 pv_entry_t
1465 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex, pv_entry_t *pvpp)
1466 {
1467         pt_entry_t *ptep;
1468         pv_entry_t pv;
1469         pv_entry_t pvp;
1470         vm_pindex_t pt_pindex;
1471         vm_page_t m;
1472         int isnew;
1473         int ispt;
1474
1475         /*
1476          * If the pv already exists and we aren't being asked for the
1477          * parent page table page we can just return it.  A locked+held pv
1478          * is returned.
1479          */
1480         ispt = 0;
1481         pv = pv_alloc(pmap, ptepindex, &isnew);
1482         if (isnew == 0 && pvpp == NULL)
1483                 return(pv);
1484
1485         /*
1486          * This is a new PV, we have to resolve its parent page table and
1487          * add an additional wiring to the page if necessary.
1488          */
1489
1490         /*
1491          * Special case terminal PVs.  These are not page table pages so
1492          * no vm_page is allocated (the caller supplied the vm_page).  If
1493          * pvpp is non-NULL we are being asked to also removed the pt_pv
1494          * for this pv.
1495          *
1496          * Note that pt_pv's are only returned for user VAs. We assert that
1497          * a pt_pv is not being requested for kernel VAs.
1498          */
1499         if (ptepindex < pmap_pt_pindex(0)) {
1500                 if (ptepindex >= NUPTE_USER)
1501                         KKASSERT(pvpp == NULL);
1502                 else
1503                         KKASSERT(pvpp != NULL);
1504                 if (pvpp) {
1505                         pt_pindex = NUPTE_TOTAL + (ptepindex >> NPTEPGSHIFT);
1506                         pvp = pmap_allocpte(pmap, pt_pindex, NULL);
1507                         if (isnew)
1508                                 vm_page_wire_quick(pvp->pv_m);
1509                         *pvpp = pvp;
1510                 } else {
1511                         pvp = NULL;
1512                 }
1513                 return(pv);
1514         }
1515
1516         /*
1517          * Non-terminal PVs allocate a VM page to represent the page table,
1518          * so we have to resolve pvp and calculate ptepindex for the pvp
1519          * and then for the page table entry index in the pvp for
1520          * fall-through.
1521          */
1522         if (ptepindex < pmap_pd_pindex(0)) {
1523                 /*
1524                  * pv is PT, pvp is PD
1525                  */
1526                 ptepindex = (ptepindex - pmap_pt_pindex(0)) >> NPDEPGSHIFT;
1527                 ptepindex += NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL;
1528                 pvp = pmap_allocpte(pmap, ptepindex, NULL);
1529                 if (!isnew)
1530                         goto notnew;
1531
1532                 /*
1533                  * PT index in PD
1534                  */
1535                 ptepindex = pv->pv_pindex - pmap_pt_pindex(0);
1536                 ptepindex &= ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1);
1537                 ispt = 1;
1538         } else if (ptepindex < pmap_pdp_pindex(0)) {
1539                 /*
1540                  * pv is PD, pvp is PDP
1541                  *
1542                  * SIMPLE PMAP NOTE: Simple pmaps do not allocate above
1543                  *                   the PD.
1544                  */
1545                 ptepindex = (ptepindex - pmap_pd_pindex(0)) >> NPDPEPGSHIFT;
1546                 ptepindex += NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL;
1547
1548                 if (pmap->pm_flags & PMAP_FLAG_SIMPLE) {
1549                         KKASSERT(pvpp == NULL);
1550                         pvp = NULL;
1551                 } else {
1552                         pvp = pmap_allocpte(pmap, ptepindex, NULL);
1553                 }
1554                 if (!isnew)
1555                         goto notnew;
1556
1557                 /*
1558                  * PD index in PDP
1559                  */
1560                 ptepindex = pv->pv_pindex - pmap_pd_pindex(0);
1561                 ptepindex &= ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1);
1562         } else if (ptepindex < pmap_pml4_pindex()) {
1563                 /*
1564                  * pv is PDP, pvp is the root pml4 table
1565                  */
1566                 pvp = pmap_allocpte(pmap, pmap_pml4_pindex(), NULL);
1567                 if (!isnew)
1568                         goto notnew;
1569
1570                 /*
1571                  * PDP index in PML4
1572                  */
1573                 ptepindex = pv->pv_pindex - pmap_pdp_pindex(0);
1574                 ptepindex &= ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1);
1575         } else {
1576                 /*
1577                  * pv represents the top-level PML4, there is no parent.
1578                  */
1579                 pvp = NULL;
1580                 if (!isnew)
1581                         goto notnew;
1582         }
1583
1584         /*
1585          * This code is only reached if isnew is TRUE and this is not a
1586          * terminal PV.  We need to allocate a vm_page for the page table
1587          * at this level and enter it into the parent page table.
1588          *
1589          * page table pages are marked PG_WRITEABLE and PG_MAPPED.
1590          */
1591         for (;;) {
1592                 m = vm_page_alloc(NULL, pv->pv_pindex,
1593                                   VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM |
1594                                   VM_ALLOC_INTERRUPT);
1595                 if (m)
1596                         break;
1597                 vm_wait(0);
1598         }
1599         vm_page_spin_lock(m);
1600         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1601         pv->pv_m = m;
1602         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1603         vm_page_spin_unlock(m);
1604         vm_page_unmanage(m);    /* m must be spinunlocked */
1605
1606         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0) {
1607                 pmap_zero_page(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1608         }
1609 #ifdef PMAP_DEBUG
1610         else {
1611                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1612         }
1613 #endif
1614         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1615         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1616         vm_page_wire(m);        /* wire for mapping in parent */
1617
1618         /*
1619          * Wire the page into pvp, bump the wire-count for pvp's page table
1620          * page.  Bump the resident_count for the pmap.  There is no pvp
1621          * for the top level, address the pm_pml4[] array directly.
1622          *
1623          * If the caller wants the parent we return it, otherwise
1624          * we just put it away.
1625          *
1626          * No interlock is needed for pte 0 -> non-zero.
1627          *
1628          * In the situation where *ptep is valid we might have an unmanaged
1629          * page table page shared from another page table which we need to
1630          * unshare before installing our private page table page.
1631          */
1632         if (pvp) {
1633                 ptep = pv_pte_lookup(pvp, ptepindex);
1634                 if (*ptep & PG_V) {
1635                         pt_entry_t pte;
1636                         pmap_inval_info info;
1637
1638                         kprintf("pmap_allocpte: restate shared pg table pg\n");
1639
1640                         if (ispt == 0) {
1641                                 panic("pmap_allocpte: unexpected pte %p/%d",
1642                                       pvp, (int)ptepindex);
1643                         }
1644                         pmap_inval_init(&info);
1645                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, (vm_offset_t)-1);
1646                         pte = pte_load_clear(ptep);
1647                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
1648                         pmap_inval_done(&info);
1649                         if (vm_page_unwire_quick(PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME)))
1650                                 panic("pmap_allocpte: shared pgtable pg bad wirecount");
1651                 } else {
1652                         vm_page_wire_quick(pvp->pv_m);
1653                 }
1654                 *ptep = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | (PG_U | PG_RW | PG_V |
1655                                               PG_A | PG_M);
1656         }
1657         vm_page_wakeup(m);
1658 notnew:
1659         if (pvpp)
1660                 *pvpp = pvp;
1661         else if (pvp)
1662                 pv_put(pvp);
1663         return (pv);
1664 }
1665
1666 /*
1667  * This version of pmap_allocpte() checks for possible segment optimizations
1668  * that would allow page-table sharing.  It can be called for terminal
1669  * page or page table page ptepindex's.
1670  *
1671  * The function is called with page table page ptepindex's for fictitious
1672  * and unmanaged terminal pages.  That is, we don't want to allocate a
1673  * terminal pv, we just want the pt_pv.  pvpp is usually passed as NULL
1674  * for this case.
1675  *
1676  * This function can return a pv and *pvpp associated with the passed in pmap
1677  * OR a pv and *pvpp associated with the shared pmap.  In the latter case
1678  * an unmanaged page table page will be entered into the pass in pmap.
1679  */
1680 static
1681 pv_entry_t
1682 pmap_allocpte_seg(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex, pv_entry_t *pvpp,
1683                   vm_map_entry_t entry, vm_offset_t va)
1684 {
1685         struct pmap_inval_info info;
1686         vm_object_t object;
1687         pmap_t obpmap;
1688         pmap_t *obpmapp;
1689         vm_offset_t b;
1690         pv_entry_t pte_pv;      /* in original or shared pmap */
1691         pv_entry_t pt_pv;       /* in original or shared pmap */
1692         pv_entry_t proc_pd_pv;  /* in original pmap */
1693         pv_entry_t proc_pt_pv;  /* in original pmap */
1694         pv_entry_t xpv;         /* PT in shared pmap */
1695         pd_entry_t *pt;         /* PT entry in PD of original pmap */
1696         pd_entry_t opte;        /* contents of *pt */
1697         pd_entry_t npte;        /* contents of *pt */
1698         vm_page_t m;
1699
1700         /*
1701          * Basic tests, require a non-NULL vm_map_entry, require proper
1702          * alignment and type for the vm_map_entry, require that the
1703          * underlying object already be allocated.
1704          *
1705          * We currently allow any type of object to use this optimization.
1706          * The object itself does NOT have to be sized to a multiple of the
1707          * segment size, but the memory mapping does.
1708          */
1709         if (entry == NULL ||
1710             pmap_mmu_optimize == 0 ||                   /* not enabled */
1711             ptepindex >= pmap_pd_pindex(0) ||           /* not terminal */
1712             entry->inheritance != VM_INHERIT_SHARE ||   /* not shared */
1713             entry->maptype != VM_MAPTYPE_NORMAL ||      /* weird map type */
1714             entry->object.vm_object == NULL ||          /* needs VM object */
1715             (entry->offset & SEG_MASK) ||               /* must be aligned */
1716             (entry->start & SEG_MASK)) {
1717                 return(pmap_allocpte(pmap, ptepindex, pvpp));
1718         }
1719
1720         /*
1721          * Make sure the full segment can be represented.
1722          */
1723         b = va & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
1724         if (b < entry->start && b + SEG_SIZE > entry->end)
1725                 return(pmap_allocpte(pmap, ptepindex, pvpp));
1726
1727         /*
1728          * If the full segment can be represented dive the VM object's
1729          * shared pmap, allocating as required.
