kernel - VM MPSAFE fixes
[dragonfly.git] / sys / platform / pc32 / i386 / pmap.c
1 /*
2  * (MPSAFE)
3  *
4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
7  * All rights reserved.
8  * Copyright (c) 1994 David Greenman
9  * All rights reserved.
10  *
11  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
12  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
13  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
14  *
15  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
16  * modification, are permitted provided that the following conditions
17  * are met:
18  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
20  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
22  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
23  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
24  *    must display the following acknowledgement:
25  *      This product includes software developed by the University of
26  *      California, Berkeley and its contributors.
27  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
28  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
29  *    without specific prior written permission.
30  *
31  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
32  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
33  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
34  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
35  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
36  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
37  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
38  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
39  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
40  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
41  * SUCH DAMAGE.
42  *
43  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
44  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.18 2002/03/06 22:48:53 silby Exp $
45  * $DragonFly: src/sys/platform/pc32/i386/pmap.c,v 1.87 2008/08/25 17:01:38 dillon Exp $
46  */
47
48 /*
49  * Manages physical address maps.
50  *
51  * In most cases the vm_token must be held when manipulating a user pmap
52  * or elements within a vm_page, and the kvm_token must be held when
53  * manipulating the kernel pmap.  Operations on user pmaps may require
54  * additional synchronization.
55  *
56  * In some cases the caller may hold the required tokens to prevent pmap
57  * functions from blocking on those same tokens.  This typically only works
58  * for lookup-style operations.
59  */
60 /*
61  * PMAP_DEBUG - see platform/pc32/include/pmap.h
62  */
63
64 #include "opt_disable_pse.h"
65 #include "opt_pmap.h"
66 #include "opt_msgbuf.h"
67
68 #include <sys/param.h>
69 #include <sys/systm.h>
70 #include <sys/kernel.h>
71 #include <sys/proc.h>
72 #include <sys/msgbuf.h>
73 #include <sys/vmmeter.h>
74 #include <sys/mman.h>
75
76 #include <vm/vm.h>
77 #include <vm/vm_param.h>
78 #include <sys/sysctl.h>
79 #include <sys/lock.h>
80 #include <vm/vm_kern.h>
81 #include <vm/vm_page.h>
82 #include <vm/vm_map.h>
83 #include <vm/vm_object.h>
84 #include <vm/vm_extern.h>
85 #include <vm/vm_pageout.h>
86 #include <vm/vm_pager.h>
87 #include <vm/vm_zone.h>
88
89 #include <sys/user.h>
90 #include <sys/thread2.h>
91 #include <sys/sysref2.h>
92
93 #include <machine/cputypes.h>
94 #include <machine/md_var.h>
95 #include <machine/specialreg.h>
96 #include <machine/smp.h>
97 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
98 #include <machine/globaldata.h>
99 #include <machine/pmap.h>
100 #include <machine/pmap_inval.h>
101
102 #define PMAP_KEEP_PDIRS
103 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
104 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
105 #define PMAP_PVLIMIT     1400000        /* i386 kvm problems */
106 #endif
107
108 #if defined(DIAGNOSTIC)
109 #define PMAP_DIAGNOSTIC
110 #endif
111
112 #define MINPV 2048
113
114 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
115 #define PMAP_INLINE __inline
116 #else
117 #define PMAP_INLINE
118 #endif
119
120 /*
121  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
122  */
123 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
124 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
125
126 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
127 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
128 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
129 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
130 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
131
132 /*
133  * Given a map and a machine independent protection code,
134  * convert to a vax protection code.
135  */
136 #define pte_prot(m, p)          \
137         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
138 static int protection_codes[8];
139
140 struct pmap kernel_pmap;
141 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
142
143 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
144 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
145 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
146 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
147 vm_offset_t virtual2_start;
148 vm_offset_t virtual2_end;
149 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
150 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
151 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
152 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
153 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
154 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
155
156 static vm_object_t kptobj;
157
158 static int nkpt;
159 vm_offset_t kernel_vm_end;
160
161 /*
162  * Data for the pv entry allocation mechanism
163  */
164 static vm_zone_t pvzone;
165 static struct vm_zone pvzone_store;
166 static struct vm_object pvzone_obj;
167 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
168 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
169 static struct pv_entry *pvinit;
170
171 /*
172  * Considering all the issues I'm having with pmap caching, if breakage
173  * continues to occur, and for debugging, I've added a sysctl that will
174  * just do an unconditional invltlb.
175  */
176 static int dreadful_invltlb;
177
178 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dreadful_invltlb,
179            CTLFLAG_RW, &dreadful_invltlb, 0, "Debugging sysctl to force invltlb on pmap operations");
180
181 /*
182  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
183  */
184 pt_entry_t *CMAP1 = 0, *ptmmap;
185 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
186 static pt_entry_t *msgbufmap;
187 struct msgbuf *msgbufp=0;
188
189 /*
190  * Crashdump maps.
191  */
192 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
193 static caddr_t crashdumpmap;
194
195 extern pt_entry_t *SMPpt;
196
197 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
198 static unsigned * get_ptbase (pmap_t pmap);
199 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
200 static void     i386_protection_init (void);
201 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
202
203 static void     pmap_remove_all (vm_page_t m);
204 static int pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, unsigned *ptq, 
205                                 vm_offset_t sva, pmap_inval_info_t info);
206 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap, 
207                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
208 static int pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
209                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
210 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
211 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, vm_offset_t va,
212                 vm_page_t mpte, vm_page_t m);
213
214 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
215
216 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
217 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, unsigned ptepindex);
218 static unsigned * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
219 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
220 static int pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, pmap_inval_info_t);
221 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
222
223 static unsigned pdir4mb;
224
225 /*
226  * Move the kernel virtual free pointer to the next
227  * 4MB.  This is used to help improve performance
228  * by using a large (4MB) page for much of the kernel
229  * (.text, .data, .bss)
230  */
231 static
232 vm_offset_t
233 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
234 {
235         vm_offset_t newaddr = addr;
236 #ifndef DISABLE_PSE
237         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
238                 newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
239         }
240 #endif
241         return newaddr;
242 }
243
244 /*
245  * This function returns a pointer to the pte entry in the pmap and has
246  * the side effect of potentially retaining a cached mapping of the pmap.
247  *
248  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
249  * until the caller blocks or releases the token.
250  */
251 static
252 unsigned *
253 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
254 {
255         unsigned *pdeaddr;
256
257         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
258         if (pmap) {
259                 pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(pmap, va);
260                 if (*pdeaddr & PG_PS)
261                         return pdeaddr;
262                 if (*pdeaddr)
263                         return get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
264         }
265         return (0);
266 }
267
268 /*
269  * pmap_pte using the kernel_pmap
270  *
271  * Used for debugging, no requirements.
272  */
273 unsigned *
274 pmap_kernel_pte(vm_offset_t va)
275 {
276         unsigned *pdeaddr;
277
278         pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(&kernel_pmap, va);
279         if (*pdeaddr & PG_PS)
280                 return pdeaddr;
281         if (*pdeaddr)
282                 return (unsigned *)vtopte(va);
283         return(0);
284 }
285
286 /*
287  * pmap_pte_quick:
288  *
289  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
290  * This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
291  * the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
292  * to do an entire invltlb when checking a single mapping.
293  *
294  * Should only be called while in a critical section.
295  *
296  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
297  * until the caller blocks or releases the token.
298  */
299 static
300 unsigned *
301 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
302 {
303         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
304         unsigned pde, newpf;
305
306         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
307         if ((pde = (unsigned) pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT]) != 0) {
308                 unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
309                 unsigned index = i386_btop(va);
310                 /* are we current address space or kernel? */
311                 if ((pmap == &kernel_pmap) ||
312                         (frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME))) {
313                         return (unsigned *) PTmap + index;
314                 }
315                 newpf = pde & PG_FRAME;
316                 if (((*(unsigned *)gd->gd_PMAP1) & PG_FRAME) != newpf) {
317                         *(unsigned *)gd->gd_PMAP1 = newpf | PG_RW | PG_V;
318                         cpu_invlpg(gd->gd_PADDR1);
319                 }
320                 return gd->gd_PADDR1 + ((unsigned) index & (NPTEPG - 1));
321         }
322         return (0);
323 }
324
325
326 /*
327  * Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
328  *
329  * On the i386 this is called after mapping has already been enabled
330  * and just syncs the pmap module with what has already been done.
331  * [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
332  * mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
333  * from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
334  * (physical) address starting relative to 0]
335  */
336 void
337 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr, vm_paddr_t loadaddr)
338 {
339         vm_offset_t va;
340         pt_entry_t *pte;
341         struct mdglobaldata *gd;
342         int i;
343         int pg;
344
345         KvaStart = (vm_offset_t)VADDR(PTDPTDI, 0);
346         KvaSize = (vm_offset_t)VADDR(APTDPTDI, 0) - KvaStart;
347         KvaEnd  = KvaStart + KvaSize;
348
349         avail_start = firstaddr;
350
351         /*
352          * XXX The calculation of virtual_start is wrong. It's NKPT*PAGE_SIZE
353          * too large. It should instead be correctly calculated in locore.s and
354          * not based on 'first' (which is a physical address, not a virtual
355          * address, for the start of unused physical memory). The kernel
356          * page tables are NOT double mapped and thus should not be included
357          * in this calculation.
358          */
359         virtual_start = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
360         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
361         virtual_end = VADDR(KPTDI+NKPDE-1, NPTEPG-1);
362
363         /*
364          * Initialize protection array.
365          */
366         i386_protection_init();
367
368         /*
369          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
370          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
371          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
372          */
373         kernel_pmap.pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
374         kernel_pmap.pm_count = 1;
375         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
376         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
377         nkpt = NKPT;
378
379         /*
380          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
381          * mapping of pages.
382          */
383 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
384         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
385
386         va = virtual_start;
387         pte = (pt_entry_t *) pmap_kernel_pte(va);
388
389         /*
390          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
391          */
392         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
393
394         /*
395          * Crashdump maps.
396          */
397         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
398
399         /*
400          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
401          * /dev/mem.
402          */
403         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
404
405         /*
406          * msgbufp is used to map the system message buffer.
407          * XXX msgbufmap is not used.
