kernel - Expand the x86_64 KVA to 8G
[dragonfly.git] / sys / platform / pc32 / i386 / pmap.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 David Greenman
7  * All rights reserved.
8  *
9  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
10  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
11  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
12  *
13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
14  * modification, are permitted provided that the following conditions
15  * are met:
16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
21  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
22  *    must display the following acknowledgement:
23  *      This product includes software developed by the University of
24  *      California, Berkeley and its contributors.
25  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
26  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
27  *    without specific prior written permission.
28  *
29  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
30  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
31  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
32  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
33  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
34  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
35  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
36  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
37  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
38  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
39  * SUCH DAMAGE.
40  *
41  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
42  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.18 2002/03/06 22:48:53 silby Exp $
43  * $DragonFly: src/sys/platform/pc32/i386/pmap.c,v 1.87 2008/08/25 17:01:38 dillon Exp $
44  */
45
46 /*
47  *      Manages physical address maps.
48  *
49  *      In addition to hardware address maps, this
50  *      module is called upon to provide software-use-only
51  *      maps which may or may not be stored in the same
52  *      form as hardware maps.  These pseudo-maps are
53  *      used to store intermediate results from copy
54  *      operations to and from address spaces.
55  *
56  *      Since the information managed by this module is
57  *      also stored by the logical address mapping module,
58  *      this module may throw away valid virtual-to-physical
59  *      mappings at almost any time.  However, invalidations
60  *      of virtual-to-physical mappings must be done as
61  *      requested.
62  *
63  *      In order to cope with hardware architectures which
64  *      make virtual-to-physical map invalidates expensive,
65  *      this module may delay invalidate or reduced protection
66  *      operations until such time as they are actually
67  *      necessary.  This module is given full information as
68  *      to which processors are currently using which maps,
69  *      and to when physical maps must be made correct.
70  */
71 /*
72  * PMAP_DEBUG - see platform/pc32/include/pmap.h
73  */
74
75 #include "opt_disable_pse.h"
76 #include "opt_pmap.h"
77 #include "opt_msgbuf.h"
78
79 #include <sys/param.h>
80 #include <sys/systm.h>
81 #include <sys/kernel.h>
82 #include <sys/proc.h>
83 #include <sys/msgbuf.h>
84 #include <sys/vmmeter.h>
85 #include <sys/mman.h>
86
87 #include <vm/vm.h>
88 #include <vm/vm_param.h>
89 #include <sys/sysctl.h>
90 #include <sys/lock.h>
91 #include <vm/vm_kern.h>
92 #include <vm/vm_page.h>
93 #include <vm/vm_map.h>
94 #include <vm/vm_object.h>
95 #include <vm/vm_extern.h>
96 #include <vm/vm_pageout.h>
97 #include <vm/vm_pager.h>
98 #include <vm/vm_zone.h>
99
100 #include <sys/user.h>
101 #include <sys/thread2.h>
102 #include <sys/sysref2.h>
103
104 #include <machine/cputypes.h>
105 #include <machine/md_var.h>
106 #include <machine/specialreg.h>
107 #include <machine/smp.h>
108 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
109 #include <machine/globaldata.h>
110 #include <machine/pmap.h>
111 #include <machine/pmap_inval.h>
112
113 #define PMAP_KEEP_PDIRS
114 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
115 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
116 #endif
117
118 #if defined(DIAGNOSTIC)
119 #define PMAP_DIAGNOSTIC
120 #endif
121
122 #define MINPV 2048
123
124 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
125 #define PMAP_INLINE __inline
126 #else
127 #define PMAP_INLINE
128 #endif
129
130 /*
131  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
132  */
133 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
134 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
135
136 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
137 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
138 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
139 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
140 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
141
142
143 /*
144  * Given a map and a machine independent protection code,
145  * convert to a vax protection code.
146  */
147 #define pte_prot(m, p)          \
148         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
149 static int protection_codes[8];
150
151 struct pmap kernel_pmap;
152 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
153
154 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
155 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
156 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
157 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
158 vm_offset_t virtual2_start;
159 vm_offset_t virtual2_end;
160 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
161 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
162 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
163 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
164 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
165 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
166
167 static vm_object_t kptobj;
168
169 static int nkpt;
170 vm_offset_t kernel_vm_end;
171
172 /*
173  * Data for the pv entry allocation mechanism
174  */
175 static vm_zone_t pvzone;
176 static struct vm_zone pvzone_store;
177 static struct vm_object pvzone_obj;
178 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
179 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
180 static struct pv_entry *pvinit;
181
182 /*
183  * Considering all the issues I'm having with pmap caching, if breakage
184  * continues to occur, and for debugging, I've added a sysctl that will
185  * just do an unconditional invltlb.
186  */
187 static int dreadful_invltlb;
188
189 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dreadful_invltlb,
190            CTLFLAG_RW, &dreadful_invltlb, 0, "");
191
192 /*
193  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
194  */
195 pt_entry_t *CMAP1 = 0, *ptmmap;
196 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
197 static pt_entry_t *msgbufmap;
198 struct msgbuf *msgbufp=0;
199
200 /*
201  * Crashdump maps.
202  */
203 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
204 static caddr_t crashdumpmap;
205
206 extern pt_entry_t *SMPpt;
207
208 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
209 static unsigned * get_ptbase (pmap_t pmap);
210 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
211 static void     i386_protection_init (void);
212 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
213
214 static void     pmap_remove_all (vm_page_t m);
215 static int pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, unsigned *ptq, 
216                                 vm_offset_t sva, pmap_inval_info_t info);
217 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap, 
218                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
219 static int pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
220                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
221 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
222 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, vm_offset_t va,
223                 vm_page_t mpte, vm_page_t m);
224
225 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
226
227 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
228 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, unsigned ptepindex);
229 static unsigned * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
230 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
231 static int pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, pmap_inval_info_t);
232 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
233
234 static unsigned pdir4mb;
235
236 /*
237  * Move the kernel virtual free pointer to the next
238  * 4MB.  This is used to help improve performance
239  * by using a large (4MB) page for much of the kernel
240  * (.text, .data, .bss)
241  */
242 static vm_offset_t
243 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
244 {
245         vm_offset_t newaddr = addr;
246 #ifndef DISABLE_PSE
247         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
248                 newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
249         }
250 #endif
251         return newaddr;
252 }
253
254 /*
255  * pmap_pte:
256  *
257  *      Extract the page table entry associated with the given map/virtual
258  *      pair.
259  *
260  *      This function may NOT be called from an interrupt.
261  */
262 PMAP_INLINE unsigned *
263 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
264 {
265         unsigned *pdeaddr;
266
267         if (pmap) {
268                 pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(pmap, va);
269                 if (*pdeaddr & PG_PS)
270                         return pdeaddr;
271                 if (*pdeaddr) {
272                         return get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
273                 }
274         }
275         return (0);
276 }
277
278 /*
279  * pmap_pte_quick:
280  *
281  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
282  * This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
283  * the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
284  * to do an entire invltlb when checking a single mapping.
285  *
286  * Should only be called while in a critical section.
287  *
288  * Unlike get_ptbase(), this function MAY be called from an interrupt or
289  * interrupt thread.
290  */
291 static unsigned * 
292 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
293 {
294         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
295         unsigned pde, newpf;
296
297         if ((pde = (unsigned) pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT]) != 0) {
298                 unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
299                 unsigned index = i386_btop(va);
300                 /* are we current address space or kernel? */
301                 if ((pmap == &kernel_pmap) ||
302                         (frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME))) {
303                         return (unsigned *) PTmap + index;
304                 }
305                 newpf = pde & PG_FRAME;
306                 if ( ((* (unsigned *) gd->gd_PMAP1) & PG_FRAME) != newpf) {
307                         * (unsigned *) gd->gd_PMAP1 = newpf | PG_RW | PG_V;
308                         cpu_invlpg(gd->gd_PADDR1);
309                 }
310                 return gd->gd_PADDR1 + ((unsigned) index & (NPTEPG - 1));
311         }
312         return (0);
313 }
314
315
316 /*
317  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
318  *
319  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
320  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
321  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
322  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
323  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
324  *      (physical) address starting relative to 0]
325  */
326 void
327 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr, vm_paddr_t loadaddr)
328 {
329         vm_offset_t va;
330         pt_entry_t *pte;
331         struct mdglobaldata *gd;
332         int i;
333         int pg;
334
335         KvaStart = (vm_offset_t)VADDR(PTDPTDI, 0);
336         KvaSize = (vm_offset_t)VADDR(APTDPTDI, 0) - KvaStart;
337         KvaEnd  = KvaStart + KvaSize;
338
339         avail_start = firstaddr;
340
341         /*
342          * XXX The calculation of virtual_start is wrong. It's NKPT*PAGE_SIZE
343          * too large. It should instead be correctly calculated in locore.s and
344          * not based on 'first' (which is a physical address, not a virtual
345          * address, for the start of unused physical memory). The kernel
346          * page tables are NOT double mapped and thus should not be included
347          * in this calculation.
348          */
349         virtual_start = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
350         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
351         virtual_end = VADDR(KPTDI+NKPDE-1, NPTEPG-1);
352
353         /*
354          * Initialize protection array.
355          */
356         i386_protection_init();
357
358         /*
359          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
360          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
361          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
362          */
363         kernel_pmap.pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
364         kernel_pmap.pm_count = 1;
365         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1;  /* don't allow deactivation */
366         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
367         nkpt = NKPT;
368
369         /*
370          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
371          * mapping of pages.
372          */
373 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
374         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
375
376         va = virtual_start;
377         pte = (pt_entry_t *) pmap_pte(&kernel_pmap, va);
378
379         /*
380          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
381          */
382         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
383
384         /*
385          * Crashdump maps.
386          */
387         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
388
389         /*
390          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
391          * /dev/mem.
392          */
393         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
394
395         /*
396          * msgbufp is used to map the system message buffer.
397          * XXX msgbufmap is not used.
398          */
399         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
400                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
401
402         virtual_start = va;
403
404         *(int *) CMAP1 = 0;
405         for (i = 0; i < NKPT; i++)
406                 PTD[i] = 0;
407
408         /*
409          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
410          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
411          * works under UP because self-referential page table mappings
412          */
413 #ifdef SMP
414         pgeflag = 0;
415 #else
416         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
417                 pgeflag = PG_G;
418 #endif
419         
420 /*
421  * Initialize the 4MB page size flag
422  */
423         pseflag = 0;
424 /*
425  * The 4MB page version of the initial
426  * kernel page mapping.
