kernel - reformulate some of the pmap code to adhere to the new rules
[dragonfly.git] / sys / platform / pc32 / i386 / pmap.c
1 /*
2  * (MPSAFE)
3  *
4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
7  * All rights reserved.
8  * Copyright (c) 1994 David Greenman
9  * All rights reserved.
10  *
11  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
12  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
13  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
14  *
15  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
16  * modification, are permitted provided that the following conditions
17  * are met:
18  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
20  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
22  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
23  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
24  *    must display the following acknowledgement:
25  *      This product includes software developed by the University of
26  *      California, Berkeley and its contributors.
27  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
28  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
29  *    without specific prior written permission.
30  *
31  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
32  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
33  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
34  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
35  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
36  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
37  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
38  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
39  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
40  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
41  * SUCH DAMAGE.
42  *
43  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
44  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.18 2002/03/06 22:48:53 silby Exp $
45  */
46
47 /*
48  * Manages physical address maps.
49  *
50  * In most cases we hold page table pages busy in order to manipulate them.
51  */
52 /*
53  * PMAP_DEBUG - see platform/pc32/include/pmap.h
54  */
55
56 #include "opt_disable_pse.h"
57 #include "opt_pmap.h"
58 #include "opt_msgbuf.h"
59
60 #include <sys/param.h>
61 #include <sys/systm.h>
62 #include <sys/kernel.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/msgbuf.h>
65 #include <sys/vmmeter.h>
66 #include <sys/mman.h>
67 #include <sys/thread.h>
68
69 #include <vm/vm.h>
70 #include <vm/vm_param.h>
71 #include <sys/sysctl.h>
72 #include <sys/lock.h>
73 #include <vm/vm_kern.h>
74 #include <vm/vm_page.h>
75 #include <vm/vm_map.h>
76 #include <vm/vm_object.h>
77 #include <vm/vm_extern.h>
78 #include <vm/vm_pageout.h>
79 #include <vm/vm_pager.h>
80 #include <vm/vm_zone.h>
81
82 #include <sys/user.h>
83 #include <sys/thread2.h>
84 #include <sys/sysref2.h>
85 #include <sys/spinlock2.h>
86 #include <vm/vm_page2.h>
87
88 #include <machine/cputypes.h>
89 #include <machine/md_var.h>
90 #include <machine/specialreg.h>
91 #include <machine/smp.h>
92 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
93 #include <machine/globaldata.h>
94 #include <machine/pmap.h>
95 #include <machine/pmap_inval.h>
96
97 #define PMAP_KEEP_PDIRS
98 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
99 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
100 #define PMAP_PVLIMIT     1400000        /* i386 kvm problems */
101 #endif
102
103 #if defined(DIAGNOSTIC)
104 #define PMAP_DIAGNOSTIC
105 #endif
106
107 #define MINPV 2048
108
109 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
110 #define PMAP_INLINE __inline
111 #else
112 #define PMAP_INLINE
113 #endif
114
115 /*
116  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
117  */
118 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
119 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
120
121 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
122 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
123 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
124 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
125 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
126
127 /*
128  * Given a map and a machine independent protection code,
129  * convert to a vax protection code.
130  */
131 #define pte_prot(m, p)          \
132         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
133 static int protection_codes[8];
134
135 struct pmap kernel_pmap;
136 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
137
138 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
139 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
140 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
141 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
142 vm_offset_t virtual2_start;
143 vm_offset_t virtual2_end;
144 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
145 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
146 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
147 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
148 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
149 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
150
151 static vm_object_t kptobj;
152
153 static int nkpt;
154 vm_offset_t kernel_vm_end;
155
156 /*
157  * Data for the pv entry allocation mechanism
158  */
159 static vm_zone_t pvzone;
160 static struct vm_zone pvzone_store;
161 static struct vm_object pvzone_obj;
162 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
163 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
164 static struct pv_entry *pvinit;
165
166 /*
167  * Considering all the issues I'm having with pmap caching, if breakage
168  * continues to occur, and for debugging, I've added a sysctl that will
169  * just do an unconditional invltlb.
170  */
171 static int dreadful_invltlb;
172
173 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dreadful_invltlb,
174            CTLFLAG_RW, &dreadful_invltlb, 0, "Debugging sysctl to force invltlb on pmap operations");
175
176 /*
177  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
178  */
179 pt_entry_t *CMAP1 = 0, *ptmmap;
180 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
181 static pt_entry_t *msgbufmap;
182 struct msgbuf *msgbufp=0;
183
184 /*
185  * Crashdump maps.
186  */
187 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
188 static caddr_t crashdumpmap;
189
190 extern pt_entry_t *SMPpt;
191
192 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
193 static unsigned * get_ptbase (pmap_t pmap);
194 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
195 static void     i386_protection_init (void);
196 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
197
198 static void     pmap_remove_all (vm_page_t m);
199 static int pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, unsigned *ptq, 
200                                 vm_offset_t sva, pmap_inval_info_t info);
201 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap, 
202                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
203 static int pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
204                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
205 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
206 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, vm_offset_t va,
207                 vm_page_t mpte, vm_page_t m);
208
209 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
210
211 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
212 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, unsigned ptepindex);
213 static unsigned * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
214 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
215 static int pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, pmap_inval_info_t);
216 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
217
218 static unsigned pdir4mb;
219
220 /*
221  * Move the kernel virtual free pointer to the next
222  * 4MB.  This is used to help improve performance
223  * by using a large (4MB) page for much of the kernel
224  * (.text, .data, .bss)
225  */
226 static
227 vm_offset_t
228 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
229 {
230         vm_offset_t newaddr = addr;
231 #ifndef DISABLE_PSE
232         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
233                 newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
234         }
235 #endif
236         return newaddr;
237 }
238
239 /*
240  * This function returns a pointer to the pte entry in the pmap and has
241  * the side effect of potentially retaining a cached mapping of the pmap.
242  *
243  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
244  * until the caller blocks or releases the token.
245  */
246 static
247 unsigned *
248 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
249 {
250         unsigned *pdeaddr;
251
252         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
253         if (pmap) {
254                 pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(pmap, va);
255                 if (*pdeaddr & PG_PS)
256                         return pdeaddr;
257                 if (*pdeaddr)
258                         return get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
259         }
260         return (0);
261 }
262
263 /*
264  * pmap_pte using the kernel_pmap
265  *
266  * Used for debugging, no requirements.
267  */
268 unsigned *
269 pmap_kernel_pte(vm_offset_t va)
270 {
271         unsigned *pdeaddr;
272
273         pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(&kernel_pmap, va);
274         if (*pdeaddr & PG_PS)
275                 return pdeaddr;
276         if (*pdeaddr)
277                 return (unsigned *)vtopte(va);
278         return(0);
279 }
280
281 /*
282  * pmap_pte_quick:
283  *
284  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
285  * This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
286  * the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
287  * to do an entire invltlb when checking a single mapping.
288  *
289  * Should only be called while in a critical section.
290  *
291  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
292  * until the caller blocks or releases the token.
293  */
294 static
295 unsigned *
296 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
297 {
298         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
299         unsigned pde, newpf;
300
301         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
302         if ((pde = (unsigned) pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT]) != 0) {
303                 unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
304                 unsigned index = i386_btop(va);
305                 /* are we current address space or kernel? */
306                 if ((pmap == &kernel_pmap) ||
307                         (frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME))) {
308                         return (unsigned *) PTmap + index;
309                 }
310                 newpf = pde & PG_FRAME;
311                 if (((*(unsigned *)gd->gd_PMAP1) & PG_FRAME) != newpf) {
312                         *(unsigned *)gd->gd_PMAP1 = newpf | PG_RW | PG_V;
313                         cpu_invlpg(gd->gd_PADDR1);
314                 }
315                 return gd->gd_PADDR1 + ((unsigned) index & (NPTEPG - 1));
316         }
317         return (0);
318 }
319
320
321 /*
322  * Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
323  *
324  * On the i386 this is called after mapping has already been enabled
325  * and just syncs the pmap module with what has already been done.
326  * [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
327  * mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
328  * from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
329  * (physical) address starting relative to 0]
330  */
331 void
332 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr, vm_paddr_t loadaddr)
333 {
334         vm_offset_t va;
335         pt_entry_t *pte;
336         struct mdglobaldata *gd;
337         int i;
338         int pg;
339
340         KvaStart = (vm_offset_t)VADDR(PTDPTDI, 0);
341         KvaSize = (vm_offset_t)VADDR(APTDPTDI, 0) - KvaStart;
342         KvaEnd  = KvaStart + KvaSize;
343
344         avail_start = firstaddr;
345
346         /*
347          * XXX The calculation of virtual_start is wrong. It's NKPT*PAGE_SIZE
348          * too large. It should instead be correctly calculated in locore.s and
349          * not based on 'first' (which is a physical address, not a virtual
350          * address, for the start of unused physical memory). The kernel
351          * page tables are NOT double mapped and thus should not be included
352          * in this calculation.
353          */
354         virtual_start = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
355         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
356         virtual_end = VADDR(KPTDI+NKPDE-1, NPTEPG-1);
357
358         /*
359          * Initialize protection array.
360          */
361         i386_protection_init();
362
363         /*
364          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
365          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
366          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
367          *
368          * The kernel_pmap's pm_pteobj is used only for locking and not
369          * for mmu pages.
370          */
371         kernel_pmap.pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
372         kernel_pmap.pm_count = 1;
373         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
374         kernel_pmap.pm_pteobj = &kernel_object;
375         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
376         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist_free);
377         spin_init(&kernel_pmap.pm_spin);
378         lwkt_token_init(&kernel_pmap.pm_token, "kpmap_tok");
379         nkpt = NKPT;
380
381         /*
382          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
383          * mapping of pages.
384          */
385 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
386         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
387
388         va = virtual_start;
389         pte = (pt_entry_t *) pmap_kernel_pte(va);
390
391         /*
392          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
393          */
394         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
395
396         /*
397          * Crashdump maps.
398          */
399         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
400
401         /*
402          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
403          * /dev/mem.
404          */
405         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
406
407         /*
408          * msgbufp is used to map the system message buffer.
409          * XXX msgbufmap is not used.