1730          */
1731         object = entry->object.vm_object;
1732
1733         if (entry->protection & VM_PROT_WRITE)
1734                 obpmapp = &object->md.pmap_rw;
1735         else
1736                 obpmapp = &object->md.pmap_ro;
1737
1738         /*
1739          * We allocate what appears to be a normal pmap but because portions
1740          * of this pmap are shared with other unrelated pmaps we have to
1741          * set pm_active to point to all cpus.
1742          *
1743          * XXX Currently using pmap_spin to interlock the update, can't use
1744          *     vm_object_hold/drop because the token might already be held
1745          *     shared OR exclusive and we don't know.
1746          */
1747         while ((obpmap = *obpmapp) == NULL) {
1748                 obpmap = kmalloc(sizeof(*obpmap), M_OBJPMAP, M_WAITOK|M_ZERO);
1749                 pmap_pinit_simple(obpmap);
1750                 pmap_pinit2(obpmap);
1751                 spin_lock(&pmap_spin);
1752                 if (*obpmapp != NULL) {
1753                         /*
1754                          * Handle race
1755                          */
1756                         spin_unlock(&pmap_spin);
1757                         pmap_release(obpmap);
1758                         pmap_puninit(obpmap);
1759                         kfree(obpmap, M_OBJPMAP);
1760                 } else {
1761                         obpmap->pm_active = smp_active_mask;
1762                         *obpmapp = obpmap;
1763                         spin_unlock(&pmap_spin);
1764                 }
1765         }
1766
1767         /*
1768          * Layering is: PTE, PT, PD, PDP, PML4.  We have to return the
1769          * pte/pt using the shared pmap from the object but also adjust
1770          * the process pmap's page table page as a side effect.
1771          */
1772
1773         /*
1774          * Resolve the terminal PTE and PT in the shared pmap.  This is what
1775          * we will return.  This is true if ptepindex represents a terminal
1776          * page, otherwise pte_pv is actually the PT and pt_pv is actually
1777          * the PD.
1778          */
1779         pt_pv = NULL;
1780         pte_pv = pmap_allocpte(obpmap, ptepindex, &pt_pv);
1781         if (ptepindex >= pmap_pt_pindex(0))
1782                 xpv = pte_pv;
1783         else
1784                 xpv = pt_pv;
1785
1786         /*
1787          * Resolve the PD in the process pmap so we can properly share the
1788          * page table page.  Lock order is bottom-up (leaf first)!
1789          *
1790          * NOTE: proc_pt_pv can be NULL.
1791          */
1792         proc_pt_pv = pv_get(pmap, pmap_pt_pindex(b));
1793         proc_pd_pv = pmap_allocpte(pmap, pmap_pd_pindex(b), NULL);
1794
1795         /*
1796          * xpv is the page table page pv from the shared object
1797          * (for convenience).
1798          *
1799          * Calculate the pte value for the PT to load into the process PD.
1800          * If we have to change it we must properly dispose of the previous
1801          * entry.
1802          */
1803         pt = pv_pte_lookup(proc_pd_pv, pmap_pt_index(b));
1804         npte = VM_PAGE_TO_PHYS(xpv->pv_m) |
1805                (PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1806
1807         /*
1808          * Dispose of previous entry if it was local to the process pmap.
1809          * (This should zero-out *pt)
1810          */
1811         if (proc_pt_pv) {
1812                 pmap_release_pv(proc_pt_pv, proc_pd_pv);
1813                 proc_pt_pv = NULL;
1814                 /* relookup */
1815                 pt = pv_pte_lookup(proc_pd_pv, pmap_pt_index(b));
1816         }
1817
1818         /*
1819          * Handle remaining cases.
1820          */
1821         if (*pt == 0) {
1822                 *pt = npte;
1823                 vm_page_wire_quick(xpv->pv_m);
1824                 vm_page_wire_quick(proc_pd_pv->pv_m);
1825                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, 1);
1826         } else if (*pt != npte) {
1827                 pmap_inval_init(&info);
1828                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, (vm_offset_t)-1);
1829
1830                 opte = pte_load_clear(pt);
1831                 KKASSERT(opte && opte != npte);
1832
1833                 *pt = npte;
1834                 vm_page_wire_quick(xpv->pv_m);  /* pgtable pg that is npte */
1835
1836                 /*
1837                  * Clean up opte, bump the wire_count for the process
1838                  * PD page representing the new entry if it was
1839                  * previously empty.
1840                  *
1841                  * If the entry was not previously empty and we have
1842                  * a PT in the proc pmap then opte must match that
1843                  * pt.  The proc pt must be retired (this is done
1844                  * later on in this procedure).
1845                  *
1846                  * NOTE: replacing valid pte, wire_count on proc_pd_pv
1847                  * stays the same.
1848                  */
1849                 KKASSERT(opte & PG_V);
1850                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(opte & PG_FRAME);
1851                 if (vm_page_unwire_quick(m)) {
1852                         panic("pmap_allocpte_seg: "
1853                               "bad wire count %p",
1854                               m);
1855                 }
1856
1857                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
1858                 pmap_inval_done(&info);
1859         }
1860
1861         /*
1862          * The existing process page table was replaced and must be destroyed
1863          * here.
1864          */
1865         if (proc_pd_pv)
1866                 pv_put(proc_pd_pv);
1867         if (pvpp)
1868                 *pvpp = pt_pv;
1869         else
1870                 pv_put(pt_pv);
1871
1872         return (pte_pv);
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Release any resources held by the given physical map.
1877  *
1878  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.  Should
1879  * only be called if the map contains no valid mappings.
1880  *
1881  * Caller must hold pmap->pm_token
1882  */
1883 struct pmap_release_info {
1884         pmap_t  pmap;
1885         int     retry;
1886 };
1887
1888 static int pmap_release_callback(pv_entry_t pv, void *data);
1889
1890 void
1891 pmap_release(struct pmap *pmap)
1892 {
1893         struct pmap_release_info info;
1894
1895         KASSERT(pmap->pm_active == 0,
1896                 ("pmap still active! %016jx", (uintmax_t)pmap->pm_active));
1897
1898         spin_lock(&pmap_spin);
1899         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1900         spin_unlock(&pmap_spin);
1901
1902         /*
1903          * Pull pv's off the RB tree in order from low to high and release
1904          * each page.
1905          */
1906         info.pmap = pmap;
1907         do {
1908                 info.retry = 0;
1909                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
1910                 RB_SCAN(pv_entry_rb_tree, &pmap->pm_pvroot, NULL,
1911                         pmap_release_callback, &info);
1912                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
1913         } while (info.retry);
1914
1915
1916         /*
1917          * One resident page (the pml4 page) should remain.
1918          * No wired pages should remain.
1919          */
1920         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count ==
1921                  ((pmap->pm_flags & PMAP_FLAG_SIMPLE) ? 0 : 1));
1922
1923         KKASSERT(pmap->pm_stats.wired_count == 0);
1924 }
1925
1926 static int
1927 pmap_release_callback(pv_entry_t pv, void *data)
1928 {
1929         struct pmap_release_info *info = data;
1930         pmap_t pmap = info->pmap;
1931         int r;
1932
1933         if (pv_hold_try(pv)) {
1934                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
1935         } else {
1936                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
1937                 pv_lock(pv);
1938                 if (pv->pv_pmap != pmap) {
1939                         pv_put(pv);
1940                         spin_lock(&pmap->pm_spin);
1941                         info->retry = 1;
1942                         return(-1);
1943                 }
1944         }
1945         r = pmap_release_pv(pv, NULL);
1946         spin_lock(&pmap->pm_spin);
1947         return(r);
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Called with held (i.e. also locked) pv.  This function will dispose of
1952  * the lock along with the pv.
1953  *
1954  * If the caller already holds the locked parent page table for pv it
1955  * must pass it as pvp, allowing us to avoid a deadlock, else it can
1956  * pass NULL for pvp.
1957  */
1958 static int
1959 pmap_release_pv(pv_entry_t pv, pv_entry_t pvp)
1960 {
1961         vm_page_t p;
1962
1963         /*
1964          * The pmap is currently not spinlocked, pv is held+locked.
1965          * Remove the pv's page from its parent's page table.  The
1966          * parent's page table page's wire_count will be decremented.
1967          */
1968         pmap_remove_pv_pte(pv, pvp, NULL);
1969
1970         /*
1971          * Terminal pvs are unhooked from their vm_pages.  Because
1972          * terminal pages aren't page table pages they aren't wired
1973          * by us, so we have to be sure not to unwire them either.
1974          */
1975         if (pv->pv_pindex < pmap_pt_pindex(0)) {
1976                 pmap_remove_pv_page(pv);
1977                 goto skip;
1978         }
1979
1980         /*
1981          * We leave the top-level page table page cached, wired, and
1982          * mapped in the pmap until the dtor function (pmap_puninit())
1983          * gets called.
1984          *
1985          * Since we are leaving the top-level pv intact we need
1986          * to break out of what would otherwise be an infinite loop.
1987          */
1988         if (pv->pv_pindex == pmap_pml4_pindex()) {
1989                 pv_put(pv);
1990                 return(-1);
1991         }
1992
1993         /*
1994          * For page table pages (other than the top-level page),
1995          * remove and free the vm_page.  The representitive mapping
1996          * removed above by pmap_remove_pv_pte() did not undo the
1997          * last wire_count so we have to do that as well.
1998          */
1999         p = pmap_remove_pv_page(pv);
2000         vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pmaprl");
2001         if (p->wire_count != 1) {
2002                 kprintf("p->wire_count was %016lx %d\n",
2003                         pv->pv_pindex, p->wire_count);
2004         }
2005         KKASSERT(p->wire_count == 1);
2006         KKASSERT(p->flags & PG_UNMANAGED);
2007
2008         vm_page_unwire(p, 0);
2009         KKASSERT(p->wire_count == 0);
2010
2011         /*
2012          * Theoretically this page, if not the pml4 page, should contain
2013          * all-zeros.  But its just too dangerous to mark it PG_ZERO.  Free
2014          * normally.
2015          */
2016         vm_page_free(p);
2017 skip:
2018         pv_free(pv);
2019         return 0;
2020 }
2021
2022 /*
2023  * This function will remove the pte associated with a pv from its parent.
2024  * Terminal pv's are supported.  The removal will be interlocked if info
2025  * is non-NULL.  The caller must dispose of pv instead of just unlocking
2026  * it.
2027  *
2028  * The wire count will be dropped on the parent page table.  The wire
2029  * count on the page being removed (pv->pv_m) from the parent page table
2030  * is NOT touched.  Note that terminal pages will not have any additional
2031  * wire counts while page table pages will have at least one representing
2032  * the mapping, plus others representing sub-mappings.