427  */
428         pdir4mb = 0;
429
430 #if !defined(DISABLE_PSE)
431         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
432                 unsigned ptditmp;
433                 /*
434                  * Note that we have enabled PSE mode
435                  */
436                 pseflag = PG_PS;
437                 ptditmp = *((unsigned *)PTmap + i386_btop(KERNBASE));
438                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
439                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
440                 pdir4mb = ptditmp;
441
442 #ifndef SMP
443                 /*
444                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
445                  * now because the APs will not be able to use it when
446                  * they boot up.
447                  */
448                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
449
450                 /*
451                  * We can do the mapping here for the single processor
452                  * case.  We simply ignore the old page table page from
453                  * now on.
454                  */
455                 /*
456                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
457                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
458                  */
459                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
460                 kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
461                 cpu_invltlb();
462 #endif
463         }
464 #endif
465
466         /*
467          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
468          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
469          * portion.
470          */
471         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
472         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
473         gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
474         gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
475         gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
476         gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
477         gd->gd_GDMAP1 = &PTD[KGDTDI];
478         gd->gd_CADDR1 = CPU_prvspace[0].CPAGE1;
479         gd->gd_CADDR2 = CPU_prvspace[0].CPAGE2;
480         gd->gd_CADDR3 = CPU_prvspace[0].CPAGE3;
481         gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)CPU_prvspace[0].PPAGE1;
482         gd->gd_GDADDR1= (unsigned *)VADDR(KGDTDI, 0);
483
484         cpu_invltlb();
485 }
486
487 #ifdef SMP
488 /*
489  * Set 4mb pdir for mp startup
490  */
491 void
492 pmap_set_opt(void)
493 {
494         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
495                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
496                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
497                         kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] =
498                             PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)pdir4mb;
499                         cpu_invltlb();
500                 }
501         }
502 }
503 #endif
504
505 /*
506  *      Initialize the pmap module.
507  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
508  *      system needs to map virtual memory.
509  *      pmap_init has been enhanced to support in a fairly consistant
510  *      way, discontiguous physical memory.
511  */
512 void
513 pmap_init(void)
514 {
515         int i;
516         int initial_pvs;
517
518         /*
519          * object for kernel page table pages
520          */
521         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NKPDE);
522
523         /*
524          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
525          * pv_head_table.
526          */
527
528         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
529                 vm_page_t m;
530
531                 m = &vm_page_array[i];
532                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
533                 m->md.pv_list_count = 0;
534         }
535
536         /*
537          * init the pv free list
538          */
539         initial_pvs = vm_page_array_size;
540         if (initial_pvs < MINPV)
541                 initial_pvs = MINPV;
542         pvzone = &pvzone_store;
543         pvinit = (struct pv_entry *) kmem_alloc(&kernel_map,
544                 initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
545         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry), pvinit,
546                 initial_pvs);
547
548         /*
549          * Now it is safe to enable pv_table recording.
550          */
551         pmap_initialized = TRUE;
552 }
553
554 /*
555  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
556  * high water mark so that the system can recover from excessive
557  * numbers of pv entries.
558  */
559 void
560 pmap_init2(void)
561 {
562         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
563
564         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
565         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
566         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
567         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
568         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, pv_entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
569 }
570
571
572 /***************************************************
573  * Low level helper routines.....
574  ***************************************************/
575
576 #ifdef PMAP_DEBUG
577
578 static void
579 test_m_maps_pv(vm_page_t m, pv_entry_t pv)
580 {
581         pv_entry_t spv;
582
583         crit_enter();
584 #ifdef PMAP_DEBUG
585         KKASSERT(pv->pv_m == m);
586 #endif
587         TAILQ_FOREACH(spv, &m->md.pv_list, pv_list) {
588                 if (pv == spv) {
589                         crit_exit();
590                         return;
591                 }
592         }
593         crit_exit();
594         panic("test_m_maps_pv: failed m %p pv %p\n", m, pv);
595 }
596
597 static void
598 ptbase_assert(struct pmap *pmap)
599 {
600         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
601
602         /* are we current address space or kernel? */
603         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned)PTDpde) & PG_FRAME)) {
604                 return;
605         }
606         KKASSERT(frame == (*mycpu->gd_GDMAP1 & PG_FRAME));
607 }
608
609 #else
610
611 #define test_m_maps_pv(m, pv)
612 #define ptbase_assert(pmap)
613
614 #endif
615
616 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
617
618 /*
619  * This code checks for non-writeable/modified pages.
620  * This should be an invalid condition.
621  */
622 static int
623 pmap_nw_modified(pt_entry_t ptea)
624 {
625         int pte;
626
627         pte = (int) ptea;
628
629         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
630                 return 1;
631         else
632                 return 0;
633 }
634 #endif
635
636
637 /*
638  * this routine defines the region(s) of memory that should
639  * not be tested for the modified bit.
640  */
641 static PMAP_INLINE int
642 pmap_track_modified(vm_offset_t va)
643 {
644         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
645                 return 1;
646         else
647                 return 0;
648 }
649
650 /*
651  * Retrieve the mapped page table base for a particular pmap.  Use our self
652  * mapping for the kernel_pmap or our current pmap.
653  *
654  * For foreign pmaps we use the per-cpu page table map.  Since this involves
655  * installing a ptd it's actually (per-process x per-cpu).  However, we
656  * still cannot depend on our mapping to survive thread switches because
657  * the process might be threaded and switching to another thread for the
658  * same process on the same cpu will allow that other thread to make its
659  * own mapping.
660  *
661  * This could be a bit confusing but the jist is for something like the
662  * vkernel which uses foreign pmaps all the time this represents a pretty
663  * good cache that avoids unnecessary invltlb()s.
664  */
665 static unsigned *
666 get_ptbase(pmap_t pmap)
667 {
668         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
669         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
670
671         /*
672          * We can use PTmap if the pmap is our current address space or
673          * the kernel address space.
674          */
675         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
676                 return (unsigned *) PTmap;
677         }
678
679         /*
680          * Otherwise we use the per-cpu alternative page table map.  Each
681          * cpu gets its own map.  Because of this we cannot use this map
682          * from interrupts or threads which can preempt.
683          *
684          * Even if we already have the map cached we may still have to
685          * invalidate the TLB if another cpu modified a PDE in the map.
686          */
687         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
688                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
689
690         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != frame) {
691                 *gd->gd_GDMAP1 = frame | PG_RW | PG_V;
692                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
693                 cpu_invltlb();
694         } else if ((pmap->pm_cached & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
695                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
696                 cpu_invltlb();
697         } else if (dreadful_invltlb) {
698                 cpu_invltlb();
699         }
700         return ((unsigned *)gd->gd_GDADDR1);
701 }
702
703 /*
704  * pmap_extract:
705  *
706  *      Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
707  *
708  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
709  *      not kernel_pmap.
710  */
711 vm_paddr_t 
712 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
713 {
714         vm_offset_t rtval;
715         vm_offset_t pdirindex;
716
717         pdirindex = va >> PDRSHIFT;
718         if (pmap && (rtval = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex])) {
719                 unsigned *pte;
720                 if ((rtval & PG_PS) != 0) {
721                         rtval &= ~(NBPDR - 1);
722                         rtval |= va & (NBPDR - 1);
723                         return rtval;
724                 }
725                 pte = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
726                 rtval = ((*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK));
727                 return rtval;
728         }
729         return 0;
730 }
731
732 /***************************************************
733  * Low level mapping routines.....
734  ***************************************************/
735
736 /*
737  * Routine: pmap_kenter
738  * Function:
739  *      Add a wired page to the KVA
740  *      NOTE! note that in order for the mapping to take effect -- you
741  *      should do an invltlb after doing the pmap_kenter().
742  */
743 void 
744 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
745 {
746         unsigned *pte;
747         unsigned npte;
748         pmap_inval_info info;
749
750         pmap_inval_init(&info);
751         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
752         pte = (unsigned *)vtopte(va);
753         pmap_inval_add(&info, &kernel_pmap, va);
754         *pte = npte;
755         pmap_inval_flush(&info);
756 }
757
758 /*
759  * Routine: pmap_kenter_quick
760  * Function:
761  *      Similar to pmap_kenter(), except we only invalidate the
762  *      mapping on the current CPU.
763  */
764 void
765 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
766 {
767         unsigned *pte;
768         unsigned npte;
769
770         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
771         pte = (unsigned *)vtopte(va);
772         *pte = npte;
773         cpu_invlpg((void *)va);
774 }
775
776 void
777 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
778 {
779         pmap_inval_info info;
780
781         pmap_inval_init(&info);
782         pmap_inval_add(&info, &kernel_pmap, va);
783         pmap_inval_flush(&info);
784 }
785
786 void
787 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
788 {
789         cpu_invlpg((void *)va);
790 }
791
792 /*
793  * remove a page from the kernel pagetables
794  */
795 void
796 pmap_kremove(vm_offset_t va)
797 {
798         unsigned *pte;
799         pmap_inval_info info;
800
801         pmap_inval_init(&info);
802         pte = (unsigned *)vtopte(va);
803         pmap_inval_add(&info, &kernel_pmap, va);
804         *pte = 0;
805         pmap_inval_flush(&info);
806 }
807
808 void
809 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
810 {
811         unsigned *pte;
812         pte = (unsigned *)vtopte(va);
813         *pte = 0;
814         cpu_invlpg((void *)va);
815 }
816
817 /*
818  * XXX these need to be recoded.  They are not used in any critical path.
819  */
820 void
821 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
822 {
823         *vtopte(va) |= PG_RW;
824         cpu_invlpg((void *)va);
825 }
826
827 void
828 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
829 {
830         *vtopte(va) |= PG_N;
831         cpu_invlpg((void *)va);
832 }
833
834 /*
835  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
836  *      virtual address space.
837  *
838  *      For now, VM is already on, we only need to map the
839  *      specified memory.
840  */
841 vm_offset_t
842 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
843 {
844         vm_offset_t     sva, virt;
845
846         sva = virt = *virtp;
847         while (start < end) {
848                 pmap_kenter(virt, start);
849                 virt += PAGE_SIZE;
850                 start += PAGE_SIZE;
851         }
852         *virtp = virt;
853         return (sva);
854 }
855
856
857 /*
858  * Add a list of wired pages to the kva
859  * this routine is only used for temporary
860  * kernel mappings that do not need to have
861  * page modification or references recorded.