410          */
411         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
412                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
413
414         virtual_start = va;
415
416         *(int *) CMAP1 = 0;
417         for (i = 0; i < NKPT; i++)
418                 PTD[i] = 0;
419
420         /*
421          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
422          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
423          * works under UP because self-referential page table mappings
424          */
425 #ifdef SMP
426         pgeflag = 0;
427 #else
428         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
429                 pgeflag = PG_G;
430 #endif
431         
432 /*
433  * Initialize the 4MB page size flag
434  */
435         pseflag = 0;
436 /*
437  * The 4MB page version of the initial
438  * kernel page mapping.
439  */
440         pdir4mb = 0;
441
442 #if !defined(DISABLE_PSE)
443         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
444                 unsigned ptditmp;
445                 /*
446                  * Note that we have enabled PSE mode
447                  */
448                 pseflag = PG_PS;
449                 ptditmp = *((unsigned *)PTmap + i386_btop(KERNBASE));
450                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
451                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
452                 pdir4mb = ptditmp;
453
454 #ifndef SMP
455                 /*
456                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
457                  * now because the APs will not be able to use it when
458                  * they boot up.
459                  */
460                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
461
462                 /*
463                  * We can do the mapping here for the single processor
464                  * case.  We simply ignore the old page table page from
465                  * now on.
466                  */
467                 /*
468                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
469                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
470                  */
471                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
472                 kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
473                 cpu_invltlb();
474 #endif
475         }
476 #endif
477
478         /*
479          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
480          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
481          * portion.
482          */
483         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
484         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
485         gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
486         gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
487         gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
488         gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
489         gd->gd_GDMAP1 = &PTD[APTDPTDI];
490         gd->gd_CADDR1 = CPU_prvspace[0].CPAGE1;
491         gd->gd_CADDR2 = CPU_prvspace[0].CPAGE2;
492         gd->gd_CADDR3 = CPU_prvspace[0].CPAGE3;
493         gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)CPU_prvspace[0].PPAGE1;
494         gd->gd_GDADDR1= (unsigned *)VADDR(APTDPTDI, 0);
495
496         cpu_invltlb();
497 }
498
499 #ifdef SMP
500 /*
501  * Set 4mb pdir for mp startup
502  */
503 void
504 pmap_set_opt(void)
505 {
506         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
507                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
508                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
509                         kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] =
510                             PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)pdir4mb;
511                         cpu_invltlb();
512                 }
513         }
514 }
515 #endif
516
517 /*
518  * Initialize the pmap module, called by vm_init()
519  *
520  * Called from the low level boot code only.
521  */
522 void
523 pmap_init(void)
524 {
525         int i;
526         int initial_pvs;
527
528         /*
529          * object for kernel page table pages
530          */
531         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NKPDE);
532
533         /*
534          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
535          * pv_head_table.
536          */
537
538         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
539                 vm_page_t m;
540
541                 m = &vm_page_array[i];
542                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
543                 m->md.pv_list_count = 0;
544         }
545
546         /*
547          * init the pv free list
548          */
549         initial_pvs = vm_page_array_size;
550         if (initial_pvs < MINPV)
551                 initial_pvs = MINPV;
552         pvzone = &pvzone_store;
553         pvinit = (void *)kmem_alloc(&kernel_map,
554                                     initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
555         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry),
556                   pvinit, initial_pvs);
557
558         /*
559          * Now it is safe to enable pv_table recording.
560          */
561         pmap_initialized = TRUE;
562 }
563
564 /*
565  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
566  * high water mark so that the system can recover from excessive
567  * numbers of pv entries.
568  *
569  * Called from the low level boot code only.
570  */
571 void
572 pmap_init2(void)
573 {
574         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
575         int entry_max;
576
577         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
578         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
579
580 #ifdef PMAP_PVLIMIT
581         /*
582          * Horrible hack for systems with a lot of memory running i386.
583          * the calculated pv_entry_max can wind up eating a ton of KVM
584          * so put a cap on the number of entries if the user did not
585          * change any of the values.   This saves about 44MB of KVM on
586          * boxes with 3+GB of ram.
587          *
588          * On the flip side, this makes it more likely that some setups
589          * will run out of pv entries.  Those sysads will have to bump
590          * the limit up with vm.pamp.pv_entries or vm.pmap.shpgperproc.
591          */
592         if (shpgperproc == PMAP_SHPGPERPROC) {
593                 if (pv_entry_max > PMAP_PVLIMIT)
594                         pv_entry_max = PMAP_PVLIMIT;
595         }
596 #endif
597         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
598         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
599
600         /*
601          * Subtract out pages already installed in the zone (hack)
602          */
603         entry_max = pv_entry_max - vm_page_array_size;
604         if (entry_max <= 0)
605                 entry_max = 1;
606
607         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
608 }
609
610
611 /***************************************************
612  * Low level helper routines.....
613  ***************************************************/
614
615 #ifdef PMAP_DEBUG
616
617 static void
618 test_m_maps_pv(vm_page_t m, pv_entry_t pv)
619 {
620         pv_entry_t spv;
621
622         crit_enter();
623 #ifdef PMAP_DEBUG
624         KKASSERT(pv->pv_m == m);
625 #endif
626         TAILQ_FOREACH(spv, &m->md.pv_list, pv_list) {
627                 if (pv == spv) {
628                         crit_exit();
629                         return;
630                 }
631         }
632         crit_exit();
633         panic("test_m_maps_pv: failed m %p pv %p\n", m, pv);
634 }
635
636 static void
637 ptbase_assert(struct pmap *pmap)
638 {
639         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
640
641         /* are we current address space or kernel? */
642         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned)PTDpde) & PG_FRAME))
643                 return;
644         KKASSERT(frame == (*mdcpu->gd_GDMAP1 & PG_FRAME));
645 }
646
647 #else
648
649 #define test_m_maps_pv(m, pv)
650 #define ptbase_assert(pmap)
651
652 #endif
653
654 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
655
656 /*
657  * This code checks for non-writeable/modified pages.
658  * This should be an invalid condition.
659  */
660 static int
661 pmap_nw_modified(pt_entry_t ptea)
662 {
663         int pte;
664
665         pte = (int) ptea;
666
667         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
668                 return 1;
669         else
670                 return 0;
671 }
672 #endif
673
674
675 /*
676  * This routine defines the region(s) of memory that should not be tested
677  * for the modified bit.
678  *
679  * No requirements.
680  */
681 static PMAP_INLINE int
682 pmap_track_modified(vm_offset_t va)
683 {
684         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
685                 return 1;
686         else
687                 return 0;
688 }
689
690 /*
691  * Retrieve the mapped page table base for a particular pmap.  Use our self
692  * mapping for the kernel_pmap or our current pmap.
693  *
694  * For foreign pmaps we use the per-cpu page table map.  Since this involves
695  * installing a ptd it's actually (per-process x per-cpu).  However, we
696  * still cannot depend on our mapping to survive thread switches because
697  * the process might be threaded and switching to another thread for the
698  * same process on the same cpu will allow that other thread to make its
699  * own mapping.
700  *
701  * This could be a bit confusing but the jist is for something like the
702  * vkernel which uses foreign pmaps all the time this represents a pretty
703  * good cache that avoids unnecessary invltlb()s.
704  *
705  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
706  * until the caller blocks or releases the token.
707  */
708 static unsigned *
709 get_ptbase(pmap_t pmap)
710 {
711         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
712         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
713
714         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
715
716         /*
717          * We can use PTmap if the pmap is our current address space or
718          * the kernel address space.
719          */
720         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
721                 return (unsigned *) PTmap;
722         }
723
724         /*
725          * Otherwise we use the per-cpu alternative page table map.  Each
726          * cpu gets its own map.  Because of this we cannot use this map
727          * from interrupts or threads which can preempt.
728          *
729          * Even if we already have the map cached we may still have to
730          * invalidate the TLB if another cpu modified a PDE in the map.
731          */
732         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
733                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
734
735         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != frame) {
736                 *gd->gd_GDMAP1 = frame | PG_RW | PG_V;
737                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
738                 cpu_invltlb();
739         } else if ((pmap->pm_cached & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
740                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
741                 cpu_invltlb();
742         } else if (dreadful_invltlb) {
743                 cpu_invltlb();
744         }
745         return ((unsigned *)gd->gd_GDADDR1);
746 }
747
748 /*
749  * pmap_extract:
750  *
751  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
752  *
753  * The caller may hold vm_token if it desires non-blocking operation.
754  */
755 vm_paddr_t 
756 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
757 {
758         vm_offset_t rtval;
759         vm_offset_t pdirindex;
760
761         lwkt_gettoken(&vm_token);
762         pdirindex = va >> PDRSHIFT;
763         if (pmap && (rtval = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex])) {
764                 unsigned *pte;
765                 if ((rtval & PG_PS) != 0) {
766                         rtval &= ~(NBPDR - 1);
767                         rtval |= va & (NBPDR - 1);
768                 } else {
769                         pte = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
770                         rtval = ((*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK));
771                 }
772         } else {
773                 rtval = 0;
774         }
775         lwkt_reltoken(&vm_token);
776         return rtval;
777 }
778
779 /***************************************************
780  * Low level mapping routines.....
781  ***************************************************/
782
783 /*
784  * Map a wired VM page to a KVA, fully SMP synchronized.
785  *
786  * No requirements, non blocking.
787  */
788 void 
789 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
790 {
791         unsigned *pte;
792         unsigned npte;
793         pmap_inval_info info;
794
795         pmap_inval_init(&info);
796         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
797         pte = (unsigned *)vtopte(va);
798         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
799         *pte = npte;
800         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
801         pmap_inval_done(&info);
802 }
803
804 /*
805  * Map a wired VM page to a KVA, synchronized on current cpu only.
806  *
807  * No requirements, non blocking.
808  */
809 void
810 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
811 {
812         unsigned *pte;
813         unsigned npte;
814
815         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
816         pte = (unsigned *)vtopte(va);
817         *pte = npte;
818         cpu_invlpg((void *)va);
819 }
820
821 /*
822  * Synchronize a previously entered VA on all cpus.
823  *
824  * No requirements, non blocking.
825  */
826 void
827 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
828 {
829         pmap_inval_info info;
830
831         pmap_inval_init(&info);
832         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
833         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
834         pmap_inval_done(&info);
835 }
836
837 /*
838  * Synchronize a previously entered VA on the current cpu only.