408          */
409         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
410                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
411
412         virtual_start = va;
413
414         *(int *) CMAP1 = 0;
415         for (i = 0; i < NKPT; i++)
416                 PTD[i] = 0;
417
418         /*
419          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
420          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
421          * works under UP because self-referential page table mappings
422          */
423 #ifdef SMP
424         pgeflag = 0;
425 #else
426         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
427                 pgeflag = PG_G;
428 #endif
429         
430 /*
431  * Initialize the 4MB page size flag
432  */
433         pseflag = 0;
434 /*
435  * The 4MB page version of the initial
436  * kernel page mapping.
437  */
438         pdir4mb = 0;
439
440 #if !defined(DISABLE_PSE)
441         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
442                 unsigned ptditmp;
443                 /*
444                  * Note that we have enabled PSE mode
445                  */
446                 pseflag = PG_PS;
447                 ptditmp = *((unsigned *)PTmap + i386_btop(KERNBASE));
448                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
449                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
450                 pdir4mb = ptditmp;
451
452 #ifndef SMP
453                 /*
454                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
455                  * now because the APs will not be able to use it when
456                  * they boot up.
457                  */
458                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
459
460                 /*
461                  * We can do the mapping here for the single processor
462                  * case.  We simply ignore the old page table page from
463                  * now on.
464                  */
465                 /*
466                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
467                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
468                  */
469                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
470                 kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
471                 cpu_invltlb();
472 #endif
473         }
474 #endif
475
476         /*
477          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
478          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
479          * portion.
480          */
481         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
482         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
483         gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
484         gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
485         gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
486         gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
487         gd->gd_GDMAP1 = &PTD[APTDPTDI];
488         gd->gd_CADDR1 = CPU_prvspace[0].CPAGE1;
489         gd->gd_CADDR2 = CPU_prvspace[0].CPAGE2;
490         gd->gd_CADDR3 = CPU_prvspace[0].CPAGE3;
491         gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)CPU_prvspace[0].PPAGE1;
492         gd->gd_GDADDR1= (unsigned *)VADDR(APTDPTDI, 0);
493
494         cpu_invltlb();
495 }
496
497 #ifdef SMP
498 /*
499  * Set 4mb pdir for mp startup
500  */
501 void
502 pmap_set_opt(void)
503 {
504         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
505                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
506                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
507                         kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] =
508                             PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)pdir4mb;
509                         cpu_invltlb();
510                 }
511         }
512 }
513 #endif
514
515 /*
516  * Initialize the pmap module, called by vm_init()
517  *
518  * Called from the low level boot code only.
519  */
520 void
521 pmap_init(void)
522 {
523         int i;
524         int initial_pvs;
525
526         /*
527          * object for kernel page table pages
528          */
529         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NKPDE);
530
531         /*
532          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
533          * pv_head_table.
534          */
535
536         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
537                 vm_page_t m;
538
539                 m = &vm_page_array[i];
540                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
541                 m->md.pv_list_count = 0;
542         }
543
544         /*
545          * init the pv free list
546          */
547         initial_pvs = vm_page_array_size;
548         if (initial_pvs < MINPV)
549                 initial_pvs = MINPV;
550         pvzone = &pvzone_store;
551         pvinit = (void *)kmem_alloc(&kernel_map,
552                                     initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
553         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry),
554                   pvinit, initial_pvs);
555
556         /*
557          * Now it is safe to enable pv_table recording.
558          */
559         pmap_initialized = TRUE;
560 }
561
562 /*
563  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
564  * high water mark so that the system can recover from excessive
565  * numbers of pv entries.
566  *
567  * Called from the low level boot code only.
568  */
569 void
570 pmap_init2(void)
571 {
572         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
573         int entry_max;
574
575         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
576         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
577
578 #ifdef PMAP_PVLIMIT
579         /*
580          * Horrible hack for systems with a lot of memory running i386.
581          * the calculated pv_entry_max can wind up eating a ton of KVM
582          * so put a cap on the number of entries if the user did not
583          * change any of the values.   This saves about 44MB of KVM on
584          * boxes with 3+GB of ram.
585          *
586          * On the flip side, this makes it more likely that some setups
587          * will run out of pv entries.  Those sysads will have to bump
588          * the limit up with vm.pamp.pv_entries or vm.pmap.shpgperproc.
589          */
590         if (shpgperproc == PMAP_SHPGPERPROC) {
591                 if (pv_entry_max > PMAP_PVLIMIT)
592                         pv_entry_max = PMAP_PVLIMIT;
593         }
594 #endif
595         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
596         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
597
598         /*
599          * Subtract out pages already installed in the zone (hack)
600          */
601         entry_max = pv_entry_max - vm_page_array_size;
602         if (entry_max <= 0)
603                 entry_max = 1;
604
605         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
606 }
607
608
609 /***************************************************
610  * Low level helper routines.....
611  ***************************************************/
612
613 #ifdef PMAP_DEBUG
614
615 static void
616 test_m_maps_pv(vm_page_t m, pv_entry_t pv)
617 {
618         pv_entry_t spv;
619
620         crit_enter();
621 #ifdef PMAP_DEBUG
622         KKASSERT(pv->pv_m == m);
623 #endif
624         TAILQ_FOREACH(spv, &m->md.pv_list, pv_list) {
625                 if (pv == spv) {
626                         crit_exit();
627                         return;
628                 }
629         }
630         crit_exit();
631         panic("test_m_maps_pv: failed m %p pv %p\n", m, pv);
632 }
633
634 static void
635 ptbase_assert(struct pmap *pmap)
636 {
637         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
638
639         /* are we current address space or kernel? */
640         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned)PTDpde) & PG_FRAME))
641                 return;
642         KKASSERT(frame == (*mdcpu->gd_GDMAP1 & PG_FRAME));
643 }
644
645 #else
646
647 #define test_m_maps_pv(m, pv)
648 #define ptbase_assert(pmap)
649
650 #endif
651
652 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
653
654 /*
655  * This code checks for non-writeable/modified pages.
656  * This should be an invalid condition.
657  */
658 static int
659 pmap_nw_modified(pt_entry_t ptea)
660 {
661         int pte;
662
663         pte = (int) ptea;
664
665         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
666                 return 1;
667         else
668                 return 0;
669 }
670 #endif
671
672
673 /*
674  * This routine defines the region(s) of memory that should not be tested
675  * for the modified bit.
676  *
677  * No requirements.
678  */
679 static PMAP_INLINE int
680 pmap_track_modified(vm_offset_t va)
681 {
682         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
683                 return 1;
684         else
685                 return 0;
686 }
687
688 /*
689  * Retrieve the mapped page table base for a particular pmap.  Use our self
690  * mapping for the kernel_pmap or our current pmap.
691  *
692  * For foreign pmaps we use the per-cpu page table map.  Since this involves
693  * installing a ptd it's actually (per-process x per-cpu).  However, we
694  * still cannot depend on our mapping to survive thread switches because
695  * the process might be threaded and switching to another thread for the
696  * same process on the same cpu will allow that other thread to make its
697  * own mapping.
698  *
699  * This could be a bit confusing but the jist is for something like the
700  * vkernel which uses foreign pmaps all the time this represents a pretty
701  * good cache that avoids unnecessary invltlb()s.
702  *
703  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
704  * until the caller blocks or releases the token.
705  */
706 static unsigned *
707 get_ptbase(pmap_t pmap)
708 {
709         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
710         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
711
712         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
713
714         /*
715          * We can use PTmap if the pmap is our current address space or
716          * the kernel address space.
717          */
718         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
719                 return (unsigned *) PTmap;
720         }
721
722         /*
723          * Otherwise we use the per-cpu alternative page table map.  Each
724          * cpu gets its own map.  Because of this we cannot use this map
725          * from interrupts or threads which can preempt.
726          *
727          * Even if we already have the map cached we may still have to
728          * invalidate the TLB if another cpu modified a PDE in the map.
729          */
730         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
731                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
732
733         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != frame) {
734                 *gd->gd_GDMAP1 = frame | PG_RW | PG_V;
735                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
736                 cpu_invltlb();
737         } else if ((pmap->pm_cached & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
738                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
739                 cpu_invltlb();
740         } else if (dreadful_invltlb) {
741                 cpu_invltlb();
742         }
743         return ((unsigned *)gd->gd_GDADDR1);
744 }
745
746 /*
747  * pmap_extract:
748  *
749  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
750  *
751  * The caller may hold vm_token if it desires non-blocking operation.
752  */
753 vm_paddr_t 
754 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
755 {
756         vm_offset_t rtval;
757         vm_offset_t pdirindex;
758
759         lwkt_gettoken(&vm_token);
760         pdirindex = va >> PDRSHIFT;
761         if (pmap && (rtval = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex])) {
762                 unsigned *pte;
763                 if ((rtval & PG_PS) != 0) {
764                         rtval &= ~(NBPDR - 1);
765                         rtval |= va & (NBPDR - 1);
766                 } else {
767                         pte = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
768                         rtval = ((*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK));
769                 }
770         } else {
771                 rtval = 0;
772         }
773         lwkt_reltoken(&vm_token);
774         return rtval;
775 }
776
777 /***************************************************
778  * Low level mapping routines.....
779  ***************************************************/
780
781 /*
782  * Map a wired VM page to a KVA, fully SMP synchronized.
783  *
784  * No requirements, non blocking.
785  */
786 void 
787 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
788 {
789         unsigned *pte;
790         unsigned npte;
791         pmap_inval_info info;
792
793         pmap_inval_init(&info);
794         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
795         pte = (unsigned *)vtopte(va);
796         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
797         *pte = npte;
798         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
799         pmap_inval_done(&info);
800 }
801
802 /*
803  * Map a wired VM page to a KVA, synchronized on current cpu only.
804  *
805  * No requirements, non blocking.
806  */
807 void
808 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
809 {
810         unsigned *pte;
811         unsigned npte;
812
813         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
814         pte = (unsigned *)vtopte(va);
815         *pte = npte;
816         cpu_invlpg((void *)va);
817 }
818
819 /*
820  * Synchronize a previously entered VA on all cpus.
821  *
822  * No requirements, non blocking.