862  * Note that old mappings are simply written
863  * over.  The page *must* be wired.
864  */
865 void
866 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
867 {
868         vm_offset_t end_va;
869
870         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
871                 
872         while (va < end_va) {
873                 unsigned *pte;
874
875                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
876                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
877                 cpu_invlpg((void *)va);
878                 va += PAGE_SIZE;
879                 m++;
880         }
881 #ifdef SMP
882         smp_invltlb();  /* XXX */
883 #endif
884 }
885
886 void
887 pmap_qenter2(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count, cpumask_t *mask)
888 {
889         vm_offset_t end_va;
890         cpumask_t cmask = mycpu->gd_cpumask;
891
892         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
893
894         while (va < end_va) {
895                 unsigned *pte;
896                 unsigned pteval;
897
898                 /*
899                  * Install the new PTE.  If the pte changed from the prior
900                  * mapping we must reset the cpu mask and invalidate the page.
901                  * If the pte is the same but we have not seen it on the
902                  * current cpu, invlpg the existing mapping.  Otherwise the
903                  * entry is optimal and no invalidation is required.
904                  */
905                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
906                 pteval = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_A | PG_RW | PG_V | pgeflag;
907                 if (*pte != pteval) {
908                         *mask = 0;
909                         *pte = pteval;
910                         cpu_invlpg((void *)va);
911                 } else if ((*mask & cmask) == 0) {
912                         cpu_invlpg((void *)va);
913                 }
914                 va += PAGE_SIZE;
915                 m++;
916         }
917         *mask |= cmask;
918 }
919
920 /*
921  * This routine jerks page mappings from the
922  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
923  *
924  * MPSAFE, INTERRUPT SAFE (cluster callback)
925  */
926 void
927 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
928 {
929         vm_offset_t end_va;
930
931         end_va = va + count*PAGE_SIZE;
932
933         while (va < end_va) {
934                 unsigned *pte;
935
936                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
937                 *pte = 0;
938                 cpu_invlpg((void *)va);
939                 va += PAGE_SIZE;
940         }
941 #ifdef SMP
942         smp_invltlb();
943 #endif
944 }
945
946 /*
947  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
948  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
949  *
950  * Unless the caller is managing objects whos pages are in a known state,
951  * the call should be made with a critical section held so the page's object
952  * association remains valid on return.
953  */
954 static vm_page_t
955 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
956 {
957         vm_page_t m;
958
959         do {
960                 m = vm_page_lookup(object, pindex);
961         } while (m && vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pplookp"));
962
963         return(m);
964 }
965
966 /*
967  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
968  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
969  */
970 void
971 pmap_init_thread(thread_t td)
972 {
973         /* enforce pcb placement */
974         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
975         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
976         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16;
977 }
978
979 /*
980  * This routine directly affects the fork perf for a process.
981  */
982 void
983 pmap_init_proc(struct proc *p)
984 {
985 }
986
987 /*
988  * Dispose the UPAGES for a process that has exited.
989  * This routine directly impacts the exit perf of a process.
990  */
991 void
992 pmap_dispose_proc(struct proc *p)
993 {
994         KASSERT(p->p_lock == 0, ("attempt to dispose referenced proc! %p", p));
995 }
996
997 /***************************************************
998  * Page table page management routines.....
999  ***************************************************/
1000
1001 /*
1002  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
1003  * drops to zero, then it decrements the wire count.
1004  */
1005 static int 
1006 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info) 
1007 {
1008         /* 
1009          * Wait until we can busy the page ourselves.  We cannot have
1010          * any active flushes if we block.
1011          */
1012         if (m->flags & PG_BUSY) {
1013                 pmap_inval_flush(info);
1014                 while (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pmuwpt"))
1015                         ;
1016         }
1017         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1018                 ("_pmap_unwire_pte_hold: %p->queue != PQ_NONE", m));
1019
1020         if (m->hold_count == 1) {
1021                 /*
1022                  * Unmap the page table page.
1023                  *
1024                  * NOTE: We must clear pm_cached for all cpus, including
1025                  *       the current one, when clearing a page directory
1026                  *       entry.
1027                  */
1028                 vm_page_busy(m);
1029                 pmap_inval_add(info, pmap, -1);
1030                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1031                 pmap->pm_pdir[m->pindex] = 0;
1032                 pmap->pm_cached = 0;
1033
1034                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1035                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1036
1037                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1038                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1039
1040                 /*
1041                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1042                  * after we decrement wire_count.
1043                  * 
1044                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1045                  * multiple wire counts.
1046                  */
1047                 vm_page_unhold(m);
1048                 --m->wire_count;
1049                 KKASSERT(m->wire_count == 0);
1050                 --vmstats.v_wire_count;
1051                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1052                 vm_page_flash(m);
1053                 vm_page_free_zero(m);
1054                 return 1;
1055         } else {
1056                 KKASSERT(m->hold_count > 1);
1057                 vm_page_unhold(m);
1058                 return 0;
1059         }
1060 }
1061
1062 static PMAP_INLINE int
1063 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1064 {
1065         KKASSERT(m->hold_count > 0);
1066         if (m->hold_count > 1) {
1067                 vm_page_unhold(m);
1068                 return 0;
1069         } else {
1070                 return _pmap_unwire_pte_hold(pmap, m, info);
1071         }
1072 }
1073
1074 /*
1075  * After removing a page table entry, this routine is used to
1076  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1077  *
1078  * WARNING:  This function can block
1079  */
1080 static int
1081 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte,
1082                 pmap_inval_info_t info)
1083 {
1084         unsigned ptepindex;
1085         if (va >= UPT_MIN_ADDRESS)
1086                 return 0;
1087
1088         if (mpte == NULL) {
1089                 ptepindex = (va >> PDRSHIFT);
1090                 if (pmap->pm_ptphint &&
1091                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1092                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1093                 } else {
1094                         pmap_inval_flush(info);
1095                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1096                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1097                 }
1098         }
1099
1100         return pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, info);
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1105  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1106  *
1107  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1108  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1109  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1110  */
1111 void
1112 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1113 {
1114         pmap->pm_pdir =
1115                 (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1116         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, (vm_offset_t) IdlePTD);
1117         pmap->pm_count = 1;
1118         pmap->pm_active = 0;
1119         pmap->pm_cached = 0;
1120         pmap->pm_ptphint = NULL;
1121         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1122         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1127  * such as one in a vmspace structure.
1128  */
1129 void
1130 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1131 {
1132         vm_page_t ptdpg;
1133
1134         /*
1135          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1136          * page directory table.
1137          */
1138         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1139                 pmap->pm_pdir =
1140                     (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1141         }
1142
1143         /*
1144          * Allocate an object for the ptes
1145          */
1146         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1147                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, PTDPTDI + 1);
1148
1149         /*
1150          * Allocate the page directory page, unless we already have
1151          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1152          * already be set appropriately.
1153          */
1154         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1155                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, PTDPTDI,
1156                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY);
1157                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1158                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED | PG_BUSY);
1159                 ptdpg->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1160                 ptdpg->wire_count = 1;
1161                 ++vmstats.v_wire_count;
1162                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1163         }
1164         if ((ptdpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1165                 bzero(pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1166 #ifdef PMAP_DEBUG
1167         else
1168                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1169 #endif
1170
1171         pmap->pm_pdir[MPPTDI] = PTD[MPPTDI];
1172
1173         /* install self-referential address mapping entry */
1174         *(unsigned *) (pmap->pm_pdir + PTDPTDI) =
1175                 VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1176
1177         pmap->pm_count = 1;
1178         pmap->pm_active = 0;
1179         pmap->pm_cached = 0;
1180         pmap->pm_ptphint = NULL;
1181         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1182         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1183         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1188  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1189  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1190  * of cleanup work to do here.
1191  */
1192 void
1193 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1194 {
1195         vm_page_t p;
1196
1197         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1198         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1199                 KKASSERT(pmap->pm_pdir != NULL);
1200                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir);
1201                 p->wire_count--;
1202                 vmstats.v_wire_count--;
1203                 KKASSERT((p->flags & PG_BUSY) == 0);
1204                 vm_page_busy(p);
1205                 vm_page_free_zero(p);
1206                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1207         }
1208         if (pmap->pm_pdir) {
1209                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1210                 pmap->pm_pdir = NULL;
1211         }
1212         if (pmap->pm_pteobj) {
1213                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1214                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1215         }
1216 }
1217
1218 /*
1219  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1220  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1221  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1222  * then copies the template.
1223  */
1224 void
1225 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1226 {
1227         crit_enter();
1228         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1229         /* XXX copies current process, does not fill in MPPTDI */
1230         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1231         crit_exit();
1232 }
1233
1234 /*
1235  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1236  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1237  *
1238  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1239  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1240  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1241  */
1242 static int
1243 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1244 {
1245         unsigned *pde = (unsigned *) pmap->pm_pdir;
1246         /*
1247          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1248          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1249          * might as well be placed directly into the zero queue.
1250          */
1251         if (vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl"))
1252                 return 0;
1253
1254         vm_page_busy(p);
1255
1256         /*
1257          * Remove the page table page from the processes address space.
1258          */
1259         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1260         KKASSERT(pde[p->pindex]);
1261         pde[p->pindex] = 0;
1262         --pmap->pm_stats.resident_count;
1263         pmap->pm_cached = 0;
1264
1265         if (p->hold_count)  {
1266                 panic("pmap_release: freeing held page table page");
1267         }
1268         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1269                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1270
1271         /*
1272          * We leave the page directory page cached, wired, and mapped in
1273          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1274          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1275          *
1276          * The pmap has already been removed from the pmap_list in the
1277          * PTDPTDI case.
1278          */
1279         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1280                 bzero(pde + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1281                 bzero(pde + KGDTDI, (NPDEPG - KGDTDI) * PTESIZE);
1282                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1283                 vm_page_wakeup(p);
1284         } else {
1285                 p->wire_count--;
1286                 vmstats.v_wire_count--;
1287                 vm_page_free_zero(p);
1288         }
1289         return 1;
1290 }
1291
1292 /*
1293  * this routine is called if the page table page is not
1294  * mapped correctly.
1295  */
1296 static vm_page_t
1297 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex)
1298 {
1299         vm_offset_t pteva, ptepa;
1300         vm_page_t m;
1301
1302         /*
1303          * Find or fabricate a new pagetable page
1304          */
1305         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1306                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1307
1308         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1309                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1310
1311         /*
1312          * Increment the hold count for the page we will be returning to
1313          * the caller.