839  *
840  * No requirements, non blocking.
841  */
842 void
843 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
844 {
845         cpu_invlpg((void *)va);
846 }
847
848 /*
849  * Remove a page from the kernel pagetables, fully SMP synchronized.
850  *
851  * No requirements, non blocking.
852  */
853 void
854 pmap_kremove(vm_offset_t va)
855 {
856         unsigned *pte;
857         pmap_inval_info info;
858
859         pmap_inval_init(&info);
860         pte = (unsigned *)vtopte(va);
861         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
862         *pte = 0;
863         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
864         pmap_inval_done(&info);
865 }
866
867 /*
868  * Remove a page from the kernel pagetables, synchronized on current cpu only.
869  *
870  * No requirements, non blocking.
871  */
872 void
873 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
874 {
875         unsigned *pte;
876         pte = (unsigned *)vtopte(va);
877         *pte = 0;
878         cpu_invlpg((void *)va);
879 }
880
881 /*
882  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
883  * synchronized on the current cpu only.
884  *
885  * No requirements, non blocking.
886  */
887 void
888 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
889 {
890         atomic_set_int(vtopte(va), PG_RW);
891         cpu_invlpg((void *)va);
892 }
893
894 /*
895  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
896  * synchronized on the current cpu only.
897  *
898  * No requirements, non blocking.
899  */
900 void
901 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
902 {
903         atomic_set_int(vtopte(va), PG_N);
904         cpu_invlpg((void *)va);
905 }
906
907 /*
908  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
909  *
910  * No requirements, non blocking.
911  */
912 vm_offset_t
913 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
914 {
915         vm_offset_t     sva, virt;
916
917         sva = virt = *virtp;
918         while (start < end) {
919                 pmap_kenter(virt, start);
920                 virt += PAGE_SIZE;
921                 start += PAGE_SIZE;
922         }
923         *virtp = virt;
924         return (sva);
925 }
926
927 /*
928  * Add a list of wired pages to the kva, fully SMP synchronized.
929  *
930  * No requirements, non blocking.
931  */
932 void
933 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
934 {
935         vm_offset_t end_va;
936
937         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
938                 
939         while (va < end_va) {
940                 unsigned *pte;
941
942                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
943                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
944                 cpu_invlpg((void *)va);
945                 va += PAGE_SIZE;
946                 m++;
947         }
948 #ifdef SMP
949         smp_invltlb();  /* XXX */
950 #endif
951 }
952
953 /*
954  * Remove pages from KVA, fully SMP synchronized.
955  *
956  * No requirements, non blocking.
957  */
958 void
959 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
960 {
961         vm_offset_t end_va;
962
963         end_va = va + count*PAGE_SIZE;
964
965         while (va < end_va) {
966                 unsigned *pte;
967
968                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
969                 *pte = 0;
970                 cpu_invlpg((void *)va);
971                 va += PAGE_SIZE;
972         }
973 #ifdef SMP
974         smp_invltlb();
975 #endif
976 }
977
978 /*
979  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
980  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
981  *
982  * The caller must hold the object.
983  */
984 static vm_page_t
985 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
986 {
987         vm_page_t m;
988
989         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
990         m = vm_page_lookup_busy_wait(object, pindex, FALSE, "pplookp");
991
992         return(m);
993 }
994
995 /*
996  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
997  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
998  */
999 void
1000 pmap_init_thread(thread_t td)
1001 {
1002         /* enforce pcb placement */
1003         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
1004         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
1005         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16;
1006 }
1007
1008 /*
1009  * This routine directly affects the fork perf for a process.
1010  */
1011 void
1012 pmap_init_proc(struct proc *p)
1013 {
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Dispose the UPAGES for a process that has exited.
1018  * This routine directly impacts the exit perf of a process.
1019  */
1020 void
1021 pmap_dispose_proc(struct proc *p)
1022 {
1023         KASSERT(p->p_lock == 0, ("attempt to dispose referenced proc! %p", p));
1024 }
1025
1026 /***************************************************
1027  * Page table page management routines.....
1028  ***************************************************/
1029
1030 /*
1031  * This routine unwires page table pages, removing and freeing the page
1032  * tale page when the wire count drops to 0.
1033  *
1034  * The caller must hold vm_token.
1035  * This function can block.
1036  */
1037 static int 
1038 _pmap_unwire_pte(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1039 {
1040         /* 
1041          * Wait until we can busy the page ourselves.  We cannot have
1042          * any active flushes if we block.
1043          */
1044         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "pmuwpt");
1045         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1046                 ("_pmap_unwire_pte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1047
1048         if (m->wire_count == 1) {
1049                 /*
1050                  * Unmap the page table page.
1051                  *
1052                  * NOTE: We must clear pm_cached for all cpus, including
1053                  *       the current one, when clearing a page directory
1054                  *       entry.
1055                  */
1056                 pmap_inval_interlock(info, pmap, -1);
1057                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1058                 pmap->pm_pdir[m->pindex] = 0;
1059                 pmap->pm_cached = 0;
1060                 pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1061
1062                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1063                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1064
1065                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1066                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1067
1068                 /*
1069                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1070                  * after we decrement wire_count.
1071                  * 
1072                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1073                  * multiple wire counts.
1074                  */
1075                 vm_page_unwire(m, 0);
1076                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1077                 vm_page_flash(m);
1078                 vm_page_free_zero(m);
1079                 return 1;
1080         } else {
1081                 KKASSERT(m->wire_count > 1);
1082                 if (vm_page_unwire_quick(m))
1083                         panic("pmap_unwire_pte: Insufficient wire_count");
1084                 vm_page_wakeup(m);
1085                 return 0;
1086         }
1087 }
1088
1089 /*
1090  * The caller must hold vm_token.
1091  * This function can block.
1092  */
1093 static PMAP_INLINE int
1094 pmap_unwire_pte(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1095 {
1096         KKASSERT(m->wire_count > 0);
1097         if (m->wire_count > 1) {
1098                 if (vm_page_unwire_quick(m))
1099                         panic("pmap_unwire_pte: Insufficient wire_count");
1100                 return 0;
1101         } else {
1102                 return _pmap_unwire_pte(pmap, m, info);
1103         }
1104 }
1105
1106 /*
1107  * After removing a (user) page table entry, this routine is used to
1108  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1109  *
1110  * The caller must hold vm_token.
1111  * This function can block regardless.
1112  */
1113 static int
1114 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte,
1115               pmap_inval_info_t info)
1116 {
1117         unsigned ptepindex;
1118
1119         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1120
1121         if (va >= UPT_MIN_ADDRESS)
1122                 return 0;
1123
1124         if (mpte == NULL) {
1125                 ptepindex = (va >> PDRSHIFT);
1126                 if (pmap->pm_ptphint &&
1127                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1128                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1129                 } else {
1130                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1131                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1132                         vm_page_wakeup(mpte);
1133                 }
1134         }
1135
1136         return pmap_unwire_pte(pmap, mpte, info);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1141  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1142  *
1143  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1144  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1145  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1146  *
1147  * No requirements.
1148  */
1149 void
1150 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1151 {
1152         pmap->pm_pdir =
1153                 (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1154         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, (vm_offset_t) IdlePTD);
1155         pmap->pm_count = 1;
1156         pmap->pm_active = 0;
1157         pmap->pm_cached = 0;
1158         pmap->pm_ptphint = NULL;
1159         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1160         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1161         spin_init(&pmap->pm_spin);
1162         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1163         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1168  * such as one in a vmspace structure.
1169  *
1170  * No requirements.
1171  */
1172 void
1173 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1174 {
1175         vm_page_t ptdpg;
1176
1177         /*
1178          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1179          * page directory table.
1180          */
1181         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1182                 pmap->pm_pdir =
1183                     (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1184         }
1185
1186         /*
1187          * Allocate an object for the ptes
1188          */
1189         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1190                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, PTDPTDI + 1);
1191
1192         /*
1193          * Allocate the page directory page, unless we already have
1194          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1195          * already be set appropriately.
1196          */
1197         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1198                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, PTDPTDI,
1199                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY |
1200                                      VM_ALLOC_ZERO);
1201                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1202                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED);
1203                 vm_page_wire(ptdpg);
1204                 KKASSERT(ptdpg->valid == VM_PAGE_BITS_ALL);
1205                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1206                 vm_page_wakeup(ptdpg);
1207         }
1208         pmap->pm_pdir[MPPTDI] = PTD[MPPTDI];
1209
1210         /* install self-referential address mapping entry */
1211         *(unsigned *) (pmap->pm_pdir + PTDPTDI) =
1212                 VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1213
1214         pmap->pm_count = 1;
1215         pmap->pm_active = 0;
1216         pmap->pm_cached = 0;
1217         pmap->pm_ptphint = NULL;
1218         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1219         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1220         spin_init(&pmap->pm_spin);
1221         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1222         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1223         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1228  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1229  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1230  * of cleanup work to do here.
1231  *
1232  * No requirements.
1233  */
1234 void
1235 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1236 {
1237         vm_page_t p;
1238
1239         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1240         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1241                 KKASSERT(pmap->pm_pdir != NULL);
1242                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir);
1243                 vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pgpun");
1244                 vm_page_unwire(p, 0);
1245                 vm_page_free_zero(p);
1246                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1247         }
1248         if (pmap->pm_pdir) {
1249                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1250                 pmap->pm_pdir = NULL;
1251         }
1252         if (pmap->pm_pteobj) {
1253                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1254                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1255         }
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1260  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1261  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1262  * then copies the template.
1263  *
1264  * No requirements.
1265  */
1266 void
1267 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1268 {
1269         /*
1270          * XXX copies current process, does not fill in MPPTDI
1271          */
1272         spin_lock(&pmap_spin);
1273         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1274         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1275         spin_unlock(&pmap_spin);
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1280  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1281  *
1282  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1283  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1284  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1285  *
1286  * The caller must hold vm_token.
1287  * This function can block regardless.
1288  */
1289 static int
1290 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1291 {
1292         unsigned *pde = (unsigned *) pmap->pm_pdir;
1293
1294         /*
1295          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1296          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1297          * might as well be placed directly into the zero queue.