823  */
824 void
825 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
826 {
827         pmap_inval_info info;
828
829         pmap_inval_init(&info);
830         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
831         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
832         pmap_inval_done(&info);
833 }
834
835 /*
836  * Synchronize a previously entered VA on the current cpu only.
837  *
838  * No requirements, non blocking.
839  */
840 void
841 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
842 {
843         cpu_invlpg((void *)va);
844 }
845
846 /*
847  * Remove a page from the kernel pagetables, fully SMP synchronized.
848  *
849  * No requirements, non blocking.
850  */
851 void
852 pmap_kremove(vm_offset_t va)
853 {
854         unsigned *pte;
855         pmap_inval_info info;
856
857         pmap_inval_init(&info);
858         pte = (unsigned *)vtopte(va);
859         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
860         *pte = 0;
861         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
862         pmap_inval_done(&info);
863 }
864
865 /*
866  * Remove a page from the kernel pagetables, synchronized on current cpu only.
867  *
868  * No requirements, non blocking.
869  */
870 void
871 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
872 {
873         unsigned *pte;
874         pte = (unsigned *)vtopte(va);
875         *pte = 0;
876         cpu_invlpg((void *)va);
877 }
878
879 /*
880  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
881  * synchronized on the current cpu only.
882  *
883  * No requirements, non blocking.
884  */
885 void
886 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
887 {
888         atomic_set_int(vtopte(va), PG_RW);
889         cpu_invlpg((void *)va);
890 }
891
892 /*
893  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
894  * synchronized on the current cpu only.
895  *
896  * No requirements, non blocking.
897  */
898 void
899 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
900 {
901         atomic_set_int(vtopte(va), PG_N);
902         cpu_invlpg((void *)va);
903 }
904
905 /*
906  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
907  *
908  * No requirements, non blocking.
909  */
910 vm_offset_t
911 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
912 {
913         vm_offset_t     sva, virt;
914
915         sva = virt = *virtp;
916         while (start < end) {
917                 pmap_kenter(virt, start);
918                 virt += PAGE_SIZE;
919                 start += PAGE_SIZE;
920         }
921         *virtp = virt;
922         return (sva);
923 }
924
925 /*
926  * Add a list of wired pages to the kva, fully SMP synchronized.
927  *
928  * No requirements, non blocking.
929  */
930 void
931 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
932 {
933         vm_offset_t end_va;
934
935         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
936                 
937         while (va < end_va) {
938                 unsigned *pte;
939
940                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
941                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
942                 cpu_invlpg((void *)va);
943                 va += PAGE_SIZE;
944                 m++;
945         }
946 #ifdef SMP
947         smp_invltlb();  /* XXX */
948 #endif
949 }
950
951 /*
952  * Remove pages from KVA, fully SMP synchronized.
953  *
954  * No requirements, non blocking.
955  */
956 void
957 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
958 {
959         vm_offset_t end_va;
960
961         end_va = va + count*PAGE_SIZE;
962
963         while (va < end_va) {
964                 unsigned *pte;
965
966                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
967                 *pte = 0;
968                 cpu_invlpg((void *)va);
969                 va += PAGE_SIZE;
970         }
971 #ifdef SMP
972         smp_invltlb();
973 #endif
974 }
975
976 /*
977  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
978  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
979  *
980  * The caller must hold vm_token.
981  */
982 static vm_page_t
983 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
984 {
985         vm_page_t m;
986
987         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
988         do {
989                 m = vm_page_lookup(object, pindex);
990         } while (m && vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pplookp"));
991
992         return(m);
993 }
994
995 /*
996  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
997  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
998  */
999 void
1000 pmap_init_thread(thread_t td)
1001 {
1002         /* enforce pcb placement */
1003         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
1004         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
1005         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16;
1006 }
1007
1008 /*
1009  * This routine directly affects the fork perf for a process.
1010  */
1011 void
1012 pmap_init_proc(struct proc *p)
1013 {
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Dispose the UPAGES for a process that has exited.
1018  * This routine directly impacts the exit perf of a process.
1019  */
1020 void
1021 pmap_dispose_proc(struct proc *p)
1022 {
1023         KASSERT(p->p_lock == 0, ("attempt to dispose referenced proc! %p", p));
1024 }
1025
1026 /***************************************************
1027  * Page table page management routines.....
1028  ***************************************************/
1029
1030 /*
1031  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
1032  * drops to zero, then it decrements the wire count.
1033  *
1034  * The caller must hold vm_token.
1035  * This function can block.
1036  */
1037 static int 
1038 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info) 
1039 {
1040         /* 
1041          * Wait until we can busy the page ourselves.  We cannot have
1042          * any active flushes if we block.
1043          */
1044         if (m->flags & PG_BUSY) {
1045                 while (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pmuwpt"))
1046                         ;
1047         }
1048         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1049                 ("_pmap_unwire_pte_hold: %p->queue != PQ_NONE", m));
1050
1051         if (m->hold_count == 1) {
1052                 /*
1053                  * Unmap the page table page.
1054                  *
1055                  * NOTE: We must clear pm_cached for all cpus, including
1056                  *       the current one, when clearing a page directory
1057                  *       entry.
1058                  */
1059                 vm_page_busy(m);
1060                 pmap_inval_interlock(info, pmap, -1);
1061                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1062                 pmap->pm_pdir[m->pindex] = 0;
1063                 pmap->pm_cached = 0;
1064                 pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1065
1066                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1067                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1068
1069                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1070                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1071
1072                 /*
1073                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1074                  * after we decrement wire_count.
1075                  * 
1076                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1077                  * multiple wire counts.
1078                  */
1079                 vm_page_unhold(m);
1080                 --m->wire_count;
1081                 KKASSERT(m->wire_count == 0);
1082                 --vmstats.v_wire_count;
1083                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1084                 vm_page_flash(m);
1085                 vm_page_free_zero(m);
1086                 return 1;
1087         } else {
1088                 KKASSERT(m->hold_count > 1);
1089                 vm_page_unhold(m);
1090                 return 0;
1091         }
1092 }
1093
1094 /*
1095  * The caller must hold vm_token.
1096  * This function can block.
1097  */
1098 static PMAP_INLINE int
1099 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1100 {
1101         KKASSERT(m->hold_count > 0);
1102         if (m->hold_count > 1) {
1103                 vm_page_unhold(m);
1104                 return 0;
1105         } else {
1106                 return _pmap_unwire_pte_hold(pmap, m, info);
1107         }
1108 }
1109
1110 /*
1111  * After removing a (user) page table entry, this routine is used to
1112  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1113  *
1114  * The caller must hold vm_token.
1115  * This function can block regardless.
1116  */
1117 static int
1118 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte,
1119               pmap_inval_info_t info)
1120 {
1121         unsigned ptepindex;
1122
1123         if (va >= UPT_MIN_ADDRESS)
1124                 return 0;
1125
1126         if (mpte == NULL) {
1127                 ptepindex = (va >> PDRSHIFT);
1128                 if (pmap->pm_ptphint &&
1129                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1130                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1131                 } else {
1132                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1133                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1134                 }
1135         }
1136
1137         return pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, info);
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1142  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1143  *
1144  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1145  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1146  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1147  *
1148  * No requirements.
1149  */
1150 void
1151 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1152 {
1153         pmap->pm_pdir =
1154                 (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1155         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, (vm_offset_t) IdlePTD);
1156         pmap->pm_count = 1;
1157         pmap->pm_active = 0;
1158         pmap->pm_cached = 0;
1159         pmap->pm_ptphint = NULL;
1160         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1161         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1162 }
1163
1164 /*
1165  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1166  * such as one in a vmspace structure.
1167  *
1168  * No requirements.
1169  */
1170 void
1171 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1172 {
1173         vm_page_t ptdpg;
1174
1175         /*
1176          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1177          * page directory table.
1178          */
1179         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1180                 pmap->pm_pdir =
1181                     (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1182         }
1183
1184         /*
1185          * Allocate an object for the ptes
1186          */
1187         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1188                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, PTDPTDI + 1);
1189
1190         /*
1191          * Allocate the page directory page, unless we already have
1192          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1193          * already be set appropriately.
1194          */
1195         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1196                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, PTDPTDI,
1197                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY);
1198                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1199                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED | PG_BUSY);
1200                 ptdpg->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1201                 ptdpg->wire_count = 1;
1202                 ++vmstats.v_wire_count;
1203                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1204         }
1205         if ((ptdpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1206                 bzero(pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1207 #ifdef PMAP_DEBUG
1208         else
1209                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1210 #endif
1211
1212         pmap->pm_pdir[MPPTDI] = PTD[MPPTDI];
1213
1214         /* install self-referential address mapping entry */
1215         *(unsigned *) (pmap->pm_pdir + PTDPTDI) =
1216                 VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1217
1218         pmap->pm_count = 1;
1219         pmap->pm_active = 0;
1220         pmap->pm_cached = 0;
1221         pmap->pm_ptphint = NULL;
1222         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1223         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1224         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1229  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1230  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1231  * of cleanup work to do here.
1232  *
1233  * No requirements.
1234  */
1235 void
1236 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1237 {
1238         vm_page_t p;
1239
1240         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1241         lwkt_gettoken(&vm_token);
1242         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1243                 KKASSERT(pmap->pm_pdir != NULL);
1244                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir);
1245                 p->wire_count--;
1246                 vmstats.v_wire_count--;
1247                 KKASSERT((p->flags & PG_BUSY) == 0);
1248                 vm_page_busy(p);
1249                 vm_page_free_zero(p);
1250                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1251         }
1252         lwkt_reltoken(&vm_token);
1253         if (pmap->pm_pdir) {
1254                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1255                 pmap->pm_pdir = NULL;
1256         }
1257         if (pmap->pm_pteobj) {
1258                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1259                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1260         }
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1265  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1266  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1267  * then copies the template.
1268  *
1269  * No requirements.
1270  */
1271 void
1272 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1273 {
1274         lwkt_gettoken(&vm_token);
1275         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1276         /* XXX copies current process, does not fill in MPPTDI */
1277         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1278         lwkt_reltoken(&vm_token);
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1283  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1284  *
1285  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1286  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1287  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1288  *
1289  * The caller must hold vm_token.
1290  * This function can block regardless.