1314          */
1315         m->hold_count++;
1316
1317         /*
1318          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1319          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1320          * return the held page.
1321          */
1322         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1323                 KKASSERT((ptepa & PG_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1324                 vm_page_wakeup(m);
1325                 return(m);
1326         }
1327
1328         if (m->wire_count == 0)
1329                 vmstats.v_wire_count++;
1330         m->wire_count++;
1331
1332
1333         /*
1334          * Map the pagetable page into the process address space, if
1335          * it isn't already there.
1336          *
1337          * NOTE: For safety clear pm_cached for all cpus including the
1338          *       current one when adding a PDE to the map.
1339          */
1340         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1341
1342         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1343         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1344                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1345         pmap->pm_cached = 0;
1346
1347         /*
1348          * Set the page table hint
1349          */
1350         pmap->pm_ptphint = m;
1351
1352         /*
1353          * Try to use the new mapping, but if we cannot, then
1354          * do it with the routine that maps the page explicitly.
1355          */
1356         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0) {
1357                 if ((((unsigned)pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME) ==
1358                         (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
1359                         pteva = UPT_MIN_ADDRESS + i386_ptob(ptepindex);
1360                         bzero((caddr_t) pteva, PAGE_SIZE);
1361                 } else {
1362                         pmap_zero_page(ptepa);
1363                 }
1364         }
1365 #ifdef PMAP_DEBUG
1366         else {
1367                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1368         }
1369 #endif
1370
1371         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1372         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1373         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1374         vm_page_wakeup(m);
1375
1376         return m;
1377 }
1378
1379 static vm_page_t
1380 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1381 {
1382         unsigned ptepindex;
1383         vm_offset_t ptepa;
1384         vm_page_t m;
1385
1386         /*
1387          * Calculate pagetable page index
1388          */
1389         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1390
1391         /*
1392          * Get the page directory entry
1393          */
1394         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1395
1396         /*
1397          * This supports switching from a 4MB page to a
1398          * normal 4K page.
1399          */
1400         if (ptepa & PG_PS) {
1401                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1402                 ptepa = 0;
1403                 cpu_invltlb();
1404                 smp_invltlb();
1405         }
1406
1407         /*
1408          * If the page table page is mapped, we just increment the
1409          * hold count, and activate it.
1410          */
1411         if (ptepa) {
1412                 /*
1413                  * In order to get the page table page, try the
1414                  * hint first.
1415                  */
1416                 if (pmap->pm_ptphint &&
1417                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1418                         m = pmap->pm_ptphint;
1419                 } else {
1420                         m = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1421                         pmap->pm_ptphint = m;
1422                 }
1423                 m->hold_count++;
1424                 return m;
1425         }
1426         /*
1427          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1428          */
1429         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1430 }
1431
1432
1433 /***************************************************
1434  * Pmap allocation/deallocation routines.
1435  ***************************************************/
1436
1437 /*
1438  * Release any resources held by the given physical map.
1439  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1440  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1441  */
1442 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1443
1444 void
1445 pmap_release(struct pmap *pmap)
1446 {
1447         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1448         struct rb_vm_page_scan_info info;
1449
1450         KASSERT(pmap->pm_active == 0, ("pmap still active! %08x", pmap->pm_active));
1451 #if defined(DIAGNOSTIC)
1452         if (object->ref_count != 1)
1453                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1454 #endif
1455         
1456         info.pmap = pmap;
1457         info.object = object;
1458         crit_enter();
1459         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1460         crit_exit();
1461
1462         do {
1463                 crit_enter();
1464                 info.error = 0;
1465                 info.mpte = NULL;
1466                 info.limit = object->generation;
1467
1468                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL, 
1469                                         pmap_release_callback, &info);
1470                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1471                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1472                                 info.error = 1;
1473                 }
1474                 crit_exit();
1475         } while (info.error);
1476         pmap->pm_cached = 0;
1477 }
1478
1479 static int
1480 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1481 {
1482         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1483
1484         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1485                 info->mpte = p;
1486                 return(0);
1487         }
1488         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1489                 info->error = 1;
1490                 return(-1);
1491         }
1492         if (info->object->generation != info->limit) {
1493                 info->error = 1;
1494                 return(-1);
1495         }
1496         return(0);
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1501  */
1502
1503 void
1504 pmap_growkernel(vm_offset_t addr)
1505 {
1506         struct pmap *pmap;
1507         vm_offset_t ptppaddr;
1508         vm_page_t nkpg;
1509         pd_entry_t newpdir;
1510
1511         crit_enter();
1512         if (kernel_vm_end == 0) {
1513                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1514                 nkpt = 0;
1515                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1516                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1517                         nkpt++;
1518                 }
1519         }
1520         addr = (addr + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1521         while (kernel_vm_end < addr) {
1522                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1523                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1524                         continue;
1525                 }
1526
1527                 /*
1528                  * This index is bogus, but out of the way
1529                  */
1530                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt, 
1531                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_INTERRUPT);
1532                 if (nkpg == NULL)
1533                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1534
1535                 vm_page_wire(nkpg);
1536                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1537                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1538                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1539                 pdir_pde(PTD, kernel_vm_end) = newpdir;
1540                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1541                 nkpt++;
1542
1543                 /*
1544                  * This update must be interlocked with pmap_pinit2.
1545                  */
1546                 TAILQ_FOREACH(pmap, &pmap_list, pm_pmnode) {
1547                         *pmap_pde(pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1548                 }
1549                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1550                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1551         }
1552         crit_exit();
1553 }
1554
1555 /*
1556  *      Retire the given physical map from service.
1557  *      Should only be called if the map contains
1558  *      no valid mappings.
1559  */
1560 void
1561 pmap_destroy(pmap_t pmap)
1562 {
1563         int count;
1564
1565         if (pmap == NULL)
1566                 return;
1567
1568         count = --pmap->pm_count;
1569         if (count == 0) {
1570                 pmap_release(pmap);
1571                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
1572         }
1573 }
1574
1575 /*
1576  *      Add a reference to the specified pmap.
1577  */
1578 void
1579 pmap_reference(pmap_t pmap)
1580 {
1581         if (pmap != NULL) {
1582                 pmap->pm_count++;
1583         }
1584 }
1585
1586 /***************************************************
1587 * page management routines.
1588  ***************************************************/
1589
1590 /*
1591  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1592  * called from an interrupt.
1593  */
1594 static PMAP_INLINE void
1595 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1596 {
1597 #ifdef PMAP_DEBUG
1598         KKASSERT(pv->pv_m != NULL);
1599         pv->pv_m = NULL;
1600 #endif
1601         pv_entry_count--;
1602         zfree(pvzone, pv);
1603 }
1604
1605 /*
1606  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1607  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
1608  */
1609 static pv_entry_t
1610 get_pv_entry(void)
1611 {
1612         pv_entry_count++;
1613         if (pv_entry_high_water &&
1614             (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1615             (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1616                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1617                 wakeup (&vm_pages_needed);
1618         }
1619         return zalloc(pvzone);
1620 }
1621
1622 /*
1623  * This routine is very drastic, but can save the system
1624  * in a pinch.
1625  */
1626 void
1627 pmap_collect(void)
1628 {
1629         int i;
1630         vm_page_t m;
1631         static int warningdone=0;
1632
1633         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1634                 return;
1635         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1636
1637         if (warningdone < 5) {
1638                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1639                 warningdone++;
1640         }
1641
1642         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1643                 m = &vm_page_array[i];
1644                 if (m->wire_count || m->hold_count || m->busy ||
1645                     (m->flags & PG_BUSY))
1646                         continue;
1647                 pmap_remove_all(m);
1648         }
1649 }
1650         
1651
1652 /*
1653  * If it is the first entry on the list, it is actually
1654  * in the header and we must copy the following entry up
1655  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1656  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1657  */
1658 static int
1659 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, 
1660                         vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1661 {
1662         pv_entry_t pv;
1663         int rtval;
1664
1665         crit_enter();
1666         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1667                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1668                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va) 
1669                                 break;
1670                 }
1671         } else {
1672                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1673 #ifdef PMAP_DEBUG
1674                         KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
1675 #endif
1676                         if (va == pv->pv_va)
1677                                 break;
1678                 }
1679         }
1680         KKASSERT(pv);
1681
1682         rtval = 0;
1683         test_m_maps_pv(m, pv);
1684         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1685         m->md.pv_list_count--;
1686         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1687                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1688         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1689         ++pmap->pm_generation;
1690         rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem, info);
1691         free_pv_entry(pv);
1692         crit_exit();
1693         return rtval;
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Create a pv entry for page at pa for
1698  * (pmap, va).
1699  */
1700 static void
1701 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1702 {
1703         pv_entry_t pv;
1704
1705         crit_enter();
1706         pv = get_pv_entry();
1707 #ifdef PMAP_DEBUG
1708         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
1709         pv->pv_m = m;
1710 #endif
1711         pv->pv_va = va;
1712         pv->pv_pmap = pmap;
1713         pv->pv_ptem = mpte;
1714
1715         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1716         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1717         ++pmap->pm_generation;
1718         m->md.pv_list_count++;
1719
1720         crit_exit();
1721 }
1722
1723 /*
1724  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process.
1725  *
1726  * WARNING: This function may block (via pmap_remove_entry/pmap_unuse_pt),
1727  *          callers using temporary pmaps must reload them.
1728  */
1729 static int
1730 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, unsigned *ptq, vm_offset_t va,
1731                 pmap_inval_info_t info)
1732 {
1733         unsigned oldpte;
1734         vm_page_t m;
1735
1736         ptbase_assert(pmap);
1737         pmap_inval_add(info, pmap, va);
1738         ptbase_assert(pmap);
1739         oldpte = loadandclear(ptq);
1740         KKASSERT(oldpte);
1741         if (oldpte & PG_W)
1742                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1743         /*
1744          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1745          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1746          * the SMP case.
1747          */
1748         if (oldpte & PG_G)
1749                 cpu_invlpg((void *)va);
1750         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1751         --pmap->pm_stats.resident_count;
1752         if (oldpte & PG_MANAGED) {
1753                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1754                 if (oldpte & PG_M) {
1755 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1756                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
1757                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1758                                         "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1759                                         (void *)va, (long)oldpte);
1760                         }
1761 #endif
1762                         if (pmap_track_modified(va))
1763                                 vm_page_dirty(m);
1764                 }
1765                 if (oldpte & PG_A)
1766                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1767                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va, info);
1768         } else {
1769                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL, info);
1770         }
1771
1772         return 0;
1773 }
1774
1775 /*
1776  * pmap_remove_page:
1777  *
1778  * Remove a single page from a process address space.
