sys/platform/vkernel64/platform/pmap.c

   1 /*
   2  * (MPSAFE)
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
   5  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
   6  * Copyright (c) 1994 David Greenman
   7  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
   8  * Copyright (c) 2005-2008 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
   9  * Copyright (c) 2008, 2009 The DragonFly Project.
  10  * Copyright (c) 2008, 2009 Jordan Gordeev.
  11  * All rights reserved.
  12  *
  13  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  14  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  15  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
  16  *
  17  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  18  * modification, are permitted provided that the following conditions
  19  * are met:
  20  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  22  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  23  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  24  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  25  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  26  *    must display the following acknowledgement:
  27  *      This product includes software developed by the University of
  28  *      California, Berkeley and its contributors.
  29  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  30  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  31  *    without specific prior written permission.
  32  *
  33  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  34  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  35  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  36  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  37  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  38  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  39  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  40  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  41  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  42  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  43  * SUCH DAMAGE.
  44  *
  45  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
  46  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.18 2002/03/06 22:48:53 silby Exp $
  47  */
  48
  49 /*
  50  * Manages physical address maps.
  51  */
  52
  53 #if JG
  54 #include "opt_pmap.h"
  55 #endif
  56 #include "opt_msgbuf.h"
  57
  58 #include <sys/param.h>
  59 #include <sys/systm.h>
  60 #include <sys/kernel.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/msgbuf.h>
  63 #include <sys/vmmeter.h>
  64 #include <sys/mman.h>
  65 #include <sys/vmspace.h>
  66
  67 #include <vm/vm.h>
  68 #include <vm/vm_param.h>
  69 #include <sys/sysctl.h>
  70 #include <sys/lock.h>
  71 #include <vm/vm_kern.h>
  72 #include <vm/vm_page.h>
  73 #include <vm/vm_map.h>
  74 #include <vm/vm_object.h>
  75 #include <vm/vm_extern.h>
  76 #include <vm/vm_pageout.h>
  77 #include <vm/vm_pager.h>
  78 #include <vm/vm_zone.h>
  79
  80 #include <sys/user.h>
  81 #include <sys/thread2.h>
  82 #include <sys/sysref2.h>
  83 #include <sys/spinlock2.h>
  84 #include <vm/vm_page2.h>
  85
  86 #include <machine/cputypes.h>
  87 #include <machine/md_var.h>
  88 #include <machine/specialreg.h>
  89 #include <machine/smp.h>
  90 #include <machine/globaldata.h>
  91 #include <machine/pmap.h>
  92 #include <machine/pmap_inval.h>
  93
  94 #include <ddb/ddb.h>
  95
  96 #include <stdio.h>
  97 #include <assert.h>
  98 #include <stdlib.h>
  99 #include <pthread.h>
 100
 101 #define PMAP_KEEP_PDIRS
 102 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
 103 #define PMAP_SHPGPERPROC 1000
 104 #endif
 105
 106 #if defined(DIAGNOSTIC)
 107 #define PMAP_DIAGNOSTIC
 108 #endif
 109
 110 #define MINPV 2048
 111
 112 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
 113 #define PMAP_INLINE __inline
 114 #else
 115 #define PMAP_INLINE
 116 #endif
 117
 118 /*
 119  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
 120  */
 121 static pd_entry_t *pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
 122 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
 123
 124 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(pd_entry_t *)pte & VPTE_V) != 0)
 125 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & VPTE_WIRED) != 0)
 126 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & VPTE_M) != 0)
 127 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & VPTE_A) != 0)
 128 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & VPTE_V) != 0)
 129
 130 /*
 131  * Given a map and a machine independent protection code,
 132  * convert to a vax protection code.
 133  */
 134 #define pte_prot(m, p)          \
 135         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
 136 static int protection_codes[8];
 137
 138 struct pmap kernel_pmap;
 139 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
 140
 141 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
 142
 143 static vm_object_t kptobj;
 144
 145 static int nkpt;
 146
 147 static uint64_t KPDphys;        /* phys addr of kernel level 2 */
 148 uint64_t                KPDPphys;       /* phys addr of kernel level 3 */
 149 uint64_t                KPML4phys;      /* phys addr of kernel level 4 */
 150
 151 extern int vmm_enabled;
 152 extern void *vkernel_stack;
 153
 154 /*
 155  * Data for the pv entry allocation mechanism
 156  */
 157 static vm_zone_t pvzone;
 158 static struct vm_zone pvzone_store;
 159 static struct vm_object pvzone_obj;
 160 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
 161 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
 162 static struct pv_entry *pvinit;
 163
 164 /*
 165  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
 166  */
 167 pt_entry_t *CMAP1 = NULL, *ptmmap;
 168 caddr_t CADDR1 = NULL;
 169 static pt_entry_t *msgbufmap;
 170
 171 uint64_t KPTphys;
 172
 173 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
 174 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
 175 static void     i386_protection_init (void);
 176 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
 177
 178 static void     pmap_remove_all (vm_page_t m);
 179 static int pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq,
 180                                 vm_offset_t sva);
 181 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap, vm_offset_t va);
 182 static int pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
 183                                 vm_offset_t va);
 184 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
 185 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, vm_offset_t va,
 186                 vm_page_t mpte, vm_page_t m);
 187
 188 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
 189
 190 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
 191 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex);
 192 #if JGPMAP32
 193 static pt_entry_t * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
 194 #endif
 195 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
 196 static int pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t);
 197
 198 /*
 199  * pmap_pte_quick:
 200  *
 201  *      Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
 202  *      This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
 203  *      the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
 204  *      to do an entire invltlb when checking a single mapping.
 205  *
 206  *      Should only be called while in a critical section.
 207  */
 208 #if JGPMAP32
 209 static __inline pt_entry_t *pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
 210
 211 static pt_entry_t *
 212 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 213 {
 214         return pmap_pte(pmap, va);
 215 }
 216 #endif
 217
 218 /* Return a non-clipped PD index for a given VA */
 219 static __inline vm_pindex_t
 220 pmap_pde_pindex(vm_offset_t va)
 221 {
 222         return va >> PDRSHIFT;
 223 }
 224
 225 /* Return various clipped indexes for a given VA */
 226 static __inline vm_pindex_t
 227 pmap_pte_index(vm_offset_t va)
 228 {
 229
 230         return ((va >> PAGE_SHIFT) & ((1ul << NPTEPGSHIFT) - 1));
 231 }
 232
 233 static __inline vm_pindex_t
 234 pmap_pde_index(vm_offset_t va)
 235 {
 236
 237         return ((va >> PDRSHIFT) & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1));
 238 }
 239
 240 static __inline vm_pindex_t
 241 pmap_pdpe_index(vm_offset_t va)
 242 {
 243
 244         return ((va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
 245 }
 246
 247 static __inline vm_pindex_t
 248 pmap_pml4e_index(vm_offset_t va)
 249 {
 250
 251         return ((va >> PML4SHIFT) & ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1));
 252 }
 253
 254 /* Return a pointer to the PML4 slot that corresponds to a VA */
 255 static __inline pml4_entry_t *
 256 pmap_pml4e(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 257 {
 258
 259         return (&pmap->pm_pml4[pmap_pml4e_index(va)]);
 260 }
 261
 262 /* Return a pointer to the PDP slot that corresponds to a VA */
 263 static __inline pdp_entry_t *
 264 pmap_pml4e_to_pdpe(pml4_entry_t *pml4e, vm_offset_t va)
 265 {
 266         pdp_entry_t *pdpe;
 267
 268         pdpe = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4e & VPTE_FRAME);
 269         return (&pdpe[pmap_pdpe_index(va)]);
 270 }
 271
 272 /* Return a pointer to the PDP slot that corresponds to a VA */
 273 static __inline pdp_entry_t *
 274 pmap_pdpe(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 275 {
 276         pml4_entry_t *pml4e;
 277
 278         pml4e = pmap_pml4e(pmap, va);
 279         if ((*pml4e & VPTE_V) == 0)
 280                 return NULL;
 281         return (pmap_pml4e_to_pdpe(pml4e, va));
 282 }
 283
 284 /* Return a pointer to the PD slot that corresponds to a VA */
 285 static __inline pd_entry_t *
 286 pmap_pdpe_to_pde(pdp_entry_t *pdpe, vm_offset_t va)
 287 {
 288         pd_entry_t *pde;
 289
 290         pde = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pdpe & VPTE_FRAME);
 291         return (&pde[pmap_pde_index(va)]);
 292 }
 293
 294 /* Return a pointer to the PD slot that corresponds to a VA */
 295 static __inline pd_entry_t *
 296 pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 297 {
 298         pdp_entry_t *pdpe;
 299
 300         pdpe = pmap_pdpe(pmap, va);
 301         if (pdpe == NULL || (*pdpe & VPTE_V) == 0)
 302                  return NULL;
 303         return (pmap_pdpe_to_pde(pdpe, va));
 304 }
 305
 306 /* Return a pointer to the PT slot that corresponds to a VA */
 307 static __inline pt_entry_t *
 308 pmap_pde_to_pte(pd_entry_t *pde, vm_offset_t va)
 309 {
 310         pt_entry_t *pte;
 311
 312         pte = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pde & VPTE_FRAME);
 313         return (&pte[pmap_pte_index(va)]);
 314 }
 315
 316 /* Return a pointer to the PT slot that corresponds to a VA */
 317 static __inline pt_entry_t *
 318 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 319 {
 320         pd_entry_t *pde;
 321
 322         pde = pmap_pde(pmap, va);
 323         if (pde == NULL || (*pde & VPTE_V) == 0)
 324                 return NULL;
 325         if ((*pde & VPTE_PS) != 0)      /* compat with i386 pmap_pte() */
 326                 return ((pt_entry_t *)pde);
 327         return (pmap_pde_to_pte(pde, va));
 328 }
 329
 330
 331 #if JGV
 332 PMAP_INLINE pt_entry_t *
 333 vtopte(vm_offset_t va)
 334 {
 335         uint64_t mask = ((1ul << (NPTEPGSHIFT + NPDEPGSHIFT +
 336                                   NPDPEPGSHIFT + NPML4EPGSHIFT)) - 1);
 337
 338         return (PTmap + ((va >> PAGE_SHIFT) & mask));
 339 }
 340
 341 static __inline pd_entry_t *
 342 vtopde(vm_offset_t va)
 343 {
 344         uint64_t mask = ((1ul << (NPDEPGSHIFT + NPDPEPGSHIFT +
 345                                   NPML4EPGSHIFT)) - 1);
 346
 347         return (PDmap + ((va >> PDRSHIFT) & mask));
 348 }
 349 #else
 350 static PMAP_INLINE pt_entry_t *
 351 vtopte(vm_offset_t va)
 352 {
 353         pt_entry_t *x;
 354         x = pmap_pte(&kernel_pmap, va);
 355         assert(x != NULL);
 356         return x;
 357 }
 358
 359 static __inline pd_entry_t *
 360 vtopde(vm_offset_t va)
 361 {
 362         pd_entry_t *x;
 363         x = pmap_pde(&kernel_pmap, va);
 364         assert(x != NULL);
 365         return x;
 366 }
 367 #endif
 368
 369 static uint64_t
 370 allocpages(vm_paddr_t *firstaddr, int n)
 371 {
 372         uint64_t ret;
 373
 374         ret = *firstaddr;
 375 #if JGV
 376         bzero((void *)ret, n * PAGE_SIZE);
 377 #endif
 378         *firstaddr += n * PAGE_SIZE;
 379         return (ret);
 380 }
 381
 382 static void
 383 create_dmap_vmm(vm_paddr_t *firstaddr)
 384 {
 385         void *stack_addr;
 386         int pml4_stack_index;
 387         int pdp_stack_index;
 388         int pd_stack_index;
 389         long i,j;
 390         int regs[4];
 391         int amd_feature;
 392
 393         uint64_t KPDP_DMAP_phys = allocpages(firstaddr, NDMPML4E);
 394         uint64_t KPDP_VSTACK_phys = allocpages(firstaddr, 1);
 395         uint64_t KPD_VSTACK_phys = allocpages(firstaddr, 1);
 396
 397         pml4_entry_t *KPML4virt = (pml4_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPML4phys);
 398         pdp_entry_t *KPDP_DMAP_virt = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDP_DMAP_phys);
 399         pdp_entry_t *KPDP_VSTACK_virt = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDP_VSTACK_phys);