1291  */
1292 static int
1293 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1294 {
1295         unsigned *pde = (unsigned *) pmap->pm_pdir;
1296
1297         /*
1298          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1299          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1300          * might as well be placed directly into the zero queue.
1301          */
1302         if (vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl"))
1303                 return 0;
1304
1305         vm_page_busy(p);
1306
1307         /*
1308          * Remove the page table page from the processes address space.
1309          */
1310         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1311         KKASSERT(pde[p->pindex]);
1312         pde[p->pindex] = 0;
1313         --pmap->pm_stats.resident_count;
1314         pmap->pm_cached = 0;
1315
1316         if (p->hold_count)  {
1317                 panic("pmap_release: freeing held page table page");
1318         }
1319         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1320                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1321
1322         /*
1323          * We leave the page directory page cached, wired, and mapped in
1324          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1325          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1326          *
1327          * The pmap has already been removed from the pmap_list in the
1328          * PTDPTDI case.
1329          */
1330         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1331                 bzero(pde + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1332                 bzero(pde + MPPTDI, (NPDEPG - MPPTDI) * PTESIZE);
1333                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1334                 vm_page_wakeup(p);
1335         } else {
1336                 p->wire_count--;
1337                 vmstats.v_wire_count--;
1338                 vm_page_free_zero(p);
1339         }
1340         return 1;
1341 }
1342
1343 /*
1344  * This routine is called if the page table page is not mapped correctly.
1345  *
1346  * The caller must hold vm_token.
1347  */
1348 static vm_page_t
1349 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex)
1350 {
1351         vm_offset_t pteva, ptepa;
1352         vm_page_t m;
1353
1354         /*
1355          * Find or fabricate a new pagetable page
1356          */
1357         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1358                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1359
1360         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1361                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1362
1363         /*
1364          * Increment the hold count for the page we will be returning to
1365          * the caller.
1366          */
1367         m->hold_count++;
1368
1369         /*
1370          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1371          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1372          * return the held page.
1373          */
1374         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1375                 KKASSERT((ptepa & PG_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1376                 vm_page_wakeup(m);
1377                 return(m);
1378         }
1379
1380         if (m->wire_count == 0)
1381                 vmstats.v_wire_count++;
1382         m->wire_count++;
1383
1384
1385         /*
1386          * Map the pagetable page into the process address space, if
1387          * it isn't already there.
1388          *
1389          * NOTE: For safety clear pm_cached for all cpus including the
1390          *       current one when adding a PDE to the map.
1391          */
1392         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1393
1394         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1395         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1396                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1397         pmap->pm_cached = 0;
1398
1399         /*
1400          * Set the page table hint
1401          */
1402         pmap->pm_ptphint = m;
1403
1404         /*
1405          * Try to use the new mapping, but if we cannot, then
1406          * do it with the routine that maps the page explicitly.
1407          */
1408         if (m->valid == 0) {
1409                 if ((m->flags & PG_ZERO) == 0) {
1410                         if ((((unsigned)pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME) ==
1411                                 (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
1412                                 pteva = UPT_MIN_ADDRESS + i386_ptob(ptepindex);
1413                                 bzero((caddr_t) pteva, PAGE_SIZE);
1414                         } else {
1415                                 pmap_zero_page(ptepa);
1416                         }
1417                 }
1418         
1419                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1420                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1421         } 
1422         else {
1423                 KKASSERT((m->flags & PG_ZERO) == 0);
1424         }
1425
1426         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1427         vm_page_wakeup(m);
1428
1429         return m;
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Allocate a page table entry for a va.
1434  *
1435  * The caller must hold vm_token.
1436  */
1437 static vm_page_t
1438 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1439 {
1440         unsigned ptepindex;
1441         vm_offset_t ptepa;
1442         vm_page_t m;
1443
1444         /*
1445          * Calculate pagetable page index
1446          */
1447         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1448
1449         /*
1450          * Get the page directory entry
1451          */
1452         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1453
1454         /*
1455          * This supports switching from a 4MB page to a
1456          * normal 4K page.
1457          */
1458         if (ptepa & PG_PS) {
1459                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1460                 ptepa = 0;
1461                 cpu_invltlb();
1462                 smp_invltlb();
1463         }
1464
1465         /*
1466          * If the page table page is mapped, we just increment the
1467          * hold count, and activate it.
1468          */
1469         if (ptepa) {
1470                 /*
1471                  * In order to get the page table page, try the
1472                  * hint first.
1473                  */
1474                 if (pmap->pm_ptphint &&
1475                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1476                         m = pmap->pm_ptphint;
1477                 } else {
1478                         m = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1479                         pmap->pm_ptphint = m;
1480                 }
1481                 m->hold_count++;
1482                 return m;
1483         }
1484         /*
1485          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1486          */
1487         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1488 }
1489
1490
1491 /***************************************************
1492  * Pmap allocation/deallocation routines.
1493  ***************************************************/
1494
1495 /*
1496  * Release any resources held by the given physical map.
1497  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1498  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1499  *
1500  * No requirements.
1501  */
1502 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1503
1504 void
1505 pmap_release(struct pmap *pmap)
1506 {
1507         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1508         struct rb_vm_page_scan_info info;
1509
1510         KASSERT(pmap->pm_active == 0,
1511                 ("pmap still active! %08x", pmap->pm_active));
1512 #if defined(DIAGNOSTIC)
1513         if (object->ref_count != 1)
1514                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1515 #endif
1516         
1517         info.pmap = pmap;
1518         info.object = object;
1519         vm_object_hold(object);
1520         lwkt_gettoken(&vm_token);
1521         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1522
1523         do {
1524                 info.error = 0;
1525                 info.mpte = NULL;
1526                 info.limit = object->generation;
1527
1528                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL, 
1529                                         pmap_release_callback, &info);
1530                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1531                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1532                                 info.error = 1;
1533                 }
1534         } while (info.error);
1535         pmap->pm_cached = 0;
1536         lwkt_reltoken(&vm_token);
1537         vm_object_drop(object);
1538 }
1539
1540 /*
1541  * The caller must hold vm_token.
1542  */
1543 static int
1544 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1545 {
1546         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1547
1548         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1549                 info->mpte = p;
1550                 return(0);
1551         }
1552         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1553                 info->error = 1;
1554                 return(-1);
1555         }
1556         if (info->object->generation != info->limit) {
1557                 info->error = 1;
1558                 return(-1);
1559         }
1560         return(0);
1561 }
1562
1563 /*
1564  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1565  *
1566  * No requirements.
1567  */
1568 void
1569 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
1570 {
1571         vm_offset_t addr = kend;
1572         struct pmap *pmap;
1573         vm_offset_t ptppaddr;
1574         vm_page_t nkpg;
1575         pd_entry_t newpdir;
1576
1577         lwkt_gettoken(&vm_token);
1578         if (kernel_vm_end == 0) {
1579                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1580                 nkpt = 0;
1581                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1582                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1583                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1584                         nkpt++;
1585                 }
1586         }
1587         addr = (addr + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1588         while (kernel_vm_end < addr) {
1589                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1590                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1591                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1592                         continue;
1593                 }
1594
1595                 /*
1596                  * This index is bogus, but out of the way
1597                  */
1598                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt, VM_ALLOC_NORMAL |
1599                                                    VM_ALLOC_SYSTEM |
1600                                                    VM_ALLOC_INTERRUPT);
1601                 if (nkpg == NULL)
1602                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1603
1604                 vm_page_wire(nkpg);
1605                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1606                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1607                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1608                 pdir_pde(PTD, kernel_vm_end) = newpdir;
1609                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1610                 nkpt++;
1611
1612                 /*
1613                  * This update must be interlocked with pmap_pinit2.
1614                  */
1615                 TAILQ_FOREACH(pmap, &pmap_list, pm_pmnode) {
1616                         *pmap_pde(pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1617                 }
1618                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1619                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1620         }
1621         lwkt_reltoken(&vm_token);
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Retire the given physical map from service.
1626  *
1627  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1628  *
1629  * No requirements.
1630  */
1631 void
1632 pmap_destroy(pmap_t pmap)
1633 {
1634         if (pmap == NULL)
1635                 return;
1636
1637         lwkt_gettoken(&vm_token);
1638         if (--pmap->pm_count == 0) {
1639                 pmap_release(pmap);
1640                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
1641         }
1642         lwkt_reltoken(&vm_token);
1643 }
1644
1645 /*
1646  * Add a reference to the specified pmap.
1647  *
1648  * No requirements.
1649  */
1650 void
1651 pmap_reference(pmap_t pmap)
1652 {
1653         if (pmap) {
1654                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1655                 ++pmap->pm_count;
1656                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1657         }
1658 }
1659
1660 /***************************************************
1661  * page management routines.
1662  ***************************************************/
1663
1664 /*
1665  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1666  * called from an interrupt.
1667  *
1668  * The caller must hold vm_token.
1669  */
1670 static PMAP_INLINE void
1671 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1672 {
1673 #ifdef PMAP_DEBUG
1674         KKASSERT(pv->pv_m != NULL);
1675         pv->pv_m = NULL;
1676 #endif
1677         pv_entry_count--;
1678         zfree(pvzone, pv);
1679 }
1680
1681 /*
1682  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1683  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
1684  *
1685  * The caller must hold vm_token.
1686  */
1687 static pv_entry_t
1688 get_pv_entry(void)
1689 {
1690         pv_entry_count++;
1691         if (pv_entry_high_water &&
1692             (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1693             (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1694                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1695                 wakeup (&vm_pages_needed);
1696         }
1697         return zalloc(pvzone);
1698 }
1699
1700 /*
1701  * This routine is very drastic, but can save the system
1702  * in a pinch.
1703  *
1704  * No requirements.
1705  */
1706 void
1707 pmap_collect(void)
1708 {
1709         int i;
1710         vm_page_t m;
1711         static int warningdone=0;
1712
1713         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1714                 return;
1715         lwkt_gettoken(&vm_token);
1716         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1717
1718         if (warningdone < 5) {
1719                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- "
1720                         "suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1721                 warningdone++;
1722         }
1723
1724         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1725                 m = &vm_page_array[i];
1726                 if (m->wire_count || m->hold_count || m->busy ||
1727                     (m->flags & PG_BUSY)) {
1728                         continue;
1729                 }
1730                 pmap_remove_all(m);
1731         }
1732         lwkt_reltoken(&vm_token);
1733 }
1734         
1735
1736 /*
1737  * If it is the first entry on the list, it is actually
1738  * in the header and we must copy the following entry up
1739  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1740  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1741  *
1742  * The caller must hold vm_token.