2033  *
2034  * NOTE: Cannot be called on kernel page table pages, only KVM terminal
2035  *       pages and user page table and terminal pages.
2036  *
2037  * The pv must be locked.
2038  *
2039  * XXX must lock parent pv's if they exist to remove pte XXX
2040  */
2041 static
2042 void
2043 pmap_remove_pv_pte(pv_entry_t pv, pv_entry_t pvp, struct pmap_inval_info *info)
2044 {
2045         vm_pindex_t ptepindex = pv->pv_pindex;
2046         pmap_t pmap = pv->pv_pmap;
2047         vm_page_t p;
2048         int gotpvp = 0;
2049
2050         KKASSERT(pmap);
2051
2052         if (ptepindex == pmap_pml4_pindex()) {
2053                 /*
2054                  * We are the top level pml4 table, there is no parent.
2055                  */
2056                 p = pmap->pm_pmlpv->pv_m;
2057         } else if (ptepindex >= pmap_pdp_pindex(0)) {
2058                 /*
2059                  * Remove a PDP page from the pml4e.  This can only occur
2060                  * with user page tables.  We do not have to lock the
2061                  * pml4 PV so just ignore pvp.
2062                  */
2063                 vm_pindex_t pml4_pindex;
2064                 vm_pindex_t pdp_index;
2065                 pml4_entry_t *pdp;
2066
2067                 pdp_index = ptepindex - pmap_pdp_pindex(0);
2068                 if (pvp == NULL) {
2069                         pml4_pindex = pmap_pml4_pindex();
2070                         pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pml4_pindex);
2071                         KKASSERT(pvp);
2072                         gotpvp = 1;
2073                 }
2074                 pdp = &pmap->pm_pml4[pdp_index & ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1)];
2075                 KKASSERT((*pdp & PG_V) != 0);
2076                 p = PHYS_TO_VM_PAGE(*pdp & PG_FRAME);
2077                 *pdp = 0;
2078                 KKASSERT(info == NULL);
2079         } else if (ptepindex >= pmap_pd_pindex(0)) {
2080                 /*
2081                  * Remove a PD page from the pdp
2082                  *
2083                  * SIMPLE PMAP NOTE: Non-existant pvp's are ok in the case
2084                  *                   of a simple pmap because it stops at
2085                  *                   the PD page.
2086                  */
2087                 vm_pindex_t pdp_pindex;
2088                 vm_pindex_t pd_index;
2089                 pdp_entry_t *pd;
2090
2091                 pd_index = ptepindex - pmap_pd_pindex(0);
2092
2093                 if (pvp == NULL) {
2094                         pdp_pindex = NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL +
2095                                      (pd_index >> NPML4EPGSHIFT);
2096                         pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pdp_pindex);
2097                         if (pvp)
2098                                 gotpvp = 1;
2099                 }
2100                 if (pvp) {
2101                         pd = pv_pte_lookup(pvp, pd_index &
2102                                                 ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
2103                         KKASSERT((*pd & PG_V) != 0);
2104                         p = PHYS_TO_VM_PAGE(*pd & PG_FRAME);
2105                         *pd = 0;
2106                 } else {
2107                         KKASSERT(pmap->pm_flags & PMAP_FLAG_SIMPLE);
2108                         p = pv->pv_m;           /* degenerate test later */
2109                 }
2110                 KKASSERT(info == NULL);
2111         } else if (ptepindex >= pmap_pt_pindex(0)) {
2112                 /*
2113                  *  Remove a PT page from the pd
2114                  */
2115                 vm_pindex_t pd_pindex;
2116                 vm_pindex_t pt_index;
2117                 pd_entry_t *pt;
2118
2119                 pt_index = ptepindex - pmap_pt_pindex(0);
2120
2121                 if (pvp == NULL) {
2122                         pd_pindex = NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL +
2123                                     (pt_index >> NPDPEPGSHIFT);
2124                         pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pd_pindex);
2125                         KKASSERT(pvp);
2126                         gotpvp = 1;
2127                 }
2128                 pt = pv_pte_lookup(pvp, pt_index & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
2129                 KKASSERT((*pt & PG_V) != 0);
2130                 p = PHYS_TO_VM_PAGE(*pt & PG_FRAME);
2131                 *pt = 0;
2132                 KKASSERT(info == NULL);
2133         } else {
2134                 /*
2135                  * Remove a PTE from the PT page
2136                  *
2137                  * NOTE: pv's must be locked bottom-up to avoid deadlocking.
2138                  *       pv is a pte_pv so we can safely lock pt_pv.
2139                  */
2140                 vm_pindex_t pt_pindex;
2141                 pt_entry_t *ptep;
2142                 pt_entry_t pte;
2143                 vm_offset_t va;
2144
2145                 pt_pindex = ptepindex >> NPTEPGSHIFT;
2146                 va = (vm_offset_t)ptepindex << PAGE_SHIFT;
2147
2148                 if (ptepindex >= NUPTE_USER) {
2149                         ptep = vtopte(ptepindex << PAGE_SHIFT);
2150                         KKASSERT(pvp == NULL);
2151                 } else {
2152                         if (pvp == NULL) {
2153                                 pt_pindex = NUPTE_TOTAL +
2154                                             (ptepindex >> NPDPEPGSHIFT);
2155                                 pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pt_pindex);
2156                                 KKASSERT(pvp);
2157                                 gotpvp = 1;
2158                         }
2159                         ptep = pv_pte_lookup(pvp, ptepindex &
2160                                                   ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
2161                 }
2162
2163                 if (info)
2164                         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
2165                 pte = pte_load_clear(ptep);
2166                 if (info)
2167                         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
2168                 else
2169                         cpu_invlpg((void *)va);
2170
2171                 /*
2172                  * Now update the vm_page_t
2173                  */
2174                 if ((pte & (PG_MANAGED|PG_V)) != (PG_MANAGED|PG_V)) {
2175                         kprintf("remove_pte badpte %016lx %016lx %d\n",
2176                                 pte, pv->pv_pindex,
2177                                 pv->pv_pindex < pmap_pt_pindex(0));
2178                 }
2179                 /*KKASSERT((pte & (PG_MANAGED|PG_V)) == (PG_MANAGED|PG_V));*/
2180                 p = PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME);
2181
2182                 if (pte & PG_M) {
2183                         if (pmap_track_modified(ptepindex))
2184                                 vm_page_dirty(p);
2185                 }
2186                 if (pte & PG_A) {
2187                         vm_page_flag_set(p, PG_REFERENCED);
2188                 }
2189                 if (pte & PG_W)
2190                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.wired_count, -1);
2191                 if (pte & PG_G)
2192                         cpu_invlpg((void *)va);
2193         }
2194
2195         /*
2196          * Unwire the parent page table page.  The wire_count cannot go below
2197          * 1 here because the parent page table page is itself still mapped.
2198          *
2199          * XXX remove the assertions later.
2200          */
2201         KKASSERT(pv->pv_m == p);
2202         if (pvp && vm_page_unwire_quick(pvp->pv_m))
2203                 panic("pmap_remove_pv_pte: Insufficient wire_count");
2204
2205         if (gotpvp)
2206                 pv_put(pvp);
2207 }
2208
2209 static
2210 vm_page_t
2211 pmap_remove_pv_page(pv_entry_t pv)
2212 {
2213         vm_page_t m;
2214
2215         m = pv->pv_m;
2216         KKASSERT(m);
2217         vm_page_spin_lock(m);
2218         pv->pv_m = NULL;
2219         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2220         /*
2221         if (m->object)
2222                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2223         */
2224         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2225                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2226         vm_page_spin_unlock(m);
2227         return(m);
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
2232  *
2233  * This routine is always called to validate any address space
2234  * beyond KERNBASE (for kldloads).  kernel_vm_end only governs the address
2235  * space below KERNBASE.
2236  */
2237 void
2238 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
2239 {
2240         vm_paddr_t paddr;
2241         vm_offset_t ptppaddr;
2242         vm_page_t nkpg;
2243         pd_entry_t *pt, newpt;
2244         pdp_entry_t newpd;
2245         int update_kernel_vm_end;
2246
2247         /*
2248          * bootstrap kernel_vm_end on first real VM use
2249          */
2250         if (kernel_vm_end == 0) {
2251                 kernel_vm_end = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
2252                 nkpt = 0;
2253                 while ((*pmap_pt(&kernel_pmap, kernel_vm_end) & PG_V) != 0) {
2254                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
2255                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
2256                         nkpt++;
2257                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
2258                                 kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
2259                                 break;                       
2260                         }
2261                 }
2262         }
2263
2264         /*
2265          * Fill in the gaps.  kernel_vm_end is only adjusted for ranges
2266          * below KERNBASE.  Ranges above KERNBASE are kldloaded and we
2267          * do not want to force-fill 128G worth of page tables.
2268          */
2269         if (kstart < KERNBASE) {
2270                 if (kstart > kernel_vm_end)
2271                         kstart = kernel_vm_end;
2272                 KKASSERT(kend <= KERNBASE);
2273                 update_kernel_vm_end = 1;
2274         } else {
2275                 update_kernel_vm_end = 0;
2276         }
2277
2278         kstart = rounddown2(kstart, PAGE_SIZE * NPTEPG);
2279         kend = roundup2(kend, PAGE_SIZE * NPTEPG);
2280
2281         if (kend - 1 >= kernel_map.max_offset)
2282                 kend = kernel_map.max_offset;
2283
2284         while (kstart < kend) {
2285                 pt = pmap_pt(&kernel_pmap, kstart);
2286                 if (pt == NULL) {
2287                         /* We need a new PDP entry */
2288                         nkpg = vm_page_alloc(NULL, nkpt,
2289                                              VM_ALLOC_NORMAL |
2290                                              VM_ALLOC_SYSTEM |
2291                                              VM_ALLOC_INTERRUPT);
2292                         if (nkpg == NULL) {
2293                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow "
2294                                       "kernel");
2295                         }
2296                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
2297                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
2298                                 pmap_zero_page(paddr);
2299                         vm_page_flag_clear(nkpg, PG_ZERO);
2300                         newpd = (pdp_entry_t)
2301                                 (paddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
2302                         *pmap_pd(&kernel_pmap, kstart) = newpd;
2303                         nkpt++;
2304                         continue; /* try again */
2305                 }
2306                 if ((*pt & PG_V) != 0) {
2307                         kstart = (kstart + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
2308                                  ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
2309                         if (kstart - 1 >= kernel_map.max_offset) {
2310                                 kstart = kernel_map.max_offset;
2311                                 break;                       
2312                         }
2313                         continue;
2314                 }
2315
2316                 /*
2317                  * This index is bogus, but out of the way
2318                  */
2319                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, nkpt,
2320                                      VM_ALLOC_NORMAL |
2321                                      VM_ALLOC_SYSTEM |
2322                                      VM_ALLOC_INTERRUPT);
2323                 if (nkpg == NULL)
2324                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
2325
2326                 vm_page_wire(nkpg);
2327                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
2328                 pmap_zero_page(ptppaddr);
2329                 vm_page_flag_clear(nkpg, PG_ZERO);
2330                 newpt = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
2331                 *pmap_pt(&kernel_pmap, kstart) = newpt;
2332                 nkpt++;
2333
2334                 kstart = (kstart + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
2335                           ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
2336
2337                 if (kstart - 1 >= kernel_map.max_offset) {
2338                         kstart = kernel_map.max_offset;
2339                         break;                       
2340                 }
2341         }
2342
2343         /*
2344          * Only update kernel_vm_end for areas below KERNBASE.