 400         pd_entry_t *KPD_VSTACK_virt = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPD_VSTACK_phys);
 401
 402         bzero(KPDP_DMAP_virt, NDMPML4E * PAGE_SIZE);
 403         bzero(KPDP_VSTACK_virt, 1 * PAGE_SIZE);
 404         bzero(KPD_VSTACK_virt, 1 * PAGE_SIZE);
 405
 406         do_cpuid(0x80000001, regs);
 407         amd_feature = regs[3];
 408
 409         /* Build the mappings for the first 512GB */
 410         if (amd_feature & AMDID_PAGE1GB) {
 411                 /* In pages of 1 GB, if supported */
 412                 for (i = 0; i < NPDPEPG; i++) {
 413                         KPDP_DMAP_virt[i] = ((uint64_t)i << PDPSHIFT);
 414                         KPDP_DMAP_virt[i] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_PS | VPTE_U;
 415                 }
 416         } else {
 417                 /* In page of 2MB, otherwise */
 418                 for (i = 0; i < NPDPEPG; i++) {
 419                         uint64_t KPD_DMAP_phys = allocpages(firstaddr, 1);
 420                         pd_entry_t *KPD_DMAP_virt = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPD_DMAP_phys);
 421
 422                         bzero(KPD_DMAP_virt, PAGE_SIZE);
 423
 424                         KPDP_DMAP_virt[i] = KPD_DMAP_phys;
 425                         KPDP_DMAP_virt[i] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
 426
 427                         /* For each PD, we have to allocate NPTEPG PT */
 428                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
 429                                 KPD_DMAP_virt[j] = (i << PDPSHIFT) | (j << PDRSHIFT);
 430                                 KPD_DMAP_virt[j] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_PS | VPTE_U;
 431                         }
 432                 }
 433         }
 434
 435         /* DMAP for the first 512G */
 436         KPML4virt[0] = KPDP_DMAP_phys;
 437         KPML4virt[0] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
 438
 439         /* create a 2 MB map of the new stack */
 440         pml4_stack_index = (uint64_t)&stack_addr >> PML4SHIFT;
 441         KPML4virt[pml4_stack_index] = KPDP_VSTACK_phys;
 442         KPML4virt[pml4_stack_index] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
 443
 444         pdp_stack_index = ((uint64_t)&stack_addr & PML4MASK) >> PDPSHIFT;
 445         KPDP_VSTACK_virt[pdp_stack_index] = KPD_VSTACK_phys;
 446         KPDP_VSTACK_virt[pdp_stack_index] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
 447
 448         pd_stack_index = ((uint64_t)&stack_addr & PDPMASK) >> PDRSHIFT;
 449         KPD_VSTACK_virt[pd_stack_index] = (uint64_t) vkernel_stack;
 450         KPD_VSTACK_virt[pd_stack_index] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U | VPTE_PS;
 451 }
 452
 453 static void
 454 create_pagetables(vm_paddr_t *firstaddr, int64_t ptov_offset)
 455 {
 456         int i;
 457         pml4_entry_t *KPML4virt;
 458         pdp_entry_t *KPDPvirt;
 459         pd_entry_t *KPDvirt;
 460         pt_entry_t *KPTvirt;
 461         int kpml4i = pmap_pml4e_index(ptov_offset);
 462         int kpdpi = pmap_pdpe_index(ptov_offset);
 463         int kpdi = pmap_pde_index(ptov_offset);
 464
 465         /*
 466          * Calculate NKPT - number of kernel page tables.  We have to
 467          * accomodoate prealloction of the vm_page_array, dump bitmap,
 468          * MSGBUF_SIZE, and other stuff.  Be generous.
 469          *
 470          * Maxmem is in pages.
 471          */
 472         nkpt = (Maxmem * (sizeof(struct vm_page) * 2) + MSGBUF_SIZE) / NBPDR;
 473         /*
 474          * Allocate pages
 475          */
 476         KPML4phys = allocpages(firstaddr, 1);
 477         KPDPphys = allocpages(firstaddr, NKPML4E);
 478         KPDphys = allocpages(firstaddr, NKPDPE);
 479         KPTphys = allocpages(firstaddr, nkpt);
 480
 481         KPML4virt = (pml4_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPML4phys);
 482         KPDPvirt = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDPphys);
 483         KPDvirt = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDphys);
 484         KPTvirt = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPTphys);
 485
 486         bzero(KPML4virt, 1 * PAGE_SIZE);
 487         bzero(KPDPvirt, NKPML4E * PAGE_SIZE);
 488         bzero(KPDvirt, NKPDPE * PAGE_SIZE);
 489         bzero(KPTvirt, nkpt * PAGE_SIZE);
 490
 491         /* Now map the page tables at their location within PTmap */
 492         for (i = 0; i < nkpt; i++) {
 493                 KPDvirt[i + kpdi] = KPTphys + (i << PAGE_SHIFT);
 494                 KPDvirt[i + kpdi] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
 495         }
 496
 497         /* And connect up the PD to the PDP */
 498         for (i = 0; i < NKPDPE; i++) {
 499                 KPDPvirt[i + kpdpi] = KPDphys + (i << PAGE_SHIFT);
 500                 KPDPvirt[i + kpdpi] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
 501         }
 502
 503         /* And recursively map PML4 to itself in order to get PTmap */
 504         KPML4virt[PML4PML4I] = KPML4phys;
 505         KPML4virt[PML4PML4I] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
 506
 507         /* Connect the KVA slot up to the PML4 */
 508         KPML4virt[kpml4i] = KPDPphys;
 509         KPML4virt[kpml4i] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
 510 }
 511
 512 /*
 513  * Typically used to initialize a fictitious page by vm/device_pager.c
 514  */
 515 void
 516 pmap_page_init(struct vm_page *m)
 517 {
 518         vm_page_init(m);
 519         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
 520 }
 521
 522 /*
 523  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
 524  *
 525  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
 526  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
 527  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
 528  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
 529  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
 530  *      (physical) address starting relative to 0]
 531  */
 532 void
 533 pmap_bootstrap(vm_paddr_t *firstaddr, int64_t ptov_offset)
 534 {
 535         vm_offset_t va;
 536         pt_entry_t *pte;
 537
 538         /*
 539          * Create an initial set of page tables to run the kernel in.
 540          */
 541         create_pagetables(firstaddr, ptov_offset);
 542
 543         /* Create the DMAP for the VMM */
 544         if(vmm_enabled) {
 545                 create_dmap_vmm(firstaddr);
 546         }
 547
 548         virtual_start = KvaStart;
 549         virtual_end = KvaEnd;
 550
 551         /*
 552          * Initialize protection array.
 553          */
 554         i386_protection_init();
 555
 556         /*
 557          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
 558          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
 559          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
 560          *
 561          * The kernel_pmap's pm_pteobj is used only for locking and not
 562          * for mmu pages.
 563          */
 564         kernel_pmap.pm_pml4 = (pml4_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPML4phys);
 565         kernel_pmap.pm_count = 1;
 566         /* don't allow deactivation */
 567         CPUMASK_ASSALLONES(kernel_pmap.pm_active);
 568         kernel_pmap.pm_pteobj = NULL;   /* see pmap_init */
 569         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
 570         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist_free);
 571         lwkt_token_init(&kernel_pmap.pm_token, "kpmap_tok");
 572         spin_init(&kernel_pmap.pm_spin, "pmapbootstrap");
 573
 574         /*
 575          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
 576          * mapping of pages.
 577          */
 578 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
 579         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
 580
 581         va = virtual_start;
 582         pte = pmap_pte(&kernel_pmap, va);
 583         /*
 584          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
 585          */
 586         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
 587
 588 #if JGV
 589         /*
 590          * Crashdump maps.
 591          */
 592         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
 593 #endif
 594
 595         /*
 596          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
 597          * /dev/mem.
 598          */
 599         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
 600
 601         /*
 602          * msgbufp is used to map the system message buffer.
 603          * XXX msgbufmap is not used.
 604          */
 605         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
 606                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
 607
 608         virtual_start = va;
 609
 610         *CMAP1 = 0;
 611         /* Not ready to do an invltlb yet for VMM*/
 612         if (!vmm_enabled)
 613                 cpu_invltlb();
 614
 615 }
 616
 617 /*
 618  *      Initialize the pmap module.
 619  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
 620  *      system needs to map virtual memory.
 621  *      pmap_init has been enhanced to support in a fairly consistant
 622  *      way, discontiguous physical memory.
 623  */
 624 void
 625 pmap_init(void)
 626 {
 627         int i;
 628         int initial_pvs;
 629
 630         /*
 631          * object for kernel page table pages
 632          */
 633         /* JG I think the number can be arbitrary */
 634         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, 5);
 635         kernel_pmap.pm_pteobj = kptobj;
 636
 637         /*
 638          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
 639          * pv_head_table.
 640          */
 641         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
 642                 vm_page_t m;
 643
 644                 m = &vm_page_array[i];
 645                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
 646                 m->md.pv_list_count = 0;
 647         }
 648
 649         /*
 650          * init the pv free list
 651          */
 652         initial_pvs = vm_page_array_size;
 653         if (initial_pvs < MINPV)
 654                 initial_pvs = MINPV;
 655         pvzone = &pvzone_store;
 656         pvinit = (struct pv_entry *) kmem_alloc(&kernel_map,
 657                 initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
 658         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry), pvinit,
 659                 initial_pvs);
 660
 661         /*
 662          * Now it is safe to enable pv_table recording.
 663          */
 664         pmap_initialized = TRUE;
 665 }
 666
 667 /*
 668  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
 669  * high water mark so that the system can recover from excessive
 670  * numbers of pv entries.
 671  */
 672 void
 673 pmap_init2(void)
 674 {
 675         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
 676
 677         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
 678         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
 679         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
 680         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
 681         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, pv_entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
 682 }
 683
 684
 685 /***************************************************
 686  * Low level helper routines.....
 687  ***************************************************/
 688
 689 /*
 690  * The modification bit is not tracked for any pages in this range. XXX
 691  * such pages in this maps should always use pmap_k*() functions and not
 692  * be managed anyhow.
 693  *
 694  * XXX User and kernel address spaces are independant for virtual kernels,
 695  * this function only applies to the kernel pmap.
 696  */
 697 static int
 698 pmap_track_modified(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 699 {
 700         if (pmap != &kernel_pmap)
 701                 return 1;
 702         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva))
 703                 return 1;
 704         else
 705                 return 0;
 706 }
 707
 708 /*
 709  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
 710  *
 711  * No requirements.
 712  */
 713 vm_paddr_t
 714 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
 715 {
 716         vm_paddr_t rtval;
 717         pt_entry_t *pte;
 718         pd_entry_t pde, *pdep;
 719
 720         lwkt_gettoken(&vm_token);
 721         rtval = 0;
 722         pdep = pmap_pde(pmap, va);
 723         if (pdep != NULL) {
 724                 pde = *pdep;
 725                 if (pde) {
 726                         if ((pde & VPTE_PS) != 0) {
 727                                 /* JGV */
 728                                 rtval = (pde & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
 729                         } else {
 730                                 pte = pmap_pde_to_pte(pdep, va);
 731                                 rtval = (*pte & VPTE_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
 732                         }
 733                 }
 734         }
 735         lwkt_reltoken(&vm_token);
 736         return rtval;
 737 }
 738
 739 /*
 740  * Similar to extract but checks protections, SMP-friendly short-cut for
 741  * vm_fault_page[_quick]().