1298          */
1299         if (vm_page_busy_try(p, FALSE)) {
1300                 vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl");
1301                 return 0;
1302         }
1303
1304         /*
1305          * Remove the page table page from the processes address space.
1306          */
1307         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1308         KKASSERT(pde[p->pindex]);
1309         pde[p->pindex] = 0;
1310         --pmap->pm_stats.resident_count;
1311         pmap->pm_cached = 0;
1312
1313         if (p->wire_count != 1)  {
1314                 panic("pmap_release: freeing wired page table page");
1315         }
1316         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1317                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1318
1319         /*
1320          * We leave the page directory page cached, wired, and mapped in
1321          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1322          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1323          *
1324          * The pmap has already been removed from the pmap_list in the
1325          * PTDPTDI case.
1326          */
1327         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1328                 bzero(pde + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1329                 bzero(pde + MPPTDI, (NPDEPG - MPPTDI) * PTESIZE);
1330                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1331                 vm_page_wakeup(p);
1332         } else {
1333                 panic("pmap_release: page should already be gone %p", p);
1334                 /*vm_page_flag_clear(p, PG_MAPPED); should already be clear */
1335                 vm_page_unwire(p, 0);
1336                 vm_page_free_zero(p);
1337         }
1338         return 1;
1339 }
1340
1341 /*
1342  * This routine is called if the page table page is not mapped correctly.
1343  *
1344  * The caller must hold vm_token.
1345  */
1346 static vm_page_t
1347 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex)
1348 {
1349         vm_offset_t ptepa;
1350         vm_page_t m;
1351
1352         /*
1353          * Find or fabricate a new pagetable page.  Setting VM_ALLOC_ZERO
1354          * will zero any new page and mark it valid.
1355          */
1356         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1357                          VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1358
1359         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1360                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1361
1362         /*
1363          * Increment the wire count for the page we will be returning to
1364          * the caller.
1365          */
1366         vm_page_wire(m);
1367
1368         /*
1369          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1370          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1371          * return the wired page.
1372          */
1373         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1374                 KKASSERT((ptepa & PG_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1375                 vm_page_wakeup(m);
1376                 return(m);
1377         }
1378
1379         /*
1380          * Map the pagetable page into the process address space, if
1381          * it isn't already there.
1382          *
1383          * NOTE: For safety clear pm_cached for all cpus including the
1384          *       current one when adding a PDE to the map.
1385          */
1386         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1387
1388         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1389         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1390                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1391         pmap->pm_cached = 0;
1392
1393         /*
1394          * Set the page table hint
1395          */
1396         pmap->pm_ptphint = m;
1397         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1398         vm_page_wakeup(m);
1399
1400         return m;
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Allocate a page table entry for a va.
1405  *
1406  * The caller must hold vm_token.
1407  */
1408 static vm_page_t
1409 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1410 {
1411         unsigned ptepindex;
1412         vm_offset_t ptepa;
1413         vm_page_t m;
1414
1415         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1416
1417         /*
1418          * Calculate pagetable page index
1419          */
1420         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1421
1422         /*
1423          * Get the page directory entry
1424          */
1425         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1426
1427         /*
1428          * This supports switching from a 4MB page to a
1429          * normal 4K page.
1430          */
1431         if (ptepa & PG_PS) {
1432                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1433                 ptepa = 0;
1434                 cpu_invltlb();
1435                 smp_invltlb();
1436         }
1437
1438         /*
1439          * If the page table page is mapped, we just increment the
1440          * wire count, and activate it.
1441          */
1442         if (ptepa) {
1443                 /*
1444                  * In order to get the page table page, try the
1445                  * hint first.
1446                  */
1447                 if (pmap->pm_ptphint &&
1448                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1449                         m = pmap->pm_ptphint;
1450                 } else {
1451                         m = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1452                         pmap->pm_ptphint = m;
1453                         vm_page_wakeup(m);
1454                 }
1455                 vm_page_wire_quick(m);
1456                 return m;
1457         }
1458         /*
1459          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1460          */
1461         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1462 }
1463
1464
1465 /***************************************************
1466  * Pmap allocation/deallocation routines.
1467  ***************************************************/
1468
1469 /*
1470  * Release any resources held by the given physical map.
1471  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1472  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1473  *
1474  * Caller must hold pmap->pm_token
1475  */
1476 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1477
1478 void
1479 pmap_release(struct pmap *pmap)
1480 {
1481         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1482         struct rb_vm_page_scan_info info;
1483
1484         KASSERT(pmap->pm_active == 0,
1485                 ("pmap still active! %08x", pmap->pm_active));
1486 #if defined(DIAGNOSTIC)
1487         if (object->ref_count != 1)
1488                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1489 #endif
1490         
1491         info.pmap = pmap;
1492         info.object = object;
1493
1494         spin_lock(&pmap_spin);
1495         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1496         spin_unlock(&pmap_spin);
1497
1498         vm_object_hold(object);
1499         do {
1500                 info.error = 0;
1501                 info.mpte = NULL;
1502                 info.limit = object->generation;
1503
1504                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL, 
1505                                         pmap_release_callback, &info);
1506                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1507                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1508                                 info.error = 1;
1509                 }
1510         } while (info.error);
1511         vm_object_drop(object);
1512
1513         pmap->pm_cached = 0;
1514 }
1515
1516 /*
1517  * The caller must hold vm_token.
1518  */
1519 static int
1520 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1521 {
1522         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1523
1524         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1525                 info->mpte = p;
1526                 return(0);
1527         }
1528         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1529                 info->error = 1;
1530                 return(-1);
1531         }
1532         if (info->object->generation != info->limit) {
1533                 info->error = 1;
1534                 return(-1);
1535         }
1536         return(0);
1537 }
1538
1539 /*
1540  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1541  *
1542  * No requirements.
1543  */
1544 void
1545 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
1546 {
1547         vm_offset_t addr = kend;
1548         struct pmap *pmap;
1549         vm_offset_t ptppaddr;
1550         vm_page_t nkpg;
1551         pd_entry_t newpdir;
1552
1553         vm_object_hold(kptobj);
1554         if (kernel_vm_end == 0) {
1555                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1556                 nkpt = 0;
1557                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1558                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1559                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1560                         nkpt++;
1561                 }
1562         }
1563         addr = (addr + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1564         while (kernel_vm_end < addr) {
1565                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1566                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1567                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1568                         continue;
1569                 }
1570
1571                 /*
1572                  * This index is bogus, but out of the way
1573                  */
1574                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt, VM_ALLOC_NORMAL |
1575                                                    VM_ALLOC_SYSTEM |
1576                                                    VM_ALLOC_INTERRUPT);
1577                 if (nkpg == NULL)
1578                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1579
1580                 vm_page_wire(nkpg);
1581                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1582                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1583                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1584                 pdir_pde(PTD, kernel_vm_end) = newpdir;
1585                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1586                 nkpt++;
1587
1588                 /*
1589                  * This update must be interlocked with pmap_pinit2.
1590                  */
1591                 spin_lock(&pmap_spin);
1592                 TAILQ_FOREACH(pmap, &pmap_list, pm_pmnode) {
1593                         *pmap_pde(pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1594                 }
1595                 spin_unlock(&pmap_spin);
1596                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1597                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1598         }
1599         vm_object_drop(kptobj);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Retire the given physical map from service.
1604  *
1605  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1606  *
1607  * No requirements.
1608  */
1609 void
1610 pmap_destroy(pmap_t pmap)
1611 {
1612         if (pmap == NULL)
1613                 return;
1614
1615         lwkt_gettoken(&vm_token);
1616         if (--pmap->pm_count == 0) {
1617                 pmap_release(pmap);
1618                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
1619         }
1620         lwkt_reltoken(&vm_token);
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Add a reference to the specified pmap.
1625  *
1626  * No requirements.
1627  */
1628 void
1629 pmap_reference(pmap_t pmap)
1630 {
1631         if (pmap) {
1632                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1633                 ++pmap->pm_count;
1634                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1635         }
1636 }
1637
1638 /***************************************************
1639  * page management routines.
1640  ***************************************************/
1641
1642 /*
1643  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1644  * called from an interrupt.
1645  *
1646  * The caller must hold vm_token.
1647  */
1648 static PMAP_INLINE void
1649 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1650 {
1651 #ifdef PMAP_DEBUG
1652         KKASSERT(pv->pv_m != NULL);
1653         pv->pv_m = NULL;
1654 #endif
1655         pv_entry_count--;
1656         zfree(pvzone, pv);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1661  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
1662  *
1663  * The caller must hold vm_token.
1664  */
1665 static pv_entry_t
1666 get_pv_entry(void)
1667 {
1668         pv_entry_count++;
1669         if (pv_entry_high_water &&
1670             (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1671             (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1672                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1673                 wakeup (&vm_pages_needed);
1674         }
1675         return zalloc(pvzone);
1676 }
1677
1678 /*
1679  * This routine is very drastic, but can save the system
1680  * in a pinch.
1681  *
1682  * No requirements.
1683  */
1684 void
1685 pmap_collect(void)
1686 {
1687         int i;
1688         vm_page_t m;
1689         static int warningdone=0;
1690
1691         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1692                 return;
1693         lwkt_gettoken(&vm_token);
1694         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1695
1696         if (warningdone < 5) {
1697                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- "
1698                         "suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1699                 warningdone++;
1700         }
1701
1702         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1703                 m = &vm_page_array[i];
1704                 if (m->wire_count || m->hold_count)
1705                         continue;
1706                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE) == 0) {
1707                         if (m->wire_count == 0 && m->hold_count == 0) {
1708                                 pmap_remove_all(m);
1709                         }
1710                         vm_page_wakeup(m);
1711                 }
1712         }
1713         lwkt_reltoken(&vm_token);
1714 }
1715         
1716
1717 /*
1718  * If it is the first entry on the list, it is actually
1719  * in the header and we must copy the following entry up
1720  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1721  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1722  *
1723  * The caller must hold vm_token.