1779  *
1780  * This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1781  * not kernel_pmap.
1782  */
1783 static void
1784 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1785 {
1786         unsigned *ptq;
1787
1788         /*
1789          * if there is no pte for this address, just skip it!!!  Otherwise
1790          * get a local va for mappings for this pmap and remove the entry.
1791          */
1792         if (*pmap_pde(pmap, va) != 0) {
1793                 ptq = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
1794                 if (*ptq) {
1795                         pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, info);
1796                         /* ptq invalid */
1797                 }
1798         }
1799 }
1800
1801 /*
1802  * pmap_remove:
1803  *
1804  *      Remove the given range of addresses from the specified map.
1805  *
1806  *      It is assumed that the start and end are properly
1807  *      rounded to the page size.
1808  *
1809  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1810  *      not kernel_pmap.
1811  */
1812 void
1813 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1814 {
1815         unsigned *ptbase;
1816         vm_offset_t pdnxt;
1817         vm_offset_t ptpaddr;
1818         vm_offset_t sindex, eindex;
1819         struct pmap_inval_info info;
1820
1821         if (pmap == NULL)
1822                 return;
1823
1824         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1825                 return;
1826
1827         pmap_inval_init(&info);
1828
1829         /*
1830          * special handling of removing one page.  a very
1831          * common operation and easy to short circuit some
1832          * code.
1833          */
1834         if (((sva + PAGE_SIZE) == eva) && 
1835                 (((unsigned) pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
1836                 pmap_remove_page(pmap, sva, &info);
1837                 pmap_inval_flush(&info);
1838                 return;
1839         }
1840
1841         /*
1842          * Get a local virtual address for the mappings that are being
1843          * worked with.
1844          */
1845         sindex = i386_btop(sva);
1846         eindex = i386_btop(eva);
1847
1848         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
1849                 unsigned pdirindex;
1850
1851                 /*
1852                  * Calculate index for next page table.
1853                  */
1854                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1855                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1856                         break;
1857
1858                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1859                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
1860                         pmap_inval_add(&info, pmap, -1);
1861                         pmap->pm_pdir[pdirindex] = 0;
1862                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1863                         pmap->pm_cached = 0;
1864                         continue;
1865                 }
1866
1867                 /*
1868                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
1869                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
1870                  */
1871                 if (ptpaddr == 0)
1872                         continue;
1873
1874                 /*
1875                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1876                  * by the current page table page, or to the end of the
1877                  * range being removed.
1878                  */
1879                 if (pdnxt > eindex) {
1880                         pdnxt = eindex;
1881                 }
1882
1883                 /*
1884                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block and wipe the temporary
1885                  *       ptbase.
1886                  */
1887                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
1888                         vm_offset_t va;
1889
1890                         ptbase = get_ptbase(pmap);
1891                         if (ptbase[sindex] == 0)
1892                                 continue;
1893                         va = i386_ptob(sindex);
1894                         if (pmap_remove_pte(pmap, ptbase + sindex, va, &info))
1895                                 break;
1896                 }
1897         }
1898         pmap_inval_flush(&info);
1899 }
1900
1901 /*
1902  * pmap_remove_all:
1903  *
1904  *      Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
1905  *      Reflects back modify bits to the pager.
1906  *
1907  *      This routine may not be called from an interrupt.
1908  */
1909
1910 static void
1911 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1912 {
1913         struct pmap_inval_info info;
1914         unsigned *pte, tpte;
1915         pv_entry_t pv;
1916
1917         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
1918                 return;
1919
1920         pmap_inval_init(&info);
1921         crit_enter();
1922         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1923                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1924                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
1925
1926                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1927                 pmap_inval_add(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
1928                 tpte = loadandclear(pte);
1929 #ifdef PMAP_DEBUG
1930                 KKASSERT(PHYS_TO_VM_PAGE(tpte) == m);
1931 #endif
1932                 if (tpte & PG_W)
1933                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
1934
1935                 if (tpte & PG_A)
1936                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1937
1938                 /*
1939                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
1940                  */
1941                 if (tpte & PG_M) {
1942 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1943                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) tpte)) {
1944                                 kprintf("pmap_remove_all: modified page "
1945                                         "not writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1946                                         (void *)pv->pv_va, (long)tpte);
1947                         }
1948 #endif
1949                         if (pmap_track_modified(pv->pv_va))
1950                                 vm_page_dirty(m);
1951                 }
1952 #ifdef PMAP_DEBUG
1953                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
1954 #endif
1955                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1956                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1957                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
1958                 m->md.pv_list_count--;
1959                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1960                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1961                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
1962                 free_pv_entry(pv);
1963         }
1964         crit_exit();
1965         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
1966         pmap_inval_flush(&info);
1967 }
1968
1969 /*
1970  * pmap_protect:
1971  *
1972  *      Set the physical protection on the specified range of this map
1973  *      as requested.
1974  *
1975  *      This function may not be called from an interrupt if the map is
1976  *      not the kernel_pmap.
1977  */
1978 void
1979 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
1980 {
1981         unsigned *ptbase;
1982         vm_offset_t pdnxt, ptpaddr;
1983         vm_pindex_t sindex, eindex;
1984         pmap_inval_info info;
1985
1986         if (pmap == NULL)
1987                 return;
1988
1989         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
1990                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
1991                 return;
1992         }
1993
1994         if (prot & VM_PROT_WRITE)
1995                 return;
1996
1997         pmap_inval_init(&info);
1998
1999         ptbase = get_ptbase(pmap);
2000
2001         sindex = i386_btop(sva);
2002         eindex = i386_btop(eva);
2003
2004         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
2005
2006                 unsigned pdirindex;
2007
2008                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
2009
2010                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
2011                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
2012                         pmap_inval_add(&info, pmap, -1);
2013                         pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2014                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2015                         continue;
2016                 }
2017
2018                 /*
2019                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2020                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2021                  */
2022                 if (ptpaddr == 0)
2023                         continue;
2024
2025                 if (pdnxt > eindex) {
2026                         pdnxt = eindex;
2027                 }
2028
2029                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
2030
2031                         unsigned pbits;
2032                         vm_page_t m;
2033
2034                         /*
2035                          * XXX non-optimal.  Note also that there can be
2036                          * no pmap_inval_flush() calls until after we modify
2037                          * ptbase[sindex] (or otherwise we have to do another
2038                          * pmap_inval_add() call).
2039                          */
2040                         pmap_inval_add(&info, pmap, i386_ptob(sindex));
2041                         pbits = ptbase[sindex];
2042
2043                         if (pbits & PG_MANAGED) {
2044                                 m = NULL;
2045                                 if (pbits & PG_A) {
2046                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2047                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2048                                         pbits &= ~PG_A;
2049                                 }
2050                                 if (pbits & PG_M) {
2051                                         if (pmap_track_modified(i386_ptob(sindex))) {
2052                                                 if (m == NULL)
2053                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2054                                                 vm_page_dirty(m);
2055                                                 pbits &= ~PG_M;
2056                                         }
2057                                 }
2058                         }
2059
2060                         pbits &= ~PG_RW;
2061
2062                         if (pbits != ptbase[sindex]) {
2063                                 ptbase[sindex] = pbits;
2064                         }
2065                 }
2066         }
2067         pmap_inval_flush(&info);
2068 }
2069
2070 /*
2071  *      Insert the given physical page (p) at
2072  *      the specified virtual address (v) in the
2073  *      target physical map with the protection requested.
2074  *
2075  *      If specified, the page will be wired down, meaning
2076  *      that the related pte can not be reclaimed.
2077  *
2078  *      NB:  This is the only routine which MAY NOT lazy-evaluate
2079  *      or lose information.  That is, this routine must actually
2080  *      insert this page into the given map NOW.
2081  */
2082 void
2083 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2084            boolean_t wired)
2085 {
2086         vm_paddr_t pa;
2087         unsigned *pte;
2088         vm_paddr_t opa;
2089         vm_offset_t origpte, newpte;
2090         vm_page_t mpte;
2091         pmap_inval_info info;
2092
2093         if (pmap == NULL)
2094                 return;
2095
2096         va &= PG_FRAME;
2097 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2098         if (va >= KvaEnd)
2099                 panic("pmap_enter: toobig");
2100         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS)) {
2101                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page "
2102                       "table pages (va: %p)", (void *)va);
2103         }
2104 #endif
2105         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2106                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with kernel_pmap\n");
2107                 print_backtrace();
2108         }
2109         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2110                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without kernel_pmap\n");
2111                 print_backtrace();
2112         }
2113
2114         /*
2115          * In the case that a page table page is not
2116          * resident, we are creating it here.
2117          */
2118         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2119                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2120         else
2121                 mpte = NULL;
2122
2123         pmap_inval_init(&info);
2124         pte = pmap_pte(pmap, va);
2125
2126         /*
2127          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2128          */
2129         if (pte == NULL) {
2130                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=0x%lx, va=%p\n",
2131                      (long)pmap->pm_pdir[PTDPTDI], (void *)va);
2132         }
2133
2134         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & PG_FRAME;
2135         origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2136         opa = origpte & PG_FRAME;
2137
2138         if (origpte & PG_PS)
2139                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2140
2141         /*
2142          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2143          */
2144         if (origpte && (opa == pa)) {
2145                 /*
2146                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2147                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2148                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2149                  * the PT page will be also.
2150                  */
2151                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2152                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2153                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2154                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2155
2156 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2157                 if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) origpte)) {
2158                         kprintf("pmap_enter: modified page not "
2159                                 "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2160                                 (void *)va, (long )origpte);
2161                 }
2162 #endif
2163
2164                 /*
2165                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
2166                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
2167                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
2168                  * bits below.
2169                  */
2170                 if (mpte)
2171                         mpte->hold_count--;
2172
2173                 /*
2174                  * We might be turning off write access to the page,
2175                  * so we go ahead and sense modify status.
2176                  */
2177                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2178                         if ((origpte & PG_M) && pmap_track_modified(va)) {
2179                                 vm_page_t om;
2180                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2181                                 vm_page_dirty(om);
2182                         }
2183                         pa |= PG_MANAGED;
2184                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2185                 }
2186                 goto validate;
2187         } 
2188         /*
2189          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2190          * handle validating new mapping.