 742  */
 743 vm_page_t
 744 pmap_fault_page_quick(pmap_t pmap __unused, vm_offset_t vaddr __unused,
 745                       vm_prot_t prot __unused)
 746 {
 747         return(NULL);
 748 }
 749
 750 /*
 751  *      Routine:        pmap_kextract
 752  *      Function:
 753  *              Extract the physical page address associated
 754  *              kernel virtual address.
 755  */
 756 vm_paddr_t
 757 pmap_kextract(vm_offset_t va)
 758 {
 759         pd_entry_t pde;
 760         vm_paddr_t pa;
 761
 762         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
 763
 764         /*
 765          * The DMAP region is not included in [KvaStart, KvaEnd)
 766          */
 767 #if 0
 768         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
 769                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
 770         } else {
 771 #endif
 772                 pde = *vtopde(va);
 773                 if (pde & VPTE_PS) {
 774                         /* JGV */
 775                         pa = (pde & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
 776                 } else {
 777                         /*
 778                          * Beware of a concurrent promotion that changes the
 779                          * PDE at this point!  For example, vtopte() must not
 780                          * be used to access the PTE because it would use the
 781                          * new PDE.  It is, however, safe to use the old PDE
 782                          * because the page table page is preserved by the
 783                          * promotion.
 784                          */
 785                         pa = *pmap_pde_to_pte(&pde, va);
 786                         pa = (pa & VPTE_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
 787                 }
 788 #if 0
 789         }
 790 #endif
 791         return pa;
 792 }
 793
 794 /***************************************************
 795  * Low level mapping routines.....
 796  ***************************************************/
 797
 798 /*
 799  * Enter a mapping into kernel_pmap.  Mappings created in this fashion
 800  * are not managed.  Mappings must be immediately accessible on all cpus.
 801  *
 802  * Call pmap_inval_pte() to invalidate the virtual pte and clean out the
 803  * real pmap and handle related races before storing the new vpte.
 804  */
 805 void
 806 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
 807 {
 808         pt_entry_t *pte;
 809         pt_entry_t npte;
 810
 811         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
 812         npte = pa | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
 813         pte = vtopte(va);
 814         if (*pte & VPTE_V)
 815                 pmap_inval_pte(pte, &kernel_pmap, va);
 816         *pte = npte;
 817 }
 818
 819 /*
 820  * Enter an unmanaged KVA mapping for the private use of the current
 821  * cpu only.  pmap_kenter_sync() may be called to make the mapping usable
 822  * by other cpus.
 823  *
 824  * It is illegal for the mapping to be accessed by other cpus unleess
 825  * pmap_kenter_sync*() is called.
 826  */
 827 void
 828 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
 829 {
 830         pt_entry_t *pte;
 831         pt_entry_t npte;
 832
 833         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
 834
 835         npte = (vpte_t)pa | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
 836         pte = vtopte(va);
 837
 838         if (*pte & VPTE_V)
 839                 pmap_inval_pte_quick(pte, &kernel_pmap, va);
 840         *pte = npte;
 841 }
 842
 843 /*
 844  * Synchronize a kvm mapping originally made for the private use on
 845  * some other cpu so it can be used on our cpu.  Turns out to be the
 846  * same madvise() call, because we have to sync the real pmaps anyway.
 847  *
 848  * XXX add MADV_RESYNC to improve performance.
 849  */
 850 void
 851 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
 852 {
 853         cpu_invlpg((void *)va);
 854 }
 855
 856 /*
 857  * Remove an unmanaged mapping created with pmap_kenter*().
 858  */
 859 void
 860 pmap_kremove(vm_offset_t va)
 861 {
 862         pt_entry_t *pte;
 863
 864         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
 865
 866         pte = vtopte(va);
 867         if (*pte & VPTE_V)
 868                 pmap_inval_pte(pte, &kernel_pmap, va);
 869         *pte = 0;
 870 }
 871
 872 /*
 873  * Remove an unmanaged mapping created with pmap_kenter*() but synchronize
 874  * only with this cpu.
 875  *
 876  * Unfortunately because we optimize new entries by testing VPTE_V later
 877  * on, we actually still have to synchronize with all the cpus.  XXX maybe
 878  * store a junk value and test against 0 in the other places instead?
 879  */
 880 void
 881 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
 882 {
 883         pt_entry_t *pte;
 884
 885         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
 886
 887         pte = vtopte(va);
 888         if (*pte & VPTE_V)
 889                 pmap_inval_pte(pte, &kernel_pmap, va); /* NOT _quick */
 890         *pte = 0;
 891 }
 892
 893 /*
 894  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
 895  *      virtual address space.
 896  *
 897  *      For now, VM is already on, we only need to map the
 898  *      specified memory.
 899  */
 900 vm_offset_t
 901 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
 902 {
 903         return PHYS_TO_DMAP(start);
 904 }
 905
 906
 907 /*
 908  * Map a set of unmanaged VM pages into KVM.
 909  */
 910 void
 911 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
 912 {
 913         vm_offset_t end_va;
 914
 915         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
 916         KKASSERT(va >= KvaStart && end_va < KvaEnd);
 917
 918         while (va < end_va) {
 919                 pt_entry_t *pte;
 920
 921                 pte = vtopte(va);
 922                 if (*pte & VPTE_V)
 923                         pmap_inval_pte(pte, &kernel_pmap, va);
 924                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
 925                 va += PAGE_SIZE;
 926                 m++;
 927         }
 928 }
 929
 930 /*
 931  * Undo the effects of pmap_qenter*().
 932  */
 933 void
 934 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
 935 {
 936         vm_offset_t end_va;
 937
 938         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
 939         KKASSERT(va >= KvaStart && end_va < KvaEnd);
 940
 941         while (va < end_va) {
 942                 pt_entry_t *pte;
 943
 944                 pte = vtopte(va);
 945                 if (*pte & VPTE_V)
 946                         pmap_inval_pte(pte, &kernel_pmap, va);
 947                 *pte = 0;
 948                 va += PAGE_SIZE;
 949         }
 950 }
 951
 952 /*
 953  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
 954  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
 955  *
 956  * Unless the caller is managing objects whos pages are in a known state,
 957  * the call should be made with a critical section held so the page's object
 958  * association remains valid on return.
 959  */
 960 static vm_page_t
 961 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
 962 {
 963         vm_page_t m;
 964
 965         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
 966         m = vm_page_lookup_busy_wait(object, pindex, FALSE, "pplookp");
 967
 968         return(m);
 969 }
 970
 971 /*
 972  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
 973  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
 974  */
 975 void
 976 pmap_init_thread(thread_t td)
 977 {
 978         /* enforce pcb placement */
 979         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
 980         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
 981         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16; /* JG is -16 needed on x86_64? */
 982 }
 983
 984 /*
 985  * This routine directly affects the fork perf for a process.
 986  */
 987 void
 988 pmap_init_proc(struct proc *p)
 989 {
 990 }
 991
 992 /***************************************************
 993  * Page table page management routines.....
 994  ***************************************************/
 995
 996 static __inline int pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
 997                         vm_page_t m);
 998
 999 /*
1000  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
1001  * drops to zero, then it decrements the wire count.
1002  *
1003  * We must recheck that this is the last hold reference after busy-sleeping
1004  * on the page.
1005  */
1006 static int
1007 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
1008 {
1009         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "pmuwpt");
1010         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1011                 ("_pmap_unwire_pte_hold: %p->queue != PQ_NONE", m));
1012
1013         if (m->hold_count == 1) {
1014                 /*
1015                  * Unmap the page table page.
1016                  */
1017                 //abort(); /* JG */
1018                 /* pmap_inval_add(info, pmap, -1); */
1019
1020                 if (m->pindex >= (NUPDE + NUPDPE)) {
1021                         /* PDP page */
1022                         pml4_entry_t *pml4;
1023                         pml4 = pmap_pml4e(pmap, va);
1024                         *pml4 = 0;
1025                 } else if (m->pindex >= NUPDE) {
1026                         /* PD page */
1027                         pdp_entry_t *pdp;
1028                         pdp = pmap_pdpe(pmap, va);
1029                         *pdp = 0;
1030                 } else {
1031                         /* PT page */
1032                         pd_entry_t *pd;
1033                         pd = pmap_pde(pmap, va);
1034                         *pd = 0;
1035                 }
1036
1037                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1038                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1039
1040                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1041                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1042
1043                 if (m->pindex < NUPDE) {
1044                         /* We just released a PT, unhold the matching PD */
1045                         vm_page_t pdpg;
1046
1047                         pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pmap_pdpe(pmap, va) & VPTE_FRAME);
1048                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, pdpg);
1049                 }
1050                 if (m->pindex >= NUPDE && m->pindex < (NUPDE + NUPDPE)) {
1051                         /* We just released a PD, unhold the matching PDP */
1052                         vm_page_t pdppg;
1053
1054                         pdppg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pmap_pml4e(pmap, va) & VPTE_FRAME);
1055                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, pdppg);
1056                 }
1057
1058                 /*
1059                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1060                  * after we decrement wire_count.
1061                  *
1062                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1063                  * multiple wire counts.
1064                  */
1065                 vm_page_unhold(m);
1066                 --m->wire_count;
1067                 KKASSERT(m->wire_count == 0);
1068                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1069                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1070                 vm_page_flash(m);
1071                 vm_page_free_zero(m);
1072                 return 1;
1073         } else {
1074                 KKASSERT(m->hold_count > 1);
1075                 vm_page_unhold(m);
1076                 vm_page_wakeup(m);
1077                 return 0;
1078         }
1079 }
1080
1081 static __inline int
1082 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
1083 {
1084         KKASSERT(m->hold_count > 0);
1085         if (m->hold_count > 1) {
1086                 vm_page_unhold(m);
1087                 return 0;
1088         } else {
1089                 return _pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, m);
1090         }
1091 }
1092
1093 /*
1094  * After removing a page table entry, this routine is used to
1095  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1096  */
1097 static int
1098 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte)
1099 {
1100         /* JG Use FreeBSD/amd64 or FreeBSD/i386 ptepde approaches? */
1101         vm_pindex_t ptepindex;
1102
1103         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1104
1105         if (mpte == NULL) {
1106                 /*
1107                  * page table pages in the kernel_pmap are not managed.
1108                  */
1109                 if (pmap == &kernel_pmap)
1110                         return(0);
1111                 ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
1112                 if (pmap->pm_ptphint &&
1113                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1114                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1115                 } else {
1116                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1117                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1118                         vm_page_wakeup(mpte);
1119                 }
1120         }
1121
1122         return pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, mpte);
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Initialize pmap0/vmspace0 .  Since process 0 never enters user mode we
1127  * just dummy it up so it works well enough for fork().
1128  *
1129  * In DragonFly, process pmaps may only be used to manipulate user address
1130  * space, never kernel address space.
1131  */
1132 void
1133 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1134 {
1135         pmap_pinit(pmap);
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1140  * such as one in a vmspace structure.
1141  */
1142 void
1143 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1144 {
1145         vm_page_t ptdpg;
1146
1147         /*
1148          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1149          * page directory table.
1150          */
1151         if (pmap->pm_pml4 == NULL) {
1152                 pmap->pm_pml4 =
1153                     (pml4_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1154         }
1155
1156         /*
1157          * Allocate an object for the ptes
1158          */
1159         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1160                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I + 1);
1161
1162         /*
1163          * Allocate the page directory page, unless we already have
1164          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1165          * already be set appropriately.
1166          */
1167         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1168                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj,
1169                                      NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I,
1170                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY |
1171                                      VM_ALLOC_ZERO);
1172                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1173                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED);
1174                 vm_page_wire(ptdpg);
1175                 vm_page_wakeup(ptdpg);
1176                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pml4, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1177         }
1178         pmap->pm_count = 1;
1179         CPUMASK_ASSZERO(pmap->pm_active);
1180         pmap->pm_ptphint = NULL;
1181         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1182         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1183         spin_init(&pmap->pm_spin, "pmapinit");
1184         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1185         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1186         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1187 }
1188
1189 /*
1190  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1191  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1192  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1193  * of cleanup work to do here.