2345          */
2346         if (update_kernel_vm_end && kernel_vm_end < kstart)
2347                 kernel_vm_end = kstart;
2348 }
2349
2350 /*
2351  *      Add a reference to the specified pmap.
2352  */
2353 void
2354 pmap_reference(pmap_t pmap)
2355 {
2356         if (pmap != NULL) {
2357                 lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
2358                 ++pmap->pm_count;
2359                 lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2360         }
2361 }
2362
2363 void
2364 pmap_drop(pmap_t pmap)
2365 {
2366         if (pmap != NULL) {
2367                 lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
2368                 --pmap->pm_count;
2369                 lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2370         }
2371 }
2372
2373 /***************************************************
2374  * page management routines.
2375  ***************************************************/
2376
2377 /*
2378  * Hold a pv without locking it
2379  */
2380 static void
2381 pv_hold(pv_entry_t pv)
2382 {
2383         u_int count;
2384
2385         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, 0, 1))
2386                 return;
2387
2388         for (;;) {
2389                 count = pv->pv_hold;
2390                 cpu_ccfence();
2391                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count, count + 1))
2392                         return;
2393                 /* retry */
2394         }
2395 }
2396
2397 /*
2398  * Hold a pv_entry, preventing its destruction.  TRUE is returned if the pv
2399  * was successfully locked, FALSE if it wasn't.  The caller must dispose of
2400  * the pv properly.
2401  *
2402  * Either the pmap->pm_spin or the related vm_page_spin (if traversing a
2403  * pv list via its page) must be held by the caller.
2404  */
2405 static int
2406 _pv_hold_try(pv_entry_t pv PMAP_DEBUG_DECL)
2407 {
2408         u_int count;
2409
2410         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, 0, PV_HOLD_LOCKED | 1)) {
2411 #ifdef PMAP_DEBUG
2412                 pv->pv_func = func;
2413                 pv->pv_line = lineno;
2414 #endif
2415                 return TRUE;
2416         }
2417
2418         for (;;) {
2419                 count = pv->pv_hold;
2420                 cpu_ccfence();
2421                 if ((count & PV_HOLD_LOCKED) == 0) {
2422                         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2423                                               (count + 1) | PV_HOLD_LOCKED)) {
2424 #ifdef PMAP_DEBUG
2425                                 pv->pv_func = func;
2426                                 pv->pv_line = lineno;
2427 #endif
2428                                 return TRUE;
2429                         }
2430                 } else {
2431                         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count, count + 1))
2432                                 return FALSE;
2433                 }
2434                 /* retry */
2435         }
2436 }
2437
2438 /*
2439  * Drop a previously held pv_entry which could not be locked, allowing its
2440  * destruction.
2441  *
2442  * Must not be called with a spinlock held as we might zfree() the pv if it
2443  * is no longer associated with a pmap and this was the last hold count.
2444  */
2445 static void
2446 pv_drop(pv_entry_t pv)
2447 {
2448         u_int count;
2449
2450         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, 1, 0)) {
2451                 if (pv->pv_pmap == NULL)
2452                         zfree(pvzone, pv);
2453                 return;
2454         }
2455
2456         for (;;) {
2457                 count = pv->pv_hold;
2458                 cpu_ccfence();
2459                 KKASSERT((count & PV_HOLD_MASK) > 0);
2460                 KKASSERT((count & (PV_HOLD_LOCKED | PV_HOLD_MASK)) !=
2461                          (PV_HOLD_LOCKED | 1));
2462                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count, count - 1)) {
2463                         if (count == 1 && pv->pv_pmap == NULL)
2464                                 zfree(pvzone, pv);
2465                         return;
2466                 }
2467                 /* retry */
2468         }
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Find or allocate the requested PV entry, returning a locked pv
2473  */
2474 static
2475 pv_entry_t
2476 _pv_alloc(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *isnew PMAP_DEBUG_DECL)
2477 {
2478         pv_entry_t pv;
2479         pv_entry_t pnew = NULL;
2480
2481         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2482         for (;;) {
2483                 if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex) {
2484                         pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot,
2485                                                         pindex);
2486                 }
2487                 if (pv == NULL) {
2488                         if (pnew == NULL) {
2489                                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2490                                 pnew = zalloc(pvzone);
2491                                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2492                                 continue;
2493                         }
2494                         pnew->pv_pmap = pmap;
2495                         pnew->pv_pindex = pindex;
2496                         pnew->pv_hold = PV_HOLD_LOCKED | 1;
2497 #ifdef PMAP_DEBUG
2498                         pnew->pv_func = func;
2499                         pnew->pv_line = lineno;
2500 #endif
2501                         pv_entry_rb_tree_RB_INSERT(&pmap->pm_pvroot, pnew);
2502                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, 1);
2503                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2504                         *isnew = 1;
2505                         return(pnew);
2506                 }
2507                 if (pnew) {
2508                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2509                         zfree(pvzone, pnew);
2510                         pnew = NULL;
2511                         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2512                         continue;
2513                 }
2514                 if (_pv_hold_try(pv PMAP_DEBUG_COPY)) {
2515                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2516                         *isnew = 0;
2517                         return(pv);
2518                 }
2519                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2520                 _pv_lock(pv PMAP_DEBUG_COPY);
2521                 if (pv->pv_pmap == pmap && pv->pv_pindex == pindex) {
2522                         *isnew = 0;
2523                         return(pv);
2524                 }
2525                 pv_put(pv);
2526                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2527         }
2528
2529
2530 }
2531
2532 /*
2533  * Find the requested PV entry, returning a locked+held pv or NULL
2534  */
2535 static
2536 pv_entry_t
2537 _pv_get(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex PMAP_DEBUG_DECL)
2538 {
2539         pv_entry_t pv;
2540
2541         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2542         for (;;) {
2543                 /*
2544                  * Shortcut cache
2545                  */
2546                 if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex) {
2547                         pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot,
2548                                                         pindex);
2549                 }
2550                 if (pv == NULL) {
2551                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2552                         return NULL;
2553                 }
2554                 if (_pv_hold_try(pv PMAP_DEBUG_COPY)) {
2555                         pv_cache(pv, pindex);
2556                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2557                         return(pv);
2558                 }
2559                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2560                 _pv_lock(pv PMAP_DEBUG_COPY);
2561                 if (pv->pv_pmap == pmap && pv->pv_pindex == pindex)
2562                         return(pv);
2563                 pv_put(pv);
2564                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2565         }
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Lookup, hold, and attempt to lock (pmap,pindex).
2570  *
2571  * If the entry does not exist NULL is returned and *errorp is set to 0
2572  *
2573  * If the entry exists and could be successfully locked it is returned and
2574  * errorp is set to 0.
2575  *
2576  * If the entry exists but could NOT be successfully locked it is returned
2577  * held and *errorp is set to 1.
2578  */
2579 static
2580 pv_entry_t
2581 pv_get_try(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *errorp)
2582 {
2583         pv_entry_t pv;
2584
2585         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2586         if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex)
2587                 pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot, pindex);
2588         if (pv == NULL) {
2589                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2590                 *errorp = 0;
2591                 return NULL;
2592         }
2593         if (pv_hold_try(pv)) {
2594                 pv_cache(pv, pindex);
2595                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2596                 *errorp = 0;
2597                 return(pv);     /* lock succeeded */
2598         }
2599         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2600         *errorp = 1;
2601         return (pv);            /* lock failed */
2602 }
2603
2604 /*
2605  * Find the requested PV entry, returning a held pv or NULL
2606  */
2607 static
2608 pv_entry_t
2609 pv_find(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex)
2610 {
2611         pv_entry_t pv;
2612
2613         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2614
2615         if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex)
2616                 pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot, pindex);
2617         if (pv == NULL) {
2618                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2619                 return NULL;
2620         }
2621         pv_hold(pv);
2622         pv_cache(pv, pindex);
2623         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2624         return(pv);
2625 }
2626
2627 /*
2628  * Lock a held pv, keeping the hold count
2629  */
2630 static
2631 void
2632 _pv_lock(pv_entry_t pv PMAP_DEBUG_DECL)
2633 {
2634         u_int count;
2635
2636         for (;;) {
2637                 count = pv->pv_hold;
2638                 cpu_ccfence();
2639                 if ((count & PV_HOLD_LOCKED) == 0) {
2640                         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2641                                               count | PV_HOLD_LOCKED)) {
2642 #ifdef PMAP_DEBUG
2643                                 pv->pv_func = func;
2644                                 pv->pv_line = lineno;
2645 #endif
2646                                 return;
2647                         }
2648                         continue;
2649                 }
2650                 tsleep_interlock(pv, 0);
2651                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2652                                       count | PV_HOLD_WAITING)) {
2653 #ifdef PMAP_DEBUG
2654                         kprintf("pv waiting on %s:%d\n",
2655                                         pv->pv_func, pv->pv_line);
2656 #endif
2657                         tsleep(pv, PINTERLOCKED, "pvwait", hz);
2658                 }
2659                 /* retry */
2660         }
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Unlock a held and locked pv, keeping the hold count.