2191          *
2192          * Since we have a ref on the page directory page pmap_pte()
2193          * will always return non-NULL.
2194          *
2195          * NOTE: pmap_remove_pte() can block and cause the temporary ptbase
2196          *       to get wiped.  reload the ptbase.  I'm not sure if it is
2197          *       also possible to race another pmap_enter() but check for
2198          *       that case too.
2199          */
2200         while (opa) {
2201                 int err;
2202
2203                 KKASSERT((origpte & PG_FRAME) ==
2204                          (*(vm_offset_t *)pte & PG_FRAME));
2205                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va, &info);
2206                 if (err)
2207                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: %p", (void *)va);
2208                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2209                 origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2210                 opa = origpte & PG_FRAME;
2211                 if (opa) {
2212                         kprintf("pmap_enter: Warning, raced pmap %p va %p\n",
2213                                 pmap, (void *)va);
2214                 }
2215         }
2216
2217         /*
2218          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2219          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2220          * called at interrupt time.
2221          */
2222         if (pmap_initialized && 
2223             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2224                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2225                 ptbase_assert(pmap);
2226                 pa |= PG_MANAGED;
2227                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2228         }
2229
2230         /*
2231          * Increment counters
2232          */
2233         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2234         if (wired)
2235                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2236         KKASSERT(*pte == 0);
2237
2238 validate:
2239         /*
2240          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2241          */
2242         ptbase_assert(pmap);
2243         newpte = (vm_offset_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V);
2244
2245         if (wired)
2246                 newpte |= PG_W;
2247         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2248                 newpte |= PG_U;
2249         if (pmap == &kernel_pmap)
2250                 newpte |= pgeflag;
2251
2252         /*
2253          * if the mapping or permission bits are different, we need
2254          * to update the pte.
2255          */
2256         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2257                 pmap_inval_add(&info, pmap, va);
2258                 ptbase_assert(pmap);
2259                 KKASSERT(*pte == 0 ||
2260                          (*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2261                 *pte = newpte | PG_A;
2262                 if (newpte & PG_RW)
2263                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2264         }
2265         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2266         pmap_inval_flush(&info);
2267 }
2268
2269 /*
2270  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2271  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
2272  * VA.
2273  *
2274  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2275  */
2276 void
2277 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2278 {
2279         unsigned *pte;
2280         vm_paddr_t pa;
2281         vm_page_t mpte;
2282         unsigned ptepindex;
2283         vm_offset_t ptepa;
2284         pmap_inval_info info;
2285
2286         pmap_inval_init(&info);
2287
2288         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2289                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on UVA with kernel_pmap\n");
2290                 print_backtrace();
2291         }
2292         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2293                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on KVA without kernel_pmap\n");
2294                 print_backtrace();
2295         }
2296
2297         KKASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS); /* assert used on user pmaps only */
2298
2299         /*
2300          * Calculate the page table page (mpte), allocating it if necessary.
2301          *
2302          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the
2303          * section following.
2304          */
2305         if (va < UPT_MIN_ADDRESS) {
2306                 /*
2307                  * Calculate pagetable page index
2308                  */
2309                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2310
2311                 do {
2312                         /*
2313                          * Get the page directory entry
2314                          */
2315                         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
2316
2317                         /*
2318                          * If the page table page is mapped, we just increment
2319                          * the hold count, and activate it.
2320                          */
2321                         if (ptepa) {
2322                                 if (ptepa & PG_PS)
2323                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2324                                 if (pmap->pm_ptphint &&
2325                                     (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2326                                         mpte = pmap->pm_ptphint;
2327                                 } else {
2328                                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2329                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2330                                 }
2331                                 if (mpte)
2332                                         mpte->hold_count++;
2333                         } else {
2334                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2335                         }
2336                 } while (mpte == NULL);
2337         } else {
2338                 mpte = NULL;
2339                 /* this code path is not yet used */
2340         }
2341
2342         /*
2343          * With a valid (and held) page directory page, we can just use
2344          * vtopte() to get to the pte.  If the pte is already present
2345          * we do not disturb it.
2346          */
2347         pte = (unsigned *)vtopte(va);
2348         if (*pte & PG_V) {
2349                 if (mpte)
2350                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, &info);
2351                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2352                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & PG_FRAME) == 0);
2353                 return;
2354         }
2355
2356         /*
2357          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2358          */
2359         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2360                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2361                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2362         }
2363
2364         /*
2365          * Increment counters
2366          */
2367         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2368
2369         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2370
2371         /*
2372          * Now validate mapping with RO protection
2373          */
2374         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2375                 *pte = pa | PG_V | PG_U;
2376         else
2377                 *pte = pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED;
2378 /*      pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed inval->valid */
2379         pmap_inval_flush(&info);
2380 }
2381
2382 /*
2383  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2384  * to be used for panic dumps.
2385  */
2386 void *
2387 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, int i)
2388 {
2389         pmap_kenter((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2390         return ((void *)crashdumpmap);
2391 }
2392
2393 #define MAX_INIT_PT (96)
2394
2395 /*
2396  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2397  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2398  * immediately after an mmap.
2399  */
2400 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2401
2402 void
2403 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2404                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
2405                     vm_size_t size, int limit)
2406 {
2407         struct rb_vm_page_scan_info info;
2408         struct lwp *lp;
2409         int psize;
2410
2411         /*
2412          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2413          * or object.
2414          */
2415         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2416                 return;
2417
2418         /*
2419          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2420          */
2421         lp = curthread->td_lwp;
2422         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2423                 return;
2424
2425         psize = i386_btop(size);
2426
2427         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2428                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2429                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2430                 return;
2431         }
2432
2433         if (psize + pindex > object->size) {
2434                 if (object->size < pindex)
2435                         return;           
2436                 psize = object->size - pindex;
2437         }
2438
2439         if (psize == 0)
2440                 return;
2441
2442         /*
2443          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2444          * any valid pages found into the pmap.
2445          *
2446          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2447          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2448          */
2449         info.start_pindex = pindex;
2450         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2451         info.limit = limit;
2452         info.mpte = NULL;
2453         info.addr = addr;
2454         info.pmap = pmap;
2455
2456         crit_enter();
2457         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2458                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2459         crit_exit();
2460 }
2461
2462 static
2463 int
2464 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2465 {
2466         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2467         vm_pindex_t rel_index;
2468         /*
2469          * don't allow an madvise to blow away our really
2470          * free pages allocating pv entries.
2471          */
2472         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2473                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2474                     return(-1);
2475         }
2476         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2477             (p->busy == 0) && (p->flags & (PG_BUSY | PG_FICTITIOUS)) == 0) {
2478                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2479                         vm_page_deactivate(p);
2480                 vm_page_busy(p);
2481                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2482                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2483                                  info->addr + i386_ptob(rel_index), p);
2484                 vm_page_wakeup(p);
2485         }
2486         return(0);
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2491  * pre-fault the specified address.
2492  *
2493  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2494  * pte is already loaded into the slot.
2495  */
2496 int
2497 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2498 {
2499         unsigned *pte;
2500
2501         if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0)
2502                 return(0);
2503         pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2504         if (*pte)
2505                 return(0);
2506         return(1);
2507 }
2508
2509 /*
2510  *      Routine:        pmap_change_wiring
2511  *      Function:       Change the wiring attribute for a map/virtual-address
2512  *                      pair.
2513  *      In/out conditions:
2514  *                      The mapping must already exist in the pmap.
2515  */
2516 void
2517 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2518 {
2519         unsigned *pte;
2520
2521         if (pmap == NULL)
2522                 return;
2523
2524         pte = pmap_pte(pmap, va);
2525
2526         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2527                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2528         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2529                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2530
2531         /*
2532          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2533          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2534          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
2535          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2536          * wiring changes.
2537          */
2538 #ifdef SMP
2539         if (wired)
2540                 atomic_set_int(pte, PG_W);
2541         else
2542                 atomic_clear_int(pte, PG_W);
2543 #else
2544         if (wired)
2545                 atomic_set_int_nonlocked(pte, PG_W);
2546         else
2547                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_W);
2548 #endif
2549 }
2550
2551
2552
2553 /*
2554  *      Copy the range specified by src_addr/len
2555  *      from the source map to the range dst_addr/len
2556  *      in the destination map.
2557  *
2558  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2559  */
2560 void
2561 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
2562         vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2563 {
2564 #if 0
2565         pmap_inval_info info;
2566         vm_offset_t addr;
2567         vm_offset_t end_addr = src_addr + len;
2568         vm_offset_t pdnxt;
2569         unsigned src_frame, dst_frame;
2570         vm_page_t m;
2571 #endif
2572
2573         if (dst_addr != src_addr)
2574                 return;
2575         /*
2576          * XXX BUGGY.  Amoung other things srcmpte is assumed to remain
2577          * valid through blocking calls, and that's just not going to
2578          * be the case.
2579          *
2580          * FIXME!
2581          */
2582         return;
2583 #if 0
2584         src_frame = ((unsigned) src_pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME;
2585         if (src_frame != (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
2586                 return;
2587         }
2588
2589         dst_frame = ((unsigned) dst_pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME;
2590         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != dst_frame) {
2591                 *gd->gd_GDMAP1 = dst_frame | PG_RW | PG_V;
2592                 cpu_invltlb();
2593                 XXX
2594         }
2595         pmap_inval_init(&info);
2596         pmap_inval_add(&info, dst_pmap, -1);
2597         pmap_inval_add(&info, src_pmap, -1);
2598
2599         /*
2600          * critical section protection is required to maintain the page/object
2601          * association, interrupts can free pages and remove them from 
2602          * their objects.
2603          */
2604         crit_enter();
2605         for (addr = src_addr; addr < end_addr; addr = pdnxt) {
2606                 unsigned *src_pte, *dst_pte;
2607                 vm_page_t dstmpte, srcmpte;
2608                 vm_offset_t srcptepaddr;
2609                 unsigned ptepindex;
2610
2611                 if (addr >= UPT_MIN_ADDRESS)
2612                         panic("pmap_copy: invalid to pmap_copy page tables\n");
2613
2614                 /*
2615                  * Don't let optional prefaulting of pages make us go
2616                  * way below the low water mark of free pages or way
2617                  * above high water mark of used pv entries.