1194  *
1195  * No requirements.
1196  */
1197 void
1198 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1199 {
1200         vm_page_t p;
1201
1202         KKASSERT(CPUMASK_TESTZERO(pmap->pm_active));
1203         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1204                 KKASSERT(pmap->pm_pml4 != NULL);
1205                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pml4);
1206                 vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pgpun");
1207                 p->wire_count--;
1208                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1209                 vm_page_free_zero(p);
1210                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1211         }
1212         if (pmap->pm_pml4) {
1213                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pml4, PAGE_SIZE);
1214                 pmap->pm_pml4 = NULL;
1215         }
1216         if (pmap->pm_pteobj) {
1217                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1218                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1219         }
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1224  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1225  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1226  * then copies the template.
1227  *
1228  * In a virtual kernel there are no kernel global address entries.
1229  *
1230  * No requirements.
1231  */
1232 void
1233 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1234 {
1235         spin_lock(&pmap_spin);
1236         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1237         spin_unlock(&pmap_spin);
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1242  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1243  *
1244  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1245  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1246  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1247  */
1248 static int
1249 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1250 {
1251         /*
1252          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1253          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1254          * might as well be placed directly into the zero queue.
1255          */
1256         if (vm_page_busy_try(p, FALSE)) {
1257                 vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl");
1258                 return 0;
1259         }
1260
1261         /*
1262          * Remove the page table page from the processes address space.
1263          */
1264         if (p->pindex == NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I) {
1265                 /*
1266                  * We are the pml4 table itself.
1267                  */
1268                 /* XXX anything to do here? */
1269         } else if (p->pindex >= (NUPDE + NUPDPE)) {
1270                 /*
1271                  * We are a PDP page.
1272                  * We look for the PML4 entry that points to us.
1273                  */
1274                 vm_page_t m4 = vm_page_lookup(pmap->pm_pteobj, NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I);
1275                 KKASSERT(m4 != NULL);
1276                 pml4_entry_t *pml4 = (pml4_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m4));
1277                 int idx = (p->pindex - (NUPDE + NUPDPE)) % NPML4EPG;
1278                 KKASSERT(pml4[idx] != 0);
1279                 pml4[idx] = 0;
1280                 m4->hold_count--;
1281                 /* JG What about wire_count? */
1282         } else if (p->pindex >= NUPDE) {
1283                 /*
1284                  * We are a PD page.
1285                  * We look for the PDP entry that points to us.
1286                  */
1287                 vm_page_t m3 = vm_page_lookup(pmap->pm_pteobj, NUPDE + NUPDPE + (p->pindex - NUPDE) / NPDPEPG);
1288                 KKASSERT(m3 != NULL);
1289                 pdp_entry_t *pdp = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m3));
1290                 int idx = (p->pindex - NUPDE) % NPDPEPG;
1291                 KKASSERT(pdp[idx] != 0);
1292                 pdp[idx] = 0;
1293                 m3->hold_count--;
1294                 /* JG What about wire_count? */
1295         } else {
1296                 /* We are a PT page.
1297                  * We look for the PD entry that points to us.
1298                  */
1299                 vm_page_t m2 = vm_page_lookup(pmap->pm_pteobj, NUPDE + p->pindex / NPDEPG);
1300                 KKASSERT(m2 != NULL);
1301                 pd_entry_t *pd = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m2));
1302                 int idx = p->pindex % NPDEPG;
1303                 pd[idx] = 0;
1304                 m2->hold_count--;
1305                 /* JG What about wire_count? */
1306         }
1307         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1308         --pmap->pm_stats.resident_count;
1309
1310         if (p->hold_count)  {
1311                 panic("pmap_release: freeing held pt page "
1312                       "pmap=%p pg=%p dmap=%p pi=%ld {%ld,%ld,%ld}",
1313                       pmap, p, (void *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(p)),
1314                       p->pindex, NUPDE, NUPDPE, PML4PML4I);
1315         }
1316         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1317                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1318
1319         /*
1320          * We leave the top-level page table 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         if (p->pindex == NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I) {
1325                 bzero(pmap->pm_pml4, PAGE_SIZE);
1326                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1327                 vm_page_wakeup(p);
1328         } else {
1329                 abort();
1330                 p->wire_count--;
1331                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1332                 /* JG eventually revert to using vm_page_free_zero() */
1333                 vm_page_free(p);
1334         }
1335         return 1;
1336 }
1337
1338 /*
1339  * this routine is called if the page table page is not
1340  * mapped correctly.
1341  */
1342 static vm_page_t
1343 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex)
1344 {
1345         vm_page_t m, pdppg, pdpg;
1346
1347         /*
1348          * Find or fabricate a new pagetable page.  Handle allocation
1349          * races by checking m->valid.
1350          */
1351         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1352                          VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1353
1354         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1355                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1356
1357         /*
1358          * Increment the hold count for the page we will be returning to
1359          * the caller.
1360          */
1361         m->hold_count++;
1362         vm_page_wire(m);
1363
1364         /*
1365          * Map the pagetable page into the process address space, if
1366          * it isn't already there.
1367          */
1368         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1369
1370         if (ptepindex >= (NUPDE + NUPDPE)) {
1371                 pml4_entry_t *pml4;
1372                 vm_pindex_t pml4index;
1373
1374                 /* Wire up a new PDP page */
1375                 pml4index = ptepindex - (NUPDE + NUPDPE);
1376                 pml4 = &pmap->pm_pml4[pml4index];
1377                 *pml4 = VM_PAGE_TO_PHYS(m) |
1378                     VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U |
1379                     VPTE_A | VPTE_M;
1380         } else if (ptepindex >= NUPDE) {
1381                 vm_pindex_t pml4index;
1382                 vm_pindex_t pdpindex;
1383                 pml4_entry_t *pml4;
1384                 pdp_entry_t *pdp;
1385
1386                 /* Wire up a new PD page */
1387                 pdpindex = ptepindex - NUPDE;
1388                 pml4index = pdpindex >> NPML4EPGSHIFT;
1389
1390                 pml4 = &pmap->pm_pml4[pml4index];
1391                 if ((*pml4 & VPTE_V) == 0) {
1392                         /* Have to allocate a new PDP page, recurse */
1393                         if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + NUPDPE + pml4index)
1394                              == NULL) {
1395                                 --m->wire_count;
1396                                 vm_page_free(m);
1397                                 return (NULL);
1398                         }
1399                 } else {
1400                         /* Add reference to the PDP page */
1401                         pdppg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pml4 & VPTE_FRAME);
1402                         pdppg->hold_count++;
1403                 }
1404                 pdp = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4 & VPTE_FRAME);
1405
1406                 /* Now find the pdp page */
1407                 pdp = &pdp[pdpindex & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1)];
1408                 KKASSERT(*pdp == 0);    /* JG DEBUG64 */
1409                 *pdp = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U |
1410                        VPTE_A | VPTE_M;
1411         } else {
1412                 vm_pindex_t pml4index;
1413                 vm_pindex_t pdpindex;
1414                 pml4_entry_t *pml4;
1415                 pdp_entry_t *pdp;
1416                 pd_entry_t *pd;
1417
1418                 /* Wire up a new PT page */
1419                 pdpindex = ptepindex >> NPDPEPGSHIFT;
1420                 pml4index = pdpindex >> NPML4EPGSHIFT;
1421
1422                 /* First, find the pdp and check that its valid. */
1423                 pml4 = &pmap->pm_pml4[pml4index];
1424                 if ((*pml4 & VPTE_V) == 0) {
1425                         /* We miss a PDP page. We ultimately need a PD page.
1426                          * Recursively allocating a PD page will allocate
1427                          * the missing PDP page and will also allocate
1428                          * the PD page we need.
1429                          */
1430                         /* Have to allocate a new PD page, recurse */
1431                         if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + pdpindex)
1432                              == NULL) {
1433                                 --m->wire_count;
1434                                 vm_page_free(m);
1435                                 return (NULL);
1436                         }
1437                         pdp = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4 & VPTE_FRAME);
1438                         pdp = &pdp[pdpindex & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1)];
1439                 } else {
1440                         pdp = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4 & VPTE_FRAME);
1441                         pdp = &pdp[pdpindex & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1)];
1442                         if ((*pdp & VPTE_V) == 0) {
1443                                 /* Have to allocate a new PD page, recurse */
1444                                 if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + pdpindex)
1445                                      == NULL) {
1446                                         --m->wire_count;
1447                                         vm_page_free(m);
1448                                         return (NULL);
1449                                 }
1450                         } else {
1451                                 /* Add reference to the PD page */
1452                                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pdp & VPTE_FRAME);
1453                                 pdpg->hold_count++;
1454                         }
1455                 }
1456                 pd = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pdp & VPTE_FRAME);
1457
1458                 /* Now we know where the page directory page is */
1459                 pd = &pd[ptepindex & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1)];
1460                 KKASSERT(*pd == 0);     /* JG DEBUG64 */
1461                 *pd = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U |
1462                       VPTE_A | VPTE_M;
1463         }
1464
1465         /*
1466          * Set the page table hint
1467          */
1468         pmap->pm_ptphint = m;
1469         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1470         vm_page_wakeup(m);
1471
1472         return m;
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Determine the page table page required to access the VA in the pmap
1477  * and allocate it if necessary.  Return a held vm_page_t for the page.
1478  *
1479  * Only used with user pmaps.
1480  */
1481 static vm_page_t
1482 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1483 {
1484         vm_pindex_t ptepindex;
1485         pd_entry_t *pd;
1486         vm_page_t m;
1487
1488         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1489
1490         /*
1491          * Calculate pagetable page index
1492          */
1493         ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
1494
1495         /*
1496          * Get the page directory entry
1497          */
1498         pd = pmap_pde(pmap, va);
1499
1500         /*
1501          * This supports switching from a 2MB page to a
1502          * normal 4K page.
1503          */
1504         if (pd != NULL && (*pd & (VPTE_PS | VPTE_V)) == (VPTE_PS | VPTE_V)) {
1505                 panic("no promotion/demotion yet");
1506                 *pd = 0;
1507                 pd = NULL;
1508                 /*cpu_invltlb();*/
1509                 /*smp_invltlb();*/
1510         }
1511
1512         /*
1513          * If the page table page is mapped, we just increment the
1514          * hold count, and activate it.
1515          */
1516         if (pd != NULL && (*pd & VPTE_V) != 0) {
1517                 /* YYY hint is used here on i386 */
1518                 m = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1519                 pmap->pm_ptphint = m;
1520                 vm_page_hold(m);
1521                 vm_page_wakeup(m);
1522                 return m;
1523         }
1524         /*
1525          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1526          */
1527         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1528 }
1529
1530
1531 /***************************************************
1532  * Pmap allocation/deallocation routines.
1533  ***************************************************/
1534
1535 /*
1536  * Release any resources held by the given physical map.
1537  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1538  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1539  *
1540  * Caller must hold pmap->pm_token
1541  */
1542 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1543
1544 void
1545 pmap_release(struct pmap *pmap)
1546 {
1547         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1548         struct rb_vm_page_scan_info info;
1549
1550         KKASSERT(pmap != &kernel_pmap);
1551
1552 #if defined(DIAGNOSTIC)
1553         if (object->ref_count != 1)
1554                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1555 #endif
1556
1557         info.pmap = pmap;
1558         info.object = object;
1559
1560         spin_lock(&pmap_spin);
1561         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1562         spin_unlock(&pmap_spin);
1563
1564         vm_object_hold(object);
1565         do {
1566                 info.error = 0;
1567                 info.mpte = NULL;
1568                 info.limit = object->generation;
1569
1570                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL,
1571                                         pmap_release_callback, &info);
1572                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1573                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1574                                 info.error = 1;
1575                 }
1576         } while (info.error);
1577         vm_object_drop(object);
1578 }
1579
1580 static int
1581 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1582 {
1583         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1584
1585         if (p->pindex == NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I) {
1586                 info->mpte = p;
1587                 return(0);
1588         }
1589         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1590                 info->error = 1;
1591                 return(-1);
1592         }
1593         if (info->object->generation != info->limit) {
1594                 info->error = 1;
1595                 return(-1);
1596         }
1597         return(0);
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1602  *
1603  * No requirements.