2665  */
2666 static
2667 void
2668 pv_unlock(pv_entry_t pv)
2669 {
2670         u_int count;
2671
2672         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, PV_HOLD_LOCKED | 1, 1))
2673                 return;
2674
2675         for (;;) {
2676                 count = pv->pv_hold;
2677                 cpu_ccfence();
2678                 KKASSERT((count & (PV_HOLD_LOCKED|PV_HOLD_MASK)) >=
2679                          (PV_HOLD_LOCKED | 1));
2680                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2681                                       count &
2682                                       ~(PV_HOLD_LOCKED | PV_HOLD_WAITING))) {
2683                         if (count & PV_HOLD_WAITING)
2684                                 wakeup(pv);
2685                         break;
2686                 }
2687         }
2688 }
2689
2690 /*
2691  * Unlock and drop a pv.  If the pv is no longer associated with a pmap
2692  * and the hold count drops to zero we will free it.
2693  *
2694  * Caller should not hold any spin locks.  We are protected from hold races
2695  * by virtue of holds only occuring only with a pmap_spin or vm_page_spin
2696  * lock held.  A pv cannot be located otherwise.
2697  */
2698 static
2699 void
2700 pv_put(pv_entry_t pv)
2701 {
2702         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, PV_HOLD_LOCKED | 1, 0)) {
2703                 if (pv->pv_pmap == NULL)
2704                         zfree(pvzone, pv);
2705                 return;
2706         }
2707         pv_unlock(pv);
2708         pv_drop(pv);
2709 }
2710
2711 /*
2712  * Unlock, drop, and free a pv, destroying it.  The pv is removed from its
2713  * pmap.  Any pte operations must have already been completed.
2714  */
2715 static
2716 void
2717 pv_free(pv_entry_t pv)
2718 {
2719         pmap_t pmap;
2720
2721         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
2722         if ((pmap = pv->pv_pmap) != NULL) {
2723                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2724                 pv_entry_rb_tree_RB_REMOVE(&pmap->pm_pvroot, pv);
2725                 if (pmap->pm_pvhint == pv)
2726                         pmap->pm_pvhint = NULL;
2727                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
2728                 pv->pv_pmap = NULL;
2729                 pv->pv_pindex = 0;
2730                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2731         }
2732         pv_put(pv);
2733 }
2734
2735 /*
2736  * This routine is very drastic, but can save the system
2737  * in a pinch.
2738  */
2739 void
2740 pmap_collect(void)
2741 {
2742         int i;
2743         vm_page_t m;
2744         static int warningdone=0;
2745
2746         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
2747                 return;
2748         pmap_pagedaemon_waken = 0;
2749         if (warningdone < 5) {
2750                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- "
2751                         "suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
2752                 warningdone++;
2753         }
2754
2755         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
2756                 m = &vm_page_array[i];
2757                 if (m->wire_count || m->hold_count)
2758                         continue;
2759                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE) == 0) {
2760                         if (m->wire_count == 0 && m->hold_count == 0) {
2761                                 pmap_remove_all(m);
2762                         }
2763                         vm_page_wakeup(m);
2764                 }
2765         }
2766 }
2767
2768 /*
2769  * Scan the pmap for active page table entries and issue a callback.
2770  * The callback must dispose of pte_pv, whos PTE entry is at *ptep in
2771  * its parent page table.
2772  *
2773  * pte_pv will be NULL if the page or page table is unmanaged.
2774  * pt_pv will point to the page table page containing the pte for the page.
2775  *
2776  * NOTE! If we come across an unmanaged page TABLE (verses an unmanaged page),
2777  *       we pass a NULL pte_pv and we pass a pt_pv pointing to the passed
2778  *       process pmap's PD and page to the callback function.  This can be
2779  *       confusing because the pt_pv is really a pd_pv, and the target page
2780  *       table page is simply aliased by the pmap and not owned by it.
2781  *
2782  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page size.
2783  *
2784  * It is assumed that PD pages and above are managed and thus in the RB tree,
2785  * allowing us to use RB_SCAN from the PD pages down for ranged scans.
2786  */
2787 struct pmap_scan_info {
2788         struct pmap *pmap;
2789         vm_offset_t sva;
2790         vm_offset_t eva;
2791         vm_pindex_t sva_pd_pindex;
2792         vm_pindex_t eva_pd_pindex;
2793         void (*func)(pmap_t, struct pmap_scan_info *,
2794                      pv_entry_t, pv_entry_t, int, vm_offset_t,
2795                      pt_entry_t *, void *);
2796         void *arg;
2797         int doinval;
2798         struct pmap_inval_info inval;
2799 };
2800
2801 static int pmap_scan_cmp(pv_entry_t pv, void *data);
2802 static int pmap_scan_callback(pv_entry_t pv, void *data);
2803
2804 static void
2805 pmap_scan(struct pmap_scan_info *info)
2806 {
2807         struct pmap *pmap = info->pmap;
2808         pv_entry_t pd_pv;       /* A page directory PV */
2809         pv_entry_t pt_pv;       /* A page table PV */
2810         pv_entry_t pte_pv;      /* A page table entry PV */
2811         pt_entry_t *ptep;
2812         struct pv_entry dummy_pv;
2813
2814         if (pmap == NULL)
2815                 return;
2816
2817         /*
2818          * Hold the token for stability; if the pmap is empty we have nothing
2819          * to do.
2820          */
2821         lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
2822 #if 0
2823         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
2824                 lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2825                 return;
2826         }
2827 #endif
2828
2829         pmap_inval_init(&info->inval);
2830
2831         /*
2832          * Special handling for scanning one page, which is a very common
2833          * operation (it is?).
2834          *
2835          * NOTE: Locks must be ordered bottom-up. pte,pt,pd,pdp,pml4
2836          */
2837         if (info->sva + PAGE_SIZE == info->eva) {
2838                 if (info->sva >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2839                         /*
2840                          * Kernel mappings do not track wire counts on
2841                          * page table pages and only maintain pd_pv and
2842                          * pte_pv levels so pmap_scan() works.
2843                          */
2844                         pt_pv = NULL;
2845                         pte_pv = pv_get(pmap, pmap_pte_pindex(info->sva));
2846                         ptep = vtopte(info->sva);
2847                 } else {
2848                         /*
2849                          * User pages which are unmanaged will not have a
2850                          * pte_pv.  User page table pages which are unmanaged
2851                          * (shared from elsewhere) will also not have a pt_pv.
2852                          * The func() callback will pass both pte_pv and pt_pv
2853                          * as NULL in that case.
2854                          */
2855                         pte_pv = pv_get(pmap, pmap_pte_pindex(info->sva));
2856                         pt_pv = pv_get(pmap, pmap_pt_pindex(info->sva));
2857                         if (pt_pv == NULL) {
2858                                 KKASSERT(pte_pv == NULL);
2859                                 pd_pv = pv_get(pmap, pmap_pd_pindex(info->sva));
2860                                 if (pd_pv) {
2861                                         ptep = pv_pte_lookup(pd_pv,
2862                                                     pmap_pt_index(info->sva));
2863                                         if (*ptep) {
2864                                                 info->func(pmap, info,
2865                                                      NULL, pd_pv, 1,
2866                                                      info->sva, ptep,
2867                                                      info->arg);
2868                                         }
2869                                         pv_put(pd_pv);
2870                                 }
2871                                 goto fast_skip;
2872                         }
2873                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(info->sva));
2874                 }
2875                 if (*ptep == 0) {
2876                         /*
2877                          * Unlike the pv_find() case below we actually
2878                          * acquired a locked pv in this case so any
2879                          * race should have been resolved.  It is expected
2880                          * to not exist.
2881                          */
2882                         KKASSERT(pte_pv == NULL);
2883                 } else if (pte_pv) {
2884                         KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) == (PG_MANAGED|
2885                                                                 PG_V),
2886                                 ("bad *ptep %016lx sva %016lx pte_pv %p",
2887                                 *ptep, info->sva, pte_pv));
2888                         info->func(pmap, info, pte_pv, pt_pv, 0,
2889                                    info->sva, ptep, info->arg);
2890                 } else {
2891                         KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) == PG_V,
2892                                 ("bad *ptep %016lx sva %016lx pte_pv NULL",
2893                                 *ptep, info->sva));
2894                         info->func(pmap, info, NULL, pt_pv, 0,
2895                                    info->sva, ptep, info->arg);
2896                 }
2897                 if (pt_pv)
2898                         pv_put(pt_pv);
2899 fast_skip:
2900                 pmap_inval_done(&info->inval);
2901                 lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2902                 return;
2903         }
2904
2905         /*
2906          * Nominal scan case, RB_SCAN() for PD pages and iterate from
2907          * there.
2908          */
2909         info->sva_pd_pindex = pmap_pd_pindex(info->sva);
2910         info->eva_pd_pindex = pmap_pd_pindex(info->eva + NBPDP - 1);
2911
2912         if (info->sva >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2913                 /*
2914                  * The kernel does not currently maintain any pv_entry's for
2915                  * higher-level page tables.
2916                  */
2917                 bzero(&dummy_pv, sizeof(dummy_pv));
2918                 dummy_pv.pv_pindex = info->sva_pd_pindex;
2919                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2920                 while (dummy_pv.pv_pindex < info->eva_pd_pindex) {
2921                         pmap_scan_callback(&dummy_pv, info);
2922                         ++dummy_pv.pv_pindex;
2923                 }
2924                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2925         } else {
2926                 /*
2927                  * User page tables maintain local PML4, PDP, and PD
2928                  * pv_entry's at the very least.  PT pv's might be
2929                  * unmanaged and thus not exist.  PTE pv's might be
2930                  * unmanaged and thus not exist.
2931                  */
2932                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2933                 pv_entry_rb_tree_RB_SCAN(&pmap->pm_pvroot,
2934                         pmap_scan_cmp, pmap_scan_callback, info);
2935                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2936         }
2937         pmap_inval_done(&info->inval);
2938         lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2939 }
2940
2941 /*
2942  * WARNING! pmap->pm_spin held
2943  */
2944 static int
2945 pmap_scan_cmp(pv_entry_t pv, void *data)
2946 {
2947         struct pmap_scan_info *info = data;
2948         if (pv->pv_pindex < info->sva_pd_pindex)
2949                 return(-1);
2950         if (pv->pv_pindex >= info->eva_pd_pindex)
2951                 return(1);
2952         return(0);
2953 }
2954
2955 /*
2956  * WARNING! pmap->pm_spin held
2957  */
2958 static int
2959 pmap_scan_callback(pv_entry_t pv, void *data)
2960 {
2961         struct pmap_scan_info *info = data;
2962         struct pmap *pmap = info->pmap;
2963         pv_entry_t pd_pv;       /* A page directory PV */
2964         pv_entry_t pt_pv;       /* A page table PV */
2965         pv_entry_t pte_pv;      /* A page table entry PV */
2966         pt_entry_t *ptep;
2967         vm_offset_t sva;
2968         vm_offset_t eva;
2969         vm_offset_t va_next;
2970         vm_pindex_t pd_pindex;
2971         int error;
2972
2973         /*
2974          * Pull the PD pindex from the pv before releasing the spinlock.