1743  */
1744 static int
1745 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, 
1746                   vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1747 {
1748         pv_entry_t pv;
1749         int rtval;
1750
1751         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
1752         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1753                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1754                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va) 
1755                                 break;
1756                 }
1757         } else {
1758                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1759 #ifdef PMAP_DEBUG
1760                         KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
1761 #endif
1762                         if (va == pv->pv_va)
1763                                 break;
1764                 }
1765         }
1766         KKASSERT(pv);
1767
1768         rtval = 0;
1769         test_m_maps_pv(m, pv);
1770         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1771         m->md.pv_list_count--;
1772         m->object->agg_pv_list_count--;
1773         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1774                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1775         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1776         ++pmap->pm_generation;
1777         rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem, info);
1778         free_pv_entry(pv);
1779         return rtval;
1780 }
1781
1782 /*
1783  * Create a pv entry for page at pa for (pmap, va).
1784  *
1785  * The caller must hold vm_token.
1786  */
1787 static void
1788 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1789 {
1790         pv_entry_t pv;
1791
1792         pv = get_pv_entry();
1793 #ifdef PMAP_DEBUG
1794         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
1795         pv->pv_m = m;
1796 #endif
1797         pv->pv_va = va;
1798         pv->pv_pmap = pmap;
1799         pv->pv_ptem = mpte;
1800
1801         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1802         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1803         ++pmap->pm_generation;
1804         m->md.pv_list_count++;
1805         m->object->agg_pv_list_count++;
1806 }
1807
1808 /*
1809  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process.
1810  *
1811  * The caller must hold vm_token.
1812  *
1813  * WARNING! As with most other pmap functions this one can block, so
1814  *          callers using temporary page table mappings must reload
1815  *          them.
1816  */
1817 static int
1818 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, unsigned *ptq, vm_offset_t va,
1819                 pmap_inval_info_t info)
1820 {
1821         unsigned oldpte;
1822         vm_page_t m;
1823
1824         ptbase_assert(pmap);
1825         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
1826         ptbase_assert(pmap);
1827         oldpte = loadandclear(ptq);
1828         if (oldpte & PG_W)
1829                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1830         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1831         KKASSERT(oldpte);
1832         /*
1833          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1834          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1835          * the SMP case.
1836          */
1837         if (oldpte & PG_G)
1838                 cpu_invlpg((void *)va);
1839         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1840         --pmap->pm_stats.resident_count;
1841         if (oldpte & PG_MANAGED) {
1842                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1843                 if (oldpte & PG_M) {
1844 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1845                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
1846                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1847                                         "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1848                                         (void *)va, (long)oldpte);
1849                         }
1850 #endif
1851                         if (pmap_track_modified(va))
1852                                 vm_page_dirty(m);
1853                 }
1854                 if (oldpte & PG_A)
1855                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1856                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va, info);
1857         } else {
1858                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL, info);
1859         }
1860
1861         return 0;
1862 }
1863
1864 /*
1865  * Remove a single page from a process address space.
1866  *
1867  * The caller must hold vm_token.
1868  */
1869 static void
1870 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1871 {
1872         unsigned *ptq;
1873
1874         /*
1875          * if there is no pte for this address, just skip it!!!  Otherwise
1876          * get a local va for mappings for this pmap and remove the entry.
1877          */
1878         if (*pmap_pde(pmap, va) != 0) {
1879                 ptq = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
1880                 if (*ptq) {
1881                         pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, info);
1882                         /* ptq invalid */
1883                 }
1884         }
1885 }
1886
1887 /*
1888  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1889  *
1890  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page
1891  * size.
1892  *
1893  * No requirements.
1894  */
1895 void
1896 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1897 {
1898         unsigned *ptbase;
1899         vm_offset_t pdnxt;
1900         vm_offset_t ptpaddr;
1901         vm_offset_t sindex, eindex;
1902         struct pmap_inval_info info;
1903
1904         if (pmap == NULL)
1905                 return;
1906
1907         lwkt_gettoken(&vm_token);
1908         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
1909                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1910                 return;
1911         }
1912
1913         pmap_inval_init(&info);
1914
1915         /*
1916          * special handling of removing one page.  a very
1917          * common operation and easy to short circuit some
1918          * code.
1919          */
1920         if (((sva + PAGE_SIZE) == eva) && 
1921                 (((unsigned) pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
1922                 pmap_remove_page(pmap, sva, &info);
1923                 pmap_inval_done(&info);
1924                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1925                 return;
1926         }
1927
1928         /*
1929          * Get a local virtual address for the mappings that are being
1930          * worked with.
1931          */
1932         sindex = i386_btop(sva);
1933         eindex = i386_btop(eva);
1934
1935         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
1936                 unsigned pdirindex;
1937
1938                 /*
1939                  * Calculate index for next page table.
1940                  */
1941                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1942                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1943                         break;
1944
1945                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1946                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
1947                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
1948                         pmap->pm_pdir[pdirindex] = 0;
1949                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1950                         pmap->pm_cached = 0;
1951                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
1952                         continue;
1953                 }
1954
1955                 /*
1956                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
1957                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
1958                  */
1959                 if (ptpaddr == 0)
1960                         continue;
1961
1962                 /*
1963                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1964                  * by the current page table page, or to the end of the
1965                  * range being removed.
1966                  */
1967                 if (pdnxt > eindex) {
1968                         pdnxt = eindex;
1969                 }
1970
1971                 /*
1972                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block and wipe the temporary
1973                  *       ptbase.
1974                  */
1975                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
1976                         vm_offset_t va;
1977
1978                         ptbase = get_ptbase(pmap);
1979                         if (ptbase[sindex] == 0)
1980                                 continue;
1981                         va = i386_ptob(sindex);
1982                         if (pmap_remove_pte(pmap, ptbase + sindex, va, &info))
1983                                 break;
1984                 }
1985         }
1986         pmap_inval_done(&info);
1987         lwkt_reltoken(&vm_token);
1988 }
1989
1990 /*
1991  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
1992  * Reflects back modify bits to the pager.
1993  *
1994  * No requirements.
1995  */
1996 static void
1997 pmap_remove_all(vm_page_t m)
1998 {
1999         struct pmap_inval_info info;
2000         unsigned *pte, tpte;
2001         pv_entry_t pv;
2002
2003         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2004                 return;
2005
2006         lwkt_gettoken(&vm_token);
2007         pmap_inval_init(&info);
2008         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2009                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2010                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
2011
2012                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2013                 pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2014                 tpte = loadandclear(pte);
2015                 if (tpte & PG_W)
2016                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
2017                 pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
2018                 if (tpte & PG_A)
2019                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2020 #ifdef PMAP_DEBUG
2021                 KKASSERT(PHYS_TO_VM_PAGE(tpte) == m);
2022 #endif
2023
2024                 /*
2025                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2026                  */
2027                 if (tpte & PG_M) {
2028 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2029                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) tpte)) {
2030                                 kprintf("pmap_remove_all: modified page "
2031                                         "not writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2032                                         (void *)pv->pv_va, (long)tpte);
2033                         }
2034 #endif
2035                         if (pmap_track_modified(pv->pv_va))
2036                                 vm_page_dirty(m);
2037                 }
2038 #ifdef PMAP_DEBUG
2039                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2040 #endif
2041                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2042                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2043                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
2044                 m->md.pv_list_count--;
2045                 m->object->agg_pv_list_count--;
2046                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2047                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2048                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2049                 free_pv_entry(pv);
2050         }
2051         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
2052         pmap_inval_done(&info);
2053         lwkt_reltoken(&vm_token);
2054 }
2055
2056 /*
2057  * Set the physical protection on the specified range of this map
2058  * as requested.
2059  *
2060  * No requirements.
2061  */
2062 void
2063 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2064 {
2065         unsigned *ptbase;
2066         vm_offset_t pdnxt, ptpaddr;
2067         vm_pindex_t sindex, eindex;
2068         pmap_inval_info info;
2069
2070         if (pmap == NULL)
2071                 return;
2072
2073         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2074                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2075                 return;
2076         }
2077
2078         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2079                 return;
2080
2081         lwkt_gettoken(&vm_token);
2082         pmap_inval_init(&info);
2083
2084         ptbase = get_ptbase(pmap);
2085
2086         sindex = i386_btop(sva);
2087         eindex = i386_btop(eva);
2088
2089         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
2090                 unsigned pdirindex;
2091
2092                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
2093
2094                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
2095                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
2096                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
2097                         pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2098                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2099                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2100                         continue;
2101                 }
2102
2103                 /*
2104                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2105                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2106                  */
2107                 if (ptpaddr == 0)
2108                         continue;
2109
2110                 if (pdnxt > eindex) {
2111                         pdnxt = eindex;
2112                 }
2113
2114                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
2115                         unsigned pbits;
2116                         unsigned cbits;
2117                         vm_page_t m;
2118
2119                         /*
2120                          * XXX non-optimal.
2121                          */
2122                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, i386_ptob(sindex));
2123 again:
2124                         pbits = ptbase[sindex];
2125                         cbits = pbits;
2126
2127                         if (pbits & PG_MANAGED) {
2128                                 m = NULL;
2129                                 if (pbits & PG_A) {
2130                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2131                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2132                                         cbits &= ~PG_A;
2133                                 }
2134                                 if (pbits & PG_M) {
2135                                         if (pmap_track_modified(i386_ptob(sindex))) {
2136                                                 if (m == NULL)
2137                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2138                                                 vm_page_dirty(m);
2139                                                 cbits &= ~PG_M;
2140                                         }
2141                                 }
2142                         }
2143                         cbits &= ~PG_RW;
2144                         if (pbits != cbits &&
2145                             !atomic_cmpset_int(ptbase + sindex, pbits, cbits)) {
2146                                 goto again;
2147                         }
2148                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2149                 }
2150         }
2151         pmap_inval_done(&info);
2152         lwkt_reltoken(&vm_token);
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Insert the given physical page (p) at the specified virtual address (v)
2157  * in the target physical map with the protection requested.