1604  */
1605 void
1606 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
1607 {
1608         vm_offset_t addr;
1609         vm_paddr_t paddr;
1610         vm_offset_t ptppaddr;
1611         vm_page_t nkpg;
1612         pd_entry_t *pde, newpdir;
1613         pdp_entry_t newpdp;
1614
1615         addr = kend;
1616
1617         vm_object_hold(kptobj);
1618         if (kernel_vm_end == 0) {
1619                 kernel_vm_end = KvaStart;
1620                 nkpt = 0;
1621                 while ((*pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) & VPTE_V) != 0) {
1622                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1623                         nkpt++;
1624                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
1625                                 kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
1626                                 break;
1627                         }
1628                 }
1629         }
1630         addr = roundup2(addr, PAGE_SIZE * NPTEPG);
1631         if (addr - 1 >= kernel_map.max_offset)
1632                 addr = kernel_map.max_offset;
1633         while (kernel_vm_end < addr) {
1634                 pde = pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end);
1635                 if (pde == NULL) {
1636                         /* We need a new PDP entry */
1637                         nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt,
1638                                              VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM
1639                                              | VM_ALLOC_INTERRUPT);
1640                         if (nkpg == NULL) {
1641                                 panic("pmap_growkernel: no memory to "
1642                                       "grow kernel");
1643                         }
1644                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1645                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1646                                 pmap_zero_page(paddr);
1647                         vm_page_flag_clear(nkpg, PG_ZERO);
1648                         newpdp = (pdp_entry_t)(paddr |
1649                             VPTE_V | VPTE_RW | VPTE_U |
1650                             VPTE_A | VPTE_M);
1651                         *pmap_pdpe(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdp;
1652                         nkpt++;
1653                         continue; /* try again */
1654                 }
1655                 if ((*pde & VPTE_V) != 0) {
1656                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1657                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1658                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
1659                                 kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
1660                                 break;
1661                         }
1662                         continue;
1663                 }
1664
1665                 /*
1666                  * This index is bogus, but out of the way
1667                  */
1668                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt,
1669                                      VM_ALLOC_NORMAL |
1670                                      VM_ALLOC_SYSTEM |
1671                                      VM_ALLOC_INTERRUPT);
1672                 if (nkpg == NULL)
1673                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1674
1675                 vm_page_wire(nkpg);
1676                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1677                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1678                 vm_page_flag_clear(nkpg, PG_ZERO);
1679                 newpdir = (pd_entry_t)(ptppaddr |
1680                     VPTE_V | VPTE_RW | VPTE_U |
1681                     VPTE_A | VPTE_M);
1682                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1683                 nkpt++;
1684
1685                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1686                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1687                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
1688                         kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
1689                         break;
1690                 }
1691         }
1692         vm_object_drop(kptobj);
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Add a reference to the specified pmap.
1697  *
1698  * No requirements.
1699  */
1700 void
1701 pmap_reference(pmap_t pmap)
1702 {
1703         if (pmap) {
1704                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1705                 ++pmap->pm_count;
1706                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1707         }
1708 }
1709
1710 /************************************************************************
1711  *                      VMSPACE MANAGEMENT                              *
1712  ************************************************************************
1713  *
1714  * The VMSPACE management we do in our virtual kernel must be reflected
1715  * in the real kernel.  This is accomplished by making vmspace system
1716  * calls to the real kernel.
1717  */
1718 void
1719 cpu_vmspace_alloc(struct vmspace *vm)
1720 {
1721         int r;
1722         void *rp;
1723         vpte_t vpte;
1724
1725         /*
1726          * If VMM enable, don't do nothing, we
1727          * are able to use real page tables
1728          */
1729         if (vmm_enabled)
1730                 return;
1731
1732 #define USER_SIZE       (VM_MAX_USER_ADDRESS - VM_MIN_USER_ADDRESS)
1733
1734         if (vmspace_create(&vm->vm_pmap, 0, NULL) < 0)
1735                 panic("vmspace_create() failed");
1736
1737         rp = vmspace_mmap(&vm->vm_pmap, VM_MIN_USER_ADDRESS, USER_SIZE,
1738                           PROT_READ|PROT_WRITE,
1739                           MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE|MAP_FIXED,
1740                           MemImageFd, 0);
1741         if (rp == MAP_FAILED)
1742                 panic("vmspace_mmap: failed");
1743         vmspace_mcontrol(&vm->vm_pmap, VM_MIN_USER_ADDRESS, USER_SIZE,
1744                          MADV_NOSYNC, 0);
1745         vpte = VM_PAGE_TO_PHYS(vmspace_pmap(vm)->pm_pdirm) | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
1746         r = vmspace_mcontrol(&vm->vm_pmap, VM_MIN_USER_ADDRESS, USER_SIZE,
1747                              MADV_SETMAP, vpte);
1748         if (r < 0)
1749                 panic("vmspace_mcontrol: failed");
1750 }
1751
1752 void
1753 cpu_vmspace_free(struct vmspace *vm)
1754 {
1755         /*
1756          * If VMM enable, don't do nothing, we
1757          * are able to use real page tables
1758          */
1759         if (vmm_enabled)
1760                 return;
1761
1762         if (vmspace_destroy(&vm->vm_pmap) < 0)
1763                 panic("vmspace_destroy() failed");
1764 }
1765
1766 /***************************************************
1767 * page management routines.
1768  ***************************************************/
1769
1770 /*
1771  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1772  * called from an interrupt.
1773  */
1774 static __inline void
1775 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1776 {
1777         pv_entry_count--;
1778         KKASSERT(pv_entry_count >= 0);
1779         zfree(pvzone, pv);
1780 }
1781
1782 /*
1783  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1784  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
1785  */
1786 static pv_entry_t
1787 get_pv_entry(void)
1788 {
1789         pv_entry_count++;
1790         if (pv_entry_high_water &&
1791                 (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1792                 (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1793                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1794                 wakeup(&vm_pages_needed);
1795         }
1796         return zalloc(pvzone);
1797 }
1798
1799 /*
1800  * This routine is very drastic, but can save the system
1801  * in a pinch.
1802  *
1803  * No requirements.
1804  */
1805 void
1806 pmap_collect(void)
1807 {
1808         int i;
1809         vm_page_t m;
1810         static int warningdone=0;
1811
1812         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1813                 return;
1814         lwkt_gettoken(&vm_token);
1815         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1816
1817         if (warningdone < 5) {
1818                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1819                 warningdone++;
1820         }
1821
1822         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1823                 m = &vm_page_array[i];
1824                 if (m->wire_count || m->hold_count)
1825                         continue;
1826                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE) == 0) {
1827                         if (m->wire_count == 0 && m->hold_count == 0) {
1828                                 pmap_remove_all(m);
1829                         }
1830                         vm_page_wakeup(m);
1831                 }
1832         }
1833         lwkt_reltoken(&vm_token);
1834 }
1835
1836
1837 /*
1838  * If it is the first entry on the list, it is actually
1839  * in the header and we must copy the following entry up
1840  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1841  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1842  *
1843  * caller must hold vm_token.
1844  */
1845 static int
1846 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
1847 {
1848         pv_entry_t pv;
1849         int rtval;
1850
1851         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1852                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1853                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va)
1854                                 break;
1855                 }
1856         } else {
1857                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1858                         if (va == pv->pv_va)
1859                                 break;
1860                 }
1861         }
1862
1863         /*
1864          * Note that pv_ptem is NULL if the page table page itself is not
1865          * managed, even if the page being removed IS managed.
1866          */
1867         rtval = 0;
1868         /* JGXXX When can 'pv' be NULL? */
1869         if (pv) {
1870                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1871                 m->md.pv_list_count--;
1872                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
1873                 KKASSERT(m->md.pv_list_count >= 0);
1874                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1875                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1876                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1877                 ++pmap->pm_generation;
1878                 KKASSERT(pmap->pm_pteobj != NULL);
1879                 vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1880                 rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem);
1881                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1882                 free_pv_entry(pv);
1883         }
1884         return rtval;
1885 }
1886
1887 /*
1888  * Create a pv entry for page at pa for (pmap, va).  If the page table page
1889  * holding the VA is managed, mpte will be non-NULL.
1890  */
1891 static void
1892 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1893 {
1894         pv_entry_t pv;
1895
1896         crit_enter();
1897         pv = get_pv_entry();
1898         pv->pv_va = va;
1899         pv->pv_pmap = pmap;
1900         pv->pv_ptem = mpte;
1901
1902         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1903         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1904         m->md.pv_list_count++;
1905         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, 1);
1906
1907         crit_exit();
1908 }
1909
1910 /*
1911  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process
1912  */
1913 static int
1914 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va)
1915 {
1916         pt_entry_t oldpte;
1917         vm_page_t m;
1918
1919         oldpte = pmap_inval_loadandclear(ptq, pmap, va);
1920         if (oldpte & VPTE_WIRED)
1921                 --pmap->pm_stats.wired_count;
1922         KKASSERT(pmap->pm_stats.wired_count >= 0);
1923
1924 #if 0
1925         /*
1926          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1927          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1928          * the SMP case.
1929          */
1930         if (oldpte & PG_G)
1931                 cpu_invlpg((void *)va);
1932 #endif
1933         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1934         --pmap->pm_stats.resident_count;
1935         if (oldpte & VPTE_MANAGED) {
1936                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1937                 if (oldpte & VPTE_M) {
1938 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1939                         if (pmap_nw_modified(oldpte)) {
1940                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1941                                         "writable: va: 0x%lx, pte: 0x%lx\n",
1942                                         va, oldpte);
1943                         }
1944 #endif
1945                         if (pmap_track_modified(pmap, va))
1946                                 vm_page_dirty(m);
1947                 }
1948                 if (oldpte & VPTE_A)
1949                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1950                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va);
1951         } else {
1952                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL);
1953         }
1954
1955         return 0;
1956 }
1957
1958 /*
1959  * pmap_remove_page:
1960  *
1961  *      Remove a single page from a process address space.
1962  *
1963  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1964  *      not kernel_pmap.
1965  */
1966 static void
1967 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va)
1968 {
1969         pt_entry_t *pte;
1970
1971         pte = pmap_pte(pmap, va);
1972         if (pte == NULL)
1973                 return;
1974         if ((*pte & VPTE_V) == 0)
1975                 return;
1976         pmap_remove_pte(pmap, pte, va);
1977 }
1978
1979 /*
1980  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1981  *
1982  * It is assumed that the start and end are properly rounded to
1983  * the page size.
1984  *
1985  * This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1986  * not kernel_pmap.
1987  *
1988  * No requirements.
1989  */
1990 void
1991 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1992 {
1993         vm_offset_t va_next;
1994         pml4_entry_t *pml4e;
1995         pdp_entry_t *pdpe;
1996         pd_entry_t ptpaddr, *pde;
1997         pt_entry_t *pte;
1998
1999         if (pmap == NULL)
2000                 return;
2001
2002         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2003         lwkt_gettoken(&vm_token);
2004         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count >= 0);
2005         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
2006                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2007                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2008                 return;
2009         }
2010
2011         /*
2012          * special handling of removing one page.  a very
2013          * common operation and easy to short circuit some
2014          * code.