2975          *
2976          * WARNING: pv is faked for kernel pmap scans.
2977          */
2978         pd_pindex = pv->pv_pindex;
2979         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2980         pv = NULL;      /* invalid after spinlock unlocked */
2981
2982         /*
2983          * Calculate the page range within the PD.  SIMPLE pmaps are
2984          * direct-mapped for the entire 2^64 address space.  Normal pmaps
2985          * reflect the user and kernel address space which requires
2986          * cannonicalization w/regards to converting pd_pindex's back
2987          * into addresses.
2988          */
2989         sva = (pd_pindex - NUPTE_TOTAL - NUPT_TOTAL) << PDPSHIFT;
2990         if ((pmap->pm_flags & PMAP_FLAG_SIMPLE) == 0 &&
2991             (sva & PML4_SIGNMASK)) {
2992                 sva |= PML4_SIGNMASK;
2993         }
2994         eva = sva + NBPDP;      /* can overflow */
2995         if (sva < info->sva)
2996                 sva = info->sva;
2997         if (eva < info->sva || eva > info->eva)
2998                 eva = info->eva;
2999
3000         /*
3001          * NOTE: kernel mappings do not track page table pages, only
3002          *       terminal pages.
3003          *
3004          * NOTE: Locks must be ordered bottom-up. pte,pt,pd,pdp,pml4.
3005          *       However, for the scan to be efficient we try to
3006          *       cache items top-down.
3007          */
3008         pd_pv = NULL;
3009         pt_pv = NULL;
3010
3011         for (; sva < eva; sva = va_next) {
3012                 if (sva >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
3013                         if (pt_pv) {
3014                                 pv_put(pt_pv);
3015                                 pt_pv = NULL;
3016                         }
3017                         goto kernel_skip;
3018                 }
3019
3020                 /*
3021                  * PD cache (degenerate case if we skip).  It is possible
3022                  * for the PD to not exist due to races.  This is ok.
3023                  */
3024                 if (pd_pv == NULL) {
3025                         pd_pv = pv_get(pmap, pmap_pd_pindex(sva));
3026                 } else if (pd_pv->pv_pindex != pmap_pd_pindex(sva)) {
3027                         pv_put(pd_pv);
3028                         pd_pv = pv_get(pmap, pmap_pd_pindex(sva));
3029                 }
3030                 if (pd_pv == NULL) {
3031                         va_next = (sva + NBPDP) & ~PDPMASK;
3032                         if (va_next < sva)
3033                                 va_next = eva;
3034                         continue;
3035                 }
3036
3037                 /*
3038                  * PT cache
3039                  */
3040                 if (pt_pv == NULL) {
3041                         if (pd_pv) {
3042                                 pv_put(pd_pv);
3043                                 pd_pv = NULL;
3044                         }
3045                         pt_pv = pv_get(pmap, pmap_pt_pindex(sva));
3046                 } else if (pt_pv->pv_pindex != pmap_pt_pindex(sva)) {
3047                         if (pd_pv) {
3048                                 pv_put(pd_pv);
3049                                 pd_pv = NULL;
3050                         }
3051                         pv_put(pt_pv);
3052                         pt_pv = pv_get(pmap, pmap_pt_pindex(sva));
3053                 }
3054
3055                 /*
3056                  * If pt_pv is NULL we either have an shared page table
3057                  * page and must issue a callback specific to that case,
3058                  * or there is no page table page.
3059                  *
3060                  * Either way we can skip the page table page.
3061                  */
3062                 if (pt_pv == NULL) {
3063                         /*
3064                          * Possible unmanaged (shared from another pmap)
3065                          * page table page.
3066                          */
3067                         if (pd_pv == NULL)
3068                                 pd_pv = pv_get(pmap, pmap_pd_pindex(sva));
3069                         KKASSERT(pd_pv != NULL);
3070                         ptep = pv_pte_lookup(pd_pv, pmap_pt_index(sva));
3071                         if (*ptep & PG_V) {
3072                                 info->func(pmap, info, NULL, pd_pv, 1,
3073                                            sva, ptep, info->arg);
3074                         }
3075
3076                         /*
3077                          * Done, move to next page table page.
3078                          */
3079                         va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
3080                         if (va_next < sva)
3081                                 va_next = eva;
3082                         continue;
3083                 }
3084
3085                 /*
3086                  * From this point in the loop testing pt_pv for non-NULL
3087                  * means we are in UVM, else if it is NULL we are in KVM.
3088                  *
3089                  * Limit our scan to either the end of the va represented
3090                  * by the current page table page, or to the end of the
3091                  * range being removed.
3092                  */
3093 kernel_skip:
3094                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
3095                 if (va_next < sva)
3096                         va_next = eva;
3097                 if (va_next > eva)
3098                         va_next = eva;
3099
3100                 /*
3101                  * Scan the page table for pages.  Some pages may not be
3102                  * managed (might not have a pv_entry).
3103                  *
3104                  * There is no page table management for kernel pages so
3105                  * pt_pv will be NULL in that case, but otherwise pt_pv
3106                  * is non-NULL, locked, and referenced.
3107                  */
3108
3109                 /*
3110                  * At this point a non-NULL pt_pv means a UVA, and a NULL
3111                  * pt_pv means a KVA.
3112                  */
3113                 if (pt_pv)
3114                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(sva));
3115                 else
3116                         ptep = vtopte(sva);
3117
3118                 while (sva < va_next) {
3119                         /*
3120                          * Acquire the related pte_pv, if any.  If *ptep == 0
3121                          * the related pte_pv should not exist, but if *ptep
3122                          * is not zero the pte_pv may or may not exist (e.g.
3123                          * will not exist for an unmanaged page).
3124                          *
3125                          * However a multitude of races are possible here.
3126                          *
3127                          * In addition, the (pt_pv, pte_pv) lock order is
3128                          * backwards, so we have to be careful in aquiring
3129                          * a properly locked pte_pv.
3130                          */
3131                         if (pt_pv) {
3132                                 pte_pv = pv_get_try(pmap, pmap_pte_pindex(sva),
3133                                                     &error);
3134                                 if (error) {
3135                                         if (pd_pv) {
3136                                                 pv_put(pd_pv);
3137                                                 pd_pv = NULL;
3138                                         }
3139                                         pv_put(pt_pv);   /* must be non-NULL */
3140                                         pt_pv = NULL;
3141                                         pv_lock(pte_pv); /* safe to block now */
3142                                         pv_put(pte_pv);
3143                                         pte_pv = NULL;
3144                                         pt_pv = pv_get(pmap,
3145                                                        pmap_pt_pindex(sva));
3146                                         /*
3147                                          * pt_pv reloaded, need new ptep
3148                                          */
3149                                         KKASSERT(pt_pv != NULL);
3150                                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv,
3151                                                         pmap_pte_index(sva));
3152                                         continue;
3153                                 }
3154                         } else {
3155                                 pte_pv = pv_get(pmap, pmap_pte_pindex(sva));
3156                         }
3157
3158                         /*
3159                          * Ok, if *ptep == 0 we had better NOT have a pte_pv.
3160                          */
3161                         if (*ptep == 0) {
3162                                 if (pte_pv) {
3163                                         kprintf("Unexpected non-NULL pte_pv "
3164                                                 "%p pt_pv %p *ptep = %016lx\n",
3165                                                 pte_pv, pt_pv, *ptep);
3166                                         panic("Unexpected non-NULL pte_pv");
3167                                 }
3168                                 sva += PAGE_SIZE;
3169                                 ++ptep;
3170                                 continue;
3171                         }
3172
3173                         /*
3174                          * Ready for the callback.  The locked pte_pv (if any)
3175                          * is consumed by the callback.  pte_pv will exist if
3176                          *  the page is managed, and will not exist if it
3177                          * isn't.
3178                          */
3179                         if (pte_pv) {
3180                                 KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) ==
3181                                          (PG_MANAGED|PG_V),
3182                                         ("bad *ptep %016lx sva %016lx "
3183                                          "pte_pv %p",
3184                                          *ptep, sva, pte_pv));
3185                                 info->func(pmap, info, pte_pv, pt_pv, 0,
3186                                            sva, ptep, info->arg);
3187                         } else {
3188                                 KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) ==
3189                                          PG_V,
3190                                         ("bad *ptep %016lx sva %016lx "
3191                                          "pte_pv NULL",
3192                                          *ptep, sva));
3193                                 info->func(pmap, info, NULL, pt_pv, 0,
3194                                            sva, ptep, info->arg);
3195                         }
3196                         pte_pv = NULL;
3197                         sva += PAGE_SIZE;
3198                         ++ptep;
3199                 }
3200                 lwkt_yield();
3201         }
3202         if (pd_pv) {
3203                 pv_put(pd_pv);
3204                 pd_pv = NULL;
3205         }
3206         if (pt_pv) {
3207                 pv_put(pt_pv);
3208                 pt_pv = NULL;
3209         }
3210         lwkt_yield();
3211
3212         /*
3213          * Relock before returning.
3214          */
3215         spin_lock(&pmap->pm_spin);
3216         return (0);
3217 }
3218
3219 void
3220 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
3221 {
3222         struct pmap_scan_info info;
3223
3224         info.pmap = pmap;
3225         info.sva = sva;
3226         info.eva = eva;
3227         info.func = pmap_remove_callback;
3228         info.arg = NULL;
3229         info.doinval = 1;       /* normal remove requires pmap inval */
3230         pmap_scan(&info);
3231 }
3232
3233 static void
3234 pmap_remove_noinval(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
3235 {
3236         struct pmap_scan_info info;
3237
3238         info.pmap = pmap;
3239         info.sva = sva;
3240         info.eva = eva;
3241         info.func = pmap_remove_callback;
3242         info.arg = NULL;
3243         info.doinval = 0;       /* normal remove requires pmap inval */
3244         pmap_scan(&info);
3245 }
3246
3247 static void
3248 pmap_remove_callback(pmap_t pmap, struct pmap_scan_info *info,
3249                      pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, int sharept,
3250                      vm_offset_t va, pt_entry_t *ptep, void *arg __unused)
3251 {
3252         pt_entry_t pte;
3253
3254         if (pte_pv) {
3255                 /*
3256                  * This will also drop pt_pv's wire_count. Note that
3257                  * terminal pages are not wired based on mmu presence.