1724  */
1725 static int
1726 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, 
1727                   vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1728 {
1729         pv_entry_t pv;
1730         int rtval;
1731
1732         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
1733         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1734                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1735                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va) 
1736                                 break;
1737                 }
1738         } else {
1739                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1740 #ifdef PMAP_DEBUG
1741                         KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
1742 #endif
1743                         if (va == pv->pv_va)
1744                                 break;
1745                 }
1746         }
1747         KKASSERT(pv);
1748
1749         rtval = 0;
1750         test_m_maps_pv(m, pv);
1751         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1752         m->md.pv_list_count--;
1753         if (m->object)
1754                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
1755         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1756                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1757         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1758         ++pmap->pm_generation;
1759         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1760         rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem, info);
1761         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1762         free_pv_entry(pv);
1763
1764         return rtval;
1765 }
1766
1767 /*
1768  * Create a pv entry for page at pa for (pmap, va).
1769  *
1770  * The caller must hold vm_token.
1771  */
1772 static void
1773 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1774 {
1775         pv_entry_t pv;
1776
1777         pv = get_pv_entry();
1778 #ifdef PMAP_DEBUG
1779         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
1780         pv->pv_m = m;
1781 #endif
1782         pv->pv_va = va;
1783         pv->pv_pmap = pmap;
1784         pv->pv_ptem = mpte;
1785
1786         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1787         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1788         ++pmap->pm_generation;
1789         m->md.pv_list_count++;
1790         if (m->object)
1791                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, 1);
1792 }
1793
1794 /*
1795  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process.
1796  *
1797  * The caller must hold vm_token.
1798  *
1799  * WARNING! As with most other pmap functions this one can block, so
1800  *          callers using temporary page table mappings must reload
1801  *          them.
1802  */
1803 static int
1804 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, unsigned *ptq, vm_offset_t va,
1805                 pmap_inval_info_t info)
1806 {
1807         unsigned oldpte;
1808         vm_page_t m;
1809
1810         ptbase_assert(pmap);
1811         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
1812         ptbase_assert(pmap);
1813         oldpte = loadandclear(ptq);
1814         if (oldpte & PG_W)
1815                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1816         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1817         KKASSERT(oldpte & PG_V);
1818         /*
1819          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1820          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1821          * the SMP case.
1822          */
1823         if (oldpte & PG_G)
1824                 cpu_invlpg((void *)va);
1825         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1826         --pmap->pm_stats.resident_count;
1827         if (oldpte & PG_MANAGED) {
1828                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1829                 if (oldpte & PG_M) {
1830 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1831                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
1832                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1833                                         "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1834                                         (void *)va, (long)oldpte);
1835                         }
1836 #endif
1837                         if (pmap_track_modified(va))
1838                                 vm_page_dirty(m);
1839                 }
1840                 if (oldpte & PG_A)
1841                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1842                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va, info);
1843         } else {
1844                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL, info);
1845         }
1846
1847         return 0;
1848 }
1849
1850 /*
1851  * Remove a single page from a process address space.
1852  *
1853  * The caller must hold vm_token.
1854  */
1855 static void
1856 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1857 {
1858         unsigned *ptq;
1859
1860         /*
1861          * If there is no pte for this address, just skip it!!!  Otherwise
1862          * get a local va for mappings for this pmap and remove the entry.
1863          */
1864         if (*pmap_pde(pmap, va) != 0) {
1865                 ptq = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
1866                 if (*ptq) {
1867                         pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, info);
1868                         /* ptq invalid */
1869                 }
1870         }
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1875  *
1876  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page
1877  * size.
1878  *
1879  * No requirements.
1880  */
1881 void
1882 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1883 {
1884         unsigned *ptbase;
1885         vm_offset_t pdnxt;
1886         vm_offset_t ptpaddr;
1887         vm_offset_t sindex, eindex;
1888         struct pmap_inval_info info;
1889
1890         if (pmap == NULL)
1891                 return;
1892
1893         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1894         lwkt_gettoken(&vm_token);
1895         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
1896                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1897                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1898                 return;
1899         }
1900
1901         pmap_inval_init(&info);
1902
1903         /*
1904          * special handling of removing one page.  a very
1905          * common operation and easy to short circuit some
1906          * code.
1907          */
1908         if (((sva + PAGE_SIZE) == eva) && 
1909                 (((unsigned) pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
1910                 pmap_remove_page(pmap, sva, &info);
1911                 pmap_inval_done(&info);
1912                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1913                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1914                 return;
1915         }
1916
1917         /*
1918          * Get a local virtual address for the mappings that are being
1919          * worked with.
1920          */
1921         sindex = i386_btop(sva);
1922         eindex = i386_btop(eva);
1923
1924         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
1925                 unsigned pdirindex;
1926
1927                 /*
1928                  * Calculate index for next page table.
1929                  */
1930                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1931                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1932                         break;
1933
1934                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1935                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
1936                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
1937                         pmap->pm_pdir[pdirindex] = 0;
1938                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1939                         pmap->pm_cached = 0;
1940                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
1941                         continue;
1942                 }
1943
1944                 /*
1945                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
1946                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
1947                  */
1948                 if (ptpaddr == 0)
1949                         continue;
1950
1951                 /*
1952                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1953                  * by the current page table page, or to the end of the
1954                  * range being removed.
1955                  */
1956                 if (pdnxt > eindex) {
1957                         pdnxt = eindex;
1958                 }
1959
1960                 /*
1961                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block and wipe the temporary
1962                  *       ptbase.
1963                  */
1964                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
1965                         vm_offset_t va;
1966
1967                         ptbase = get_ptbase(pmap);
1968                         if (ptbase[sindex] == 0)
1969                                 continue;
1970                         va = i386_ptob(sindex);
1971                         if (pmap_remove_pte(pmap, ptbase + sindex, va, &info))
1972                                 break;
1973                 }
1974         }
1975         pmap_inval_done(&info);
1976         lwkt_reltoken(&vm_token);
1977         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1978 }
1979
1980 /*
1981  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
1982  * Reflects back modify bits to the pager.
1983  *
1984  * No requirements.
1985  */
1986 static void
1987 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1988 {
1989         struct pmap_inval_info info;
1990         unsigned *pte, tpte;
1991         pv_entry_t pv;
1992
1993         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
1994                 return;
1995
1996         pmap_inval_init(&info);
1997         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
1998                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1999                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
2000
2001                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2002                 pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2003                 tpte = loadandclear(pte);
2004                 if (tpte & PG_W)
2005                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
2006                 pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
2007                 if (tpte & PG_A)
2008                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2009 #ifdef PMAP_DEBUG
2010                 KKASSERT(PHYS_TO_VM_PAGE(tpte) == m);
2011 #endif
2012
2013                 /*
2014                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2015                  */
2016                 if (tpte & PG_M) {
2017 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2018                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) tpte)) {
2019                                 kprintf("pmap_remove_all: modified page "
2020                                         "not writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2021                                         (void *)pv->pv_va, (long)tpte);
2022                         }
2023 #endif
2024                         if (pmap_track_modified(pv->pv_va))
2025                                 vm_page_dirty(m);
2026                 }
2027 #ifdef PMAP_DEBUG
2028                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2029 #endif
2030                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2031                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2032                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
2033                 m->md.pv_list_count--;
2034                 if (m->object)
2035                         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2036                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2037                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2038                 vm_object_hold(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2039                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2040                 vm_object_drop(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2041                 free_pv_entry(pv);
2042         }
2043         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
2044         pmap_inval_done(&info);
2045 }
2046
2047 /*
2048  * Set the physical protection on the specified range of this map
2049  * as requested.
2050  *
2051  * No requirements.
2052  */
2053 void
2054 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2055 {
2056         unsigned *ptbase;
2057         vm_offset_t pdnxt, ptpaddr;
2058         vm_pindex_t sindex, eindex;
2059         pmap_inval_info info;
2060
2061         if (pmap == NULL)
2062                 return;
2063
2064         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2065                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2066                 return;
2067         }
2068
2069         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2070                 return;
2071
2072         lwkt_gettoken(&vm_token);
2073         pmap_inval_init(&info);
2074
2075         ptbase = get_ptbase(pmap);
2076
2077         sindex = i386_btop(sva);
2078         eindex = i386_btop(eva);
2079
2080         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
2081                 unsigned pdirindex;
2082
2083                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
2084
2085                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
2086                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
2087                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
2088                         pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2089                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2090                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2091                         continue;
2092                 }
2093
2094                 /*
2095                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2096                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2097                  */
2098                 if (ptpaddr == 0)
2099                         continue;
2100
2101                 if (pdnxt > eindex) {
2102                         pdnxt = eindex;
2103                 }
2104
2105                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
2106                         unsigned pbits;
2107                         unsigned cbits;
2108                         vm_page_t m;
2109
2110                         /*
2111                          * XXX non-optimal.
2112                          */
2113                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, i386_ptob(sindex));
2114 again:
2115                         pbits = ptbase[sindex];
2116                         cbits = pbits;
2117
2118                         if (pbits & PG_MANAGED) {
2119                                 m = NULL;
2120                                 if (pbits & PG_A) {
2121                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2122                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2123                                         cbits &= ~PG_A;
2124                                 }
2125                                 if (pbits & PG_M) {
2126                                         if (pmap_track_modified(i386_ptob(sindex))) {
2127                                                 if (m == NULL)
2128                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2129                                                 vm_page_dirty(m);
2130                                                 cbits &= ~PG_M;
2131                                         }
2132                                 }
2133                         }
2134                         cbits &= ~PG_RW;
2135                         if (pbits != cbits &&
2136                             !atomic_cmpset_int(ptbase + sindex, pbits, cbits)) {
2137                                 goto again;
2138                         }
2139                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2140                 }
2141         }
2142         pmap_inval_done(&info);
2143         lwkt_reltoken(&vm_token);
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Insert the given physical page (p) at the specified virtual address (v)
2148  * in the target physical map with the protection requested.
2149  *
2150  * If specified, the page will be wired down, meaning that the related pte
2151  * cannot be reclaimed.
2152  *
2153  * No requirements.