2015          */
2016         if (sva + PAGE_SIZE == eva) {
2017                 pde = pmap_pde(pmap, sva);
2018                 if (pde && (*pde & VPTE_PS) == 0) {
2019                         pmap_remove_page(pmap, sva);
2020                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2021                         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2022                         return;
2023                 }
2024         }
2025
2026         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2027                 pml4e = pmap_pml4e(pmap, sva);
2028                 if ((*pml4e & VPTE_V) == 0) {
2029                         va_next = (sva + NBPML4) & ~PML4MASK;
2030                         if (va_next < sva)
2031                                 va_next = eva;
2032                         continue;
2033                 }
2034
2035                 pdpe = pmap_pml4e_to_pdpe(pml4e, sva);
2036                 if ((*pdpe & VPTE_V) == 0) {
2037                         va_next = (sva + NBPDP) & ~PDPMASK;
2038                         if (va_next < sva)
2039                                 va_next = eva;
2040                         continue;
2041                 }
2042
2043                 /*
2044                  * Calculate index for next page table.
2045                  */
2046                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2047                 if (va_next < sva)
2048                         va_next = eva;
2049
2050                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
2051                 ptpaddr = *pde;
2052
2053                 /*
2054                  * Weed out invalid mappings.
2055                  */
2056                 if (ptpaddr == 0)
2057                         continue;
2058
2059                 /*
2060                  * Check for large page.
2061                  */
2062                 if ((ptpaddr & VPTE_PS) != 0) {
2063                         /* JG FreeBSD has more complex treatment here */
2064                         KKASSERT(*pde != 0);
2065                         pmap_inval_pde(pde, pmap, sva);
2066                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2067                         continue;
2068                 }
2069
2070                 /*
2071                  * Limit our scan to either the end of the va represented
2072                  * by the current page table page, or to the end of the
2073                  * range being removed.
2074                  */
2075                 if (va_next > eva)
2076                         va_next = eva;
2077
2078                 /*
2079                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block.
2080                  */
2081                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; pte++,
2082                     sva += PAGE_SIZE) {
2083                         if (*pte == 0)
2084                                 continue;
2085                         if (pmap_remove_pte(pmap, pte, sva))
2086                                 break;
2087                 }
2088         }
2089         lwkt_reltoken(&vm_token);
2090         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2091 }
2092
2093 /*
2094  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
2095  * Reflects back modify bits to the pager.
2096  *
2097  * This routine may not be called from an interrupt.
2098  *
2099  * No requirements.
2100  */
2101 static void
2102 pmap_remove_all(vm_page_t m)
2103 {
2104         pt_entry_t *pte, tpte;
2105         pv_entry_t pv;
2106
2107 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2108         /*
2109          * XXX this makes pmap_page_protect(NONE) illegal for non-managed
2110          * pages!
2111          */
2112         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS)) {
2113                 panic("pmap_page_protect: illegal for unmanaged page, va: 0x%08llx", (long long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2114         }
2115 #endif
2116
2117         lwkt_gettoken(&vm_token);
2118         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2119                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2120                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
2121
2122                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2123                 KKASSERT(pte != NULL);
2124
2125                 tpte = pmap_inval_loadandclear(pte, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2126                 if (tpte & VPTE_WIRED)
2127                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
2128                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count >= 0);
2129
2130                 if (tpte & VPTE_A)
2131                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2132
2133                 /*
2134                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2135                  */
2136                 if (tpte & VPTE_M) {
2137 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2138                         if (pmap_nw_modified(tpte)) {
2139                                 kprintf(
2140         "pmap_remove_all: modified page not writable: va: 0x%lx, pte: 0x%lx\n",
2141                                     pv->pv_va, tpte);
2142                         }
2143 #endif
2144                         if (pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
2145                                 vm_page_dirty(m);
2146                 }
2147                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2148                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2149                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
2150                 m->md.pv_list_count--;
2151                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2152                 KKASSERT(m->md.pv_list_count >= 0);
2153                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2154                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2155                 vm_object_hold(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2156                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem);
2157                 vm_object_drop(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2158                 free_pv_entry(pv);
2159         }
2160         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
2161         lwkt_reltoken(&vm_token);
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Set the physical protection on the specified range of this map
2166  * as requested.
2167  *
2168  * This function may not be called from an interrupt if the map is
2169  * not the kernel_pmap.
2170  *
2171  * No requirements.
2172  */
2173 void
2174 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2175 {
2176         vm_offset_t va_next;
2177         pml4_entry_t *pml4e;
2178         pdp_entry_t *pdpe;
2179         pd_entry_t ptpaddr, *pde;
2180         pt_entry_t *pte;
2181
2182         /* JG review for NX */
2183
2184         if (pmap == NULL)
2185                 return;
2186
2187         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2188                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2189                 return;
2190         }
2191
2192         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2193                 return;
2194
2195         lwkt_gettoken(&vm_token);
2196
2197         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2198
2199                 pml4e = pmap_pml4e(pmap, sva);
2200                 if ((*pml4e & VPTE_V) == 0) {
2201                         va_next = (sva + NBPML4) & ~PML4MASK;
2202                         if (va_next < sva)
2203                                 va_next = eva;
2204                         continue;
2205                 }
2206
2207                 pdpe = pmap_pml4e_to_pdpe(pml4e, sva);
2208                 if ((*pdpe & VPTE_V) == 0) {
2209                         va_next = (sva + NBPDP) & ~PDPMASK;
2210                         if (va_next < sva)
2211                                 va_next = eva;
2212                         continue;
2213                 }
2214
2215                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2216                 if (va_next < sva)
2217                         va_next = eva;
2218
2219                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
2220                 ptpaddr = *pde;
2221
2222                 /*
2223                  * Check for large page.
2224                  */
2225                 if ((ptpaddr & VPTE_PS) != 0) {
2226                         /* JG correct? */
2227                         pmap_clean_pde(pde, pmap, sva);
2228                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2229                         continue;
2230                 }
2231
2232                 /*
2233                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2234                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2235                  */
2236                 if (ptpaddr == 0)
2237                         continue;
2238
2239                 if (va_next > eva)
2240                         va_next = eva;
2241
2242                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; pte++,
2243                     sva += PAGE_SIZE) {
2244                         pt_entry_t pbits;
2245                         vm_page_t m;
2246
2247                         /*
2248                          * Clean managed pages and also check the accessed
2249                          * bit.  Just remove write perms for unmanaged
2250                          * pages.  Be careful of races, turning off write
2251                          * access will force a fault rather then setting
2252                          * the modified bit at an unexpected time.
2253                          */
2254                         if (*pte & VPTE_MANAGED) {
2255                                 pbits = pmap_clean_pte(pte, pmap, sva);
2256                                 m = NULL;
2257                                 if (pbits & VPTE_A) {
2258                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & VPTE_FRAME);
2259                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2260                                         atomic_clear_long(pte, VPTE_A);
2261                                 }
2262                                 if (pbits & VPTE_M) {
2263                                         if (pmap_track_modified(pmap, sva)) {
2264                                                 if (m == NULL)
2265                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & VPTE_FRAME);
2266                                                 vm_page_dirty(m);
2267                                         }
2268                                 }
2269                         } else {
2270                                 pbits = pmap_setro_pte(pte, pmap, sva);
2271                         }
2272                 }
2273         }
2274         lwkt_reltoken(&vm_token);
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Enter a managed page into a pmap.  If the page is not wired related pmap
2279  * data can be destroyed at any time for later demand-operation.
2280  *
2281  * Insert the vm_page (m) at virtual address (v) in (pmap), with the
2282  * specified protection, and wire the mapping if requested.
2283  *
2284  * NOTE: This routine may not lazy-evaluate or lose information.  The
2285  * page must actually be inserted into the given map NOW.
2286  *
2287  * NOTE: When entering a page at a KVA address, the pmap must be the
2288  * kernel_pmap.
2289  *
2290  * No requirements.
2291  */
2292 void
2293 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2294            boolean_t wired, vm_map_entry_t entry __unused)
2295 {
2296         vm_paddr_t pa;
2297         pd_entry_t *pde;
2298         pt_entry_t *pte;
2299         vm_paddr_t opa;
2300         pt_entry_t origpte, newpte;
2301         vm_page_t mpte;
2302
2303         if (pmap == NULL)
2304                 return;
2305
2306         va = trunc_page(va);
2307
2308         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2309         lwkt_gettoken(&vm_token);
2310
2311         /*
2312          * Get the page table page.   The kernel_pmap's page table pages
2313          * are preallocated and have no associated vm_page_t.
2314          */
2315         if (pmap == &kernel_pmap)
2316                 mpte = NULL;
2317         else
2318                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2319
2320         pde = pmap_pde(pmap, va);
2321         if (pde != NULL && (*pde & VPTE_V) != 0) {
2322                 if ((*pde & VPTE_PS) != 0)
2323                         panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 2MB page");
2324                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, va);
2325         } else {
2326                 panic("pmap_enter: invalid page directory va=%#lx", va);
2327         }
2328
2329         KKASSERT(pte != NULL);
2330         /*
2331          * Deal with races on the original mapping (though don't worry
2332          * about VPTE_A races) by cleaning it.  This will force a fault
2333          * if an attempt is made to write to the page.
2334          */
2335         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2336         origpte = pmap_clean_pte(pte, pmap, va);
2337         opa = origpte & VPTE_FRAME;
2338
2339         if (origpte & VPTE_PS)
2340                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 2MB page");
2341
2342         /*
2343          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2344          */
2345         if (origpte && (opa == pa)) {
2346                 /*
2347                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2348                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2349                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2350                  * the PT page will be also.
2351                  */
2352                 if (wired && ((origpte & VPTE_WIRED) == 0))
2353                         ++pmap->pm_stats.wired_count;
2354                 else if (!wired && (origpte & VPTE_WIRED))
2355                         --pmap->pm_stats.wired_count;
2356
2357                 /*
2358                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
2359                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
2360                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
2361                  * bits below.
2362                  */
2363                 if (mpte)
2364                         mpte->hold_count--;
2365
2366                 /*
2367                  * We might be turning off write access to the page,
2368                  * so we go ahead and sense modify status.
2369                  */
2370                 if (origpte & VPTE_MANAGED) {
2371                         if ((origpte & VPTE_M) &&
2372                             pmap_track_modified(pmap, va)) {
2373                                 vm_page_t om;
2374                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2375                                 vm_page_dirty(om);
2376                         }
2377                         pa |= VPTE_MANAGED;
2378                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2379                 }
2380                 goto validate;
2381         }
2382         /*
2383          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2384          * handle validating new mapping.
2385          */
2386         if (opa) {
2387                 int err;
2388                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va);
2389                 if (err)
2390                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: 0x%lx", va);
2391         }
2392
2393         /*
2394          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2395          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2396          * called at interrupt time.
2397          */
2398         if (pmap_initialized &&
2399             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2400                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2401                 pa |= VPTE_MANAGED;
2402                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2403         }
2404
2405         /*
2406          * Increment counters
2407          */
2408         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2409         if (wired)
2410                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2411
2412 validate:
2413         /*
2414          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2415          */
2416         newpte = (pt_entry_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | VPTE_V | VPTE_U);
2417
2418         if (wired)
2419                 newpte |= VPTE_WIRED;
2420 //      if (pmap != &kernel_pmap)
2421                 newpte |= VPTE_U;
2422
2423         /*
2424          * If the mapping or permission bits are different from the
2425          * (now cleaned) original pte, an update is needed.  We've
2426          * already downgraded or invalidated the page so all we have
2427          * to do now is update the bits.
2428          *
2429          * XXX should we synchronize RO->RW changes to avoid another
2430          * fault?
2431          */
2432         if ((origpte & ~(VPTE_RW|VPTE_M|VPTE_A)) != newpte) {
2433                 *pte = newpte | VPTE_A;
2434                 if (newpte & VPTE_RW)
2435                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2436         }
2437         KKASSERT((newpte & VPTE_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2438         lwkt_reltoken(&vm_token);
2439         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2440 }
2441
2442 /*
2443  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2444  *
2445  * Currently this routine may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2446  *
2447  * No requirements.