3258                  */
3259                 if (info->doinval)
3260                         pmap_remove_pv_pte(pte_pv, pt_pv, &info->inval);
3261                 else
3262                         pmap_remove_pv_pte(pte_pv, pt_pv, NULL);
3263                 pmap_remove_pv_page(pte_pv);
3264                 pv_free(pte_pv);
3265         } else if (sharept == 0) {
3266                 /*
3267                  * Unmanaged page
3268                  *
3269                  * pt_pv's wire_count is still bumped by unmanaged pages
3270                  * so we must decrement it manually.
3271                  */
3272                 if (info->doinval)
3273                         pmap_inval_interlock(&info->inval, pmap, va);
3274                 pte = pte_load_clear(ptep);
3275                 if (info->doinval)
3276                         pmap_inval_deinterlock(&info->inval, pmap);
3277                 if (pte & PG_W)
3278                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.wired_count, -1);
3279                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
3280                 if (vm_page_unwire_quick(pt_pv->pv_m))
3281                         panic("pmap_remove: insufficient wirecount");
3282         } else {
3283                 /*
3284                  * Unmanaged page table, pt_pv is actually the pd_pv
3285                  * for our pmap (not the share object pmap).
3286                  *
3287                  * We have to unwire the target page table page and we
3288                  * have to unwire our page directory page.
3289                  */
3290                 if (info->doinval)
3291                         pmap_inval_interlock(&info->inval, pmap, va);
3292                 pte = pte_load_clear(ptep);
3293                 if (info->doinval)
3294                         pmap_inval_deinterlock(&info->inval, pmap);
3295                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
3296                 if (vm_page_unwire_quick(PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME)))
3297                         panic("pmap_remove: shared pgtable1 bad wirecount");
3298                 if (vm_page_unwire_quick(pt_pv->pv_m))
3299                         panic("pmap_remove: shared pgtable2 bad wirecount");
3300         }
3301 }
3302
3303 /*
3304  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
3305  * Reflects back modify bits to the pager.
3306  *
3307  * This routine may not be called from an interrupt.
3308  */
3309 static
3310 void
3311 pmap_remove_all(vm_page_t m)
3312 {
3313         struct pmap_inval_info info;
3314         pv_entry_t pv;
3315
3316         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3317                 return;
3318
3319         pmap_inval_init(&info);
3320         vm_page_spin_lock(m);
3321         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3322                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
3323                 if (pv_hold_try(pv)) {
3324                         vm_page_spin_unlock(m);
3325                 } else {
3326                         vm_page_spin_unlock(m);
3327                         pv_lock(pv);
3328                         if (pv->pv_m != m) {
3329                                 pv_put(pv);
3330                                 vm_page_spin_lock(m);
3331                                 continue;
3332                         }
3333                 }
3334                 /*
3335                  * Holding no spinlocks, pv is locked.
3336                  */
3337                 pmap_remove_pv_pte(pv, NULL, &info);
3338                 pmap_remove_pv_page(pv);
3339                 pv_free(pv);
3340                 vm_page_spin_lock(m);
3341         }
3342         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
3343         vm_page_spin_unlock(m);
3344         pmap_inval_done(&info);
3345 }
3346
3347 /*
3348  * Set the physical protection on the specified range of this map
3349  * as requested.  This function is typically only used for debug watchpoints
3350  * and COW pages.
3351  *
3352  * This function may not be called from an interrupt if the map is
3353  * not the kernel_pmap.
3354  *
3355  * NOTE!  For shared page table pages we just unmap the page.
3356  */
3357 void
3358 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
3359 {
3360         struct pmap_scan_info info;
3361         /* JG review for NX */
3362
3363         if (pmap == NULL)
3364                 return;
3365         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
3366                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
3367                 return;
3368         }
3369         if (prot & VM_PROT_WRITE)
3370                 return;
3371         info.pmap = pmap;
3372         info.sva = sva;
3373         info.eva = eva;
3374         info.func = pmap_protect_callback;
3375         info.arg = &prot;
3376         info.doinval = 1;
3377         pmap_scan(&info);
3378 }
3379
3380 static
3381 void
3382 pmap_protect_callback(pmap_t pmap, struct pmap_scan_info *info,
3383                       pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, int sharept,
3384                       vm_offset_t va, pt_entry_t *ptep, void *arg __unused)
3385 {
3386         pt_entry_t pbits;
3387         pt_entry_t cbits;
3388         pt_entry_t pte;
3389         vm_page_t m;
3390
3391         /*
3392          * XXX non-optimal.
3393          */
3394         pmap_inval_interlock(&info->inval, pmap, va);
3395 again:
3396         pbits = *ptep;
3397         cbits = pbits;
3398         if (pte_pv) {
3399                 m = NULL;
3400                 if (pbits & PG_A) {
3401                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & PG_FRAME);
3402                         KKASSERT(m == pte_pv->pv_m);
3403                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3404                         cbits &= ~PG_A;
3405                 }
3406                 if (pbits & PG_M) {
3407                         if (pmap_track_modified(pte_pv->pv_pindex)) {
3408                                 if (m == NULL)
3409                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & PG_FRAME);
3410                                 vm_page_dirty(m);
3411                                 cbits &= ~PG_M;
3412                         }
3413                 }
3414         } else if (sharept) {
3415                 /*
3416                  * Unmanaged page table, pt_pv is actually the pd_pv
3417                  * for our pmap (not the share object pmap).
3418                  *
3419                  * When asked to protect something in a shared page table
3420                  * page we just unmap the page table page.  We have to
3421                  * invalidate the tlb in this situation.
3422                  */
3423                 pte = pte_load_clear(ptep);
3424                 pmap_inval_invltlb(&info->inval);
3425                 if (vm_page_unwire_quick(PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME)))
3426                         panic("pmap_protect: pgtable1 pg bad wirecount");
3427                 if (vm_page_unwire_quick(pt_pv->pv_m))
3428                         panic("pmap_protect: pgtable2 pg bad wirecount");
3429                 ptep = NULL;
3430         }
3431         /* else unmanaged page, adjust bits, no wire changes */
3432
3433         if (ptep) {
3434                 cbits &= ~PG_RW;
3435                 if (pbits != cbits && !atomic_cmpset_long(ptep, pbits, cbits)) {
3436                         goto again;
3437                 }
3438         }
3439         pmap_inval_deinterlock(&info->inval, pmap);
3440         if (pte_pv)
3441                 pv_put(pte_pv);
3442 }
3443
3444 /*
3445  * Insert the vm_page (m) at the virtual address (va), replacing any prior
3446  * mapping at that address.  Set protection and wiring as requested.
3447  *
3448  * If entry is non-NULL we check to see if the SEG_SIZE optimization is
3449  * possible.  If it is we enter the page into the appropriate shared pmap
3450  * hanging off the related VM object instead of the passed pmap, then we
3451  * share the page table page from the VM object's pmap into the current pmap.
3452  *
3453  * NOTE: This routine MUST insert the page into the pmap now, it cannot
3454  *       lazy-evaluate.
3455  */
3456 void
3457 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
3458            boolean_t wired, vm_map_entry_t entry __unused)
3459 {
3460         pmap_inval_info info;
3461         pv_entry_t pt_pv;       /* page table */
3462         pv_entry_t pte_pv;      /* page table entry */
3463         pt_entry_t *ptep;
3464         vm_paddr_t opa;
3465         pt_entry_t origpte, newpte;
3466         vm_paddr_t pa;
3467
3468         if (pmap == NULL)
3469                 return;
3470         va = trunc_page(va);
3471 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
3472         if (va >= KvaEnd)
3473                 panic("pmap_enter: toobig");
3474         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS))
3475                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page table "
3476                       "pages (va: 0x%lx)", va);
3477 #endif
3478         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
3479                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with "
3480                         "kernel_pmap\n");
3481 #ifdef DDB
3482                 db_print_backtrace();
3483 #endif
3484         }
3485         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
3486                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without"
3487                         "kernel_pmap\n");
3488 #ifdef DDB
3489                 db_print_backtrace();
3490 #endif
3491         }
3492
3493         /*
3494          * Get locked PV entries for our new page table entry (pte_pv)
3495          * and for its parent page table (pt_pv).  We need the parent
3496          * so we can resolve the location of the ptep.
3497          *
3498          * Only hardware MMU actions can modify the ptep out from
3499          * under us.
3500          *
3501          * if (m) is fictitious or unmanaged we do not create a managing
3502          * pte_pv for it.  Any pre-existing page's management state must
3503          * match (avoiding code complexity).
3504          *
3505          * If the pmap is still being initialized we assume existing
3506          * page tables.
3507          *
3508          * Kernel mapppings do not track page table pages (i.e. pt_pv).
3509          * pmap_allocpte() checks the
3510          */
3511         if (pmap_initialized == FALSE) {
3512                 pte_pv = NULL;
3513                 pt_pv = NULL;
3514                 ptep = vtopte(va);
3515         } else if (m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED)) { /* XXX */
3516                 pte_pv = NULL;
3517                 if (va >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
3518                         pt_pv = NULL;
3519                         ptep = vtopte(va);
3520                 } else {
3521                         pt_pv = pmap_allocpte_seg(pmap, pmap_pt_pindex(va),
3522                                                   NULL, entry, va);
3523                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(va));
3524                 }
3525                 KKASSERT(*ptep == 0 || (*ptep & PG_MANAGED) == 0);
3526         } else {
3527                 if (va >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
3528                         /*
3529                          * Kernel map, pv_entry-tracked.
3530                          */
3531                         pt_pv = NULL;
3532                         pte_pv = pmap_allocpte(pmap, pmap_pte_pindex(va), NULL);
3533                         ptep = vtopte(va);
3534                 } else {
3535                         /*
3536                          * User map
3537                          */
3538                         pte_pv = pmap_allocpte_seg(pmap, pmap_pte_pindex(va),
3539                                                    &pt_pv, entry, va);
3540                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(va));
3541                 }
3542                 KKASSERT(*ptep == 0 || (*ptep & PG_MANAGED));
3543         }
3544
3545         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3546         origpte = *ptep;
3547         opa = origpte & PG_FRAME;
3548
3549         newpte = (pt_entry_t)(pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V | PG_A);
3550         if (wired)
3551                 newpte |= PG_W;
3552         if (va < VM_MAX_USER_ADDRESS)
3553                 newpte |= PG_U;
3554         if (pte_pv)
3555                 newpte |= PG_MANAGED;
3556         if (pmap == &kernel_pmap)
3557                 newpte |= pgeflag;
3558
3559         /*
3560          * It is possible for multiple faults to occur in threaded
3561          * environments, the existing pte might be correct.