2154  */
2155 void
2156 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2157            boolean_t wired)
2158 {
2159         vm_paddr_t pa;
2160         unsigned *pte;
2161         vm_paddr_t opa;
2162         vm_offset_t origpte, newpte;
2163         vm_page_t mpte;
2164         pmap_inval_info info;
2165
2166         if (pmap == NULL)
2167                 return;
2168
2169         va &= PG_FRAME;
2170 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2171         if (va >= KvaEnd)
2172                 panic("pmap_enter: toobig");
2173         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS)) {
2174                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page "
2175                       "table pages (va: %p)", (void *)va);
2176         }
2177 #endif
2178         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2179                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with kernel_pmap\n");
2180                 print_backtrace(-1);
2181         }
2182         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2183                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without kernel_pmap\n");
2184                 print_backtrace(-1);
2185         }
2186
2187         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2188         lwkt_gettoken(&vm_token);
2189
2190         /*
2191          * In the case that a page table page is not
2192          * resident, we are creating it here.
2193          */
2194         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2195                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2196         else
2197                 mpte = NULL;
2198
2199         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2200                 pmap_inval_init(&info);
2201         pte = pmap_pte(pmap, va);
2202
2203         /*
2204          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2205          */
2206         if (pte == NULL) {
2207                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=0x%lx, va=%p\n",
2208                      (long)pmap->pm_pdir[PTDPTDI], (void *)va);
2209         }
2210
2211         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & PG_FRAME;
2212         origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2213         opa = origpte & PG_FRAME;
2214
2215         if (origpte & PG_PS)
2216                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2217
2218         /*
2219          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2220          */
2221         if (origpte && (opa == pa)) {
2222                 /*
2223                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2224                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2225                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2226                  * the PT page will be also.
2227                  */
2228                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2229                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2230                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2231                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2232
2233 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2234                 if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) origpte)) {
2235                         kprintf("pmap_enter: modified page not "
2236                                 "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2237                                 (void *)va, (long )origpte);
2238                 }
2239 #endif
2240
2241                 /*
2242                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
2243                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
2244                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
2245                  * bits below.
2246                  */
2247                 if (mpte) {
2248                         if (vm_page_unwire_quick(mpte))
2249                                 panic("pmap_enter: Insufficient wire_count");
2250                 }
2251
2252                 /*
2253                  * We might be turning off write access to the page,
2254                  * so we go ahead and sense modify status.
2255                  */
2256                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2257                         if ((origpte & PG_M) && pmap_track_modified(va)) {
2258                                 vm_page_t om;
2259                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2260                                 vm_page_dirty(om);
2261                         }
2262                         pa |= PG_MANAGED;
2263                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2264                 }
2265                 goto validate;
2266         } 
2267         /*
2268          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2269          * handle validating new mapping.
2270          *
2271          * Since we have a ref on the page directory page pmap_pte()
2272          * will always return non-NULL.
2273          *
2274          * NOTE: pmap_remove_pte() can block and cause the temporary ptbase
2275          *       to get wiped.  reload the ptbase.  I'm not sure if it is
2276          *       also possible to race another pmap_enter() but check for
2277          *       that case too.
2278          */
2279         while (opa) {
2280                 int err;
2281
2282                 KKASSERT((origpte & PG_FRAME) ==
2283                          (*(vm_offset_t *)pte & PG_FRAME));
2284                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va, &info);
2285                 if (err)
2286                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: %p", (void *)va);
2287                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2288                 origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2289                 opa = origpte & PG_FRAME;
2290                 if (opa) {
2291                         kprintf("pmap_enter: Warning, raced pmap %p va %p\n",
2292                                 pmap, (void *)va);
2293                 }
2294         }
2295
2296         /*
2297          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2298          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2299          * called at interrupt time.
2300          */
2301         if (pmap_initialized && 
2302             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2303                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2304                 ptbase_assert(pmap);
2305                 pa |= PG_MANAGED;
2306                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2307         }
2308
2309         /*
2310          * Increment counters
2311          */
2312         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2313         if (wired)
2314                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2315         KKASSERT(*pte == 0);
2316
2317 validate:
2318         /*
2319          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2320          */
2321         ptbase_assert(pmap);
2322         newpte = (vm_offset_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V);
2323
2324         if (wired)
2325                 newpte |= PG_W;
2326         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2327                 newpte |= PG_U;
2328         if (pmap == &kernel_pmap)
2329                 newpte |= pgeflag;
2330
2331         /*
2332          * if the mapping or permission bits are different, we need
2333          * to update the pte.
2334          */
2335         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2336                 if (prot & VM_PROT_NOSYNC)
2337                         cpu_invlpg((void *)va);
2338                 else
2339                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
2340                 ptbase_assert(pmap);
2341                 KKASSERT(*pte == 0 ||
2342                          (*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2343                 *pte = newpte | PG_A;
2344                 if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2345                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2346                 if (newpte & PG_RW)
2347                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2348         }
2349         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2350         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2351                 pmap_inval_done(&info);
2352         lwkt_reltoken(&vm_token);
2353         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2354 }
2355
2356 /*
2357  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2358  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
2359  * VA.
2360  *
2361  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2362  *
2363  * No requirements.
2364  */
2365 void
2366 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2367 {
2368         unsigned *pte;
2369         vm_paddr_t pa;
2370         vm_page_t mpte;
2371         unsigned ptepindex;
2372         vm_offset_t ptepa;
2373         pmap_inval_info info;
2374
2375         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2376         lwkt_gettoken(&vm_token);
2377         pmap_inval_init(&info);
2378
2379         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2380                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on UVA with kernel_pmap\n");
2381                 print_backtrace(-1);
2382         }
2383         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2384                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on KVA without kernel_pmap\n");
2385                 print_backtrace(-1);
2386         }
2387
2388         KKASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS); /* assert used on user pmaps only */
2389
2390         /*
2391          * Calculate the page table page (mpte), allocating it if necessary.
2392          *
2393          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the
2394          * section following.
2395          */
2396         if (va < UPT_MIN_ADDRESS) {
2397                 /*
2398                  * Calculate pagetable page index
2399                  */
2400                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2401
2402                 do {
2403                         /*
2404                          * Get the page directory entry
2405                          */
2406                         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
2407
2408                         /*
2409                          * If the page table page is mapped, we just increment
2410                          * the wire count, and activate it.
2411                          */
2412                         if (ptepa) {
2413                                 if (ptepa & PG_PS)
2414                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2415                                 if (pmap->pm_ptphint &&
2416                                     (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2417                                         mpte = pmap->pm_ptphint;
2418                                 } else {
2419                                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2420                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2421                                         vm_page_wakeup(mpte);
2422                                 }
2423                                 if (mpte)
2424                                         vm_page_wire_quick(mpte);
2425                         } else {
2426                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2427                         }
2428                 } while (mpte == NULL);
2429         } else {
2430                 mpte = NULL;
2431                 /* this code path is not yet used */
2432         }
2433
2434         /*
2435          * With a valid (and held) page directory page, we can just use
2436          * vtopte() to get to the pte.  If the pte is already present
2437          * we do not disturb it.
2438          */
2439         pte = (unsigned *)vtopte(va);
2440         if (*pte & PG_V) {
2441                 if (mpte)
2442                         pmap_unwire_pte(pmap, mpte, &info);
2443                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2444                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & PG_FRAME) == 0);
2445                 pmap_inval_done(&info);
2446                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2447                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2448                 return;
2449         }
2450
2451         /*
2452          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2453          */
2454         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2455                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2456                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2457         }
2458
2459         /*
2460          * Increment counters
2461          */
2462         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2463
2464         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2465
2466         /*
2467          * Now validate mapping with RO protection
2468          */
2469         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2470                 *pte = pa | PG_V | PG_U;
2471         else
2472                 *pte = pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED;
2473 /*      pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed inval->valid */
2474         pmap_inval_done(&info);
2475         lwkt_reltoken(&vm_token);
2476         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2477 }
2478
2479 /*
2480  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2481  * to be used for panic dumps.
2482  *
2483  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
2484  *
2485  * No requirements.
2486  */
2487 void *
2488 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
2489 {
2490         pmap_kenter_quick((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2491         return ((void *)crashdumpmap);
2492 }
2493
2494 #define MAX_INIT_PT (96)
2495
2496 /*
2497  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2498  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2499  * immediately after an mmap.
2500  *
2501  * No requirements.
2502  */
2503 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2504
2505 void
2506 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2507                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
2508                     vm_size_t size, int limit)
2509 {
2510         struct rb_vm_page_scan_info info;
2511         struct lwp *lp;
2512         int psize;
2513
2514         /*
2515          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2516          * or object.
2517          */
2518         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2519                 return;
2520
2521         /*
2522          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2523          */
2524         lp = curthread->td_lwp;
2525         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2526                 return;
2527
2528         psize = i386_btop(size);
2529
2530         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2531                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2532                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2533                 return;
2534         }
2535
2536         if (psize + pindex > object->size) {
2537                 if (object->size < pindex)
2538                         return;           
2539                 psize = object->size - pindex;
2540         }
2541
2542         if (psize == 0)
2543                 return;
2544
2545         /*
2546          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2547          * any valid pages found into the pmap.
2548          *
2549          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2550          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2551          */
2552         info.start_pindex = pindex;
2553         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2554         info.limit = limit;
2555         info.mpte = NULL;
2556         info.addr = addr;
2557         info.pmap = pmap;
2558
2559         vm_object_hold(object);
2560         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2561                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2562         vm_object_drop(object);
2563 }
2564
2565 /*
2566  * The caller must hold vm_token.
2567  */
2568 static
2569 int
2570 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2571 {
2572         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2573         vm_pindex_t rel_index;
2574         /*
2575          * don't allow an madvise to blow away our really
2576          * free pages allocating pv entries.
2577          */
2578         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2579                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2580                     return(-1);
2581         }
2582         if (vm_page_busy_try(p, TRUE))
2583                 return 0;
2584         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2585             (p->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2586                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2587                         vm_page_deactivate(p);
2588                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2589                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2590                                  info->addr + i386_ptob(rel_index), p);
2591         }
2592         vm_page_wakeup(p);
2593         return(0);
2594 }
2595
2596 /*
2597  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2598  * pre-fault the specified address.
2599  *
2600  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2601  * pte is already loaded into the slot.
2602  *
2603  * No requirements.
2604  */
2605 int
2606 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2607 {
2608         unsigned *pte;
2609         int ret;
2610
2611         lwkt_gettoken(&vm_token);
2612         if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0) {
2613                 ret = 0;
2614         } else {
2615                 pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2616                 ret = (*pte) ? 0 : 1;
2617         }
2618         lwkt_reltoken(&vm_token);
2619         return(ret);
2620 }
2621
2622 /*
2623  * Change the wiring attribute for a map/virtual-adderss pair.  The mapping
2624  * must already exist.