2448  */
2449 void
2450 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2451 {
2452         pt_entry_t *pte;
2453         vm_paddr_t pa;
2454         vm_page_t mpte;
2455         vm_pindex_t ptepindex;
2456         pd_entry_t *ptepa;
2457
2458         KKASSERT(pmap != &kernel_pmap);
2459
2460         KKASSERT(va >= VM_MIN_USER_ADDRESS && va < VM_MAX_USER_ADDRESS);
2461
2462         /*
2463          * Calculate pagetable page index
2464          */
2465         ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
2466
2467         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2468         lwkt_gettoken(&vm_token);
2469
2470         do {
2471                 /*
2472                  * Get the page directory entry
2473                  */
2474                 ptepa = pmap_pde(pmap, va);
2475
2476                 /*
2477                  * If the page table page is mapped, we just increment
2478                  * the hold count, and activate it.
2479                  */
2480                 if (ptepa && (*ptepa & VPTE_V) != 0) {
2481                         if (*ptepa & VPTE_PS)
2482                                 panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 2MB page");
2483                         if (pmap->pm_ptphint &&
2484                             (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2485                                 mpte = pmap->pm_ptphint;
2486                         } else {
2487                                 mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2488                                 pmap->pm_ptphint = mpte;
2489                                 vm_page_wakeup(mpte);
2490                         }
2491                         if (mpte)
2492                                 mpte->hold_count++;
2493                 } else {
2494                         mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2495                 }
2496         } while (mpte == NULL);
2497
2498         /*
2499          * Ok, now that the page table page has been validated, get the pte.
2500          * If the pte is already mapped undo mpte's hold_count and
2501          * just return.
2502          */
2503         pte = pmap_pte(pmap, va);
2504         if (*pte & VPTE_V) {
2505                 KKASSERT(mpte != NULL);
2506                 pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, mpte);
2507                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2508                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & VPTE_FRAME) == 0);
2509                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2510                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2511                 return;
2512         }
2513
2514         /*
2515          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2516          */
2517         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2518                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2519                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2520         }
2521
2522         /*
2523          * Increment counters
2524          */
2525         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2526
2527         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2528
2529         /*
2530          * Now validate mapping with RO protection
2531          */
2532         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2533                 *pte = (vpte_t)pa | VPTE_V | VPTE_U;
2534         else
2535                 *pte = (vpte_t)pa | VPTE_V | VPTE_U | VPTE_MANAGED;
2536         /*pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed 0->valid */
2537         /*pmap_inval_flush(&info); don't need for vkernel */
2538         lwkt_reltoken(&vm_token);
2539         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2540 }
2541
2542 /*
2543  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2544  * to be used for panic dumps.
2545  *
2546  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
2547  */
2548 void *
2549 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
2550 {
2551         pmap_kenter_quick(crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2552         return ((void *)crashdumpmap);
2553 }
2554
2555 #define MAX_INIT_PT (96)
2556
2557 /*
2558  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2559  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2560  * immediately after an mmap.
2561  *
2562  * No requirements.
2563  */
2564 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2565
2566 void
2567 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2568                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
2569                     vm_size_t size, int limit)
2570 {
2571         struct rb_vm_page_scan_info info;
2572         struct lwp *lp;
2573         vm_size_t psize;
2574
2575         /*
2576          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2577          * or object.
2578          */
2579         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2580                 return;
2581
2582         /*
2583          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2584          */
2585         lp = curthread->td_lwp;
2586         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2587                 return;
2588
2589         psize = x86_64_btop(size);
2590
2591         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2592                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2593                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2594                 return;
2595         }
2596
2597         if (psize + pindex > object->size) {
2598                 if (object->size < pindex)
2599                         return;
2600                 psize = object->size - pindex;
2601         }
2602
2603         if (psize == 0)
2604                 return;
2605
2606         /*
2607          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2608          * any valid pages found into the pmap.
2609          *
2610          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2611          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2612          */
2613         info.start_pindex = pindex;
2614         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2615         info.limit = limit;
2616         info.mpte = NULL;
2617         info.addr = addr;
2618         info.pmap = pmap;
2619
2620         vm_object_hold_shared(object);
2621         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2622                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2623         vm_object_drop(object);
2624 }
2625
2626 static
2627 int
2628 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2629 {
2630         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2631         vm_pindex_t rel_index;
2632         /*
2633          * don't allow an madvise to blow away our really
2634          * free pages allocating pv entries.
2635          */
2636         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2637                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2638                     return(-1);
2639         }
2640
2641         /*
2642          * Ignore list markers and ignore pages we cannot instantly
2643          * busy (while holding the object token).
2644          */
2645         if (p->flags & PG_MARKER)
2646                 return 0;
2647         if (vm_page_busy_try(p, TRUE))
2648                 return 0;
2649         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2650             (p->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2651                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2652                         vm_page_deactivate(p);
2653                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2654                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2655                                  info->addr + x86_64_ptob(rel_index), p);
2656         }
2657         vm_page_wakeup(p);
2658         return(0);
2659 }
2660
2661 /*
2662  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2663  * pre-fault the specified address.
2664  *
2665  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2666  * pte is already loaded into the slot.
2667  *
2668  * No requirements.
2669  */
2670 int
2671 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2672 {
2673         pt_entry_t *pte;
2674         pd_entry_t *pde;
2675         int ret;
2676
2677         lwkt_gettoken(&vm_token);
2678         pde = pmap_pde(pmap, addr);
2679         if (pde == NULL || *pde == 0) {
2680                 ret = 0;
2681         } else {
2682                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, addr);
2683                 ret = (*pte) ? 0 : 1;
2684         }
2685         lwkt_reltoken(&vm_token);
2686         return (ret);
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Change the wiring attribute for a map/virtual-address pair.
2691  *
2692  * The mapping must already exist in the pmap.
2693  * No other requirements.
2694  */
2695 void
2696 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired,
2697                    vm_map_entry_t entry __unused)
2698 {
2699         pt_entry_t *pte;
2700
2701         if (pmap == NULL)
2702                 return;
2703
2704         lwkt_gettoken(&vm_token);
2705         pte = pmap_pte(pmap, va);
2706
2707         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2708                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2709         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2710                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2711
2712         /*
2713          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2714          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2715          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using
2716          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2717          * wiring changes.
2718          */
2719         if (wired)
2720                 atomic_set_long(pte, VPTE_WIRED);
2721         else
2722                 atomic_clear_long(pte, VPTE_WIRED);
2723         lwkt_reltoken(&vm_token);
2724 }
2725
2726 /*
2727  *      Copy the range specified by src_addr/len
2728  *      from the source map to the range dst_addr/len
2729  *      in the destination map.
2730  *
2731  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2732  */
2733 void
2734 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr,
2735         vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2736 {
2737         /*
2738          * XXX BUGGY.  Amoung other things srcmpte is assumed to remain
2739          * valid through blocking calls, and that's just not going to
2740          * be the case.
2741          *
2742          * FIXME!
2743          */
2744         return;
2745 }
2746
2747 /*
2748  * pmap_zero_page:
2749  *
2750  *      Zero the specified physical page.
2751  *
2752  *      This function may be called from an interrupt and no locking is
2753  *      required.
2754  */
2755 void
2756 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2757 {
2758         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(phys);
2759
2760         bzero((void *)va, PAGE_SIZE);
2761 }
2762
2763 /*
2764  * pmap_page_assertzero:
2765  *
2766  *      Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2767  */
2768 void
2769 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2770 {
2771         int i;
2772
2773         crit_enter();
2774         vm_offset_t virt = PHYS_TO_DMAP(phys);
2775
2776         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += sizeof(int)) {
2777             if (*(int *)((char *)virt + i) != 0) {
2778                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!",
2779                     (void *)virt);
2780             }
2781         }
2782         crit_exit();
2783 }
2784
2785 /*
2786  * pmap_zero_page:
2787  *
2788  *      Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2789  *      its contents with bzero.
2790  *
2791  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2792  */
2793 void
2794 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2795 {
2796         crit_enter();
2797         vm_offset_t virt = PHYS_TO_DMAP(phys);
2798         bzero((char *)virt + off, size);
2799         crit_exit();
2800 }
2801
2802 /*
2803  * pmap_copy_page:
2804  *
2805  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2806  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2807  *      is required.
2808  */
2809 void
2810 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2811 {
2812         vm_offset_t src_virt, dst_virt;
2813
2814         crit_enter();
2815         src_virt = PHYS_TO_DMAP(src);
2816         dst_virt = PHYS_TO_DMAP(dst);
2817         bcopy((void *)src_virt, (void *)dst_virt, PAGE_SIZE);
2818         crit_exit();
2819 }
2820
2821 /*
2822  * pmap_copy_page_frag:
2823  *
2824  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2825  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2826  *      is required.
2827  */
2828 void
2829 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2830 {
2831         vm_offset_t src_virt, dst_virt;
2832
2833         crit_enter();
2834         src_virt = PHYS_TO_DMAP(src);
2835         dst_virt = PHYS_TO_DMAP(dst);
2836         bcopy((char *)src_virt + (src & PAGE_MASK),
2837               (char *)dst_virt + (dst & PAGE_MASK),
2838               bytes);
2839         crit_exit();
2840 }
2841
2842 /*
2843  * Returns true if the pmap's pv is one of the first 16 pvs linked to
2844  * from this page.  This count may be changed upwards or downwards
2845  * in the future; it is only necessary that true be returned for a small
2846  * subset of pmaps for proper page aging.
2847  *
2848  * No other requirements.
2849  */
2850 boolean_t
2851 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2852 {
2853         pv_entry_t pv;
2854         int loops = 0;
2855
2856         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2857                 return FALSE;
2858
2859         crit_enter();
2860         lwkt_gettoken(&vm_token);
2861
2862         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2863                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2864                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2865                         crit_exit();
2866                         return TRUE;
2867                 }
2868                 loops++;
2869                 if (loops >= 16)
2870                         break;
2871         }
2872         lwkt_reltoken(&vm_token);
2873         crit_exit();
2874         return (FALSE);
2875 }
2876
2877 /*
2878  * Remove all pages from specified address space this aids process
2879  * exit speeds.  Also, this code is special cased for current
2880  * process only, but can have the more generic (and slightly slower)
2881  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove in the case
2882  * of running down an entire address space.
2883  *
2884  * No other requirements.
2885  */
2886 void
2887 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2888 {
2889         pt_entry_t *pte, tpte;
2890         pv_entry_t pv, npv;
2891         vm_page_t m;
2892         int save_generation;
2893
2894         if (pmap->pm_pteobj)
2895                 vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2896         lwkt_gettoken(&vm_token);
2897
2898         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2899                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2900                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2901                         continue;
2902                 }
2903
2904                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2905
2906                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
2907
2908                 /*
2909                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2910                  * at this time
2911                  */
2912                 if (*pte & VPTE_WIRED) {
2913                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2914                         continue;
2915                 }
2916                 tpte = pmap_inval_loadandclear(pte, pmap, pv->pv_va);
2917
2918                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte & VPTE_FRAME);
2919
2920                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2921                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %lx", tpte));
2922
2923                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2924                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2925
2926                 /*
2927                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2928                  */
2929                 if (tpte & VPTE_M) {
2930                         vm_page_dirty(m);
2931                 }
2932
2933                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2934                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2935                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
2936
2937                 m->md.pv_list_count--;
2938                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2939                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2940                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2941                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2942
2943                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem);
2944                 free_pv_entry(pv);
2945
2946                 /*
2947                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
2948                  * calls and other removals were made.
2949                  */
2950                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
2951                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
2952                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
2953                 }
2954         }
2955         lwkt_reltoken(&vm_token);
2956         if (pmap->pm_pteobj)
2957                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2958 }
2959
2960 /*
2961  * pmap_testbit tests bits in active mappings of a VM page.