2158  *
2159  * If specified, the page will be wired down, meaning that the related pte
2160  * cannot be reclaimed.
2161  *
2162  * No requirements.
2163  */
2164 void
2165 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2166            boolean_t wired)
2167 {
2168         vm_paddr_t pa;
2169         unsigned *pte;
2170         vm_paddr_t opa;
2171         vm_offset_t origpte, newpte;
2172         vm_page_t mpte;
2173         pmap_inval_info info;
2174
2175         if (pmap == NULL)
2176                 return;
2177
2178         va &= PG_FRAME;
2179 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2180         if (va >= KvaEnd)
2181                 panic("pmap_enter: toobig");
2182         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS)) {
2183                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page "
2184                       "table pages (va: %p)", (void *)va);
2185         }
2186 #endif
2187         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2188                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with kernel_pmap\n");
2189                 print_backtrace(-1);
2190         }
2191         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2192                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without kernel_pmap\n");
2193                 print_backtrace(-1);
2194         }
2195
2196         lwkt_gettoken(&vm_token);
2197
2198         /*
2199          * In the case that a page table page is not
2200          * resident, we are creating it here.
2201          */
2202         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2203                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2204         else
2205                 mpte = NULL;
2206
2207         pmap_inval_init(&info);
2208         pte = pmap_pte(pmap, va);
2209
2210         /*
2211          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2212          */
2213         if (pte == NULL) {
2214                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=0x%lx, va=%p\n",
2215                      (long)pmap->pm_pdir[PTDPTDI], (void *)va);
2216         }
2217
2218         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & PG_FRAME;
2219         origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2220         opa = origpte & PG_FRAME;
2221
2222         if (origpte & PG_PS)
2223                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2224
2225         /*
2226          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2227          */
2228         if (origpte && (opa == pa)) {
2229                 /*
2230                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2231                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2232                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2233                  * the PT page will be also.
2234                  */
2235                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2236                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2237                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2238                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2239
2240 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2241                 if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) origpte)) {
2242                         kprintf("pmap_enter: modified page not "
2243                                 "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2244                                 (void *)va, (long )origpte);
2245                 }
2246 #endif
2247
2248                 /*
2249                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
2250                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
2251                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
2252                  * bits below.
2253                  */
2254                 if (mpte)
2255                         mpte->hold_count--;
2256
2257                 /*
2258                  * We might be turning off write access to the page,
2259                  * so we go ahead and sense modify status.
2260                  */
2261                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2262                         if ((origpte & PG_M) && pmap_track_modified(va)) {
2263                                 vm_page_t om;
2264                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2265                                 vm_page_dirty(om);
2266                         }
2267                         pa |= PG_MANAGED;
2268                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2269                 }
2270                 goto validate;
2271         } 
2272         /*
2273          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2274          * handle validating new mapping.
2275          *
2276          * Since we have a ref on the page directory page pmap_pte()
2277          * will always return non-NULL.
2278          *
2279          * NOTE: pmap_remove_pte() can block and cause the temporary ptbase
2280          *       to get wiped.  reload the ptbase.  I'm not sure if it is
2281          *       also possible to race another pmap_enter() but check for
2282          *       that case too.
2283          */
2284         while (opa) {
2285                 int err;
2286
2287                 KKASSERT((origpte & PG_FRAME) ==
2288                          (*(vm_offset_t *)pte & PG_FRAME));
2289                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va, &info);
2290                 if (err)
2291                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: %p", (void *)va);
2292                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2293                 origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2294                 opa = origpte & PG_FRAME;
2295                 if (opa) {
2296                         kprintf("pmap_enter: Warning, raced pmap %p va %p\n",
2297                                 pmap, (void *)va);
2298                 }
2299         }
2300
2301         /*
2302          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2303          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2304          * called at interrupt time.
2305          */
2306         if (pmap_initialized && 
2307             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2308                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2309                 ptbase_assert(pmap);
2310                 pa |= PG_MANAGED;
2311                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2312         }
2313
2314         /*
2315          * Increment counters
2316          */
2317         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2318         if (wired)
2319                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2320         KKASSERT(*pte == 0);
2321
2322 validate:
2323         /*
2324          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2325          */
2326         ptbase_assert(pmap);
2327         newpte = (vm_offset_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V);
2328
2329         if (wired)
2330                 newpte |= PG_W;
2331         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2332                 newpte |= PG_U;
2333         if (pmap == &kernel_pmap)
2334                 newpte |= pgeflag;
2335
2336         /*
2337          * if the mapping or permission bits are different, we need
2338          * to update the pte.
2339          */
2340         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2341                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
2342                 ptbase_assert(pmap);
2343                 KKASSERT(*pte == 0 ||
2344                          (*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2345                 *pte = newpte | PG_A;
2346                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2347                 if (newpte & PG_RW)
2348                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2349         }
2350         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2351         pmap_inval_done(&info);
2352         lwkt_reltoken(&vm_token);
2353 }
2354
2355 /*
2356  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2357  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
2358  * VA.
2359  *
2360  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2361  *
2362  * No requirements.
2363  */
2364 void
2365 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2366 {
2367         unsigned *pte;
2368         vm_paddr_t pa;
2369         vm_page_t mpte;
2370         unsigned ptepindex;
2371         vm_offset_t ptepa;
2372         pmap_inval_info info;
2373
2374         lwkt_gettoken(&vm_token);
2375         pmap_inval_init(&info);
2376
2377         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2378                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on UVA with kernel_pmap\n");
2379                 print_backtrace(-1);
2380         }
2381         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2382                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on KVA without kernel_pmap\n");
2383                 print_backtrace(-1);
2384         }
2385
2386         KKASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS); /* assert used on user pmaps only */
2387
2388         /*
2389          * Calculate the page table page (mpte), allocating it if necessary.
2390          *
2391          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the
2392          * section following.
2393          */
2394         if (va < UPT_MIN_ADDRESS) {
2395                 /*
2396                  * Calculate pagetable page index
2397                  */
2398                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2399
2400                 do {
2401                         /*
2402                          * Get the page directory entry
2403                          */
2404                         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
2405
2406                         /*
2407                          * If the page table page is mapped, we just increment
2408                          * the hold count, and activate it.
2409                          */
2410                         if (ptepa) {
2411                                 if (ptepa & PG_PS)
2412                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2413                                 if (pmap->pm_ptphint &&
2414                                     (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2415                                         mpte = pmap->pm_ptphint;
2416                                 } else {
2417                                         mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2418                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2419                                 }
2420                                 if (mpte)
2421                                         mpte->hold_count++;
2422                         } else {
2423                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2424                         }
2425                 } while (mpte == NULL);
2426         } else {
2427                 mpte = NULL;
2428                 /* this code path is not yet used */
2429         }
2430
2431         /*
2432          * With a valid (and held) page directory page, we can just use
2433          * vtopte() to get to the pte.  If the pte is already present
2434          * we do not disturb it.
2435          */
2436         pte = (unsigned *)vtopte(va);
2437         if (*pte & PG_V) {
2438                 if (mpte)
2439                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, &info);
2440                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2441                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & PG_FRAME) == 0);
2442                 pmap_inval_done(&info);
2443                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2444                 return;
2445         }
2446
2447         /*
2448          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2449          */
2450         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2451                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2452                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2453         }
2454
2455         /*
2456          * Increment counters
2457          */
2458         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2459
2460         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2461
2462         /*
2463          * Now validate mapping with RO protection
2464          */
2465         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2466                 *pte = pa | PG_V | PG_U;
2467         else
2468                 *pte = pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED;
2469 /*      pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed inval->valid */
2470         pmap_inval_done(&info);
2471         lwkt_reltoken(&vm_token);
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2476  * to be used for panic dumps.
2477  *
2478  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
2479  *
2480  * No requirements.
2481  */
2482 void *
2483 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
2484 {
2485         pmap_kenter_quick((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2486         return ((void *)crashdumpmap);
2487 }
2488
2489 #define MAX_INIT_PT (96)
2490
2491 /*
2492  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2493  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2494  * immediately after an mmap.
2495  *
2496  * No requirements.
2497  */
2498 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2499
2500 void
2501 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2502                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
2503                     vm_size_t size, int limit)
2504 {
2505         struct rb_vm_page_scan_info info;
2506         struct lwp *lp;
2507         int psize;
2508
2509         /*
2510          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2511          * or object.
2512          */
2513         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2514                 return;
2515
2516         /*
2517          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2518          */
2519         lp = curthread->td_lwp;
2520         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2521                 return;
2522
2523         psize = i386_btop(size);
2524
2525         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2526                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2527                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2528                 return;
2529         }
2530
2531         if (psize + pindex > object->size) {
2532                 if (object->size < pindex)
2533                         return;           
2534                 psize = object->size - pindex;
2535         }
2536
2537         if (psize == 0)
2538                 return;
2539
2540         /*
2541          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2542          * any valid pages found into the pmap.
2543          *
2544          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2545          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2546          */
2547         info.start_pindex = pindex;
2548         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2549         info.limit = limit;
2550         info.mpte = NULL;
2551         info.addr = addr;
2552         info.pmap = pmap;
2553
2554         vm_object_hold(object);
2555         lwkt_gettoken(&vm_token);
2556         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2557                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2558         lwkt_reltoken(&vm_token);
2559         vm_object_drop(object);
2560 }
2561
2562 /*
2563  * The caller must hold vm_token.
2564  */
2565 static
2566 int
2567 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2568 {
2569         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2570         vm_pindex_t rel_index;
2571         /*
2572          * don't allow an madvise to blow away our really
2573          * free pages allocating pv entries.
2574          */
2575         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2576                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2577                     return(-1);
2578         }
2579         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2580             (p->busy == 0) && (p->flags & (PG_BUSY | PG_FICTITIOUS)) == 0) {
2581                 vm_page_busy(p);
2582                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2583                         vm_page_deactivate(p);
2584                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2585                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2586                                  info->addr + i386_ptob(rel_index), p);
2587                 vm_page_wakeup(p);
2588         }
2589         return(0);
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2594  * pre-fault the specified address.
2595  *
2596  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2597  * pte is already loaded into the slot.