2625  *
2626  * No requirements.
2627  */
2628 void
2629 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2630 {
2631         unsigned *pte;
2632
2633         if (pmap == NULL)
2634                 return;
2635
2636         lwkt_gettoken(&vm_token);
2637         pte = pmap_pte(pmap, va);
2638
2639         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2640                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2641         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2642                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2643
2644         /*
2645          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2646          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2647          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
2648          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2649          * wiring changes.
2650          */
2651 #ifdef SMP
2652         if (wired)
2653                 atomic_set_int(pte, PG_W);
2654         else
2655                 atomic_clear_int(pte, PG_W);
2656 #else
2657         if (wired)
2658                 atomic_set_int_nonlocked(pte, PG_W);
2659         else
2660                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_W);
2661 #endif
2662         lwkt_reltoken(&vm_token);
2663 }
2664
2665 /*
2666  * Copy the range specified by src_addr/len from the source map to the
2667  * range dst_addr/len in the destination map.
2668  *
2669  * This routine is only advisory and need not do anything.
2670  *
2671  * No requirements.
2672  */
2673 void
2674 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
2675           vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2676 {
2677         /* does nothing */
2678 }       
2679
2680 /*
2681  * Zero the specified PA by mapping the page into KVM and clearing its
2682  * contents.
2683  *
2684  * No requirements.
2685  */
2686 void
2687 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2688 {
2689         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2690
2691         crit_enter();
2692         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2693                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2694         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2695                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2696         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2697
2698 #if defined(I686_CPU)
2699         if (cpu_class == CPUCLASS_686)
2700                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2701         else
2702 #endif
2703                 bzero(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE);
2704         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2705         crit_exit();
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2710  *
2711  * No requirements.
2712  */
2713 void
2714 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2715 {
2716         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2717         int i;
2718
2719         crit_enter();
2720         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2721                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2722         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2723                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2724         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2725         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += 4) {
2726             if (*(int *)((char *)gd->gd_CADDR3 + i) != 0) {
2727                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!\n",
2728                     (void *)gd->gd_CADDR3);
2729             }
2730         }
2731         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2732         crit_exit();
2733 }
2734
2735 /*
2736  * Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2737  * its contents with bzero.
2738  *
2739  * off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2740  *
2741  * No requirements.
2742  */
2743 void
2744 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2745 {
2746         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2747
2748         crit_enter();
2749         if (*(int *) gd->gd_CMAP3)
2750                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2751         *(int *) gd->gd_CMAP3 = PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2752         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2753
2754 #if defined(I686_CPU)
2755         if (cpu_class == CPUCLASS_686 && off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2756                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2757         else
2758 #endif
2759                 bzero((char *)gd->gd_CADDR3 + off, size);
2760         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2761         crit_exit();
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2766  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2767  * is required.
2768  *
2769  * No requirements.
2770  */
2771 void
2772 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2773 {
2774         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2775
2776         crit_enter();
2777         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2778                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2779         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2780                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2781
2782         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2783         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2784
2785         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2786         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2787
2788         bcopy(gd->gd_CADDR1, gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE);
2789
2790         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2791         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2792         crit_exit();
2793 }
2794
2795 /*
2796  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2797  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2798  * is required.
2799  *
2800  * No requirements.
2801  */
2802 void
2803 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2804 {
2805         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2806
2807         crit_enter();
2808         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2809                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2810         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2811                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2812
2813         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2814         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2815
2816         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2817         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2818
2819         bcopy((char *)gd->gd_CADDR1 + (src & PAGE_MASK),
2820               (char *)gd->gd_CADDR2 + (dst & PAGE_MASK),
2821               bytes);
2822
2823         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2824         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2825         crit_exit();
2826 }
2827
2828 /*
2829  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2830  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2831  * be changed upwards or downwards in the future; it
2832  * is only necessary that true be returned for a small
2833  * subset of pmaps for proper page aging.
2834  *
2835  * No requirements.
2836  */
2837 boolean_t
2838 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2839 {
2840         pv_entry_t pv;
2841         int loops = 0;
2842
2843         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2844                 return FALSE;
2845
2846         lwkt_gettoken(&vm_token);
2847         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2848                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2849                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2850                         return TRUE;
2851                 }
2852                 loops++;
2853                 if (loops >= 16)
2854                         break;
2855         }
2856         lwkt_reltoken(&vm_token);
2857         return (FALSE);
2858 }
2859
2860 /*
2861  * Remove all pages from specified address space
2862  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2863  * is special cased for current process only, but
2864  * can have the more generic (and slightly slower)
2865  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2866  * in the case of running down an entire address space.
2867  *
2868  * No requirements.
2869  */
2870 void
2871 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2872 {
2873         struct lwp *lp;
2874         unsigned *pte, tpte;
2875         pv_entry_t pv, npv;
2876         vm_page_t m;
2877         pmap_inval_info info;
2878         int iscurrentpmap;
2879         int32_t save_generation;
2880
2881         lp = curthread->td_lwp;
2882         if (lp && pmap == vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2883                 iscurrentpmap = 1;
2884         else
2885                 iscurrentpmap = 0;
2886
2887         if (pmap->pm_pteobj)
2888                 vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2889         lwkt_gettoken(&vm_token);
2890         pmap_inval_init(&info);
2891
2892         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2893                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2894                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2895                         continue;
2896                 }
2897
2898                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2899
2900                 if (iscurrentpmap)
2901                         pte = (unsigned *)vtopte(pv->pv_va);
2902                 else
2903                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2904                 KKASSERT(*pte);
2905                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, pv->pv_va);
2906
2907                 /*
2908                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2909                  * at this time
2910                  */
2911                 if (*pte & PG_W) {
2912                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2913                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2914                         continue;
2915                 }
2916                 KKASSERT(*pte);
2917                 tpte = loadandclear(pte);
2918                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2919
2920                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte);
2921                 test_m_maps_pv(m, pv);
2922
2923                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2924                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %x", tpte));
2925
2926                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2927                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2928
2929                 /*
2930                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2931                  */
2932                 if (tpte & PG_M) {
2933                         vm_page_dirty(m);
2934                 }
2935
2936                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2937 #ifdef PMAP_DEBUG
2938                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2939                 KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
2940 #endif
2941                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2942                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
2943
2944                 m->md.pv_list_count--;
2945                 if (m->object)
2946                         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2947                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2948                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2949                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2950
2951                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2952                 free_pv_entry(pv);
2953
2954                 /*
2955                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
2956                  * calls and other removals were made.
2957                  */
2958                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
2959                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
2960                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
2961                 }
2962         }
2963         pmap_inval_done(&info);
2964         lwkt_reltoken(&vm_token);
2965         if (pmap->pm_pteobj)
2966                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2967 }
2968
2969 /*
2970  * pmap_testbit tests bits in pte's
2971  * note that the testbit/clearbit routines are inline,
2972  * and a lot of things compile-time evaluate.
2973  *
2974  * The caller must hold vm_token.
2975  */
2976 static boolean_t
2977 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2978 {
2979         pv_entry_t pv;
2980         unsigned *pte;
2981
2982         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2983                 return FALSE;
2984
2985         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
2986                 return FALSE;
2987
2988         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2989                 /*
2990                  * if the bit being tested is the modified bit, then
2991                  * mark clean_map and ptes as never
2992                  * modified.
2993                  */
2994                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
2995                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
2996                                 continue;
2997                 }
2998
2999 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3000                 if (!pv->pv_pmap) {
3001                         kprintf("Null pmap (tb) at va: %p\n",
3002                                 (void *)pv->pv_va);
3003                         continue;
3004                 }
3005 #endif
3006                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3007                 if (*pte & bit) {
3008                         return TRUE;
3009                 }
3010         }
3011         return (FALSE);
3012 }
3013
3014 /*
3015  * This routine is used to modify bits in ptes
3016  *
3017  * The caller must hold vm_token.
3018  */
3019 static __inline void
3020 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3021 {
3022         struct pmap_inval_info info;
3023         pv_entry_t pv;
3024         unsigned *pte;
3025         unsigned pbits;
3026
3027         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3028                 return;
3029
3030         pmap_inval_init(&info);
3031
3032         /*
3033          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3034          * setting RO do we need to clear the VAC?
3035          */
3036         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3037                 /*
3038                  * don't write protect pager mappings
3039                  */
3040                 if (bit == PG_RW) {
3041                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3042                                 continue;
3043                 }
3044
3045 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3046                 if (!pv->pv_pmap) {
3047                         kprintf("Null pmap (cb) at va: %p\n",
3048                                 (void *)pv->pv_va);
3049                         continue;
3050                 }
3051 #endif
3052
3053                 /*
3054                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3055                  * clear PG_A or PG_M safely but we need to synchronize
3056                  * with the target cpus when we mess with PG_RW.
3057                  *
3058                  * We do not have to force synchronization when clearing
3059                  * PG_M even for PTEs generated via virtual memory maps,
3060                  * because the virtual kernel will invalidate the pmap
3061                  * entry when/if it needs to resynchronize the Modify bit.
3062                  */
3063                 if (bit & PG_RW)
3064                         pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3065                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3066 again:
3067                 pbits = *pte;
3068                 if (pbits & bit) {
3069                         if (bit == PG_RW) {
3070                                 if (pbits & PG_M) {
3071                                         vm_page_dirty(m);
3072                                         atomic_clear_int(pte, PG_M|PG_RW);
3073                                 } else {
3074                                         /*
3075                                          * The cpu may be trying to set PG_M
3076                                          * simultaniously with our clearing
3077                                          * of PG_RW.
3078                                          */
3079                                         if (!atomic_cmpset_int(pte, pbits,
3080                                                                pbits & ~PG_RW))
3081                                                 goto again;
3082                                 }
3083                         } else if (bit == PG_M) {
3084                                 /*
3085                                  * We could also clear PG_RW here to force
3086                                  * a fault on write to redetect PG_M for
3087                                  * virtual kernels, but it isn't necessary
3088                                  * since virtual kernels invalidate the pte 
3089                                  * when they clear the VPTE_M bit in their
3090                                  * virtual page tables.