2618                  */
2619                 if (vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved ||
2620                     pv_entry_count > pv_entry_high_water)
2621                         break;
2622                 
2623                 pdnxt = ((addr + PAGE_SIZE*NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE*NPTEPG - 1));
2624                 ptepindex = addr >> PDRSHIFT;
2625
2626                 srcptepaddr = (vm_offset_t) src_pmap->pm_pdir[ptepindex];
2627                 if (srcptepaddr == 0)
2628                         continue;
2629                         
2630                 if (srcptepaddr & PG_PS) {
2631                         if (dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] == 0) {
2632                                 dst_pmap->pm_pdir[ptepindex] = (pd_entry_t) srcptepaddr;
2633                                 dst_pmap->pm_stats.resident_count += NBPDR / PAGE_SIZE;
2634                                 XXX
2635                         }
2636                         continue;
2637                 }
2638
2639                 srcmpte = vm_page_lookup(src_pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2640                 if ((srcmpte == NULL) || (srcmpte->hold_count == 0) ||
2641                     (srcmpte->flags & PG_BUSY)) {
2642                         continue;
2643                 }
2644
2645                 if (pdnxt > end_addr)
2646                         pdnxt = end_addr;
2647
2648                 src_pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2649                 dst_pte = (unsigned *) avtopte(addr);
2650                 while (addr < pdnxt) {
2651                         unsigned ptetemp;
2652
2653                         ptetemp = *src_pte;
2654                         /*
2655                          * we only virtual copy managed pages
2656                          */
2657                         if ((ptetemp & PG_MANAGED) != 0) {
2658                                 /*
2659                                  * We have to check after allocpte for the
2660                                  * pte still being around...  allocpte can
2661                                  * block.
2662                                  *
2663                                  * pmap_allocpte() can block.  If we lose
2664                                  * our page directory mappings we stop.
2665                                  */
2666                                 dstmpte = pmap_allocpte(dst_pmap, addr);
2667
2668                                 if (src_frame != (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME) ||
2669                                     XXX dst_frame != (((unsigned) xxx) & PG_FRAME)
2670                                 ) {
2671                                         kprintf("WARNING: pmap_copy: detected and corrected race\n");
2672                                         pmap_unwire_pte_hold(dst_pmap, dstmpte, &info);
2673                                         goto failed;
2674                                 } else if ((*dst_pte == 0) &&
2675                                            (ptetemp = *src_pte) != 0 &&
2676                                            (ptetemp & PG_MANAGED)) {
2677                                         /*
2678                                          * Clear the modified and
2679                                          * accessed (referenced) bits
2680                                          * during the copy.
2681                                          */
2682                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(ptetemp);
2683                                         *dst_pte = ptetemp & ~(PG_M | PG_A);
2684                                         ++dst_pmap->pm_stats.resident_count;
2685                                         pmap_insert_entry(dst_pmap, addr,
2686                                                 dstmpte, m);
2687                                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2688                                 } else {
2689                                         kprintf("WARNING: pmap_copy: dst_pte race detected and corrected\n");
2690                                         pmap_unwire_pte_hold(dst_pmap, dstmpte, &info);
2691                                         goto failed;
2692                                 }
2693                                 if (dstmpte->hold_count >= srcmpte->hold_count)
2694                                         break;
2695                         }
2696                         addr += PAGE_SIZE;
2697                         src_pte++;
2698                         dst_pte++;
2699                 }
2700         }
2701 failed:
2702         crit_exit();
2703         pmap_inval_flush(&info);
2704 #endif
2705 }       
2706
2707 /*
2708  * pmap_zero_page:
2709  *
2710  *      Zero the specified PA by mapping the page into KVM and clearing its
2711  *      contents.
2712  *
2713  *      This function may be called from an interrupt and no locking is
2714  *      required.
2715  */
2716 void
2717 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2718 {
2719         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2720
2721         crit_enter();
2722         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2723                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2724         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2725                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2726         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2727
2728 #if defined(I686_CPU)
2729         if (cpu_class == CPUCLASS_686)
2730                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2731         else
2732 #endif
2733                 bzero(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE);
2734         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2735         crit_exit();
2736 }
2737
2738 /*
2739  * pmap_page_assertzero:
2740  *
2741  *      Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2742  */
2743 void
2744 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2745 {
2746         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2747         int i;
2748
2749         crit_enter();
2750         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2751                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2752         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2753                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2754         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2755         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += 4) {
2756             if (*(int *)((char *)gd->gd_CADDR3 + i) != 0) {
2757                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!\n",
2758                     (void *)gd->gd_CADDR3);
2759             }
2760         }
2761         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2762         crit_exit();
2763 }
2764
2765 /*
2766  * pmap_zero_page:
2767  *
2768  *      Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2769  *      its contents with bzero.
2770  *
2771  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2772  */
2773 void
2774 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2775 {
2776         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2777
2778         crit_enter();
2779         if (*(int *) gd->gd_CMAP3)
2780                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2781         *(int *) gd->gd_CMAP3 = PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2782         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2783
2784 #if defined(I686_CPU)
2785         if (cpu_class == CPUCLASS_686 && off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2786                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2787         else
2788 #endif
2789                 bzero((char *)gd->gd_CADDR3 + off, size);
2790         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2791         crit_exit();
2792 }
2793
2794 /*
2795  * pmap_copy_page:
2796  *
2797  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2798  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2799  *      is required.
2800  */
2801 void
2802 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2803 {
2804         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2805
2806         crit_enter();
2807         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2808                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2809         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2810                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2811
2812         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2813         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2814
2815         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2816         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2817
2818         bcopy(gd->gd_CADDR1, gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE);
2819
2820         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2821         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2822         crit_exit();
2823 }
2824
2825 /*
2826  * pmap_copy_page_frag:
2827  *
2828  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2829  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2830  *      is required.
2831  */
2832 void
2833 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2834 {
2835         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2836
2837         crit_enter();
2838         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2839                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2840         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2841                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2842
2843         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2844         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2845
2846         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2847         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2848
2849         bcopy((char *)gd->gd_CADDR1 + (src & PAGE_MASK),
2850               (char *)gd->gd_CADDR2 + (dst & PAGE_MASK),
2851               bytes);
2852
2853         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2854         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2855         crit_exit();
2856 }
2857
2858 /*
2859  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2860  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2861  * be changed upwards or downwards in the future; it
2862  * is only necessary that true be returned for a small
2863  * subset of pmaps for proper page aging.
2864  */
2865 boolean_t
2866 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2867 {
2868         pv_entry_t pv;
2869         int loops = 0;
2870
2871         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2872                 return FALSE;
2873
2874         crit_enter();
2875
2876         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2877                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2878                         crit_exit();
2879                         return TRUE;
2880                 }
2881                 loops++;
2882                 if (loops >= 16)
2883                         break;
2884         }
2885         crit_exit();
2886         return (FALSE);
2887 }
2888
2889 /*
2890  * Remove all pages from specified address space
2891  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2892  * is special cased for current process only, but
2893  * can have the more generic (and slightly slower)
2894  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2895  * in the case of running down an entire address space.
2896  */
2897 void
2898 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2899 {
2900         struct lwp *lp;
2901         unsigned *pte, tpte;
2902         pv_entry_t pv, npv;
2903         vm_page_t m;
2904         pmap_inval_info info;
2905         int iscurrentpmap;
2906         int32_t save_generation;
2907
2908         lp = curthread->td_lwp;
2909         if (lp && pmap == vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2910                 iscurrentpmap = 1;
2911         else
2912                 iscurrentpmap = 0;
2913
2914         pmap_inval_init(&info);
2915         crit_enter();
2916         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2917                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2918                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2919                         continue;
2920                 }
2921
2922                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2923
2924                 if (iscurrentpmap)
2925                         pte = (unsigned *)vtopte(pv->pv_va);
2926                 else
2927                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2928                 KKASSERT(*pte);
2929                 if (pmap->pm_active)
2930                         pmap_inval_add(&info, pmap, pv->pv_va);
2931
2932                 /*
2933                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2934                  * at this time
2935                  */
2936                 if (*pte & PG_W) {
2937                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2938                         continue;
2939                 }
2940                 KKASSERT(*pte);
2941                 tpte = loadandclear(pte);
2942
2943                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte);
2944                 test_m_maps_pv(m, pv);
2945
2946                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2947                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %x", tpte));
2948
2949                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2950                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2951
2952                 /*
2953                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2954                  */
2955                 if (tpte & PG_M) {
2956                         vm_page_dirty(m);
2957                 }
2958
2959                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2960 #ifdef PMAP_DEBUG
2961                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2962                 KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
2963 #endif
2964                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2965                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
2966
2967                 m->md.pv_list_count--;
2968                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2969                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2970                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2971
2972                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2973                 free_pv_entry(pv);
2974
2975                 /*
2976                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
2977                  * calls and other removals were made.
2978                  */
2979                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
2980                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
2981                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
2982                 }
2983         }
2984         pmap_inval_flush(&info);
2985         crit_exit();
2986 }
2987
2988 /*
2989  * pmap_testbit tests bits in pte's
2990  * note that the testbit/clearbit routines are inline,
2991  * and a lot of things compile-time evaluate.
2992  */
2993 static boolean_t
2994 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2995 {
2996         pv_entry_t pv;
2997         unsigned *pte;
2998
2999         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3000                 return FALSE;
3001
3002         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
3003                 return FALSE;
3004
3005         crit_enter();
3006
3007         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3008                 /*
3009                  * if the bit being tested is the modified bit, then
3010                  * mark clean_map and ptes as never
3011                  * modified.
3012                  */
3013                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
3014                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3015                                 continue;
3016                 }
3017
3018 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3019                 if (!pv->pv_pmap) {
3020                         kprintf("Null pmap (tb) at va: %p\n",
3021                                 (void *)pv->pv_va);
3022                         continue;
3023                 }
3024 #endif
3025                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3026                 if (*pte & bit) {
3027                         crit_exit();
3028                         return TRUE;
3029                 }
3030         }
3031         crit_exit();
3032         return (FALSE);
3033 }
3034
3035 /*
3036  * this routine is used to modify bits in ptes
3037  */
3038 static __inline void
3039 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3040 {
3041         struct pmap_inval_info info;
3042         pv_entry_t pv;
3043         unsigned *pte;
3044         unsigned pbits;
3045
3046         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3047                 return;
3048
3049         pmap_inval_init(&info);
3050         crit_enter();
3051
3052         /*
3053          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3054          * setting RO do we need to clear the VAC?