2598  *
2599  * No requirements.
2600  */
2601 int
2602 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2603 {
2604         unsigned *pte;
2605         int ret;
2606
2607         lwkt_gettoken(&vm_token);
2608         if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0) {
2609                 ret = 0;
2610         } else {
2611                 pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2612                 ret = (*pte) ? 0 : 1;
2613         }
2614         lwkt_reltoken(&vm_token);
2615         return(ret);
2616 }
2617
2618 /*
2619  * Change the wiring attribute for a map/virtual-adderss pair.  The mapping
2620  * must already exist.
2621  *
2622  * No requirements.
2623  */
2624 void
2625 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2626 {
2627         unsigned *pte;
2628
2629         if (pmap == NULL)
2630                 return;
2631
2632         lwkt_gettoken(&vm_token);
2633         pte = pmap_pte(pmap, va);
2634
2635         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2636                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2637         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2638                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2639
2640         /*
2641          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2642          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2643          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
2644          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2645          * wiring changes.
2646          */
2647 #ifdef SMP
2648         if (wired)
2649                 atomic_set_int(pte, PG_W);
2650         else
2651                 atomic_clear_int(pte, PG_W);
2652 #else
2653         if (wired)
2654                 atomic_set_int_nonlocked(pte, PG_W);
2655         else
2656                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_W);
2657 #endif
2658         lwkt_reltoken(&vm_token);
2659 }
2660
2661 /*
2662  * Copy the range specified by src_addr/len from the source map to the
2663  * range dst_addr/len in the destination map.
2664  *
2665  * This routine is only advisory and need not do anything.
2666  *
2667  * No requirements.
2668  */
2669 void
2670 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
2671           vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2672 {
2673         /* does nothing */
2674 }       
2675
2676 /*
2677  * Zero the specified PA by mapping the page into KVM and clearing its
2678  * contents.
2679  *
2680  * No requirements.
2681  */
2682 void
2683 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2684 {
2685         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2686
2687         crit_enter();
2688         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2689                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2690         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2691                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2692         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2693
2694 #if defined(I686_CPU)
2695         if (cpu_class == CPUCLASS_686)
2696                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2697         else
2698 #endif
2699                 bzero(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE);
2700         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2701         crit_exit();
2702 }
2703
2704 /*
2705  * Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2706  *
2707  * No requirements.
2708  */
2709 void
2710 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2711 {
2712         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2713         int i;
2714
2715         crit_enter();
2716         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2717                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2718         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2719                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2720         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2721         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += 4) {
2722             if (*(int *)((char *)gd->gd_CADDR3 + i) != 0) {
2723                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!\n",
2724                     (void *)gd->gd_CADDR3);
2725             }
2726         }
2727         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2728         crit_exit();
2729 }
2730
2731 /*
2732  * Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2733  * its contents with bzero.
2734  *
2735  * off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2736  *
2737  * No requirements.
2738  */
2739 void
2740 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2741 {
2742         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2743
2744         crit_enter();
2745         if (*(int *) gd->gd_CMAP3)
2746                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2747         *(int *) gd->gd_CMAP3 = PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2748         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2749
2750 #if defined(I686_CPU)
2751         if (cpu_class == CPUCLASS_686 && off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2752                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2753         else
2754 #endif
2755                 bzero((char *)gd->gd_CADDR3 + off, size);
2756         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2757         crit_exit();
2758 }
2759
2760 /*
2761  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2762  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2763  * is required.
2764  *
2765  * No requirements.
2766  */
2767 void
2768 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2769 {
2770         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2771
2772         crit_enter();
2773         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2774                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2775         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2776                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2777
2778         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2779         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2780
2781         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2782         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2783
2784         bcopy(gd->gd_CADDR1, gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE);
2785
2786         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2787         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2788         crit_exit();
2789 }
2790
2791 /*
2792  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2793  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2794  * is required.
2795  *
2796  * No requirements.
2797  */
2798 void
2799 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2800 {
2801         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2802
2803         crit_enter();
2804         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2805                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2806         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2807                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2808
2809         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2810         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2811
2812         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2813         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2814
2815         bcopy((char *)gd->gd_CADDR1 + (src & PAGE_MASK),
2816               (char *)gd->gd_CADDR2 + (dst & PAGE_MASK),
2817               bytes);
2818
2819         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2820         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2821         crit_exit();
2822 }
2823
2824 /*
2825  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2826  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2827  * be changed upwards or downwards in the future; it
2828  * is only necessary that true be returned for a small
2829  * subset of pmaps for proper page aging.
2830  *
2831  * No requirements.
2832  */
2833 boolean_t
2834 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2835 {
2836         pv_entry_t pv;
2837         int loops = 0;
2838
2839         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2840                 return FALSE;
2841
2842         lwkt_gettoken(&vm_token);
2843         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2844                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2845                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2846                         return TRUE;
2847                 }
2848                 loops++;
2849                 if (loops >= 16)
2850                         break;
2851         }
2852         lwkt_reltoken(&vm_token);
2853         return (FALSE);
2854 }
2855
2856 /*
2857  * Remove all pages from specified address space
2858  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2859  * is special cased for current process only, but
2860  * can have the more generic (and slightly slower)
2861  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2862  * in the case of running down an entire address space.
2863  *
2864  * No requirements.
2865  */
2866 void
2867 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2868 {
2869         struct lwp *lp;
2870         unsigned *pte, tpte;
2871         pv_entry_t pv, npv;
2872         vm_page_t m;
2873         pmap_inval_info info;
2874         int iscurrentpmap;
2875         int32_t save_generation;
2876
2877         lp = curthread->td_lwp;
2878         if (lp && pmap == vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2879                 iscurrentpmap = 1;
2880         else
2881                 iscurrentpmap = 0;
2882
2883         lwkt_gettoken(&vm_token);
2884         pmap_inval_init(&info);
2885         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2886                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2887                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2888                         continue;
2889                 }
2890
2891                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2892
2893                 if (iscurrentpmap)
2894                         pte = (unsigned *)vtopte(pv->pv_va);
2895                 else
2896                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2897                 KKASSERT(*pte);
2898                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, pv->pv_va);
2899
2900                 /*
2901                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2902                  * at this time
2903                  */
2904                 if (*pte & PG_W) {
2905                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2906                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2907                         continue;
2908                 }
2909                 KKASSERT(*pte);
2910                 tpte = loadandclear(pte);
2911                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2912
2913                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte);
2914                 test_m_maps_pv(m, pv);
2915
2916                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2917                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %x", tpte));
2918
2919                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2920                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2921
2922                 /*
2923                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2924                  */
2925                 if (tpte & PG_M) {
2926                         vm_page_dirty(m);
2927                 }
2928
2929                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2930 #ifdef PMAP_DEBUG
2931                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2932                 KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
2933 #endif
2934                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2935                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
2936
2937                 m->md.pv_list_count--;
2938                 m->object->agg_pv_list_count--;
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, &info);
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         pmap_inval_done(&info);
2956         lwkt_reltoken(&vm_token);
2957 }
2958
2959 /*
2960  * pmap_testbit tests bits in pte's
2961  * note that the testbit/clearbit routines are inline,
2962  * and a lot of things compile-time evaluate.
2963  *
2964  * The caller must hold vm_token.
2965  */
2966 static boolean_t
2967 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2968 {
2969         pv_entry_t pv;
2970         unsigned *pte;
2971
2972         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2973                 return FALSE;
2974
2975         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
2976                 return FALSE;
2977
2978         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2979                 /*
2980                  * if the bit being tested is the modified bit, then
2981                  * mark clean_map and ptes as never
2982                  * modified.
2983                  */
2984                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
2985                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
2986                                 continue;
2987                 }
2988
2989 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2990                 if (!pv->pv_pmap) {
2991                         kprintf("Null pmap (tb) at va: %p\n",
2992                                 (void *)pv->pv_va);
2993                         continue;
2994                 }
2995 #endif
2996                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2997                 if (*pte & bit) {
2998                         return TRUE;
2999                 }
3000         }
3001         return (FALSE);
3002 }
3003
3004 /*
3005  * This routine is used to modify bits in ptes
3006  *
3007  * The caller must hold vm_token.
3008  */
3009 static __inline void
3010 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3011 {
3012         struct pmap_inval_info info;
3013         pv_entry_t pv;
3014         unsigned *pte;
3015         unsigned pbits;
3016
3017         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3018                 return;
3019
3020         pmap_inval_init(&info);
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 == PG_RW) {
3031                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3032                                 continue;
3033                 }
3034
3035 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3036                 if (!pv->pv_pmap) {
3037                         kprintf("Null pmap (cb) at va: %p\n",
3038                                 (void *)pv->pv_va);
3039                         continue;
3040                 }
3041 #endif
3042
3043                 /*
3044                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3045                  * clear PG_A or PG_M safely but we need to synchronize
3046                  * with the target cpus when we mess with PG_RW.
3047                  *
3048                  * We do not have to force synchronization when clearing
3049                  * PG_M even for PTEs generated via virtual memory maps,
3050                  * because the virtual kernel will invalidate the pmap
3051                  * entry when/if it needs to resynchronize the Modify bit.
3052                  */
3053                 if (bit & PG_RW)
3054                         pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3055                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3056 again:
3057                 pbits = *pte;
3058                 if (pbits & bit) {
3059                         if (bit == PG_RW) {
3060                                 if (pbits & PG_M) {
3061                                         vm_page_dirty(m);
3062                                         atomic_clear_int(pte, PG_M|PG_RW);
3063                                 } else {
3064                                         /*
3065                                          * The cpu may be trying to set PG_M
3066                                          * simultaniously with our clearing
3067                                          * of PG_RW.
3068                                          */
3069                                         if (!atomic_cmpset_int(pte, pbits,
3070                                                                pbits & ~PG_RW))
3071                                                 goto again;
3072                                 }
3073                         } else if (bit == PG_M) {
3074                                 /*
3075                                  * We could also clear PG_RW here to force
3076                                  * a fault on write to redetect PG_M for
3077                                  * virtual kernels, but it isn't necessary
3078                                  * since virtual kernels invalidate the pte 
3079                                  * when they clear the VPTE_M bit in their
3080                                  * virtual page tables.
3081                                  */
3082                                 atomic_clear_int(pte, PG_M);
3083                         } else {
3084                                 atomic_clear_int(pte, bit);
3085                         }
3086                 }
3087                 if (bit & PG_RW)
3088                         pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
3089         }
3090         pmap_inval_done(&info);
3091 }
3092
3093 /*
3094  * Lower the permission for all mappings to a given page.
3095  *
3096  * No requirements.
3097  */
3098 void
3099 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3100 {
3101         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3102                 lwkt_gettoken(&vm_token);
3103                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3104                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3105                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3106                 } else {
3107                         pmap_remove_all(m);
3108                 }
3109                 lwkt_reltoken(&vm_token);
3110         }
3111 }
3112
3113 /*
3114  * Return the physical address given a physical page index.
3115  *
3116  * No requirements.
3117  */
3118 vm_paddr_t
3119 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3120 {
3121         return (i386_ptob(ppn));
3122 }
3123
3124 /*
3125  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3126  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3127  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3128  * reference bits set.
3129  *
3130  * XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3131  * should be tested and standardized at some point in the future for
3132  * optimal aging of shared pages.
3133  *
3134  * No requirements.
3135  */
3136 int
3137 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3138 {
3139         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3140         unsigned *pte;
3141         int rtval = 0;
3142
3143         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3144                 return (rtval);
3145
3146         lwkt_gettoken(&vm_token);
3147
3148         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3149
3150                 pvf = pv;
3151
3152                 do {
3153                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3154
3155                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3156                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3157
3158                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3159                                 continue;
3160
3161                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3162
3163                         if (pte && (*pte & PG_A)) {
3164 #ifdef SMP
3165                                 atomic_clear_int(pte, PG_A);
3166 #else
3167                                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_A);
3168 #endif
3169                                 rtval++;
3170                                 if (rtval > 4) {
3171                                         break;
3172                                 }
3173                         }
3174                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3175         }
3176
3177         lwkt_reltoken(&vm_token);
3178
3179         return (rtval);
3180 }
3181
3182 /*
3183  * Return whether or not the specified physical page was modified
3184  * in any physical maps.
3185  *
3186  * No requirements.
3187  */
3188 boolean_t
3189 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3190 {
3191         boolean_t res;
3192
3193         lwkt_gettoken(&vm_token);
3194         res = pmap_testbit(m, PG_M);
3195         lwkt_reltoken(&vm_token);
3196         return (res);
3197 }
3198
3199 /*
3200  * Clear the modify bits on the specified physical page.
3201  *
3202  * No requirements.
3203  */
3204 void
3205 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3206 {
3207         lwkt_gettoken(&vm_token);
3208         pmap_clearbit(m, PG_M);
3209         lwkt_reltoken(&vm_token);
3210 }
3211
3212 /*
3213  * Clear the reference bit on the specified physical page.
3214  *
3215  * No requirements.
3216  */
3217 void
3218 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3219 {
3220         lwkt_gettoken(&vm_token);
3221         pmap_clearbit(m, PG_A);
3222         lwkt_reltoken(&vm_token);
3223 }
3224
3225 /*
3226  * Miscellaneous support routines follow
3227  *
3228  * Called from the low level boot code only.
3229  */
3230 static void
3231 i386_protection_init(void)
3232 {
3233         int *kp, prot;
3234
3235         kp = protection_codes;
3236         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3237                 switch (prot) {
3238                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3239                         /*
3240                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3241                          * so just make it readable.
3242                          */
3243                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3244                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3245                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3246                         *kp++ = 0;
3247                         break;
3248                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3249                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3250                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3251                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3252                         *kp++ = PG_RW;
3253                         break;
3254                 }
3255         }
3256 }
3257
3258 /*
3259  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3260  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3261  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3262  * NOT real memory.
3263  *
3264  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3265  * a time.
3266  *
3267  * No requirements.
3268  */
3269 void *
3270 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3271 {
3272         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3273         unsigned *pte;
3274
3275         offset = pa & PAGE_MASK;
3276         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3277
3278         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3279         if (!va)
3280                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3281
3282         pa = pa & PG_FRAME;
3283         for (tmpva = va; size > 0;) {
3284                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3285                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3286                 size -= PAGE_SIZE;
3287                 tmpva += PAGE_SIZE;
3288                 pa += PAGE_SIZE;
3289         }
3290         cpu_invltlb();
3291         smp_invltlb();
3292
3293         return ((void *)(va + offset));
3294 }
3295
3296 void *
3297 pmap_mapdev_uncacheable(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3298 {
3299         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3300         unsigned *pte;
3301
3302         offset = pa & PAGE_MASK;
3303         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3304
3305         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3306         if (va == 0) {
3307                 panic("pmap_mapdev_uncacheable: "
3308                     "Couldn't alloc kernel virtual memory");
3309         }
3310
3311         pa = pa & PG_FRAME;
3312         for (tmpva = va; size > 0;) {
3313                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3314                 *pte = pa | PG_RW | PG_V | PG_N; /* | pgeflag; */
3315                 size -= PAGE_SIZE;
3316                 tmpva += PAGE_SIZE;
3317                 pa += PAGE_SIZE;
3318         }
3319         cpu_invltlb();
3320         smp_invltlb();
3321
3322         return ((void *)(va + offset));
3323 }
3324
3325 /*
3326  * No requirements.
3327  */
3328 void
3329 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3330 {
3331         vm_offset_t base, offset;
3332
3333         base = va & PG_FRAME;
3334         offset = va & PAGE_MASK;
3335         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3336         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3337         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3338 }
3339
3340 /*
3341  * Perform the pmap work for mincore
3342  *
3343  * The caller must hold vm_token if the caller wishes a stable result,
3344  * and even in that case some bits can change due to third party accesses
3345  * to the pmap.
3346  *
3347  * No requirements.
3348  */
3349 int
3350 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3351 {
3352         unsigned *ptep, pte;
3353         vm_page_t m;
3354         int val = 0;
3355
3356         lwkt_gettoken(&vm_token);
3357         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3358
3359         if (ptep && (pte = *ptep) != 0) {
3360                 vm_offset_t pa;
3361
3362                 val = MINCORE_INCORE;
3363                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3364                         goto done;
3365
3366                 pa = pte & PG_FRAME;
3367
3368                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3369
3370                 if (pte & PG_M) {
3371                         /*
3372                          * Modified by us
3373                          */
3374                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3375                 } else if (m->dirty || pmap_is_modified(m)) {
3376                         /*
3377                          * Modified by someone else
3378                          */
3379                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3380                 }
3381
3382                 if (pte & PG_A) {
3383                         /*
3384                          * Referenced by us
3385                          */
3386                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3387                 } else if ((m->flags & PG_REFERENCED) ||
3388                            pmap_ts_referenced(m)) {
3389                         /*
3390                          * Referenced by someone else
3391                          */
3392                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3393                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3394                 }
3395         } 
3396 done:
3397         lwkt_reltoken(&vm_token);
3398         return val;
3399 }
3400
3401 /*
3402  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3403  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3404  *
3405  * cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3406  *
3407  * Only called with new VM spaces.
3408  * The process must have only a single thread.
3409  * No other requirements.
3410  */
3411 void
3412 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3413 {
3414         struct vmspace *oldvm;
3415         struct lwp *lp;
3416
3417         oldvm = p->p_vmspace;
3418         if (oldvm != newvm) {
3419                 if (adjrefs)
3420                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3421                 p->p_vmspace = newvm;
3422                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3423                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3424                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3425                 if (adjrefs) 
3426                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3427         }
3428 }
3429
3430 /*
3431  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3432  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3433  * on a per-lwp basis.
3434  *
3435  * Always called with a lp under the caller's direct control, either
3436  * unscheduled or the current lwp.
3437  *
3438  * No requirements.
3439  */
3440 void
3441 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3442 {
3443         struct vmspace *oldvm;
3444         struct pmap *pmap;
3445
3446         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3447
3448         if (oldvm != newvm) {
3449                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3450                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3451                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3452 #if defined(SMP)
3453                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3454                         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK)
3455                                 pmap_interlock_wait(newvm);
3456 #else
3457                         pmap->pm_active |= 1;
3458 #endif
3459 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3460                         tlb_flush_count++;
3461 #endif
3462                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
3463                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
3464                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3465 #if defined(SMP)
3466                         atomic_clear_cpumask(&pmap->pm_active,
3467                                              mycpu->gd_cpumask);
3468 #else
3469                         pmap->pm_active &= ~(cpumask_t)1;
3470 #endif
3471                 }
3472         }
3473 }
3474
3475 #ifdef SMP
3476 /*
3477  * Called when switching to a locked pmap, used to interlock against pmaps
3478  * undergoing modifications to prevent us from activating the MMU for the
3479  * target pmap until all such modifications have completed.  We have to do
3480  * this because the thread making the modifications has already set up its
3481  * SMP synchronization mask.
3482  *
3483  * No requirements.
3484  */
3485 void
3486 pmap_interlock_wait(struct vmspace *vm)
3487 {
3488         struct pmap *pmap = &vm->vm_pmap;
3489
3490         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3491                 DEBUG_PUSH_INFO("pmap_interlock_wait");
3492                 while (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3493                         cpu_pause();
3494                         cpu_ccfence();
3495                         lwkt_process_ipiq();
3496                 }
3497                 DEBUG_POP_INFO();
3498         }
3499 }
3500
3501 #endif
3502
3503 /*
3504  * Return a page-directory alignment hint for device mappings which will
3505  * allow the use of super-pages for the mapping.
3506  *
3507  * No requirements.
3508  */
3509 vm_offset_t
3510 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3511 {
3512
3513         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3514                 return addr;
3515         }
3516
3517         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3518         return addr;
3519 }
3520
3521 /*
3522  * Return whether the PGE flag is supported globally.
3523  *
3524  * No requirements.
3525  */
3526 int
3527 pmap_get_pgeflag(void)
3528 {
3529         return pgeflag;
3530 }
3531
3532 /*
3533  * Used by kmalloc/kfree, page already exists at va
3534  */
3535 vm_page_t
3536 pmap_kvtom(vm_offset_t va)
3537 {
3538         return(PHYS_TO_VM_PAGE(*vtopte(va) & PG_FRAME));
3539 }