2962  */
2963 static boolean_t
2964 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2965 {
2966         pv_entry_t pv;
2967         pt_entry_t *pte;
2968
2969         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2970                 return FALSE;
2971
2972         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
2973                 return FALSE;
2974
2975         crit_enter();
2976
2977         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2978                 /*
2979                  * if the bit being tested is the modified bit, then
2980                  * mark clean_map and ptes as never
2981                  * modified.
2982                  */
2983                 if (bit & (VPTE_A|VPTE_M)) {
2984                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
2985                                 continue;
2986                 }
2987
2988 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2989                 if (pv->pv_pmap == NULL) {
2990                         kprintf("Null pmap (tb) at va: 0x%lx\n", pv->pv_va);
2991                         continue;
2992                 }
2993 #endif
2994                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2995                 if (*pte & bit) {
2996                         crit_exit();
2997                         return TRUE;
2998                 }
2999         }
3000         crit_exit();
3001         return (FALSE);
3002 }
3003
3004 /*
3005  * This routine is used to clear bits in ptes.  Certain bits require special
3006  * handling, in particular (on virtual kernels) the VPTE_M (modify) bit.
3007  *
3008  * This routine is only called with certain VPTE_* bit combinations.
3009  */
3010 static __inline void
3011 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3012 {
3013         pv_entry_t pv;
3014         pt_entry_t *pte;
3015         pt_entry_t pbits;
3016
3017         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3018                 return;
3019
3020         crit_enter();
3021
3022         /*
3023          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3024          * setting RO do we need to clear the VAC?
3025          */
3026         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3027                 /*
3028                  * don't write protect pager mappings
3029                  */
3030                 if (bit == VPTE_RW) {
3031                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
3032                                 continue;
3033                 }
3034
3035 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3036                 if (pv->pv_pmap == NULL) {
3037                         kprintf("Null pmap (cb) at va: 0x%lx\n", pv->pv_va);
3038                         continue;
3039                 }
3040 #endif
3041
3042                 /*
3043                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3044                  * clear VPTE_A or VPTE_M safely but we need to synchronize
3045                  * with the target cpus when we mess with VPTE_RW.
3046                  *
3047                  * On virtual kernels we must force a new fault-on-write
3048                  * in the real kernel if we clear the Modify bit ourselves,
3049                  * otherwise the real kernel will not get a new fault and
3050                  * will never set our Modify bit again.
3051                  */
3052                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3053                 if (*pte & bit) {
3054                         if (bit == VPTE_RW) {
3055                                 /*
3056                                  * We must also clear VPTE_M when clearing
3057                                  * VPTE_RW
3058                                  */
3059                                 pbits = pmap_clean_pte(pte, pv->pv_pmap,
3060                                                        pv->pv_va);
3061                                 if (pbits & VPTE_M)
3062                                         vm_page_dirty(m);
3063                         } else if (bit == VPTE_M) {
3064                                 /*
3065                                  * We do not have to make the page read-only
3066                                  * when clearing the Modify bit.  The real
3067                                  * kernel will make the real PTE read-only
3068                                  * or otherwise detect the write and set
3069                                  * our VPTE_M again simply by us invalidating
3070                                  * the real kernel VA for the pmap (as we did
3071                                  * above).  This allows the real kernel to
3072                                  * handle the write fault without forwarding
3073                                  * the fault to us.
3074                                  */
3075                                 atomic_clear_long(pte, VPTE_M);
3076                         } else if ((bit & (VPTE_RW|VPTE_M)) == (VPTE_RW|VPTE_M)) {
3077                                 /*
3078                                  * We've been asked to clear W & M, I guess
3079                                  * the caller doesn't want us to update
3080                                  * the dirty status of the VM page.
3081                                  */
3082                                 pmap_clean_pte(pte, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3083                         } else {
3084                                 /*
3085                                  * We've been asked to clear bits that do
3086                                  * not interact with hardware.
3087                                  */
3088                                 atomic_clear_long(pte, bit);
3089                         }
3090                 }
3091         }
3092         crit_exit();
3093 }
3094
3095 /*
3096  * Lower the permission for all mappings to a given page.
3097  *
3098  * No other requirements.
3099  */
3100 void
3101 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3102 {
3103         /* JG NX support? */
3104         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3105                 lwkt_gettoken(&vm_token);
3106                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3107                         pmap_clearbit(m, VPTE_RW);
3108                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3109                 } else {
3110                         pmap_remove_all(m);
3111                 }
3112                 lwkt_reltoken(&vm_token);
3113         }
3114 }
3115
3116 vm_paddr_t
3117 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3118 {
3119         return (x86_64_ptob(ppn));
3120 }
3121
3122 /*
3123  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3124  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3125  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3126  * reference bits set.
3127  *
3128  * XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3129  * should be tested and standardized at some point in the future for
3130  * optimal aging of shared pages.
3131  *
3132  * No other requirements.
3133  */
3134 int
3135 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3136 {
3137         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3138         pt_entry_t *pte;
3139         int rtval = 0;
3140
3141         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3142                 return (rtval);
3143
3144         crit_enter();
3145         lwkt_gettoken(&vm_token);
3146
3147         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3148
3149                 pvf = pv;
3150
3151                 do {
3152                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3153
3154                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3155
3156                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3157
3158                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
3159                                 continue;
3160
3161                         pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3162
3163                         if (pte && (*pte & VPTE_A)) {
3164                                 atomic_clear_long(pte, VPTE_A);
3165                                 rtval++;
3166                                 if (rtval > 4) {
3167                                         break;
3168                                 }
3169                         }
3170                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3171         }
3172         lwkt_reltoken(&vm_token);
3173         crit_exit();
3174
3175         return (rtval);
3176 }
3177
3178 /*
3179  * Return whether or not the specified physical page was modified
3180  * in any physical maps.
3181  *
3182  * No other requirements.
3183  */
3184 boolean_t
3185 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3186 {
3187         boolean_t res;
3188
3189         lwkt_gettoken(&vm_token);
3190         res = pmap_testbit(m, VPTE_M);
3191         lwkt_reltoken(&vm_token);
3192         return (res);
3193 }
3194
3195 /*
3196  * Clear the modify bits on the specified physical page.
3197  *
3198  * No other requirements.
3199  */
3200 void
3201 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3202 {
3203         lwkt_gettoken(&vm_token);
3204         pmap_clearbit(m, VPTE_M);
3205         lwkt_reltoken(&vm_token);
3206 }
3207
3208 /*
3209  * Clear the reference bit on the specified physical page.
3210  *
3211  * No other requirements.
3212  */
3213 void
3214 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3215 {
3216         lwkt_gettoken(&vm_token);
3217         pmap_clearbit(m, VPTE_A);
3218         lwkt_reltoken(&vm_token);
3219 }
3220
3221 /*
3222  * Miscellaneous support routines follow
3223  */
3224
3225 static void
3226 i386_protection_init(void)
3227 {
3228         int *kp, prot;
3229
3230         kp = protection_codes;
3231         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3232                 if (prot & VM_PROT_READ)
3233                         *kp |= 0; /* if it's VALID is readeable */
3234                 if (prot & VM_PROT_WRITE)
3235                         *kp |= VPTE_RW;
3236                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE)
3237                         *kp |= 0; /* if it's VALID is executable */
3238                 ++kp;
3239         }
3240 }
3241
3242 /*
3243  * Sets the memory attribute for the specified page.
3244  */
3245 void
3246 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
3247 {
3248         /* This is a vkernel, do nothing */
3249 }
3250
3251 /*
3252  * Change the PAT attribute on an existing kernel memory map.  Caller
3253  * must ensure that the virtual memory in question is not accessed
3254  * during the adjustment.
3255  */
3256 void
3257 pmap_change_attr(vm_offset_t va, vm_size_t count, int mode)
3258 {
3259         /* This is a vkernel, do nothing */
3260 }
3261
3262 /*
3263  * Perform the pmap work for mincore
3264  *
3265  * No other requirements.
3266  */
3267 int
3268 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3269 {
3270         pt_entry_t *ptep, pte;
3271         vm_page_t m;
3272         int val = 0;
3273
3274         lwkt_gettoken(&vm_token);
3275         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3276
3277         if (ptep && (pte = *ptep) != 0) {
3278                 vm_paddr_t pa;
3279
3280                 val = MINCORE_INCORE;
3281                 if ((pte & VPTE_MANAGED) == 0)
3282                         goto done;
3283
3284                 pa = pte & VPTE_FRAME;
3285
3286                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3287
3288                 /*
3289                  * Modified by us
3290                  */
3291                 if (pte & VPTE_M)
3292                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3293                 /*
3294                  * Modified by someone
3295                  */
3296                 else if (m->dirty || pmap_is_modified(m))
3297                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3298                 /*
3299                  * Referenced by us
3300                  */
3301                 if (pte & VPTE_A)
3302                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3303
3304                 /*
3305                  * Referenced by someone
3306                  */
3307                 else if ((m->flags & PG_REFERENCED) || pmap_ts_referenced(m)) {
3308                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3309                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3310                 }
3311         }
3312 done:
3313         lwkt_reltoken(&vm_token);
3314         return val;
3315 }
3316
3317 /*
3318  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3319  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3320  *
3321  * Caller must hold vmspace->vm_map.token for oldvm and newvm
3322  */
3323 void
3324 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3325 {
3326         struct vmspace *oldvm;
3327         struct lwp *lp;
3328
3329         crit_enter();
3330         oldvm = p->p_vmspace;
3331         if (oldvm != newvm) {
3332                 p->p_vmspace = newvm;
3333                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3334                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3335                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3336                 if (adjrefs) {
3337                         vmspace_ref(newvm);
3338                         vmspace_rel(oldvm);
3339                 }
3340         }
3341         crit_exit();
3342 }
3343
3344 /*
3345  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3346  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3347  * on a per-lwp basis.
3348  */
3349 void
3350 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3351 {
3352         struct vmspace *oldvm;
3353         struct pmap *pmap;
3354
3355         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3356         if (oldvm == newvm)
3357                 return;
3358         lp->lwp_vmspace = newvm;
3359         if (curthread->td_lwp != lp)
3360                 return;
3361         /*
3362          * NOTE: We don't have to worry about the CPULOCK here because
3363          *       the virtual kernel doesn't call this function when VMM
3364          *       is enabled (and depends on the host kernel when it isn't).
3365          */
3366         crit_enter();
3367         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3368         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(pmap->pm_active, mycpu->gd_cpuid);
3369 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3370         tlb_flush_count++;
3371 #endif
3372         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3373         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(pmap->pm_active, mycpu->gd_cpuid);
3374         crit_exit();
3375 }
3376
3377 /*
3378  * The swtch code tried to switch in a heavy weight process whos pmap
3379  * is locked by another cpu.  We have to wait for the lock to clear before
3380  * the pmap can be used.
3381  */
3382 void
3383 pmap_interlock_wait (struct vmspace *vm)
3384 {
3385         pmap_t pmap = vmspace_pmap(vm);
3386
3387         while (pmap->pm_active_lock & CPULOCK_EXCL)
3388                 pthread_yield();
3389 }
3390
3391 vm_offset_t
3392 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3393 {
3394
3395         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3396                 return addr;
3397         }
3398
3399         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3400         return addr;
3401 }
3402
3403 /*
3404  * Used by kmalloc/kfree, page already exists at va
3405  */
3406 vm_page_t
3407 pmap_kvtom(vm_offset_t va)
3408 {
3409         vpte_t *ptep;
3410
3411         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
3412         ptep = vtopte(va);
3413         return(PHYS_TO_VM_PAGE(*ptep & PG_FRAME));
3414 }
3415
3416 void
3417 pmap_object_init(vm_object_t object)
3418 {
3419         /* empty */
3420 }
3421
3422 void
3423 pmap_object_free(vm_object_t object)
3424 {
3425         /* empty */
3426 }