3091                                  */
3092                                 atomic_clear_int(pte, PG_M);
3093                         } else {
3094                                 atomic_clear_int(pte, bit);
3095                         }
3096                 }
3097                 if (bit & PG_RW)
3098                         pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
3099         }
3100         pmap_inval_done(&info);
3101 }
3102
3103 /*
3104  * Lower the permission for all mappings to a given page.
3105  *
3106  * No requirements.
3107  */
3108 void
3109 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3110 {
3111         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3112                 lwkt_gettoken(&vm_token);
3113                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3114                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3115                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3116                 } else {
3117                         pmap_remove_all(m);
3118                 }
3119                 lwkt_reltoken(&vm_token);
3120         }
3121 }
3122
3123 /*
3124  * Return the physical address given a physical page index.
3125  *
3126  * No requirements.
3127  */
3128 vm_paddr_t
3129 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3130 {
3131         return (i386_ptob(ppn));
3132 }
3133
3134 /*
3135  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3136  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3137  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3138  * reference bits set.
3139  *
3140  * No requirements.
3141  */
3142 int
3143 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3144 {
3145         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3146         unsigned *pte;
3147         int rtval = 0;
3148
3149         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3150                 return (rtval);
3151
3152         lwkt_gettoken(&vm_token);
3153
3154         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3155
3156                 pvf = pv;
3157
3158                 do {
3159                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3160
3161                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3162                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3163
3164                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3165                                 continue;
3166
3167                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3168
3169                         if (pte && (*pte & PG_A)) {
3170 #ifdef SMP
3171                                 atomic_clear_int(pte, PG_A);
3172 #else
3173                                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_A);
3174 #endif
3175                                 rtval++;
3176                                 if (rtval > 4) {
3177                                         break;
3178                                 }
3179                         }
3180                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3181         }
3182
3183         lwkt_reltoken(&vm_token);
3184
3185         return (rtval);
3186 }
3187
3188 /*
3189  * Return whether or not the specified physical page was modified
3190  * in any physical maps.
3191  *
3192  * No requirements.
3193  */
3194 boolean_t
3195 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3196 {
3197         boolean_t res;
3198
3199         lwkt_gettoken(&vm_token);
3200         res = pmap_testbit(m, PG_M);
3201         lwkt_reltoken(&vm_token);
3202         return (res);
3203 }
3204
3205 /*
3206  * Clear the modify bits on the specified physical page.
3207  *
3208  * No requirements.
3209  */
3210 void
3211 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3212 {
3213         lwkt_gettoken(&vm_token);
3214         pmap_clearbit(m, PG_M);
3215         lwkt_reltoken(&vm_token);
3216 }
3217
3218 /*
3219  * Clear the reference bit on the specified physical page.
3220  *
3221  * No requirements.
3222  */
3223 void
3224 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3225 {
3226         lwkt_gettoken(&vm_token);
3227         pmap_clearbit(m, PG_A);
3228         lwkt_reltoken(&vm_token);
3229 }
3230
3231 /*
3232  * Miscellaneous support routines follow
3233  *
3234  * Called from the low level boot code only.
3235  */
3236 static void
3237 i386_protection_init(void)
3238 {
3239         int *kp, prot;
3240
3241         kp = protection_codes;
3242         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3243                 switch (prot) {
3244                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3245                         /*
3246                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3247                          * so just make it readable.
3248                          */
3249                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3250                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3251                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3252                         *kp++ = 0;
3253                         break;
3254                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3255                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3256                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3257                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3258                         *kp++ = PG_RW;
3259                         break;
3260                 }
3261         }
3262 }
3263
3264 /*
3265  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3266  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3267  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3268  * NOT real memory.
3269  *
3270  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3271  * a time.
3272  *
3273  * No requirements.
3274  */
3275 void *
3276 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3277 {
3278         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3279         unsigned *pte;
3280
3281         offset = pa & PAGE_MASK;
3282         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3283
3284         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3285         if (!va)
3286                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3287
3288         pa = pa & PG_FRAME;
3289         for (tmpva = va; size > 0;) {
3290                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3291                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3292                 size -= PAGE_SIZE;
3293                 tmpva += PAGE_SIZE;
3294                 pa += PAGE_SIZE;
3295         }
3296         cpu_invltlb();
3297         smp_invltlb();
3298
3299         return ((void *)(va + offset));
3300 }
3301
3302 void *
3303 pmap_mapdev_uncacheable(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3304 {
3305         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3306         unsigned *pte;
3307
3308         offset = pa & PAGE_MASK;
3309         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3310
3311         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3312         if (va == 0) {
3313                 panic("pmap_mapdev_uncacheable: "
3314                     "Couldn't alloc kernel virtual memory");
3315         }
3316
3317         pa = pa & PG_FRAME;
3318         for (tmpva = va; size > 0;) {
3319                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3320                 *pte = pa | PG_RW | PG_V | PG_N; /* | pgeflag; */
3321                 size -= PAGE_SIZE;
3322                 tmpva += PAGE_SIZE;
3323                 pa += PAGE_SIZE;
3324         }
3325         cpu_invltlb();
3326         smp_invltlb();
3327
3328         return ((void *)(va + offset));
3329 }
3330
3331 /*
3332  * No requirements.
3333  */
3334 void
3335 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3336 {
3337         vm_offset_t base, offset;
3338
3339         base = va & PG_FRAME;
3340         offset = va & PAGE_MASK;
3341         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3342         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3343         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3344 }
3345
3346 /*
3347  * Perform the pmap work for mincore
3348  *
3349  * The caller must hold vm_token if the caller wishes a stable result,
3350  * and even in that case some bits can change due to third party accesses
3351  * to the pmap.
3352  *
3353  * No requirements.
3354  */
3355 int
3356 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3357 {
3358         unsigned *ptep, pte;
3359         vm_page_t m;
3360         int val = 0;
3361
3362         lwkt_gettoken(&vm_token);
3363         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3364
3365         if (ptep && (pte = *ptep) != 0) {
3366                 vm_offset_t pa;
3367
3368                 val = MINCORE_INCORE;
3369                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3370                         goto done;
3371
3372                 pa = pte & PG_FRAME;
3373
3374                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3375
3376                 if (pte & PG_M) {
3377                         /*
3378                          * Modified by us
3379                          */
3380                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3381                 } else if (m->dirty || pmap_is_modified(m)) {
3382                         /*
3383                          * Modified by someone else
3384                          */
3385                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3386                 }
3387
3388                 if (pte & PG_A) {
3389                         /*
3390                          * Referenced by us
3391                          */
3392                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3393                 } else if ((m->flags & PG_REFERENCED) ||
3394                            pmap_ts_referenced(m)) {
3395                         /*
3396                          * Referenced by someone else
3397                          */
3398                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3399                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3400                 }
3401         } 
3402 done:
3403         lwkt_reltoken(&vm_token);
3404         return val;
3405 }
3406
3407 /*
3408  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3409  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3410  *
3411  * cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3412  *
3413  * Only called with new VM spaces.
3414  * The process must have only a single thread.
3415  * The process must hold the vmspace->vm_map.token for oldvm and newvm
3416  * No other requirements.
3417  */
3418 void
3419 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3420 {
3421         struct vmspace *oldvm;
3422         struct lwp *lp;
3423
3424         oldvm = p->p_vmspace;
3425         if (oldvm != newvm) {
3426                 if (adjrefs)
3427                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3428                 p->p_vmspace = newvm;
3429                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3430                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3431                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3432                 if (adjrefs) 
3433                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3434         }
3435 }
3436
3437 /*
3438  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3439  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3440  * on a per-lwp basis.
3441  *
3442  * Always called with a lp under the caller's direct control, either
3443  * unscheduled or the current lwp.
3444  *
3445  * No requirements.
3446  */
3447 void
3448 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3449 {
3450         struct vmspace *oldvm;
3451         struct pmap *pmap;
3452
3453         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3454
3455         if (oldvm != newvm) {
3456                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3457                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3458                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3459 #if defined(SMP)
3460                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3461                         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK)
3462                                 pmap_interlock_wait(newvm);
3463 #else
3464                         pmap->pm_active |= 1;
3465 #endif
3466 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3467                         tlb_flush_count++;
3468 #endif
3469                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
3470                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
3471                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3472 #if defined(SMP)
3473                         atomic_clear_cpumask(&pmap->pm_active,
3474                                              mycpu->gd_cpumask);
3475 #else
3476                         pmap->pm_active &= ~(cpumask_t)1;
3477 #endif
3478                 }
3479         }
3480 }
3481
3482 #ifdef SMP
3483 /*
3484  * Called when switching to a locked pmap, used to interlock against pmaps
3485  * undergoing modifications to prevent us from activating the MMU for the
3486  * target pmap until all such modifications have completed.  We have to do
3487  * this because the thread making the modifications has already set up its
3488  * SMP synchronization mask.
3489  *
3490  * No requirements.
3491  */
3492 void
3493 pmap_interlock_wait(struct vmspace *vm)
3494 {
3495         struct pmap *pmap = &vm->vm_pmap;
3496
3497         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3498                 crit_enter();
3499                 DEBUG_PUSH_INFO("pmap_interlock_wait");
3500                 while (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3501                         cpu_ccfence();
3502                         lwkt_process_ipiq();
3503                 }
3504                 DEBUG_POP_INFO();
3505                 crit_exit();
3506         }
3507 }
3508
3509 #endif
3510
3511 /*
3512  * Return a page-directory alignment hint for device mappings which will
3513  * allow the use of super-pages for the mapping.
3514  *
3515  * No requirements.
3516  */
3517 vm_offset_t
3518 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3519 {
3520
3521         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3522                 return addr;
3523         }
3524
3525         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3526         return addr;
3527 }
3528
3529 /*
3530  * Return whether the PGE flag is supported globally.
3531  *
3532  * No requirements.
3533  */
3534 int
3535 pmap_get_pgeflag(void)
3536 {
3537         return pgeflag;
3538 }
3539
3540 /*
3541  * Used by kmalloc/kfree, page already exists at va
3542  */
3543 vm_page_t
3544 pmap_kvtom(vm_offset_t va)
3545 {
3546         return(PHYS_TO_VM_PAGE(*vtopte(va) & PG_FRAME));
3547 }