3055          */
3056         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3057                 /*
3058                  * don't write protect pager mappings
3059                  */
3060                 if (bit == PG_RW) {
3061                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3062                                 continue;
3063                 }
3064
3065 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3066                 if (!pv->pv_pmap) {
3067                         kprintf("Null pmap (cb) at va: %p\n",
3068                                 (void *)pv->pv_va);
3069                         continue;
3070                 }
3071 #endif
3072
3073                 /*
3074                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3075                  * clear PG_A or PG_M safely but we need to synchronize
3076                  * with the target cpus when we mess with PG_RW.
3077                  *
3078                  * We do not have to force synchronization when clearing
3079                  * PG_M even for PTEs generated via virtual memory maps,
3080                  * because the virtual kernel will invalidate the pmap
3081                  * entry when/if it needs to resynchronize the Modify bit.
3082                  */
3083                 if (bit & PG_RW)
3084                         pmap_inval_add(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3085                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3086 again:
3087                 pbits = *pte;
3088                 if (pbits & bit) {
3089                         if (bit == PG_RW) {
3090                                 if (pbits & PG_M) {
3091                                         vm_page_dirty(m);
3092                                         atomic_clear_int(pte, PG_M|PG_RW);
3093                                 } else {
3094                                         /*
3095                                          * The cpu may be trying to set PG_M
3096                                          * simultaniously with our clearing
3097                                          * of PG_RW.
3098                                          */
3099                                         if (!atomic_cmpset_int(pte, pbits,
3100                                                                pbits & ~PG_RW))
3101                                                 goto again;
3102                                 }
3103                         } else if (bit == PG_M) {
3104                                 /*
3105                                  * We could also clear PG_RW here to force
3106                                  * a fault on write to redetect PG_M for
3107                                  * virtual kernels, but it isn't necessary
3108                                  * since virtual kernels invalidate the pte 
3109                                  * when they clear the VPTE_M bit in their
3110                                  * virtual page tables.
3111                                  */
3112                                 atomic_clear_int(pte, PG_M);
3113                         } else {
3114                                 atomic_clear_int(pte, bit);
3115                         }
3116                 }
3117         }
3118         pmap_inval_flush(&info);
3119         crit_exit();
3120 }
3121
3122 /*
3123  *      pmap_page_protect:
3124  *
3125  *      Lower the permission for all mappings to a given page.
3126  */
3127 void
3128 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3129 {
3130         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3131                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3132                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3133                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3134                 } else {
3135                         pmap_remove_all(m);
3136                 }
3137         }
3138 }
3139
3140 vm_paddr_t
3141 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3142 {
3143         return (i386_ptob(ppn));
3144 }
3145
3146 /*
3147  *      pmap_ts_referenced:
3148  *
3149  *      Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3150  *      It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3151  *      is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3152  *      reference bits set.
3153  *
3154  *      XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3155  *      should be tested and standardized at some point in the future for
3156  *      optimal aging of shared pages.
3157  */
3158 int
3159 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3160 {
3161         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3162         unsigned *pte;
3163         int rtval = 0;
3164
3165         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3166                 return (rtval);
3167
3168         crit_enter();
3169
3170         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3171
3172                 pvf = pv;
3173
3174                 do {
3175                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3176
3177                         crit_enter();
3178                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3179                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3180                         crit_exit();
3181
3182                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3183                                 continue;
3184
3185                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3186
3187                         if (pte && (*pte & PG_A)) {
3188 #ifdef SMP
3189                                 atomic_clear_int(pte, PG_A);
3190 #else
3191                                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_A);
3192 #endif
3193                                 rtval++;
3194                                 if (rtval > 4) {
3195                                         break;
3196                                 }
3197                         }
3198                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3199         }
3200         crit_exit();
3201
3202         return (rtval);
3203 }
3204
3205 /*
3206  *      pmap_is_modified:
3207  *
3208  *      Return whether or not the specified physical page was modified
3209  *      in any physical maps.
3210  */
3211 boolean_t
3212 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3213 {
3214         return pmap_testbit(m, PG_M);
3215 }
3216
3217 /*
3218  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
3219  */
3220 void
3221 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3222 {
3223         pmap_clearbit(m, PG_M);
3224 }
3225
3226 /*
3227  *      pmap_clear_reference:
3228  *
3229  *      Clear the reference bit on the specified physical page.
3230  */
3231 void
3232 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3233 {
3234         pmap_clearbit(m, PG_A);
3235 }
3236
3237 /*
3238  * Miscellaneous support routines follow
3239  */
3240
3241 static void
3242 i386_protection_init(void)
3243 {
3244         int *kp, prot;
3245
3246         kp = protection_codes;
3247         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3248                 switch (prot) {
3249                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3250                         /*
3251                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3252                          * so just make it readable.
3253                          */
3254                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3255                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3256                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3257                         *kp++ = 0;
3258                         break;
3259                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3260                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3261                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3262                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3263                         *kp++ = PG_RW;
3264                         break;
3265                 }
3266         }
3267 }
3268
3269 /*
3270  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3271  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3272  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3273  * NOT real memory.
3274  *
3275  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3276  * a time.
3277  */
3278 void *
3279 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3280 {
3281         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3282         unsigned *pte;
3283
3284         offset = pa & PAGE_MASK;
3285         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3286
3287         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size);
3288         if (!va)
3289                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3290
3291         pa = pa & PG_FRAME;
3292         for (tmpva = va; size > 0;) {
3293                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3294                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3295                 size -= PAGE_SIZE;
3296                 tmpva += PAGE_SIZE;
3297                 pa += PAGE_SIZE;
3298         }
3299         cpu_invltlb();
3300         smp_invltlb();
3301
3302         return ((void *)(va + offset));
3303 }
3304
3305 void
3306 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3307 {
3308         vm_offset_t base, offset;
3309
3310         base = va & PG_FRAME;
3311         offset = va & PAGE_MASK;
3312         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3313         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3314         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3315 }
3316
3317 /*
3318  * perform the pmap work for mincore
3319  */
3320 int
3321 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3322 {
3323         unsigned *ptep, pte;
3324         vm_page_t m;
3325         int val = 0;
3326         
3327         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3328         if (ptep == 0) {
3329                 return 0;
3330         }
3331
3332         if ((pte = *ptep) != 0) {
3333                 vm_offset_t pa;
3334
3335                 val = MINCORE_INCORE;
3336                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3337                         return val;
3338
3339                 pa = pte & PG_FRAME;
3340
3341                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3342
3343                 /*
3344                  * Modified by us
3345                  */
3346                 if (pte & PG_M)
3347                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3348                 /*
3349                  * Modified by someone
3350                  */
3351                 else if (m->dirty || pmap_is_modified(m))
3352                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3353                 /*
3354                  * Referenced by us
3355                  */
3356                 if (pte & PG_A)
3357                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3358
3359                 /*
3360                  * Referenced by someone
3361                  */
3362                 else if ((m->flags & PG_REFERENCED) || pmap_ts_referenced(m)) {
3363                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3364                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3365                 }
3366         } 
3367         return val;
3368 }
3369
3370 /*
3371  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3372  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3373  *
3374  * The vmspace for all lwps associated with the process will be adjusted
3375  * and cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3376  */
3377 void
3378 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3379 {
3380         struct vmspace *oldvm;
3381         struct lwp *lp;
3382
3383         crit_enter();
3384         oldvm = p->p_vmspace;
3385         if (oldvm != newvm) {
3386                 p->p_vmspace = newvm;
3387                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3388                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3389                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3390                 if (adjrefs) {
3391                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3392                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3393                 }
3394         }
3395         crit_exit();
3396 }
3397
3398 /*
3399  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3400  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3401  * on a per-lwp basis.
3402  */
3403 void
3404 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3405 {
3406         struct vmspace *oldvm;
3407         struct pmap *pmap;
3408
3409         crit_enter();
3410         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3411
3412         if (oldvm != newvm) {
3413                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3414                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3415                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3416 #if defined(SMP)
3417                         atomic_set_int(&pmap->pm_active, 1 << mycpu->gd_cpuid);
3418 #else
3419                         pmap->pm_active |= 1;
3420 #endif
3421 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3422                         tlb_flush_count++;
3423 #endif
3424                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
3425                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
3426                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3427 #if defined(SMP)
3428                         atomic_clear_int(&pmap->pm_active,
3429                                           1 << mycpu->gd_cpuid);
3430 #else
3431                         pmap->pm_active &= ~1;
3432 #endif
3433                 }
3434         }
3435         crit_exit();
3436 }
3437
3438 vm_offset_t
3439 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3440 {
3441
3442         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3443                 return addr;
3444         }
3445
3446         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3447         return addr;
3448 }
3449
3450 int
3451 pmap_get_pgeflag(void)
3452 {
3453         return pgeflag;
3454 }
3455
3456 #if defined(DEBUG)
3457
3458 static void     pads (pmap_t pm);
3459 void            pmap_pvdump (vm_paddr_t pa);
3460
3461 /* print address space of pmap*/
3462 static void
3463 pads(pmap_t pm)
3464 {
3465         unsigned va, i, j;
3466         unsigned *ptep;
3467
3468         if (pm == &kernel_pmap)
3469                 return;
3470         crit_enter();
3471         for (i = 0; i < 1024; i++) {
3472                 if (pm->pm_pdir[i]) {
3473                         for (j = 0; j < 1024; j++) {
3474                                 va = (i << PDRSHIFT) + (j << PAGE_SHIFT);
3475                                 if (pm == &kernel_pmap && va < KERNBASE)
3476                                         continue;
3477                                 if (pm != &kernel_pmap && va > UPT_MAX_ADDRESS)
3478                                         continue;
3479                                 ptep = pmap_pte_quick(pm, va);
3480                                 if (pmap_pte_v(ptep))
3481                                         kprintf("%x:%x ", va, *(int *) ptep);
3482                         };
3483                 }
3484         }
3485         crit_exit();
3486
3487 }
3488
3489 void
3490 pmap_pvdump(vm_paddr_t pa)
3491 {
3492         pv_entry_t pv;
3493         vm_page_t m;
3494
3495         kprintf("pa %08llx", (long long)pa);
3496         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3497         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3498 #ifdef used_to_be
3499                 kprintf(" -> pmap %p, va %p, flags %x",
3500                     (void *)pv->pv_pmap, (long)pv->pv_va, pv->pv_flags);
3501 #endif
3502                 kprintf(" -> pmap %p, va %p",
3503                         (void *)pv->pv_pmap, (void *)pv->pv_va);
3504                 pads(pv->pv_pmap);
3505         }
3506         kprintf(" ");
3507 }
3508 #endif