3562          */
3563         if (((origpte ^ newpte) & ~(pt_entry_t)(PG_M|PG_A)) == 0)
3564                 goto done;
3565
3566         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
3567                 pmap_inval_init(&info);
3568
3569         /*
3570          * Ok, either the address changed or the protection or wiring
3571          * changed.
3572          *
3573          * Clear the current entry, interlocking the removal.  For managed
3574          * pte's this will also flush the modified state to the vm_page.
3575          * Atomic ops are mandatory in order to ensure that PG_M events are
3576          * not lost during any transition.
3577          */
3578         if (opa) {
3579                 if (pte_pv) {
3580                         /*
3581                          * pmap_remove_pv_pte() unwires pt_pv and assumes
3582                          * we will free pte_pv, but since we are reusing
3583                          * pte_pv we want to retain the wire count.
3584                          *
3585                          * pt_pv won't exist for a kernel page (managed or
3586                          * otherwise).
3587                          */
3588                         if (pt_pv)
3589                                 vm_page_wire_quick(pt_pv->pv_m);
3590                         if (prot & VM_PROT_NOSYNC)
3591                                 pmap_remove_pv_pte(pte_pv, pt_pv, NULL);
3592                         else
3593                                 pmap_remove_pv_pte(pte_pv, pt_pv, &info);
3594                         if (pte_pv->pv_m)
3595                                 pmap_remove_pv_page(pte_pv);
3596                 } else if (prot & VM_PROT_NOSYNC) {
3597                         /*
3598                          * Unmanaged page, NOSYNC (no mmu sync) requested.
3599                          *
3600                          * Leave wire count on PT page intact.
3601                          */
3602                         (void)pte_load_clear(ptep);
3603                         cpu_invlpg((void *)va);
3604                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
3605                 } else {
3606                         /*
3607                          * Unmanaged page, normal enter.
3608                          *
3609                          * Leave wire count on PT page intact.
3610                          */
3611                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
3612                         (void)pte_load_clear(ptep);
3613                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
3614                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
3615                 }
3616                 KKASSERT(*ptep == 0);
3617         }
3618
3619         if (pte_pv) {
3620                 /*
3621                  * Enter on the PV list if part of our managed memory.
3622                  * Wiring of the PT page is already handled.
3623                  */
3624                 KKASSERT(pte_pv->pv_m == NULL);
3625                 vm_page_spin_lock(m);
3626                 pte_pv->pv_m = m;
3627                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pte_pv, pv_list);
3628                 /*
3629                 if (m->object)
3630                         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, 1);
3631                 */
3632                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
3633                 vm_page_spin_unlock(m);
3634         } else if (pt_pv && opa == 0) {
3635                 /*
3636                  * We have to adjust the wire count on the PT page ourselves
3637                  * for unmanaged entries.  If opa was non-zero we retained
3638                  * the existing wire count from the removal.
3639                  */
3640                 vm_page_wire_quick(pt_pv->pv_m);
3641         }
3642
3643         /*
3644          * Kernel VMAs (pt_pv == NULL) require pmap invalidation interlocks.
3645          *
3646          * User VMAs do not because those will be zero->non-zero, so no
3647          * stale entries to worry about at this point.
3648          *
3649          * For KVM there appear to still be issues.  Theoretically we
3650          * should be able to scrap the interlocks entirely but we
3651          * get crashes.
3652          */
3653         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0 && pt_pv == NULL)
3654                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
3655
3656         /*
3657          * Set the pte
3658          */
3659         *(volatile pt_entry_t *)ptep = newpte;
3660
3661         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0 && pt_pv == NULL)
3662                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
3663         else if (pt_pv == NULL)
3664                 cpu_invlpg((void *)va);
3665
3666         if (wired) {
3667                 if (pte_pv) {
3668                         atomic_add_long(&pte_pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count,
3669                                         1);
3670                 } else {
3671                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.wired_count, 1);
3672                 }
3673         }
3674         if (newpte & PG_RW)
3675                 vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
3676
3677         /*
3678          * Unmanaged pages need manual resident_count tracking.
3679          */
3680         if (pte_pv == NULL && pt_pv)
3681                 atomic_add_long(&pt_pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count, 1);
3682
3683         /*
3684          * Cleanup
3685          */
3686         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0 || pte_pv == NULL)
3687                 pmap_inval_done(&info);
3688 done:
3689         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
3690
3691         /*
3692          * Cleanup the pv entry, allowing other accessors.
3693          */
3694         if (pte_pv)
3695                 pv_put(pte_pv);
3696         if (pt_pv)
3697                 pv_put(pt_pv);
3698 }
3699
3700 /*
3701  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
3702  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
3703  * VA.
3704  *
3705  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
3706  */
3707 void
3708 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
3709 {
3710         pmap_enter(pmap, va, m, VM_PROT_READ, FALSE, NULL);
3711 }
3712
3713 /*
3714  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
3715  * to be used for panic dumps.
3716  *
3717  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
3718  */
3719 void *
3720 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
3721 {
3722         pmap_kenter_quick((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
3723         return ((void *)crashdumpmap);
3724 }
3725
3726 #define MAX_INIT_PT (96)
3727
3728 /*
3729  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
3730  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
3731  * immediately after an mmap.
3732  */
3733 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
3734
3735 void
3736 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
3737                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
3738                     vm_size_t size, int limit)
3739 {
3740         struct rb_vm_page_scan_info info;
3741         struct lwp *lp;
3742         vm_size_t psize;
3743
3744         /*
3745          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
3746          * or object.
3747          */
3748         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
3749                 return;
3750
3751         /*
3752          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
3753          */
3754         lp = curthread->td_lwp;
3755         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
3756                 return;
3757
3758         /*
3759          * Misc additional checks
3760          */
3761         psize = x86_64_btop(size);
3762
3763         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
3764                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
3765                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
3766                 return;
3767         }
3768
3769         if (pindex + psize > object->size) {
3770                 if (object->size < pindex)
3771                         return;           
3772                 psize = object->size - pindex;
3773         }
3774
3775         if (psize == 0)
3776                 return;
3777
3778         /*
3779          * If everything is segment-aligned do not pre-init here.  Instead
3780          * allow the normal vm_fault path to pass a segment hint to
3781          * pmap_enter() which will then use an object-referenced shared
3782          * page table page.
3783          */
3784         if ((addr & SEG_MASK) == 0 &&
3785             (ctob(psize) & SEG_MASK) == 0 &&
3786             (ctob(pindex) & SEG_MASK) == 0) {
3787                 return;
3788         }
3789
3790         /*
3791          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
3792          * any valid pages found into the pmap.
3793          *
3794          * We cannot safely scan the object's memq without holding the
3795          * object token.
3796          */
3797         info.start_pindex = pindex;
3798         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
3799         info.limit = limit;
3800         info.mpte = NULL;
3801         info.addr = addr;
3802         info.pmap = pmap;
3803
3804         vm_object_hold_shared(object);
3805         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
3806                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
3807         vm_object_drop(object);
3808 }
3809
3810 static
3811 int
3812 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
3813 {
3814         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
3815         vm_pindex_t rel_index;
3816
3817         /*
3818          * don't allow an madvise to blow away our really
3819          * free pages allocating pv entries.
3820          */
3821         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
3822                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
3823                     return(-1);
3824         }
3825
3826         /*
3827          * Ignore list markers and ignore pages we cannot instantly
3828          * busy (while holding the object token).
3829          */
3830         if (p->flags & PG_MARKER)
3831                 return 0;
3832         if (vm_page_busy_try(p, TRUE))
3833                 return 0;
3834         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
3835             (p->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
3836                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
3837                         vm_page_deactivate(p);
3838                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
3839                 pmap_enter_quick(info->pmap,
3840                                  info->addr + x86_64_ptob(rel_index), p);
3841         }
3842         vm_page_wakeup(p);
3843         lwkt_yield();
3844         return(0);
3845 }
3846
3847 /*
3848  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially pre-fault the specified
3849  * address.
3850  *
3851  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a pte is already loaded
3852  * into the slot.
3853  *
3854  * XXX This is safe only because page table pages are not freed.
3855  */
3856 int
3857 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3858 {
3859         pt_entry_t *pte;
3860
3861         /*spin_lock(&pmap->pm_spin);*/
3862         if ((pte = pmap_pte(pmap, addr)) != NULL) {
3863                 if (*pte & PG_V) {
3864                         /*spin_unlock(&pmap->pm_spin);*/
3865                         return FALSE;
3866                 }
3867         }
3868         /*spin_unlock(&pmap->pm_spin);*/
3869         return TRUE;
3870 }
3871
3872 /*
3873  * Change the wiring attribute for a pmap/va pair.  The mapping must already
3874  * exist in the pmap.  The mapping may or may not be managed.
3875  */
3876 void
3877 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired,
3878                    vm_map_entry_t entry)
3879 {
3880         pt_entry_t *ptep;
3881         pv_entry_t pv;
3882
3883         if (pmap == NULL)
3884                 return;
3885         lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
3886         pv = pmap_allocpte_seg(pmap, pmap_pt_pindex(va), NULL, entry, va);
3887         ptep = pv_pte_lookup(pv, pmap_pte_index(va));
3888
3889         if (wired && !pmap_pte_w(ptep))
3890                 atomic_add_long(&pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count, 1);
3891         else if (!wired && pmap_pte_w(ptep))
3892                 atomic_add_long(&pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count, -1);
3893
3894         /*
3895          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
3896          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
3897          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
3898          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
3899          * wiring changes.
3900          */
3901 #ifdef SMP
3902         if (wired)
3903                 atomic_set_long(ptep, PG_W);
3904         else
3905                 atomic_clear_long(ptep, PG_W);
3906 #else
3907         if (wired)
3908                 atomic_set_long_nonlocked(ptep, PG_W);
3909         else
3910                 atomic_clear_long_nonlocked(ptep, PG_W);
3911 #endif
3912         pv_put(pv);
3913         lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
3914 }
3915
3916
3917
3918 /*
3919  * Copy the range specified by src_addr/len from the source map to
3920  * the range dst_addr/len in the destination map.
3921  *
3922  * This routine is only advisory and need not do anything.
3923  */
3924 void
3925 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr,