kernel - Implement segment pmap optimizations for x86-64
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / pmap.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1994 David Greenman
5  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
6  * Copyright (c) 2005-2008 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
7  * Copyright (c) 2008, 2009 The DragonFly Project.
8  * Copyright (c) 2008, 2009 Jordan Gordeev.
9  * Copyright (c) 2011-2012 Matthew Dillon
10  * All rights reserved.
11  *
12  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
13  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
14  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
15  *
16  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
17  * modification, are permitted provided that the following conditions
18  * are met:
19  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
20  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
21  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
23  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
24  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
25  *    must display the following acknowledgement:
26  *      This product includes software developed by the University of
27  *      California, Berkeley and its contributors.
28  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
29  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
30  *    without specific prior written permission.
31  *
32  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
33  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
34  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
35  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
36  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
37  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
38  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
39  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
40  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
41  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
42  * SUCH DAMAGE.
43  */
44 /*
45  * Manage physical address maps for x86-64 systems.
46  */
47
48 #if JG
49 #include "opt_disable_pse.h"
50 #include "opt_pmap.h"
51 #endif
52 #include "opt_msgbuf.h"
53
54 #include <sys/param.h>
55 #include <sys/systm.h>
56 #include <sys/kernel.h>
57 #include <sys/proc.h>
58 #include <sys/msgbuf.h>
59 #include <sys/vmmeter.h>
60 #include <sys/mman.h>
61
62 #include <vm/vm.h>
63 #include <vm/vm_param.h>
64 #include <sys/sysctl.h>
65 #include <sys/lock.h>
66 #include <vm/vm_kern.h>
67 #include <vm/vm_page.h>
68 #include <vm/vm_map.h>
69 #include <vm/vm_object.h>
70 #include <vm/vm_extern.h>
71 #include <vm/vm_pageout.h>
72 #include <vm/vm_pager.h>
73 #include <vm/vm_zone.h>
74
75 #include <sys/user.h>
76 #include <sys/thread2.h>
77 #include <sys/sysref2.h>
78 #include <sys/spinlock2.h>
79 #include <vm/vm_page2.h>
80
81 #include <machine/cputypes.h>
82 #include <machine/md_var.h>
83 #include <machine/specialreg.h>
84 #include <machine/smp.h>
85 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
86 #include <machine/globaldata.h>
87 #include <machine/pmap.h>
88 #include <machine/pmap_inval.h>
89 #include <machine/inttypes.h>
90
91 #include <ddb/ddb.h>
92
93 #define PMAP_KEEP_PDIRS
94 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
95 #define PMAP_SHPGPERPROC 2000
96 #endif
97
98 #if defined(DIAGNOSTIC)
99 #define PMAP_DIAGNOSTIC
100 #endif
101
102 #define MINPV 2048
103
104 /*
105  * pmap debugging will report who owns a pv lock when blocking.
106  */
107 #ifdef PMAP_DEBUG
108
109 #define PMAP_DEBUG_DECL         ,const char *func, int lineno
110 #define PMAP_DEBUG_ARGS         , __func__, __LINE__
111 #define PMAP_DEBUG_COPY         , func, lineno
112
113 #define pv_get(pmap, pindex)            _pv_get(pmap, pindex            \
114                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
115 #define pv_lock(pv)                     _pv_lock(pv                     \
116                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
117 #define pv_hold_try(pv)                 _pv_hold_try(pv                 \
118                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
119 #define pv_alloc(pmap, pindex, isnewp)  _pv_alloc(pmap, pindex, isnewp  \
120                                                         PMAP_DEBUG_ARGS)
121
122 #else
123
124 #define PMAP_DEBUG_DECL
125 #define PMAP_DEBUG_ARGS
126 #define PMAP_DEBUG_COPY
127
128 #define pv_get(pmap, pindex)            _pv_get(pmap, pindex)
129 #define pv_lock(pv)                     _pv_lock(pv)
130 #define pv_hold_try(pv)                 _pv_hold_try(pv)
131 #define pv_alloc(pmap, pindex, isnewp)  _pv_alloc(pmap, pindex, isnewp)
132
133 #endif
134
135 /*
136  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
137  */
138 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
139
140 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(pd_entry_t *)pte & PG_V) != 0)
141 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_W) != 0)
142 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_M) != 0)
143 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_A) != 0)
144 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & PG_V) != 0)
145
146 /*
147  * Given a map and a machine independent protection code,
148  * convert to a vax protection code.
149  */
150 #define pte_prot(m, p)          \
151         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
152 static int protection_codes[8];
153
154 struct pmap kernel_pmap;
155 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
156
157 MALLOC_DEFINE(M_OBJPMAP, "objpmap", "pmaps associated with VM objects");
158
159 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
160 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
161 vm_offset_t virtual2_start;     /* cutout free area prior to kernel start */
162 vm_offset_t virtual2_end;
163 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
164 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
165 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
166 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
167 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
168 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
169 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
170 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
171
172 static int ndmpdp;
173 static vm_paddr_t dmaplimit;
174 static int nkpt;
175 vm_offset_t kernel_vm_end = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
176
177 static uint64_t KPTbase;
178 static uint64_t KPTphys;
179 static uint64_t KPDphys;        /* phys addr of kernel level 2 */
180 static uint64_t KPDbase;        /* phys addr of kernel level 2 @ KERNBASE */
181 uint64_t KPDPphys;      /* phys addr of kernel level 3 */
182 uint64_t KPML4phys;     /* phys addr of kernel level 4 */
183
184 static uint64_t DMPDphys;       /* phys addr of direct mapped level 2 */
185 static uint64_t DMPDPphys;      /* phys addr of direct mapped level 3 */
186
187 /*
188  * Data for the pv entry allocation mechanism
189  */
190 static vm_zone_t pvzone;
191 static struct vm_zone pvzone_store;
192 static struct vm_object pvzone_obj;
193 static int pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
194 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
195 static struct pv_entry *pvinit;
196
197 /*
198  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
199  */
200 pt_entry_t *CMAP1 = NULL, *ptmmap;
201 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
202 static pt_entry_t *msgbufmap;
203 struct msgbuf *msgbufp=NULL;
204
205 /*
206  * Crashdump maps.
207  */
208 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
209 static caddr_t crashdumpmap;
210
211 static int pmap_yield_count = 64;
212 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, pmap_yield_count, CTLFLAG_RW,
213     &pmap_yield_count, 0, "Yield during init_pt/release");
214 static int pmap_mmu_optimize = 0;
215 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, pmap_mmu_optimize, CTLFLAG_RW,
216     &pmap_mmu_optimize, 0, "Share page table pages when possible");
217
218 #define DISABLE_PSE
219
220 static void pv_hold(pv_entry_t pv);
221 static int _pv_hold_try(pv_entry_t pv
222                                 PMAP_DEBUG_DECL);
223 static void pv_drop(pv_entry_t pv);
224 static void _pv_lock(pv_entry_t pv
225                                 PMAP_DEBUG_DECL);
226 static void pv_unlock(pv_entry_t pv);
227 static pv_entry_t _pv_alloc(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *isnew
228                                 PMAP_DEBUG_DECL);
229 static pv_entry_t _pv_get(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex
230                                 PMAP_DEBUG_DECL);
231 static pv_entry_t pv_get_try(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *errorp);
232 static pv_entry_t pv_find(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex);
233 static void pv_put(pv_entry_t pv);
234 static void pv_free(pv_entry_t pv);
235 static void *pv_pte_lookup(pv_entry_t pv, vm_pindex_t pindex);
236 static pv_entry_t pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex,
237                       pv_entry_t *pvpp);
238 static pv_entry_t pmap_allocpte_seg(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex,
239                       pv_entry_t *pvpp, vm_map_entry_t entry, vm_offset_t va);
240 static void pmap_remove_pv_pte(pv_entry_t pv, pv_entry_t pvp,
241                       struct pmap_inval_info *info);
242 static vm_page_t pmap_remove_pv_page(pv_entry_t pv);
243 static int pmap_release_pv(pv_entry_t pv);
244
245 static void pmap_remove_callback(pmap_t pmap, struct pmap_inval_info *info,
246                       pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, int sharept,
247                       vm_offset_t va, pt_entry_t *ptep, void *arg __unused);
248 static void pmap_protect_callback(pmap_t pmap, struct pmap_inval_info *info,
249                       pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, int sharept,
250                       vm_offset_t va, pt_entry_t *ptep, void *arg __unused);
251
252 static void i386_protection_init (void);
253 static void create_pagetables(vm_paddr_t *firstaddr);
254 static void pmap_remove_all (vm_page_t m);
255 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
256
257 static pt_entry_t * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
258 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
259
260 static unsigned pdir4mb;
261
262 static int
263 pv_entry_compare(pv_entry_t pv1, pv_entry_t pv2)
264 {
265         if (pv1->pv_pindex < pv2->pv_pindex)
266                 return(-1);
267         if (pv1->pv_pindex > pv2->pv_pindex)
268                 return(1);
269         return(0);
270 }
271
272 RB_GENERATE2(pv_entry_rb_tree, pv_entry, pv_entry,
273              pv_entry_compare, vm_pindex_t, pv_pindex);
274
275 /*
276  * Move the kernel virtual free pointer to the next
277  * 2MB.  This is used to help improve performance
278  * by using a large (2MB) page for much of the kernel
279  * (.text, .data, .bss)
280  */
281 static
282 vm_offset_t
283 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
284 {
285         vm_offset_t newaddr = addr;
286
287         newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
288         return newaddr;
289 }
290
291 /*
292  * pmap_pte_quick:
293  *
294  *      Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
295  *      This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
296  *      the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
297  *      to do an entire invltlb when checking a single mapping.
298  */
299 static __inline pt_entry_t *pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
300
301 static
302 pt_entry_t *
303 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
304 {
305         return pmap_pte(pmap, va);
306 }
307
308 /*
309  * Returns the pindex of a page table entry (representing a terminal page).
310  * There are NUPTE_TOTAL page table entries possible (a huge number)
311  *
312  * x86-64 has a 48-bit address space, where bit 47 is sign-extended out.
313  * We want to properly translate negative KVAs.
314  */
315 static __inline
316 vm_pindex_t
317 pmap_pte_pindex(vm_offset_t va)
318 {
319         return ((va >> PAGE_SHIFT) & (NUPTE_TOTAL - 1));
320 }
321
322 /*
323  * Returns the pindex of a page table.
324  */
325 static __inline
326 vm_pindex_t
327 pmap_pt_pindex(vm_offset_t va)
328 {
329         return (NUPTE_TOTAL + ((va >> PDRSHIFT) & (NUPT_TOTAL - 1)));
330 }
331
332 /*
333  * Returns the pindex of a page directory.
334  */
335 static __inline
336 vm_pindex_t
337 pmap_pd_pindex(vm_offset_t va)
338 {
339         return (NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL +
340                 ((va >> PDPSHIFT) & (NUPD_TOTAL - 1)));
341 }
342
343 static __inline
344 vm_pindex_t
345 pmap_pdp_pindex(vm_offset_t va)
346 {
347         return (NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL +
348                 ((va >> PML4SHIFT) & (NUPDP_TOTAL - 1)));
349 }
350
351 static __inline
352 vm_pindex_t
353 pmap_pml4_pindex(void)
354 {
355         return (NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL + NUPDP_TOTAL);
356 }
357
358 /*
359  * Return various clipped indexes for a given VA
360  *
361  * Returns the index of a pte in a page table, representing a terminal
362  * page.
363  */
364 static __inline
365 vm_pindex_t
366 pmap_pte_index(vm_offset_t va)
367 {
368         return ((va >> PAGE_SHIFT) & ((1ul << NPTEPGSHIFT) - 1));
369 }
370
371 /*
372  * Returns the index of a pt in a page directory, representing a page
373  * table.
374  */
375 static __inline
376 vm_pindex_t
377 pmap_pt_index(vm_offset_t va)
378 {
379         return ((va >> PDRSHIFT) & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1));
380 }
381
382 /*
383  * Returns the index of a pd in a page directory page, representing a page
384  * directory.
385  */
386 static __inline
387 vm_pindex_t
388 pmap_pd_index(vm_offset_t va)
389 {
390         return ((va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
391 }
392
393 /*
394  * Returns the index of a pdp in the pml4 table, representing a page
395  * directory page.
396  */
397 static __inline
398 vm_pindex_t
399 pmap_pdp_index(vm_offset_t va)
400 {
401         return ((va >> PML4SHIFT) & ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1));
402 }
403
404 /*
405  * Generic procedure to index a pte from a pt, pd, or pdp.
406  *
407  * NOTE: Normally passed pindex as pmap_xx_index().  pmap_xx_pindex() is NOT
408  *       a page table page index but is instead of PV lookup index.
409  */
410 static
411 void *
412 pv_pte_lookup(pv_entry_t pv, vm_pindex_t pindex)
413 {
414         pt_entry_t *pte;
415
416         pte = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(pv->pv_m));
417         return(&pte[pindex]);
418 }
419
420 /*
421  * Return pointer to PDP slot in the PML4
422  */
423 static __inline
424 pml4_entry_t *
425 pmap_pdp(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
426 {
427         return (&pmap->pm_pml4[pmap_pdp_index(va)]);
428 }
429
430 /*
431  * Return pointer to PD slot in the PDP given a pointer to the PDP
432  */
433 static __inline
434 pdp_entry_t *
435 pmap_pdp_to_pd(pml4_entry_t *pdp, vm_offset_t va)
436 {
437         pdp_entry_t *pd;
438
439         pd = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pdp & PG_FRAME);
440         return (&pd[pmap_pd_index(va)]);
441 }
442
443 /*
444  * Return pointer to PD slot in the PDP
445  **/
446 static __inline
447 pdp_entry_t *
448 pmap_pd(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
449 {
450         pml4_entry_t *pdp;
451
452         pdp = pmap_pdp(pmap, va);
453         if ((*pdp & PG_V) == 0)
454                 return NULL;
455         return (pmap_pdp_to_pd(pdp, va));
456 }
457
458 /*
459  * Return pointer to PT slot in the PD given a pointer to the PD
460  */
461 static __inline
462 pd_entry_t *
463 pmap_pd_to_pt(pdp_entry_t *pd, vm_offset_t va)
464 {
465         pd_entry_t *pt;
466
467         pt = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pd & PG_FRAME);
468         return (&pt[pmap_pt_index(va)]);
469 }
470
471 /*
472  * Return pointer to PT slot in the PD
473  */
474 static __inline
475 pd_entry_t *
476 pmap_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
477 {
478         pdp_entry_t *pd;
479
480         pd = pmap_pd(pmap, va);
481         if (pd == NULL || (*pd & PG_V) == 0)
482                  return NULL;
483         return (pmap_pd_to_pt(pd, va));
484 }
485
486 /*
487  * Return pointer to PTE slot in the PT given a pointer to the PT
488  */
489 static __inline
490 pt_entry_t *
491 pmap_pt_to_pte(pd_entry_t *pt, vm_offset_t va)
492 {
493         pt_entry_t *pte;
494
495         pte = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pt & PG_FRAME);
496         return (&pte[pmap_pte_index(va)]);
497 }
498
499 /*
500  * Return pointer to PTE slot in the PT
501  */
502 static __inline
503 pt_entry_t *
504 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
505 {
506         pd_entry_t *pt;
507
508         pt = pmap_pt(pmap, va);
509         if (pt == NULL || (*pt & PG_V) == 0)
510                  return NULL;
511         if ((*pt & PG_PS) != 0)
512                 return ((pt_entry_t *)pt);
513         return (pmap_pt_to_pte(pt, va));
514 }
515
516 /*
517  * Of all the layers (PTE, PT, PD, PDP, PML4) the best one to cache is
518  * the PT layer.  This will speed up core pmap operations considerably.
519  */
520 static __inline
521 void
522 pv_cache(pv_entry_t pv, vm_pindex_t pindex)
523 {
524         if (pindex >= pmap_pt_pindex(0) && pindex <= pmap_pd_pindex(0))
525                 pv->pv_pmap->pm_pvhint = pv;
526 }
527
528
529 /*
530  * KVM - return address of PT slot in PD
531  */
532 static __inline
533 pd_entry_t *
534 vtopt(vm_offset_t va)
535 {
536         uint64_t mask = ((1ul << (NPDEPGSHIFT + NPDPEPGSHIFT +
537                                   NPML4EPGSHIFT)) - 1);
538
539         return (PDmap + ((va >> PDRSHIFT) & mask));
540 }
541
542 /*
543  * KVM - return address of PTE slot in PT
544  */
545 static __inline
546 pt_entry_t *
547 vtopte(vm_offset_t va)
548 {
549         uint64_t mask = ((1ul << (NPTEPGSHIFT + NPDEPGSHIFT +
550                                   NPDPEPGSHIFT + NPML4EPGSHIFT)) - 1);
551
552         return (PTmap + ((va >> PAGE_SHIFT) & mask));
553 }
554
555 static uint64_t
556 allocpages(vm_paddr_t *firstaddr, long n)
557 {
558         uint64_t ret;
559
560         ret = *firstaddr;
561         bzero((void *)ret, n * PAGE_SIZE);
562         *firstaddr += n * PAGE_SIZE;
563         return (ret);
564 }
565
566 static
567 void
568 create_pagetables(vm_paddr_t *firstaddr)
569 {
570         long i;         /* must be 64 bits */
571         long nkpt_base;
572         long nkpt_phys;
573         int j;
574
575         /*
576          * We are running (mostly) V=P at this point
577          *
578          * Calculate NKPT - number of kernel page tables.  We have to
579          * accomodoate prealloction of the vm_page_array, dump bitmap,
580          * MSGBUF_SIZE, and other stuff.  Be generous.
581          *
582          * Maxmem is in pages.
583          *
584          * ndmpdp is the number of 1GB pages we wish to map.
585          */
586         ndmpdp = (ptoa(Maxmem) + NBPDP - 1) >> PDPSHIFT;
587         if (ndmpdp < 4)         /* Minimum 4GB of dirmap */
588                 ndmpdp = 4;
589         KKASSERT(ndmpdp <= NKPDPE * NPDEPG);
590
591         /*
592          * Starting at the beginning of kvm (not KERNBASE).
593          */
594         nkpt_phys = (Maxmem * sizeof(struct vm_page) + NBPDR - 1) / NBPDR;
595         nkpt_phys += (Maxmem * sizeof(struct pv_entry) + NBPDR - 1) / NBPDR;
596         nkpt_phys += ((nkpt + nkpt + 1 + NKPML4E + NKPDPE + NDMPML4E +
597                        ndmpdp) + 511) / 512;
598         nkpt_phys += 128;
599
600         /*
601          * Starting at KERNBASE - map 2G worth of page table pages.
602          * KERNBASE is offset -2G from the end of kvm.
603          */
604         nkpt_base = (NPDPEPG - KPDPI) * NPTEPG; /* typically 2 x 512 */
605
606         /*
607          * Allocate pages
608          */
609         KPTbase = allocpages(firstaddr, nkpt_base);
610         KPTphys = allocpages(firstaddr, nkpt_phys);
611         KPML4phys = allocpages(firstaddr, 1);
612         KPDPphys = allocpages(firstaddr, NKPML4E);
613         KPDphys = allocpages(firstaddr, NKPDPE);
614
615         /*
616          * Calculate the page directory base for KERNBASE,
617          * that is where we start populating the page table pages.
618          * Basically this is the end - 2.
619          */
620         KPDbase = KPDphys + ((NKPDPE - (NPDPEPG - KPDPI)) << PAGE_SHIFT);
621
622         DMPDPphys = allocpages(firstaddr, NDMPML4E);
623         if ((amd_feature & AMDID_PAGE1GB) == 0)
624                 DMPDphys = allocpages(firstaddr, ndmpdp);
625         dmaplimit = (vm_paddr_t)ndmpdp << PDPSHIFT;
626
627         /*
628          * Fill in the underlying page table pages for the area around
629          * KERNBASE.  This remaps low physical memory to KERNBASE.
630          *
631          * Read-only from zero to physfree
632          * XXX not fully used, underneath 2M pages
633          */
634         for (i = 0; (i << PAGE_SHIFT) < *firstaddr; i++) {
635                 ((pt_entry_t *)KPTbase)[i] = i << PAGE_SHIFT;
636                 ((pt_entry_t *)KPTbase)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_G;
637         }
638
639         /*
640          * Now map the initial kernel page tables.  One block of page
641          * tables is placed at the beginning of kernel virtual memory,
642          * and another block is placed at KERNBASE to map the kernel binary,
643          * data, bss, and initial pre-allocations.
644          */
645         for (i = 0; i < nkpt_base; i++) {
646                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] = KPTbase + (i << PAGE_SHIFT);
647                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] |= PG_RW | PG_V;
648         }
649         for (i = 0; i < nkpt_phys; i++) {
650                 ((pd_entry_t *)KPDphys)[i] = KPTphys + (i << PAGE_SHIFT);
651                 ((pd_entry_t *)KPDphys)[i] |= PG_RW | PG_V;
652         }
653
654         /*
655          * Map from zero to end of allocations using 2M pages as an
656          * optimization.  This will bypass some of the KPTBase pages
657          * above in the KERNBASE area.
658          */
659         for (i = 0; (i << PDRSHIFT) < *firstaddr; i++) {
660                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] = i << PDRSHIFT;
661                 ((pd_entry_t *)KPDbase)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS | PG_G;
662         }
663
664         /*
665          * And connect up the PD to the PDP.  The kernel pmap is expected
666          * to pre-populate all of its PDs.  See NKPDPE in vmparam.h.
667          */
668         for (i = 0; i < NKPDPE; i++) {
669                 ((pdp_entry_t *)KPDPphys)[NPDPEPG - NKPDPE + i] =
670                                 KPDphys + (i << PAGE_SHIFT);
671                 ((pdp_entry_t *)KPDPphys)[NPDPEPG - NKPDPE + i] |=
672                                 PG_RW | PG_V | PG_U;
673         }
674
675         /*
676          * Now set up the direct map space using either 2MB or 1GB pages
677          * Preset PG_M and PG_A because demotion expects it.
678          *
679          * When filling in entries in the PD pages make sure any excess
680          * entries are set to zero as we allocated enough PD pages
681          */
682         if ((amd_feature & AMDID_PAGE1GB) == 0) {
683                 for (i = 0; i < NPDEPG * ndmpdp; i++) {
684                         ((pd_entry_t *)DMPDphys)[i] = i << PDRSHIFT;
685                         ((pd_entry_t *)DMPDphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS |
686                                                        PG_G | PG_M | PG_A;
687                 }
688
689                 /*
690                  * And the direct map space's PDP
691                  */
692                 for (i = 0; i < ndmpdp; i++) {
693                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] = DMPDphys +
694                                                         (i << PAGE_SHIFT);
695                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
696                 }
697         } else {
698                 for (i = 0; i < ndmpdp; i++) {
699                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] =
700                                                 (vm_paddr_t)i << PDPSHIFT;
701                         ((pdp_entry_t *)DMPDPphys)[i] |= PG_RW | PG_V | PG_PS |
702                                                          PG_G | PG_M | PG_A;
703                 }
704         }
705
706         /* And recursively map PML4 to itself in order to get PTmap */
707         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[PML4PML4I] = KPML4phys;
708         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[PML4PML4I] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
709
710         /*
711          * Connect the Direct Map slots up to the PML4
712          */
713         for (j = 0; j < NDMPML4E; ++j) {
714                 ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[DMPML4I + j] =
715                         (DMPDPphys + ((vm_paddr_t)j << PML4SHIFT)) |
716                         PG_RW | PG_V | PG_U;
717         }
718
719         /*
720          * Connect the KVA slot up to the PML4
721          */
722         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[KPML4I] = KPDPphys;
723         ((pdp_entry_t *)KPML4phys)[KPML4I] |= PG_RW | PG_V | PG_U;
724 }
725
726 /*
727  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
728  *
729  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
730  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
731  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
732  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
733  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
734  *      (physical) address starting relative to 0]
735  */
736 void
737 pmap_bootstrap(vm_paddr_t *firstaddr)
738 {
739         vm_offset_t va;
740         pt_entry_t *pte;
741         struct mdglobaldata *gd;
742         int pg;
743
744         KvaStart = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
745         KvaEnd = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
746         KvaSize = KvaEnd - KvaStart;
747
748         avail_start = *firstaddr;
749
750         /*
751          * Create an initial set of page tables to run the kernel in.
752          */
753         create_pagetables(firstaddr);
754
755         virtual2_start = KvaStart;
756         virtual2_end = PTOV_OFFSET;
757
758         virtual_start = (vm_offset_t) PTOV_OFFSET + *firstaddr;
759         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
760
761         virtual_end = VM_MAX_KERNEL_ADDRESS;
762
763         /* XXX do %cr0 as well */
764         load_cr4(rcr4() | CR4_PGE | CR4_PSE);
765         load_cr3(KPML4phys);
766
767         /*
768          * Initialize protection array.
769          */
770         i386_protection_init();
771
772         /*
773          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
774          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
775          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
776          */
777         kernel_pmap.pm_pml4 = (pdp_entry_t *) (PTOV_OFFSET + KPML4phys);
778         kernel_pmap.pm_count = 1;
779         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
780         RB_INIT(&kernel_pmap.pm_pvroot);
781         spin_init(&kernel_pmap.pm_spin);
782         lwkt_token_init(&kernel_pmap.pm_token, "kpmap_tok");
783
784         /*
785          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
786          * mapping of pages.
787          */
788 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
789         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
790
791         va = virtual_start;
792         pte = vtopte(va);
793
794         /*
795          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
796          */
797         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
798
799         /*
800          * Crashdump maps.
801          */
802         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
803
804         /*
805          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
806          * /dev/mem.
807          */
808         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
809
810         /*
811          * msgbufp is used to map the system message buffer.
812          * XXX msgbufmap is not used.
813          */
814         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
815                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
816
817         virtual_start = va;
818
819         *CMAP1 = 0;
820
821         /*
822          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
823          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
824          * works under UP because self-referential page table mappings
825          */
826 #ifdef SMP
827         pgeflag = 0;
828 #else
829         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
830                 pgeflag = PG_G;
831 #endif
832         
833 /*
834  * Initialize the 4MB page size flag
835  */
836         pseflag = 0;
837 /*
838  * The 4MB page version of the initial
839  * kernel page mapping.
840  */
841         pdir4mb = 0;
842
843 #if !defined(DISABLE_PSE)
844         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
845                 pt_entry_t ptditmp;
846                 /*
847                  * Note that we have enabled PSE mode
848                  */
849                 pseflag = PG_PS;
850                 ptditmp = *(PTmap + x86_64_btop(KERNBASE));
851                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
852                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
853                 pdir4mb = ptditmp;
854
855 #ifndef SMP
856                 /*
857                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
858                  * now because the APs will not be able to use it when
859                  * they boot up.
860                  */
861                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
862
863                 /*
864                  * We can do the mapping here for the single processor
865                  * case.  We simply ignore the old page table page from
866                  * now on.
867                  */
868                 /*
869                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
870                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
871                  */
872                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
873                 cpu_invltlb();
874 #endif
875         }
876 #endif
877
878         /*
879          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
880          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
881          * portion.
882          */
883         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
884         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
885
886         cpu_invltlb();
887 }
888
889 #ifdef SMP
890 /*
891  * Set 4mb pdir for mp startup
892  */
893 void
894 pmap_set_opt(void)
895 {
896         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
897                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
898                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
899                         cpu_invltlb();
900                 }
901         }
902 }
903 #endif
904
905 /*
906  *      Initialize the pmap module.
907  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
908  *      system needs to map virtual memory.
909  *      pmap_init has been enhanced to support in a fairly consistant
910  *      way, discontiguous physical memory.
911  */
912 void
913 pmap_init(void)
914 {
915         int i;
916         int initial_pvs;
917
918         /*
919          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
920          * pv_head_table.
921          */
922
923         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
924                 vm_page_t m;
925
926                 m = &vm_page_array[i];
927                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
928         }
929
930         /*
931          * init the pv free list
932          */
933         initial_pvs = vm_page_array_size;
934         if (initial_pvs < MINPV)
935                 initial_pvs = MINPV;
936         pvzone = &pvzone_store;
937         pvinit = (void *)kmem_alloc(&kernel_map,
938                                     initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
939         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry),
940                   pvinit, initial_pvs);
941
942         /*
943          * Now it is safe to enable pv_table recording.
944          */
945         pmap_initialized = TRUE;
946 }
947
948 /*
949  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
950  * high water mark so that the system can recover from excessive
951  * numbers of pv entries.
952  */
953 void
954 pmap_init2(void)
955 {
956         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
957         int entry_max;
958
959         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
960         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
961         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
962         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
963
964         /*
965          * Subtract out pages already installed in the zone (hack)
966          */
967         entry_max = pv_entry_max - vm_page_array_size;
968         if (entry_max <= 0)
969                 entry_max = 1;
970
971         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
972 }
973
974
975 /***************************************************
976  * Low level helper routines.....
977  ***************************************************/
978
979 /*
980  * this routine defines the region(s) of memory that should
981  * not be tested for the modified bit.
982  */
983 static __inline
984 int
985 pmap_track_modified(vm_pindex_t pindex)
986 {
987         vm_offset_t va = (vm_offset_t)pindex << PAGE_SHIFT;
988         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
989                 return 1;
990         else
991                 return 0;
992 }
993
994 /*
995  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
996  * The page must be wired for this to work reliably.
997  *
998  * XXX for the moment we're using pv_find() instead of pv_get(), as
999  *     callers might be expecting non-blocking operation.
1000  */
1001 vm_paddr_t 
1002 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1003 {
1004         vm_paddr_t rtval;
1005         pv_entry_t pt_pv;
1006         pt_entry_t *ptep;
1007
1008         rtval = 0;
1009         if (va >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1010                 /*
1011                  * Kernel page directories might be direct-mapped and
1012                  * there is typically no PV tracking of pte's
1013                  */
1014                 pd_entry_t *pt;
1015
1016                 pt = pmap_pt(pmap, va);
1017                 if (pt && (*pt & PG_V)) {
1018                         if (*pt & PG_PS) {
1019                                 rtval = *pt & PG_PS_FRAME;
1020                                 rtval |= va & PDRMASK;
1021                         } else {
1022                                 ptep = pmap_pt_to_pte(pt, va);
1023                                 if (*pt & PG_V) {
1024                                         rtval = *ptep & PG_FRAME;
1025                                         rtval |= va & PAGE_MASK;
1026                                 }
1027                         }
1028                 }
1029         } else {
1030                 /*
1031                  * User pages currently do not direct-map the page directory
1032                  * and some pages might not used managed PVs.  But all PT's
1033                  * will have a PV.
1034                  */
1035                 pt_pv = pv_find(pmap, pmap_pt_pindex(va));
1036                 if (pt_pv) {
1037                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(va));
1038                         if (*ptep & PG_V) {
1039                                 rtval = *ptep & PG_FRAME;
1040                                 rtval |= va & PAGE_MASK;
1041                         }
1042                         pv_drop(pt_pv);
1043                 }
1044         }
1045         return rtval;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Extract the physical page address associated kernel virtual address.
1050  */
1051 vm_paddr_t
1052 pmap_kextract(vm_offset_t va)
1053 {
1054         pd_entry_t pt;          /* pt entry in pd */
1055         vm_paddr_t pa;
1056
1057         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
1058                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
1059         } else {
1060                 pt = *vtopt(va);
1061                 if (pt & PG_PS) {
1062                         pa = (pt & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
1063                 } else {
1064                         /*
1065                          * Beware of a concurrent promotion that changes the
1066                          * PDE at this point!  For example, vtopte() must not
1067                          * be used to access the PTE because it would use the
1068                          * new PDE.  It is, however, safe to use the old PDE
1069                          * because the page table page is preserved by the
1070                          * promotion.
1071                          */
1072                         pa = *pmap_pt_to_pte(&pt, va);
1073                         pa = (pa & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
1074                 }
1075         }
1076         return pa;
1077 }
1078
1079 /***************************************************
1080  * Low level mapping routines.....
1081  ***************************************************/
1082
1083 /*
1084  * Routine: pmap_kenter
1085  * Function:
1086  *      Add a wired page to the KVA
1087  *      NOTE! note that in order for the mapping to take effect -- you
1088  *      should do an invltlb after doing the pmap_kenter().
1089  */
1090 void 
1091 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1092 {
1093         pt_entry_t *pte;
1094         pt_entry_t npte;
1095         pmap_inval_info info;
1096
1097         pmap_inval_init(&info);                         /* XXX remove */
1098         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1099         pte = vtopte(va);
1100         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);  /* XXX remove */
1101         *pte = npte;
1102         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);    /* XXX remove */
1103         pmap_inval_done(&info);                         /* XXX remove */
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Routine: pmap_kenter_quick
1108  * Function:
1109  *      Similar to pmap_kenter(), except we only invalidate the
1110  *      mapping on the current CPU.
1111  */
1112 void
1113 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
1114 {
1115         pt_entry_t *pte;
1116         pt_entry_t npte;
1117
1118         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1119         pte = vtopte(va);
1120         *pte = npte;
1121         cpu_invlpg((void *)va);
1122 }
1123
1124 void
1125 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
1126 {
1127         pmap_inval_info info;
1128
1129         pmap_inval_init(&info);
1130         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
1131         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
1132         pmap_inval_done(&info);
1133 }
1134
1135 void
1136 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
1137 {
1138         cpu_invlpg((void *)va);
1139 }
1140
1141 /*
1142  * remove a page from the kernel pagetables
1143  */
1144 void
1145 pmap_kremove(vm_offset_t va)
1146 {
1147         pt_entry_t *pte;
1148         pmap_inval_info info;
1149
1150         pmap_inval_init(&info);
1151         pte = vtopte(va);
1152         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
1153         (void)pte_load_clear(pte);
1154         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
1155         pmap_inval_done(&info);
1156 }
1157
1158 void
1159 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
1160 {
1161         pt_entry_t *pte;
1162         pte = vtopte(va);
1163         (void)pte_load_clear(pte);
1164         cpu_invlpg((void *)va);
1165 }
1166
1167 /*
1168  * XXX these need to be recoded.  They are not used in any critical path.
1169  */
1170 void
1171 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
1172 {
1173         atomic_set_long(vtopte(va), PG_RW);
1174         cpu_invlpg((void *)va);
1175 }
1176
1177 void
1178 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
1179 {
1180         atomic_set_long(vtopte(va), PG_N);
1181         cpu_invlpg((void *)va);
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Used to map a range of physical addresses into kernel virtual
1186  * address space during the low level boot, typically to map the
1187  * dump bitmap, message buffer, and vm_page_array.
1188  *
1189  * These mappings are typically made at some pointer after the end of the
1190  * kernel text+data.
1191  *
1192  * We could return PHYS_TO_DMAP(start) here and not allocate any
1193  * via (*virtp), but then kmem from userland and kernel dumps won't
1194  * have access to the related pointers.
1195  */
1196 vm_offset_t
1197 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
1198 {
1199         vm_offset_t va;
1200         vm_offset_t va_start;
1201
1202         /*return PHYS_TO_DMAP(start);*/
1203
1204         va_start = *virtp;
1205         va = va_start;
1206
1207         while (start < end) {
1208                 pmap_kenter_quick(va, start);
1209                 va += PAGE_SIZE;
1210                 start += PAGE_SIZE;
1211         }
1212         *virtp = va;
1213         return va_start;
1214 }
1215
1216
1217 /*
1218  * Add a list of wired pages to the kva
1219  * this routine is only used for temporary
1220  * kernel mappings that do not need to have
1221  * page modification or references recorded.
1222  * Note that old mappings are simply written
1223  * over.  The page *must* be wired.
1224  */
1225 void
1226 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
1227 {
1228         vm_offset_t end_va;
1229
1230         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
1231                 
1232         while (va < end_va) {
1233                 pt_entry_t *pte;
1234
1235                 pte = vtopte(va);
1236                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
1237                 cpu_invlpg((void *)va);
1238                 va += PAGE_SIZE;
1239                 m++;
1240         }
1241         smp_invltlb();
1242 }
1243
1244 /*
1245  * This routine jerks page mappings from the
1246  * kernel -- it is meant only for temporary mappings.
1247  *
1248  * MPSAFE, INTERRUPT SAFE (cluster callback)
1249  */
1250 void
1251 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
1252 {
1253         vm_offset_t end_va;
1254
1255         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
1256
1257         while (va < end_va) {
1258                 pt_entry_t *pte;
1259
1260                 pte = vtopte(va);
1261                 (void)pte_load_clear(pte);
1262                 cpu_invlpg((void *)va);
1263                 va += PAGE_SIZE;
1264         }
1265         smp_invltlb();
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
1270  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
1271  */
1272 void
1273 pmap_init_thread(thread_t td)
1274 {
1275         /* enforce pcb placement & alignment */
1276         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
1277         td->td_pcb = (struct pcb *)((intptr_t)td->td_pcb & ~(intptr_t)0xF);
1278         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
1279         td->td_sp = (char *)td->td_pcb; /* no -16 */
1280 }
1281
1282 /*
1283  * This routine directly affects the fork perf for a process.
1284  */
1285 void
1286 pmap_init_proc(struct proc *p)
1287 {
1288 }
1289
1290 /*
1291  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1292  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1293  *
1294  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1295  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1296  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1297  */
1298 void
1299 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1300 {
1301         pmap->pm_pml4 = (pml4_entry_t *)(PTOV_OFFSET + KPML4phys);
1302         pmap->pm_count = 1;
1303         pmap->pm_active = 0;
1304         pmap->pm_pvhint = NULL;
1305         RB_INIT(&pmap->pm_pvroot);
1306         spin_init(&pmap->pm_spin);
1307         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1308         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1309 }
1310
1311 /*
1312  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1313  * such as one in a vmspace structure.
1314  */
1315 static void
1316 pmap_pinit_simple(struct pmap *pmap)
1317 {
1318         /*
1319          * Misc initialization
1320          */
1321         pmap->pm_count = 1;
1322         pmap->pm_active = 0;
1323         pmap->pm_pvhint = NULL;
1324         pmap->pm_flags = PMAP_FLAG_SIMPLE;
1325
1326         /*
1327          * Don't blow up locks/tokens on re-use (XXX fix/use drop code
1328          * for this).
1329          */
1330         if (pmap->pm_pmlpv == NULL) {
1331                 RB_INIT(&pmap->pm_pvroot);
1332                 bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1333                 spin_init(&pmap->pm_spin);
1334                 lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1335         }
1336 }
1337
1338 void
1339 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1340 {
1341         pv_entry_t pv;
1342         int j;
1343
1344         pmap_pinit_simple(pmap);
1345         pmap->pm_flags &= ~PMAP_FLAG_SIMPLE;
1346
1347         /*
1348          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1349          * page directory table.
1350          */
1351         if (pmap->pm_pml4 == NULL) {
1352                 pmap->pm_pml4 =
1353                     (pml4_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1354         }
1355
1356         /*
1357          * Allocate the page directory page, which wires it even though
1358          * it isn't being entered into some higher level page table (it
1359          * being the highest level).  If one is already cached we don't
1360          * have to do anything.
1361          */
1362         if ((pv = pmap->pm_pmlpv) == NULL) {
1363                 pv = pmap_allocpte(pmap, pmap_pml4_pindex(), NULL);
1364                 pmap->pm_pmlpv = pv;
1365                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pml4,
1366                             VM_PAGE_TO_PHYS(pv->pv_m));
1367                 pv_put(pv);
1368
1369                 /*
1370                  * Install DMAP and KMAP.
1371                  */
1372                 for (j = 0; j < NDMPML4E; ++j) {
1373                         pmap->pm_pml4[DMPML4I + j] =
1374                                 (DMPDPphys + ((vm_paddr_t)j << PML4SHIFT)) |
1375                                 PG_RW | PG_V | PG_U;
1376                 }
1377                 pmap->pm_pml4[KPML4I] = KPDPphys | PG_RW | PG_V | PG_U;
1378
1379                 /*
1380                  * install self-referential address mapping entry
1381                  */
1382                 pmap->pm_pml4[PML4PML4I] = VM_PAGE_TO_PHYS(pv->pv_m) |
1383                                            PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1384         } else {
1385                 KKASSERT(pv->pv_m->flags & PG_MAPPED);
1386                 KKASSERT(pv->pv_m->flags & PG_WRITEABLE);
1387         }
1388         KKASSERT(pmap->pm_pml4[255] == 0);
1389         KKASSERT(RB_ROOT(&pmap->pm_pvroot) == pv);
1390         KKASSERT(pv->pv_entry.rbe_left == NULL);
1391         KKASSERT(pv->pv_entry.rbe_right == NULL);
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1396  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1397  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1398  * of cleanup work to do here.
1399  */
1400 void
1401 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1402 {
1403         pv_entry_t pv;
1404         vm_page_t p;
1405
1406         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1407         if ((pv = pmap->pm_pmlpv) != NULL) {
1408                 if (pv_hold_try(pv) == 0)
1409                         pv_lock(pv);
1410                 p = pmap_remove_pv_page(pv);
1411                 pv_free(pv);
1412                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pml4);
1413                 vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pgpun");
1414                 KKASSERT(p->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED));
1415                 vm_page_unwire(p, 0);
1416                 vm_page_flag_clear(p, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1417
1418                 /*
1419                  * XXX eventually clean out PML4 static entries and
1420                  * use vm_page_free_zero()
1421                  */
1422                 vm_page_free(p);
1423                 pmap->pm_pmlpv = NULL;
1424         }
1425         if (pmap->pm_pml4) {
1426                 KKASSERT(pmap->pm_pml4 != (void *)(PTOV_OFFSET + KPML4phys));
1427                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pml4, PAGE_SIZE);
1428                 pmap->pm_pml4 = NULL;
1429         }
1430         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count == 0);
1431         KKASSERT(pmap->pm_stats.wired_count == 0);
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1436  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1437  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1438  * then copies the template.
1439  */
1440 void
1441 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1442 {
1443         spin_lock(&pmap_spin);
1444         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1445         spin_unlock(&pmap_spin);
1446 }
1447
1448 /*
1449  * This routine is called when various levels in the page table need to
1450  * be populated.  This routine cannot fail.
1451  *
1452  * This function returns two locked pv_entry's, one representing the
1453  * requested pv and one representing the requested pv's parent pv.  If
1454  * the pv did not previously exist it will be mapped into its parent
1455  * and wired, otherwise no additional wire count will be added.
1456  */
1457 static
1458 pv_entry_t
1459 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex, pv_entry_t *pvpp)
1460 {
1461         pt_entry_t *ptep;
1462         pv_entry_t pv;
1463         pv_entry_t pvp;
1464         vm_pindex_t pt_pindex;
1465         vm_page_t m;
1466         int isnew;
1467         int ispt;
1468
1469         /*
1470          * If the pv already exists and we aren't being asked for the
1471          * parent page table page we can just return it.  A locked+held pv
1472          * is returned.
1473          */
1474         ispt = 0;
1475         pv = pv_alloc(pmap, ptepindex, &isnew);
1476         if (isnew == 0 && pvpp == NULL)
1477                 return(pv);
1478
1479         /*
1480          * This is a new PV, we have to resolve its parent page table and
1481          * add an additional wiring to the page if necessary.
1482          */
1483
1484         /*
1485          * Special case terminal PVs.  These are not page table pages so
1486          * no vm_page is allocated (the caller supplied the vm_page).  If
1487          * pvpp is non-NULL we are being asked to also removed the pt_pv
1488          * for this pv.
1489          *
1490          * Note that pt_pv's are only returned for user VAs. We assert that
1491          * a pt_pv is not being requested for kernel VAs.
1492          */
1493         if (ptepindex < pmap_pt_pindex(0)) {
1494                 if (ptepindex >= NUPTE_USER)
1495                         KKASSERT(pvpp == NULL);
1496                 else
1497                         KKASSERT(pvpp != NULL);
1498                 if (pvpp) {
1499                         pt_pindex = NUPTE_TOTAL + (ptepindex >> NPTEPGSHIFT);
1500                         pvp = pmap_allocpte(pmap, pt_pindex, NULL);
1501                         if (isnew)
1502                                 vm_page_wire_quick(pvp->pv_m);
1503                         *pvpp = pvp;
1504                 } else {
1505                         pvp = NULL;
1506                 }
1507                 return(pv);
1508         }
1509
1510         /*
1511          * Non-terminal PVs allocate a VM page to represent the page table,
1512          * so we have to resolve pvp and calculate ptepindex for the pvp
1513          * and then for the page table entry index in the pvp for
1514          * fall-through.
1515          */
1516         if (ptepindex < pmap_pd_pindex(0)) {
1517                 /*
1518                  * pv is PT, pvp is PD
1519                  */
1520                 ptepindex = (ptepindex - pmap_pt_pindex(0)) >> NPDEPGSHIFT;
1521                 ptepindex += NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL;
1522                 pvp = pmap_allocpte(pmap, ptepindex, NULL);
1523                 if (!isnew)
1524                         goto notnew;
1525
1526                 /*
1527                  * PT index in PD
1528                  */
1529                 ptepindex = pv->pv_pindex - pmap_pt_pindex(0);
1530                 ptepindex &= ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1);
1531                 ispt = 1;
1532         } else if (ptepindex < pmap_pdp_pindex(0)) {
1533                 /*
1534                  * pv is PD, pvp is PDP
1535                  *
1536                  * SIMPLE PMAP NOTE: Simple pmaps do not allocate above
1537                  *                   the PD.
1538                  */
1539                 ptepindex = (ptepindex - pmap_pd_pindex(0)) >> NPDPEPGSHIFT;
1540                 ptepindex += NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL;
1541
1542                 if (pmap->pm_flags & PMAP_FLAG_SIMPLE) {
1543                         KKASSERT(pvpp == NULL);
1544                         pvp = NULL;
1545                 } else {
1546                         pvp = pmap_allocpte(pmap, ptepindex, NULL);
1547                 }
1548                 if (!isnew)
1549                         goto notnew;
1550
1551                 /*
1552                  * PD index in PDP
1553                  */
1554                 ptepindex = pv->pv_pindex - pmap_pd_pindex(0);
1555                 ptepindex &= ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1);
1556         } else if (ptepindex < pmap_pml4_pindex()) {
1557                 /*
1558                  * pv is PDP, pvp is the root pml4 table
1559                  */
1560                 pvp = pmap_allocpte(pmap, pmap_pml4_pindex(), NULL);
1561                 if (!isnew)
1562                         goto notnew;
1563
1564                 /*
1565                  * PDP index in PML4
1566                  */
1567                 ptepindex = pv->pv_pindex - pmap_pdp_pindex(0);
1568                 ptepindex &= ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1);
1569         } else {
1570                 /*
1571                  * pv represents the top-level PML4, there is no parent.
1572                  */
1573                 pvp = NULL;
1574                 if (!isnew)
1575                         goto notnew;
1576         }
1577
1578         /*
1579          * This code is only reached if isnew is TRUE and this is not a
1580          * terminal PV.  We need to allocate a vm_page for the page table
1581          * at this level and enter it into the parent page table.
1582          *
1583          * page table pages are marked PG_WRITEABLE and PG_MAPPED.
1584          */
1585         for (;;) {
1586                 m = vm_page_alloc(NULL, pv->pv_pindex,
1587                                   VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM |
1588                                   VM_ALLOC_INTERRUPT);
1589                 if (m)
1590                         break;
1591                 vm_wait(0);
1592         }
1593         vm_page_spin_lock(m);
1594         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1595         pv->pv_m = m;
1596         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1597         vm_page_spin_unlock(m);
1598         vm_page_unmanage(m);    /* m must be spinunlocked */
1599
1600         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0) {
1601                 pmap_zero_page(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1602         }
1603 #ifdef PMAP_DEBUG
1604         else {
1605                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1606         }
1607 #endif
1608         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1609         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1610         vm_page_wire(m);        /* wire for mapping in parent */
1611
1612         /*
1613          * Wire the page into pvp, bump the wire-count for pvp's page table
1614          * page.  Bump the resident_count for the pmap.  There is no pvp
1615          * for the top level, address the pm_pml4[] array directly.
1616          *
1617          * If the caller wants the parent we return it, otherwise
1618          * we just put it away.
1619          *
1620          * No interlock is needed for pte 0 -> non-zero.
1621          *
1622          * In the situation where *ptep is valid we might have an unmanaged
1623          * page table page shared from another page table which we need to
1624          * unshare before installing our private page table page.
1625          */
1626         if (pvp) {
1627                 ptep = pv_pte_lookup(pvp, ptepindex);
1628                 if (*ptep & PG_V) {
1629                         pt_entry_t pte;
1630                         pmap_inval_info info;
1631
1632                         kprintf("pmap_allocpte: restate shared pg table pg\n");
1633
1634                         if (ispt == 0) {
1635                                 panic("pmap_allocpte: unexpected pte %p/%d",
1636                                       pvp, (int)ptepindex);
1637                         }
1638                         pmap_inval_init(&info);
1639                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, (vm_offset_t)-1);
1640                         pte = pte_load_clear(ptep);
1641                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
1642                         pmap_inval_done(&info);
1643                         if (vm_page_unwire_quick(PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME)))
1644                                 panic("pmap_allocpte: shared pgtable pg bad wirecount");
1645                 } else {
1646                         vm_page_wire_quick(pvp->pv_m);
1647                 }
1648                 *ptep = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | (PG_U | PG_RW | PG_V |
1649                                               PG_A | PG_M);
1650         }
1651         vm_page_wakeup(m);
1652 notnew:
1653         if (pvpp)
1654                 *pvpp = pvp;
1655         else if (pvp)
1656                 pv_put(pvp);
1657         return (pv);
1658 }
1659
1660 /*
1661  * This version of pmap_allocpte() checks for possible segment optimizations
1662  * that would allow page-table sharing.  It can be called for terminal
1663  * page or page table page ptepindex's.
1664  *
1665  * The function is called with page table page ptepindex's for fictitious
1666  * and unmanaged terminal pages.  That is, we don't want to allocate a
1667  * terminal pv, we just want the pt_pv.  pvpp is usually passed as NULL
1668  * for this case.
1669  *
1670  * This function can return a pv and *pvpp associated with the passed in pmap
1671  * OR a pv and *pvpp associated with the shared pmap.  In the latter case
1672  * an unmanaged page table page will be entered into the pass in pmap.
1673  */
1674 static
1675 pv_entry_t
1676 pmap_allocpte_seg(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex, pv_entry_t *pvpp,
1677                   vm_map_entry_t entry, vm_offset_t va)
1678 {
1679         struct pmap_inval_info info;
1680         vm_object_t object;
1681         pmap_t obpmap;
1682         pmap_t *obpmapp;
1683         vm_offset_t b;
1684         pv_entry_t pte_pv;      /* in original or shared pmap */
1685         pv_entry_t pt_pv;       /* in original or shared pmap */
1686         pv_entry_t proc_pd_pv;  /* in original pmap */
1687         pv_entry_t proc_pt_pv;  /* in original pmap */
1688         pv_entry_t xpv;         /* PT in shared pmap */
1689         pd_entry_t *pt;         /* PT entry in PD of original pmap */
1690         pd_entry_t opte;        /* contents of *pt */
1691         pd_entry_t npte;        /* contents of *pt */
1692         vm_page_t m;
1693
1694         /*
1695          * Basic tests, require a non-NULL vm_map_entry, require proper
1696          * alignment and type for the vm_map_entry, require that the
1697          * underlying object already be allocated.
1698          *
1699          * We currently allow any type of object to use this optimization.
1700          * The object itself does NOT have to be sized to a multiple of the
1701          * segment size, but the memory mapping does.
1702          */
1703         if (entry == NULL ||
1704             pmap_mmu_optimize == 0 ||                   /* not enabled */
1705             ptepindex >= pmap_pd_pindex(0) ||           /* not terminal */
1706             entry->inheritance != VM_INHERIT_SHARE ||   /* not shared */
1707             entry->maptype != VM_MAPTYPE_NORMAL ||      /* weird map type */
1708             entry->object.vm_object == NULL ||          /* needs VM object */
1709             (entry->offset & SEG_MASK) ||               /* must be aligned */
1710             (entry->start & SEG_MASK)) {
1711                 return(pmap_allocpte(pmap, ptepindex, pvpp));
1712         }
1713
1714         /*
1715          * Make sure the full segment can be represented.
1716          */
1717         b = va & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
1718         if (b < entry->start && b + SEG_SIZE > entry->end)
1719                 return(pmap_allocpte(pmap, ptepindex, pvpp));
1720
1721         /*
1722          * If the full segment can be represented dive the VM object's
1723          * shared pmap, allocating as required.
1724          */
1725         object = entry->object.vm_object;
1726
1727         if (entry->protection & VM_PROT_WRITE)
1728                 obpmapp = &object->md.pmap_rw;
1729         else
1730                 obpmapp = &object->md.pmap_ro;
1731
1732         /*
1733          * We allocate what appears to be a normal pmap but because portions
1734          * of this pmap are shared with other unrelated pmaps we have to
1735          * set pm_active to point to all cpus.
1736          *
1737          * XXX Currently using pmap_spin to interlock the update, can't use
1738          *     vm_object_hold/drop because the token might already be held
1739          *     shared OR exclusive and we don't know.
1740          */
1741         while ((obpmap = *obpmapp) == NULL) {
1742                 obpmap = kmalloc(sizeof(*obpmap), M_OBJPMAP, M_WAITOK|M_ZERO);
1743                 pmap_pinit_simple(obpmap);
1744                 pmap_pinit2(obpmap);
1745                 spin_lock(&pmap_spin);
1746                 if (*obpmapp != NULL) {
1747                         /*
1748                          * Handle race
1749                          */
1750                         spin_unlock(&pmap_spin);
1751                         pmap_release(obpmap);
1752                         pmap_puninit(obpmap);
1753                         kfree(obpmap, M_OBJPMAP);
1754                 } else {
1755                         obpmap->pm_active = smp_active_mask;
1756                         *obpmapp = obpmap;
1757                         spin_unlock(&pmap_spin);
1758                 }
1759         }
1760
1761         /*
1762          * Layering is: PTE, PT, PD, PDP, PML4.  We have to return the
1763          * pte/pt using the shared pmap from the object but also adjust
1764          * the process pmap's page table page as a side effect.
1765          */
1766
1767         /*
1768          * Resolve the terminal PTE and PT in the shared pmap.  This is what
1769          * we will return.  This is true if ptepindex represents a terminal
1770          * page, otherwise pte_pv is actually the PT and pt_pv is actually
1771          * the PD.
1772          */
1773         pt_pv = NULL;
1774         pte_pv = pmap_allocpte(obpmap, ptepindex, &pt_pv);
1775         if (ptepindex >= pmap_pt_pindex(0))
1776                 xpv = pte_pv;
1777         else
1778                 xpv = pt_pv;
1779
1780         /*
1781          * Resolve the PD in the process pmap so we can properly share the
1782          * page table page.  Lock order is bottom-up (leaf first)!
1783          *
1784          * NOTE: proc_pt_pv can be NULL.
1785          */
1786         proc_pt_pv = pv_get(pmap, pmap_pt_pindex(b));
1787         proc_pd_pv = pmap_allocpte(pmap, pmap_pd_pindex(b), NULL);
1788
1789         /*
1790          * xpv is the page table page pv from the shared object
1791          * (for convenience).
1792          *
1793          * Calculate the pte value for the PT to load into the process PD.
1794          * If we have to change it we must properly dispose of the previous
1795          * entry.
1796          */
1797         pt = pv_pte_lookup(proc_pd_pv, pmap_pt_index(b));
1798         npte = VM_PAGE_TO_PHYS(xpv->pv_m) |
1799                (PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1800         if (*pt == 0) {
1801                 *pt = npte;
1802                 vm_page_wire_quick(xpv->pv_m);
1803                 vm_page_wire_quick(proc_pd_pv->pv_m);
1804                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, 1);
1805         } else if (*pt != npte) {
1806                 pmap_inval_init(&info);
1807                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, (vm_offset_t)-1);
1808                 if (*pt != npte) {
1809                         opte = pte_load_clear(pt);
1810                         *pt = npte;
1811                         vm_page_wire_quick(xpv->pv_m);
1812
1813                         /*
1814                          * Clean up opte, bump the wire_count for the process
1815                          * PD page representing the new entry if it was
1816                          * previously empty.
1817                          *
1818                          * If the entry was not previously empty and we have
1819                          * a PT in the proc pmap then opte must match that
1820                          * pt.  The proc pt must be retired (this is done
1821                          * later on in this procedure).
1822                          */
1823                         if (opte & PG_V) {
1824                                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(opte & PG_FRAME);
1825                                 if (proc_pt_pv) {
1826                                         KKASSERT(proc_pt_pv->pv_m == m);
1827                                 } else {
1828                                         if (vm_page_unwire_quick(m)) {
1829                                                 panic("pmap_allocpte_seg: "
1830                                                       "bad wire count %p",
1831                                                       m);
1832                                         }
1833                                 }
1834                         } else {
1835                                 vm_page_wire_quick(proc_pd_pv->pv_m);
1836                         }
1837                 }
1838                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
1839                 pmap_inval_done(&info);
1840         } else {
1841                 KKASSERT(proc_pt_pv == NULL);
1842         }
1843
1844         /*
1845          * The existing process page table was replaced and must be destroyed
1846          * here.
1847          */
1848         if (proc_pd_pv)
1849                 pv_put(proc_pd_pv);
1850         if (proc_pt_pv)
1851                 pmap_release_pv(proc_pt_pv);
1852         if (pvpp)
1853                 *pvpp = pt_pv;
1854         else
1855                 pv_put(pt_pv);
1856
1857         return (pte_pv);
1858 }
1859
1860 /*
1861  * Release any resources held by the given physical map.
1862  *
1863  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.  Should
1864  * only be called if the map contains no valid mappings.
1865  *
1866  * Caller must hold pmap->pm_token
1867  */
1868 struct pmap_release_info {
1869         pmap_t  pmap;
1870         int     retry;
1871 };
1872
1873 static int pmap_release_callback(pv_entry_t pv, void *data);
1874
1875 void
1876 pmap_release(struct pmap *pmap)
1877 {
1878         struct pmap_release_info info;
1879
1880         KASSERT(pmap->pm_active == 0,
1881                 ("pmap still active! %016jx", (uintmax_t)pmap->pm_active));
1882
1883         spin_lock(&pmap_spin);
1884         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1885         spin_unlock(&pmap_spin);
1886
1887         /*
1888          * Pull pv's off the RB tree in order from low to high and release
1889          * each page.
1890          */
1891         info.pmap = pmap;
1892         do {
1893                 info.retry = 0;
1894                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
1895                 RB_SCAN(pv_entry_rb_tree, &pmap->pm_pvroot, NULL,
1896                         pmap_release_callback, &info);
1897                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
1898         } while (info.retry);
1899
1900
1901         /*
1902          * One resident page (the pml4 page) should remain.
1903          * No wired pages should remain.
1904          */
1905         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count ==
1906                  ((pmap->pm_flags & PMAP_FLAG_SIMPLE) ? 0 : 1));
1907
1908         KKASSERT(pmap->pm_stats.wired_count == 0);
1909 }
1910
1911 static int
1912 pmap_release_callback(pv_entry_t pv, void *data)
1913 {
1914         struct pmap_release_info *info = data;
1915         pmap_t pmap = info->pmap;
1916         int r;
1917
1918         if (pv_hold_try(pv)) {
1919                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
1920         } else {
1921                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
1922                 pv_lock(pv);
1923                 if (pv->pv_pmap != pmap) {
1924                         pv_put(pv);
1925                         spin_lock(&pmap->pm_spin);
1926                         info->retry = 1;
1927                         return(-1);
1928                 }
1929         }
1930         r = pmap_release_pv(pv);
1931         spin_lock(&pmap->pm_spin);
1932         return(r);
1933 }
1934
1935 /*
1936  * Called with held (i.e. also locked) pv.  This function will dispose of
1937  * the lock along with the pv.
1938  */
1939 static int
1940 pmap_release_pv(pv_entry_t pv)
1941 {
1942         vm_page_t p;
1943
1944         /*
1945          * The pmap is currently not spinlocked, pv is held+locked.
1946          * Remove the pv's page from its parent's page table.  The
1947          * parent's page table page's wire_count will be decremented.
1948          */
1949         pmap_remove_pv_pte(pv, NULL, NULL);
1950
1951         /*
1952          * Terminal pvs are unhooked from their vm_pages.  Because
1953          * terminal pages aren't page table pages they aren't wired
1954          * by us, so we have to be sure not to unwire them either.
1955          */
1956         if (pv->pv_pindex < pmap_pt_pindex(0)) {
1957                 pmap_remove_pv_page(pv);
1958                 goto skip;
1959         }
1960
1961         /*
1962          * We leave the top-level page table page cached, wired, and
1963          * mapped in the pmap until the dtor function (pmap_puninit())
1964          * gets called.
1965          *
1966          * Since we are leaving the top-level pv intact we need
1967          * to break out of what would otherwise be an infinite loop.
1968          */
1969         if (pv->pv_pindex == pmap_pml4_pindex()) {
1970                 pv_put(pv);
1971                 return(-1);
1972         }
1973
1974         /*
1975          * For page table pages (other than the top-level page),
1976          * remove and free the vm_page.  The representitive mapping
1977          * removed above by pmap_remove_pv_pte() did not undo the
1978          * last wire_count so we have to do that as well.
1979          */
1980         p = pmap_remove_pv_page(pv);
1981         vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pmaprl");
1982         if (p->wire_count != 1) {
1983                 kprintf("p->wire_count was %016lx %d\n",
1984                         pv->pv_pindex, p->wire_count);
1985         }
1986         KKASSERT(p->wire_count == 1);
1987         KKASSERT(p->flags & PG_UNMANAGED);
1988
1989         vm_page_unwire(p, 0);
1990         KKASSERT(p->wire_count == 0);
1991
1992         /*
1993          * Theoretically this page, if not the pml4 page, should contain
1994          * all-zeros.  But its just too dangerous to mark it PG_ZERO.  Free
1995          * normally.
1996          */
1997         vm_page_free(p);
1998 skip:
1999         pv_free(pv);
2000         return 0;
2001 }
2002
2003 /*
2004  * This function will remove the pte associated with a pv from its parent.
2005  * Terminal pv's are supported.  The removal will be interlocked if info
2006  * is non-NULL.  The caller must dispose of pv instead of just unlocking
2007  * it.
2008  *
2009  * The wire count will be dropped on the parent page table.  The wire
2010  * count on the page being removed (pv->pv_m) from the parent page table
2011  * is NOT touched.  Note that terminal pages will not have any additional
2012  * wire counts while page table pages will have at least one representing
2013  * the mapping, plus others representing sub-mappings.
2014  *
2015  * NOTE: Cannot be called on kernel page table pages, only KVM terminal
2016  *       pages and user page table and terminal pages.
2017  *
2018  * The pv must be locked.
2019  *
2020  * XXX must lock parent pv's if they exist to remove pte XXX
2021  */
2022 static
2023 void
2024 pmap_remove_pv_pte(pv_entry_t pv, pv_entry_t pvp, struct pmap_inval_info *info)
2025 {
2026         vm_pindex_t ptepindex = pv->pv_pindex;
2027         pmap_t pmap = pv->pv_pmap;
2028         vm_page_t p;
2029         int gotpvp = 0;
2030
2031         KKASSERT(pmap);
2032
2033         if (ptepindex == pmap_pml4_pindex()) {
2034                 /*
2035                  * We are the top level pml4 table, there is no parent.
2036                  */
2037                 p = pmap->pm_pmlpv->pv_m;
2038         } else if (ptepindex >= pmap_pdp_pindex(0)) {
2039                 /*
2040                  * Remove a PDP page from the pml4e.  This can only occur
2041                  * with user page tables.  We do not have to lock the
2042                  * pml4 PV so just ignore pvp.
2043                  */
2044                 vm_pindex_t pml4_pindex;
2045                 vm_pindex_t pdp_index;
2046                 pml4_entry_t *pdp;
2047
2048                 pdp_index = ptepindex - pmap_pdp_pindex(0);
2049                 if (pvp == NULL) {
2050                         pml4_pindex = pmap_pml4_pindex();
2051                         pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pml4_pindex);
2052                         KKASSERT(pvp);
2053                         gotpvp = 1;
2054                 }
2055                 pdp = &pmap->pm_pml4[pdp_index & ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1)];
2056                 KKASSERT((*pdp & PG_V) != 0);
2057                 p = PHYS_TO_VM_PAGE(*pdp & PG_FRAME);
2058                 *pdp = 0;
2059                 KKASSERT(info == NULL);
2060         } else if (ptepindex >= pmap_pd_pindex(0)) {
2061                 /*
2062                  * Remove a PD page from the pdp
2063                  *
2064                  * SIMPLE PMAP NOTE: Non-existant pvp's are ok in the case
2065                  *                   of a simple pmap because it stops at
2066                  *                   the PD page.
2067                  */
2068                 vm_pindex_t pdp_pindex;
2069                 vm_pindex_t pd_index;
2070                 pdp_entry_t *pd;
2071
2072                 pd_index = ptepindex - pmap_pd_pindex(0);
2073
2074                 if (pvp == NULL) {
2075                         pdp_pindex = NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL + NUPD_TOTAL +
2076                                      (pd_index >> NPML4EPGSHIFT);
2077                         pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pdp_pindex);
2078                         if (pvp)
2079                                 gotpvp = 1;
2080                 }
2081                 if (pvp) {
2082                         pd = pv_pte_lookup(pvp, pd_index &
2083                                                 ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
2084                         KKASSERT((*pd & PG_V) != 0);
2085                         p = PHYS_TO_VM_PAGE(*pd & PG_FRAME);
2086                         *pd = 0;
2087                 } else {
2088                         KKASSERT(pmap->pm_flags & PMAP_FLAG_SIMPLE);
2089                         p = pv->pv_m;           /* degenerate test later */
2090                 }
2091                 KKASSERT(info == NULL);
2092         } else if (ptepindex >= pmap_pt_pindex(0)) {
2093                 /*
2094                  *  Remove a PT page from the pd
2095                  */
2096                 vm_pindex_t pd_pindex;
2097                 vm_pindex_t pt_index;
2098                 pd_entry_t *pt;
2099
2100                 pt_index = ptepindex - pmap_pt_pindex(0);
2101
2102                 if (pvp == NULL) {
2103                         pd_pindex = NUPTE_TOTAL + NUPT_TOTAL +
2104                                     (pt_index >> NPDPEPGSHIFT);
2105                         pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pd_pindex);
2106                         KKASSERT(pvp);
2107                         gotpvp = 1;
2108                 }
2109                 pt = pv_pte_lookup(pvp, pt_index & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
2110                 KKASSERT((*pt & PG_V) != 0);
2111                 p = PHYS_TO_VM_PAGE(*pt & PG_FRAME);
2112                 *pt = 0;
2113                 KKASSERT(info == NULL);
2114         } else {
2115                 /*
2116                  * Remove a PTE from the PT page
2117                  *
2118                  * NOTE: pv's must be locked bottom-up to avoid deadlocking.
2119                  *       pv is a pte_pv so we can safely lock pt_pv.
2120                  */
2121                 vm_pindex_t pt_pindex;
2122                 pt_entry_t *ptep;
2123                 pt_entry_t pte;
2124                 vm_offset_t va;
2125
2126                 pt_pindex = ptepindex >> NPTEPGSHIFT;
2127                 va = (vm_offset_t)ptepindex << PAGE_SHIFT;
2128
2129                 if (ptepindex >= NUPTE_USER) {
2130                         ptep = vtopte(ptepindex << PAGE_SHIFT);
2131                         KKASSERT(pvp == NULL);
2132                 } else {
2133                         if (pvp == NULL) {
2134                                 pt_pindex = NUPTE_TOTAL +
2135                                             (ptepindex >> NPDPEPGSHIFT);
2136                                 pvp = pv_get(pv->pv_pmap, pt_pindex);
2137                                 KKASSERT(pvp);
2138                                 gotpvp = 1;
2139                         }
2140                         ptep = pv_pte_lookup(pvp, ptepindex &
2141                                                   ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
2142                 }
2143
2144                 if (info)
2145                         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
2146                 pte = pte_load_clear(ptep);
2147                 if (info)
2148                         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
2149                 else
2150                         cpu_invlpg((void *)va);
2151
2152                 /*
2153                  * Now update the vm_page_t
2154                  */
2155                 if ((pte & (PG_MANAGED|PG_V)) != (PG_MANAGED|PG_V)) {
2156                         kprintf("remove_pte badpte %016lx %016lx %d\n",
2157                                 pte, pv->pv_pindex,
2158                                 pv->pv_pindex < pmap_pt_pindex(0));
2159                 }
2160                 /*KKASSERT((pte & (PG_MANAGED|PG_V)) == (PG_MANAGED|PG_V));*/
2161                 p = PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME);
2162
2163                 if (pte & PG_M) {
2164                         if (pmap_track_modified(ptepindex))
2165                                 vm_page_dirty(p);
2166                 }
2167                 if (pte & PG_A) {
2168                         vm_page_flag_set(p, PG_REFERENCED);
2169                 }
2170                 if (pte & PG_W)
2171                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.wired_count, -1);
2172                 if (pte & PG_G)
2173                         cpu_invlpg((void *)va);
2174         }
2175
2176         /*
2177          * Unwire the parent page table page.  The wire_count cannot go below
2178          * 1 here because the parent page table page is itself still mapped.
2179          *
2180          * XXX remove the assertions later.
2181          */
2182         KKASSERT(pv->pv_m == p);
2183         if (pvp && vm_page_unwire_quick(pvp->pv_m))
2184                 panic("pmap_remove_pv_pte: Insufficient wire_count");
2185
2186         if (gotpvp)
2187                 pv_put(pvp);
2188 }
2189
2190 static
2191 vm_page_t
2192 pmap_remove_pv_page(pv_entry_t pv)
2193 {
2194         vm_page_t m;
2195
2196         m = pv->pv_m;
2197         KKASSERT(m);
2198         vm_page_spin_lock(m);
2199         pv->pv_m = NULL;
2200         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2201         /*
2202         if (m->object)
2203                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2204         */
2205         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2206                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2207         vm_page_spin_unlock(m);
2208         return(m);
2209 }
2210
2211 /*
2212  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
2213  *
2214  * This routine is always called to validate any address space
2215  * beyond KERNBASE (for kldloads).  kernel_vm_end only governs the address
2216  * space below KERNBASE.
2217  */
2218 void
2219 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
2220 {
2221         vm_paddr_t paddr;
2222         vm_offset_t ptppaddr;
2223         vm_page_t nkpg;
2224         pd_entry_t *pt, newpt;
2225         pdp_entry_t newpd;
2226         int update_kernel_vm_end;
2227
2228         /*
2229          * bootstrap kernel_vm_end on first real VM use
2230          */
2231         if (kernel_vm_end == 0) {
2232                 kernel_vm_end = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
2233                 nkpt = 0;
2234                 while ((*pmap_pt(&kernel_pmap, kernel_vm_end) & PG_V) != 0) {
2235                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
2236                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
2237                         nkpt++;
2238                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
2239                                 kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
2240                                 break;                       
2241                         }
2242                 }
2243         }
2244
2245         /*
2246          * Fill in the gaps.  kernel_vm_end is only adjusted for ranges
2247          * below KERNBASE.  Ranges above KERNBASE are kldloaded and we
2248          * do not want to force-fill 128G worth of page tables.
2249          */
2250         if (kstart < KERNBASE) {
2251                 if (kstart > kernel_vm_end)
2252                         kstart = kernel_vm_end;
2253                 KKASSERT(kend <= KERNBASE);
2254                 update_kernel_vm_end = 1;
2255         } else {
2256                 update_kernel_vm_end = 0;
2257         }
2258
2259         kstart = rounddown2(kstart, PAGE_SIZE * NPTEPG);
2260         kend = roundup2(kend, PAGE_SIZE * NPTEPG);
2261
2262         if (kend - 1 >= kernel_map.max_offset)
2263                 kend = kernel_map.max_offset;
2264
2265         while (kstart < kend) {
2266                 pt = pmap_pt(&kernel_pmap, kstart);
2267                 if (pt == NULL) {
2268                         /* We need a new PDP entry */
2269                         nkpg = vm_page_alloc(NULL, nkpt,
2270                                              VM_ALLOC_NORMAL |
2271                                              VM_ALLOC_SYSTEM |
2272                                              VM_ALLOC_INTERRUPT);
2273                         if (nkpg == NULL) {
2274                                 panic("pmap_growkernel: no memory to grow "
2275                                       "kernel");
2276                         }
2277                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
2278                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
2279                                 pmap_zero_page(paddr);
2280                         vm_page_flag_clear(nkpg, PG_ZERO);
2281                         newpd = (pdp_entry_t)
2282                                 (paddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
2283                         *pmap_pd(&kernel_pmap, kstart) = newpd;
2284                         nkpt++;
2285                         continue; /* try again */
2286                 }
2287                 if ((*pt & PG_V) != 0) {
2288                         kstart = (kstart + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
2289                                  ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
2290                         if (kstart - 1 >= kernel_map.max_offset) {
2291                                 kstart = kernel_map.max_offset;
2292                                 break;                       
2293                         }
2294                         continue;
2295                 }
2296
2297                 /*
2298                  * This index is bogus, but out of the way
2299                  */
2300                 nkpg = vm_page_alloc(NULL, nkpt,
2301                                      VM_ALLOC_NORMAL |
2302                                      VM_ALLOC_SYSTEM |
2303                                      VM_ALLOC_INTERRUPT);
2304                 if (nkpg == NULL)
2305                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
2306
2307                 vm_page_wire(nkpg);
2308                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
2309                 pmap_zero_page(ptppaddr);
2310                 vm_page_flag_clear(nkpg, PG_ZERO);
2311                 newpt = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
2312                 *pmap_pt(&kernel_pmap, kstart) = newpt;
2313                 nkpt++;
2314
2315                 kstart = (kstart + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
2316                           ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
2317
2318                 if (kstart - 1 >= kernel_map.max_offset) {
2319                         kstart = kernel_map.max_offset;
2320                         break;                       
2321                 }
2322         }
2323
2324         /*
2325          * Only update kernel_vm_end for areas below KERNBASE.
2326          */
2327         if (update_kernel_vm_end && kernel_vm_end < kstart)
2328                 kernel_vm_end = kstart;
2329 }
2330
2331 /*
2332  *      Add a reference to the specified pmap.
2333  */
2334 void
2335 pmap_reference(pmap_t pmap)
2336 {
2337         if (pmap != NULL) {
2338                 lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
2339                 ++pmap->pm_count;
2340                 lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2341         }
2342 }
2343
2344 void
2345 pmap_drop(pmap_t pmap)
2346 {
2347         if (pmap != NULL) {
2348                 lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
2349                 --pmap->pm_count;
2350                 lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2351         }
2352 }
2353
2354 /***************************************************
2355  * page management routines.
2356  ***************************************************/
2357
2358 /*
2359  * Hold a pv without locking it
2360  */
2361 static void
2362 pv_hold(pv_entry_t pv)
2363 {
2364         u_int count;
2365
2366         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, 0, 1))
2367                 return;
2368
2369         for (;;) {
2370                 count = pv->pv_hold;
2371                 cpu_ccfence();
2372                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count, count + 1))
2373                         return;
2374                 /* retry */
2375         }
2376 }
2377
2378 /*
2379  * Hold a pv_entry, preventing its destruction.  TRUE is returned if the pv
2380  * was successfully locked, FALSE if it wasn't.  The caller must dispose of
2381  * the pv properly.
2382  *
2383  * Either the pmap->pm_spin or the related vm_page_spin (if traversing a
2384  * pv list via its page) must be held by the caller.
2385  */
2386 static int
2387 _pv_hold_try(pv_entry_t pv PMAP_DEBUG_DECL)
2388 {
2389         u_int count;
2390
2391         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, 0, PV_HOLD_LOCKED | 1)) {
2392 #ifdef PMAP_DEBUG
2393                 pv->pv_func = func;
2394                 pv->pv_line = lineno;
2395 #endif
2396                 return TRUE;
2397         }
2398
2399         for (;;) {
2400                 count = pv->pv_hold;
2401                 cpu_ccfence();
2402                 if ((count & PV_HOLD_LOCKED) == 0) {
2403                         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2404                                               (count + 1) | PV_HOLD_LOCKED)) {
2405 #ifdef PMAP_DEBUG
2406                                 pv->pv_func = func;
2407                                 pv->pv_line = lineno;
2408 #endif
2409                                 return TRUE;
2410                         }
2411                 } else {
2412                         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count, count + 1))
2413                                 return FALSE;
2414                 }
2415                 /* retry */
2416         }
2417 }
2418
2419 /*
2420  * Drop a previously held pv_entry which could not be locked, allowing its
2421  * destruction.
2422  *
2423  * Must not be called with a spinlock held as we might zfree() the pv if it
2424  * is no longer associated with a pmap and this was the last hold count.
2425  */
2426 static void
2427 pv_drop(pv_entry_t pv)
2428 {
2429         u_int count;
2430
2431         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, 1, 0)) {
2432                 if (pv->pv_pmap == NULL)
2433                         zfree(pvzone, pv);
2434                 return;
2435         }
2436
2437         for (;;) {
2438                 count = pv->pv_hold;
2439                 cpu_ccfence();
2440                 KKASSERT((count & PV_HOLD_MASK) > 0);
2441                 KKASSERT((count & (PV_HOLD_LOCKED | PV_HOLD_MASK)) !=
2442                          (PV_HOLD_LOCKED | 1));
2443                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count, count - 1)) {
2444                         if (count == 1 && pv->pv_pmap == NULL)
2445                                 zfree(pvzone, pv);
2446                         return;
2447                 }
2448                 /* retry */
2449         }
2450 }
2451
2452 /*
2453  * Find or allocate the requested PV entry, returning a locked pv
2454  */
2455 static
2456 pv_entry_t
2457 _pv_alloc(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *isnew PMAP_DEBUG_DECL)
2458 {
2459         pv_entry_t pv;
2460         pv_entry_t pnew = NULL;
2461
2462         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2463         for (;;) {
2464                 if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex) {
2465                         pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot,
2466                                                         pindex);
2467                 }
2468                 if (pv == NULL) {
2469                         if (pnew == NULL) {
2470                                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2471                                 pnew = zalloc(pvzone);
2472                                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2473                                 continue;
2474                         }
2475                         pnew->pv_pmap = pmap;
2476                         pnew->pv_pindex = pindex;
2477                         pnew->pv_hold = PV_HOLD_LOCKED | 1;
2478 #ifdef PMAP_DEBUG
2479                         pnew->pv_func = func;
2480                         pnew->pv_line = lineno;
2481 #endif
2482                         pv_entry_rb_tree_RB_INSERT(&pmap->pm_pvroot, pnew);
2483                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, 1);
2484                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2485                         *isnew = 1;
2486                         return(pnew);
2487                 }
2488                 if (pnew) {
2489                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2490                         zfree(pvzone, pnew);
2491                         pnew = NULL;
2492                         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2493                         continue;
2494                 }
2495                 if (_pv_hold_try(pv PMAP_DEBUG_COPY)) {
2496                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2497                         *isnew = 0;
2498                         return(pv);
2499                 }
2500                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2501                 _pv_lock(pv PMAP_DEBUG_COPY);
2502                 if (pv->pv_pmap == pmap && pv->pv_pindex == pindex) {
2503                         *isnew = 0;
2504                         return(pv);
2505                 }
2506                 pv_put(pv);
2507                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2508         }
2509
2510
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Find the requested PV entry, returning a locked+held pv or NULL
2515  */
2516 static
2517 pv_entry_t
2518 _pv_get(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex PMAP_DEBUG_DECL)
2519 {
2520         pv_entry_t pv;
2521
2522         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2523         for (;;) {
2524                 /*
2525                  * Shortcut cache
2526                  */
2527                 if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex) {
2528                         pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot,
2529                                                         pindex);
2530                 }
2531                 if (pv == NULL) {
2532                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2533                         return NULL;
2534                 }
2535                 if (_pv_hold_try(pv PMAP_DEBUG_COPY)) {
2536                         pv_cache(pv, pindex);
2537                         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2538                         return(pv);
2539                 }
2540                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2541                 _pv_lock(pv PMAP_DEBUG_COPY);
2542                 if (pv->pv_pmap == pmap && pv->pv_pindex == pindex)
2543                         return(pv);
2544                 pv_put(pv);
2545                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2546         }
2547 }
2548
2549 /*
2550  * Lookup, hold, and attempt to lock (pmap,pindex).
2551  *
2552  * If the entry does not exist NULL is returned and *errorp is set to 0
2553  *
2554  * If the entry exists and could be successfully locked it is returned and
2555  * errorp is set to 0.
2556  *
2557  * If the entry exists but could NOT be successfully locked it is returned
2558  * held and *errorp is set to 1.
2559  */
2560 static
2561 pv_entry_t
2562 pv_get_try(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex, int *errorp)
2563 {
2564         pv_entry_t pv;
2565
2566         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2567         if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex)
2568                 pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot, pindex);
2569         if (pv == NULL) {
2570                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2571                 *errorp = 0;
2572                 return NULL;
2573         }
2574         if (pv_hold_try(pv)) {
2575                 pv_cache(pv, pindex);
2576                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2577                 *errorp = 0;
2578                 return(pv);     /* lock succeeded */
2579         }
2580         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2581         *errorp = 1;
2582         return (pv);            /* lock failed */
2583 }
2584
2585 /*
2586  * Find the requested PV entry, returning a held pv or NULL
2587  */
2588 static
2589 pv_entry_t
2590 pv_find(pmap_t pmap, vm_pindex_t pindex)
2591 {
2592         pv_entry_t pv;
2593
2594         spin_lock(&pmap->pm_spin);
2595
2596         if ((pv = pmap->pm_pvhint) == NULL || pv->pv_pindex != pindex)
2597                 pv = pv_entry_rb_tree_RB_LOOKUP(&pmap->pm_pvroot, pindex);
2598         if (pv == NULL) {
2599                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2600                 return NULL;
2601         }
2602         pv_hold(pv);
2603         pv_cache(pv, pindex);
2604         spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2605         return(pv);
2606 }
2607
2608 /*
2609  * Lock a held pv, keeping the hold count
2610  */
2611 static
2612 void
2613 _pv_lock(pv_entry_t pv PMAP_DEBUG_DECL)
2614 {
2615         u_int count;
2616
2617         for (;;) {
2618                 count = pv->pv_hold;
2619                 cpu_ccfence();
2620                 if ((count & PV_HOLD_LOCKED) == 0) {
2621                         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2622                                               count | PV_HOLD_LOCKED)) {
2623 #ifdef PMAP_DEBUG
2624                                 pv->pv_func = func;
2625                                 pv->pv_line = lineno;
2626 #endif
2627                                 return;
2628                         }
2629                         continue;
2630                 }
2631                 tsleep_interlock(pv, 0);
2632                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2633                                       count | PV_HOLD_WAITING)) {
2634 #ifdef PMAP_DEBUG
2635                         kprintf("pv waiting on %s:%d\n",
2636                                         pv->pv_func, pv->pv_line);
2637 #endif
2638                         tsleep(pv, PINTERLOCKED, "pvwait", hz);
2639                 }
2640                 /* retry */
2641         }
2642 }
2643
2644 /*
2645  * Unlock a held and locked pv, keeping the hold count.
2646  */
2647 static
2648 void
2649 pv_unlock(pv_entry_t pv)
2650 {
2651         u_int count;
2652
2653         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, PV_HOLD_LOCKED | 1, 1))
2654                 return;
2655
2656         for (;;) {
2657                 count = pv->pv_hold;
2658                 cpu_ccfence();
2659                 KKASSERT((count & (PV_HOLD_LOCKED|PV_HOLD_MASK)) >=
2660                          (PV_HOLD_LOCKED | 1));
2661                 if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, count,
2662                                       count &
2663                                       ~(PV_HOLD_LOCKED | PV_HOLD_WAITING))) {
2664                         if (count & PV_HOLD_WAITING)
2665                                 wakeup(pv);
2666                         break;
2667                 }
2668         }
2669 }
2670
2671 /*
2672  * Unlock and drop a pv.  If the pv is no longer associated with a pmap
2673  * and the hold count drops to zero we will free it.
2674  *
2675  * Caller should not hold any spin locks.  We are protected from hold races
2676  * by virtue of holds only occuring only with a pmap_spin or vm_page_spin
2677  * lock held.  A pv cannot be located otherwise.
2678  */
2679 static
2680 void
2681 pv_put(pv_entry_t pv)
2682 {
2683         if (atomic_cmpset_int(&pv->pv_hold, PV_HOLD_LOCKED | 1, 0)) {
2684                 if (pv->pv_pmap == NULL)
2685                         zfree(pvzone, pv);
2686                 return;
2687         }
2688         pv_unlock(pv);
2689         pv_drop(pv);
2690 }
2691
2692 /*
2693  * Unlock, drop, and free a pv, destroying it.  The pv is removed from its
2694  * pmap.  Any pte operations must have already been completed.
2695  */
2696 static
2697 void
2698 pv_free(pv_entry_t pv)
2699 {
2700         pmap_t pmap;
2701
2702         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
2703         if ((pmap = pv->pv_pmap) != NULL) {
2704                 spin_lock(&pmap->pm_spin);
2705                 pv_entry_rb_tree_RB_REMOVE(&pmap->pm_pvroot, pv);
2706                 if (pmap->pm_pvhint == pv)
2707                         pmap->pm_pvhint = NULL;
2708                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
2709                 pv->pv_pmap = NULL;
2710                 pv->pv_pindex = 0;
2711                 spin_unlock(&pmap->pm_spin);
2712         }
2713         pv_put(pv);
2714 }
2715
2716 /*
2717  * This routine is very drastic, but can save the system
2718  * in a pinch.
2719  */
2720 void
2721 pmap_collect(void)
2722 {
2723         int i;
2724         vm_page_t m;
2725         static int warningdone=0;
2726
2727         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
2728                 return;
2729         pmap_pagedaemon_waken = 0;
2730         if (warningdone < 5) {
2731                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- "
2732                         "suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
2733                 warningdone++;
2734         }
2735
2736         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
2737                 m = &vm_page_array[i];
2738                 if (m->wire_count || m->hold_count)
2739                         continue;
2740                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE) == 0) {
2741                         if (m->wire_count == 0 && m->hold_count == 0) {
2742                                 pmap_remove_all(m);
2743                         }
2744                         vm_page_wakeup(m);
2745                 }
2746         }
2747 }
2748
2749 /*
2750  * Scan the pmap for active page table entries and issue a callback.
2751  * The callback must dispose of pte_pv, whos PTE entry is at *ptep in
2752  * its parent page table.
2753  *
2754  * pte_pv will be NULL if the page is unmanaged.
2755  * pt_pv will point to the page table page containing the pte for the page.
2756  *
2757  * NOTE! If we come across an unmanaged page TABLE (verses an unmanaged page),
2758  *       we pass a NULL pte_pv and we pass a pt_pv pointing to the passed
2759  *       process pmap's PD and page to the callback function.  This can be
2760  *       confusing because the pt_pv is really a pd_pv, and the target page
2761  *       table page is simply aliased by the pmap and not owned by it.
2762  *
2763  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page size.
2764  */
2765 static void
2766 pmap_scan(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva,
2767           void (*func)(pmap_t, struct pmap_inval_info *,
2768                        pv_entry_t, pv_entry_t, int, vm_offset_t,
2769                        pt_entry_t *, void *),
2770           void *arg)
2771 {
2772         pv_entry_t pdp_pv;      /* A page directory page PV */
2773         pv_entry_t pd_pv;       /* A page directory PV */
2774         pv_entry_t pt_pv;       /* A page table PV */
2775         pv_entry_t pte_pv;      /* A page table entry PV */
2776         pt_entry_t *ptep;
2777         vm_offset_t va_next;
2778         struct pmap_inval_info info;
2779         int error;
2780
2781         if (pmap == NULL)
2782                 return;
2783
2784         /*
2785          * Hold the token for stability; if the pmap is empty we have nothing
2786          * to do.
2787          */
2788         lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
2789 #if 0
2790         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
2791                 lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2792                 return;
2793         }
2794 #endif
2795
2796         pmap_inval_init(&info);
2797
2798         /*
2799          * Special handling for removing one page, which is a very common
2800          * operation (it is?).
2801          * NOTE: Locks must be ordered bottom-up. pte,pt,pd,pdp,pml4
2802          */
2803         if (sva + PAGE_SIZE == eva) {
2804                 if (sva >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2805                         /*
2806                          * Kernel mappings do not track wire counts on
2807                          * page table pages.
2808                          */
2809                         pt_pv = NULL;
2810                         pte_pv = pv_get(pmap, pmap_pte_pindex(sva));
2811                         ptep = vtopte(sva);
2812                 } else {
2813                         /*
2814                          * User pages which are unmanaged will not have a
2815                          * pte_pv.  User page table pages which are unmanaged
2816                          * (shared from elsewhere) will also not have a pt_pv.
2817                          * The func() callback will pass both pte_pv and pt_pv
2818                          * as NULL in that case.
2819                          */
2820                         pte_pv = pv_get(pmap, pmap_pte_pindex(sva));
2821                         pt_pv = pv_get(pmap, pmap_pt_pindex(sva));
2822                         if (pt_pv == NULL) {
2823                                 KKASSERT(pte_pv == NULL);
2824                                 pd_pv = pv_get(pmap, pmap_pd_pindex(sva));
2825                                 if (pd_pv) {
2826                                         ptep = pv_pte_lookup(pd_pv,
2827                                                         pmap_pt_index(sva));
2828                                         if (*ptep) {
2829                                                 func(pmap, &info,
2830                                                      NULL, pd_pv, 1,
2831                                                      sva, ptep, arg);
2832                                         }
2833                                         pv_put(pd_pv);
2834                                 }
2835                                 goto fast_skip;
2836                         }
2837                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(sva));
2838                 }
2839                 if (*ptep == 0) {
2840                         /*
2841                          * Unlike the pv_find() case below we actually
2842                          * acquired a locked pv in this case so any
2843                          * race should have been resolved.  It is expected
2844                          * to not exist.
2845                          */
2846                         KKASSERT(pte_pv == NULL);
2847                 } else if (pte_pv) {
2848                         KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) == (PG_MANAGED|
2849                                                                 PG_V),
2850                                 ("bad *ptep %016lx sva %016lx pte_pv %p",
2851                                 *ptep, sva, pte_pv));
2852                         func(pmap, &info, pte_pv, pt_pv, 0, sva, ptep, arg);
2853                 } else {
2854                         KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) == PG_V,
2855                                 ("bad *ptep %016lx sva %016lx pte_pv NULL",
2856                                 *ptep, sva));
2857                         func(pmap, &info, NULL, pt_pv, 0, sva, ptep, arg);
2858                 }
2859                 if (pt_pv)
2860                         pv_put(pt_pv);
2861 fast_skip:
2862                 pmap_inval_done(&info);
2863                 lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
2864                 return;
2865         }
2866
2867         /*
2868          * NOTE: kernel mappings do not track page table pages, only
2869          *       terminal pages.
2870          *
2871          * NOTE: Locks must be ordered bottom-up. pte,pt,pd,pdp,pml4.
2872          *       However, for the scan to be efficient we try to
2873          *       cache items top-down.
2874          */
2875         pdp_pv = NULL;
2876         pd_pv = NULL;
2877         pt_pv = NULL;
2878
2879         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2880                 lwkt_yield();
2881                 if (sva >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2882                         if (pt_pv) {
2883                                 pv_put(pt_pv);
2884                                 pt_pv = NULL;
2885                         }
2886                         goto kernel_skip;
2887                 }
2888
2889                 /*
2890                  * PDP cache
2891                  */
2892                 if (pdp_pv == NULL) {
2893                         pdp_pv = pv_get(pmap, pmap_pdp_pindex(sva));
2894                 } else if (pdp_pv->pv_pindex != pmap_pdp_pindex(sva)) {
2895                         pv_put(pdp_pv);
2896                         pdp_pv = pv_get(pmap, pmap_pdp_pindex(sva));
2897                 }
2898                 if (pdp_pv == NULL) {
2899                         va_next = (sva + NBPML4) & ~PML4MASK;
2900                         if (va_next < sva)
2901                                 va_next = eva;
2902                         continue;
2903                 }
2904
2905                 /*
2906                  * PD cache
2907                  */
2908                 if (pd_pv == NULL) {
2909                         if (pdp_pv) {
2910                                 pv_put(pdp_pv);
2911                                 pdp_pv = NULL;
2912                         }
2913                         pd_pv = pv_get(pmap, pmap_pd_pindex(sva));
2914                 } else if (pd_pv->pv_pindex != pmap_pd_pindex(sva)) {
2915                         pv_put(pd_pv);
2916                         if (pdp_pv) {
2917                                 pv_put(pdp_pv);
2918                                 pdp_pv = NULL;
2919                         }
2920                         pd_pv = pv_get(pmap, pmap_pd_pindex(sva));
2921                 }
2922                 if (pd_pv == NULL) {
2923                         va_next = (sva + NBPDP) & ~PDPMASK;
2924                         if (va_next < sva)
2925                                 va_next = eva;
2926                         continue;
2927                 }
2928
2929                 /*
2930                  * PT cache
2931                  */
2932                 if (pt_pv == NULL) {
2933                         if (pdp_pv) {
2934                                 pv_put(pdp_pv);
2935                                 pdp_pv = NULL;
2936                         }
2937                         if (pd_pv) {
2938                                 pv_put(pd_pv);
2939                                 pd_pv = NULL;
2940                         }
2941                         pt_pv = pv_get(pmap, pmap_pt_pindex(sva));
2942                 } else if (pt_pv->pv_pindex != pmap_pt_pindex(sva)) {
2943                         if (pdp_pv) {
2944                                 pv_put(pdp_pv);
2945                                 pdp_pv = NULL;
2946                         }
2947                         if (pd_pv) {
2948                                 pv_put(pd_pv);
2949                                 pd_pv = NULL;
2950                         }
2951                         pv_put(pt_pv);
2952                         pt_pv = pv_get(pmap, pmap_pt_pindex(sva));
2953                 }
2954
2955                 /*
2956                  * If pt_pv is NULL we either have an shared page table
2957                  * page and must issue a callback specific to that case,
2958                  * or there is no page table page.
2959                  *
2960                  * Either way we can skip the page table page.
2961                  */
2962                 if (pt_pv == NULL) {
2963                         /*
2964                          * Possible unmanaged (shared from another pmap)
2965                          * page table page.
2966                          */
2967                         if (pd_pv == NULL)
2968                                 pd_pv = pv_get(pmap, pmap_pd_pindex(sva));
2969                         KKASSERT(pd_pv != NULL);
2970                         ptep = pv_pte_lookup(pd_pv, pmap_pt_index(sva));
2971                         if (*ptep & PG_V) {
2972                                 func(pmap, &info, NULL, pd_pv, 1,
2973                                      sva, ptep, arg);
2974                         }
2975
2976                         /*
2977                          * Done, move to next page table page.
2978                          */
2979                         va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2980                         if (va_next < sva)
2981                                 va_next = eva;
2982                         continue;
2983                 }
2984
2985                 /*
2986                  * From this point in the loop testing pt_pv for non-NULL
2987                  * means we are in UVM, else if it is NULL we are in KVM.
2988                  */
2989 kernel_skip:
2990                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2991                 if (va_next < sva)
2992                         va_next = eva;
2993
2994                 /*
2995                  * Limit our scan to either the end of the va represented
2996                  * by the current page table page, or to the end of the
2997                  * range being removed.
2998                  *
2999                  * Scan the page table for pages.  Some pages may not be
3000                  * managed (might not have a pv_entry).
3001                  *
3002                  * There is no page table management for kernel pages so
3003                  * pt_pv will be NULL in that case, but otherwise pt_pv
3004                  * is non-NULL, locked, and referenced.
3005                  */
3006                 if (va_next > eva)
3007                         va_next = eva;
3008
3009                 /*
3010                  * At this point a non-NULL pt_pv means a UVA, and a NULL
3011                  * pt_pv means a KVA.
3012                  */
3013                 if (pt_pv)
3014                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(sva));
3015                 else
3016                         ptep = vtopte(sva);
3017
3018                 while (sva < va_next) {
3019                         /*
3020                          * Acquire the related pte_pv, if any.  If *ptep == 0
3021                          * the related pte_pv should not exist, but if *ptep
3022                          * is not zero the pte_pv may or may not exist (e.g.
3023                          * will not exist for an unmanaged page).
3024                          *
3025                          * However a multitude of races are possible here.
3026                          *
3027                          * In addition, the (pt_pv, pte_pv) lock order is
3028                          * backwards, so we have to be careful in aquiring
3029                          * a properly locked pte_pv.
3030                          */
3031                         lwkt_yield();
3032                         if (pt_pv) {
3033                                 pte_pv = pv_get_try(pmap, pmap_pte_pindex(sva),
3034                                                     &error);
3035                                 if (error) {
3036                                         if (pdp_pv) {
3037                                                 pv_put(pdp_pv);
3038                                                 pdp_pv = NULL;
3039                                         }
3040                                         if (pd_pv) {
3041                                                 pv_put(pd_pv);
3042                                                 pd_pv = NULL;
3043                                         }
3044                                         pv_put(pt_pv);   /* must be non-NULL */
3045                                         pt_pv = NULL;
3046                                         pv_lock(pte_pv); /* safe to block now */
3047                                         pv_put(pte_pv);
3048                                         pte_pv = NULL;
3049                                         pt_pv = pv_get(pmap,
3050                                                        pmap_pt_pindex(sva));
3051                                         /*
3052                                          * pt_pv reloaded, need new ptep
3053                                          */
3054                                         KKASSERT(pt_pv != NULL);
3055                                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv,
3056                                                         pmap_pte_index(sva));
3057                                         continue;
3058                                 }
3059                         } else {
3060                                 pte_pv = pv_get(pmap, pmap_pte_pindex(sva));
3061                         }
3062
3063                         /*
3064                          * Ok, if *ptep == 0 we had better NOT have a pte_pv.
3065                          */
3066                         if (*ptep == 0) {
3067                                 if (pte_pv) {
3068                                         kprintf("Unexpected non-NULL pte_pv "
3069                                                 "%p pt_pv %p *ptep = %016lx\n",
3070                                                 pte_pv, pt_pv, *ptep);
3071                                         panic("Unexpected non-NULL pte_pv");
3072                                 }
3073                                 sva += PAGE_SIZE;
3074                                 ++ptep;
3075                                 continue;
3076                         }
3077
3078                         /*
3079                          * Ready for the callback.  The locked pte_pv (if any)
3080                          * is consumed by the callback.  pte_pv will exist if
3081                          *  the page is managed, and will not exist if it
3082                          * isn't.
3083                          */
3084                         if (pte_pv) {
3085                                 KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) ==
3086                                          (PG_MANAGED|PG_V),
3087                                         ("bad *ptep %016lx sva %016lx "
3088                                          "pte_pv %p",
3089                                          *ptep, sva, pte_pv));
3090                                 func(pmap, &info, pte_pv, pt_pv, 0,
3091                                      sva, ptep, arg);
3092                         } else {
3093                                 KASSERT((*ptep & (PG_MANAGED|PG_V)) ==
3094                                          PG_V,
3095                                         ("bad *ptep %016lx sva %016lx "
3096                                          "pte_pv NULL",
3097                                          *ptep, sva));
3098                                 func(pmap, &info, NULL, pt_pv, 0,
3099                                      sva, ptep, arg);
3100                         }
3101                         pte_pv = NULL;
3102                         sva += PAGE_SIZE;
3103                         ++ptep;
3104                 }
3105         }
3106         if (pdp_pv) {
3107                 pv_put(pdp_pv);
3108                 pdp_pv = NULL;
3109         }
3110         if (pd_pv) {
3111                 pv_put(pd_pv);
3112                 pd_pv = NULL;
3113         }
3114         if (pt_pv) {
3115                 pv_put(pt_pv);
3116                 pt_pv = NULL;
3117         }
3118         pmap_inval_done(&info);
3119         lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
3120 }
3121
3122 void
3123 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
3124 {
3125         pmap_scan(pmap, sva, eva, pmap_remove_callback, NULL);
3126 }
3127
3128 static void
3129 pmap_remove_callback(pmap_t pmap, struct pmap_inval_info *info,
3130                      pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, int sharept,
3131                      vm_offset_t va, pt_entry_t *ptep, void *arg __unused)
3132 {
3133         pt_entry_t pte;
3134
3135         if (pte_pv) {
3136                 /*
3137                  * This will also drop pt_pv's wire_count. Note that
3138                  * terminal pages are not wired based on mmu presence.
3139                  */
3140                 pmap_remove_pv_pte(pte_pv, pt_pv, info);
3141                 pmap_remove_pv_page(pte_pv);
3142                 pv_free(pte_pv);
3143         } else if (sharept == 0) {
3144                 /*
3145                  * Unmanaged page
3146                  *
3147                  * pt_pv's wire_count is still bumped by unmanaged pages
3148                  * so we must decrement it manually.
3149                  */
3150                 pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
3151                 pte = pte_load_clear(ptep);
3152                 pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
3153                 if (pte & PG_W)
3154                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.wired_count, -1);
3155                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
3156                 if (vm_page_unwire_quick(pt_pv->pv_m))
3157                         panic("pmap_remove: insufficient wirecount");
3158         } else {
3159                 /*
3160                  * Unmanaged page table, pt_pv is actually the pd_pv
3161                  * for our pmap (not the share object pmap).
3162                  *
3163                  * We have to unwire the target page table page and we
3164                  * have to unwire our page directory page.
3165                  */
3166                 pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
3167                 pte = pte_load_clear(ptep);
3168                 pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
3169                 atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
3170                 if (vm_page_unwire_quick(PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME)))
3171                         panic("pmap_remove: shared pgtable1 bad wirecount");
3172                 if (vm_page_unwire_quick(pt_pv->pv_m))
3173                         panic("pmap_remove: shared pgtable2 bad wirecount");
3174         }
3175 }
3176
3177 /*
3178  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
3179  * Reflects back modify bits to the pager.
3180  *
3181  * This routine may not be called from an interrupt.
3182  */
3183 static
3184 void
3185 pmap_remove_all(vm_page_t m)
3186 {
3187         struct pmap_inval_info info;
3188         pv_entry_t pv;
3189
3190         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3191                 return;
3192
3193         pmap_inval_init(&info);
3194         vm_page_spin_lock(m);
3195         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3196                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
3197                 if (pv_hold_try(pv)) {
3198                         vm_page_spin_unlock(m);
3199                 } else {
3200                         vm_page_spin_unlock(m);
3201                         pv_lock(pv);
3202                         if (pv->pv_m != m) {
3203                                 pv_put(pv);
3204                                 vm_page_spin_lock(m);
3205                                 continue;
3206                         }
3207                 }
3208                 /*
3209                  * Holding no spinlocks, pv is locked.
3210                  */
3211                 pmap_remove_pv_pte(pv, NULL, &info);
3212                 pmap_remove_pv_page(pv);
3213                 pv_free(pv);
3214                 vm_page_spin_lock(m);
3215         }
3216         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
3217         vm_page_spin_unlock(m);
3218         pmap_inval_done(&info);
3219 }
3220
3221 /*
3222  * Set the physical protection on the specified range of this map
3223  * as requested.  This function is typically only used for debug watchpoints
3224  * and COW pages.
3225  *
3226  * This function may not be called from an interrupt if the map is
3227  * not the kernel_pmap.
3228  *
3229  * NOTE!  For shared page table pages we just unmap the page.
3230  */
3231 void
3232 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
3233 {
3234         /* JG review for NX */
3235
3236         if (pmap == NULL)
3237                 return;
3238         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
3239                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
3240                 return;
3241         }
3242         if (prot & VM_PROT_WRITE)
3243                 return;
3244         pmap_scan(pmap, sva, eva, pmap_protect_callback, &prot);
3245 }
3246
3247 static
3248 void
3249 pmap_protect_callback(pmap_t pmap, struct pmap_inval_info *info,
3250                       pv_entry_t pte_pv, pv_entry_t pt_pv, int sharept,
3251                       vm_offset_t va, pt_entry_t *ptep, void *arg __unused)
3252 {
3253         pt_entry_t pbits;
3254         pt_entry_t cbits;
3255         pt_entry_t pte;
3256         vm_page_t m;
3257
3258         /*
3259          * XXX non-optimal.
3260          */
3261         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
3262 again:
3263         pbits = *ptep;
3264         cbits = pbits;
3265         if (pte_pv) {
3266                 m = NULL;
3267                 if (pbits & PG_A) {
3268                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & PG_FRAME);
3269                         KKASSERT(m == pte_pv->pv_m);
3270                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3271                         cbits &= ~PG_A;
3272                 }
3273                 if (pbits & PG_M) {
3274                         if (pmap_track_modified(pte_pv->pv_pindex)) {
3275                                 if (m == NULL)
3276                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & PG_FRAME);
3277                                 vm_page_dirty(m);
3278                                 cbits &= ~PG_M;
3279                         }
3280                 }
3281         } else if (sharept) {
3282                 /*
3283                  * Unmanaged page table, pt_pv is actually the pd_pv
3284                  * for our pmap (not the share object pmap).
3285                  *
3286                  * When asked to protect something in a shared page table
3287                  * page we just unmap the page table page.  We have to
3288                  * invalidate the tlb in this situation.
3289                  */
3290                 pte = pte_load_clear(ptep);
3291                 pmap_inval_invltlb(info);
3292                 if (vm_page_unwire_quick(PHYS_TO_VM_PAGE(pte & PG_FRAME)))
3293                         panic("pmap_protect: pgtable1 pg bad wirecount");
3294                 if (vm_page_unwire_quick(pt_pv->pv_m))
3295                         panic("pmap_protect: pgtable2 pg bad wirecount");
3296                 ptep = NULL;
3297         }
3298         /* else unmanaged page, adjust bits, no wire changes */
3299
3300         if (ptep) {
3301                 cbits &= ~PG_RW;
3302                 if (pbits != cbits && !atomic_cmpset_long(ptep, pbits, cbits)) {
3303                         goto again;
3304                 }
3305         }
3306         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
3307         if (pte_pv)
3308                 pv_put(pte_pv);
3309 }
3310
3311 /*
3312  * Insert the vm_page (m) at the virtual address (va), replacing any prior
3313  * mapping at that address.  Set protection and wiring as requested.
3314  *
3315  * If entry is non-NULL we check to see if the SEG_SIZE optimization is
3316  * possible.  If it is we enter the page into the appropriate shared pmap
3317  * hanging off the related VM object instead of the passed pmap, then we
3318  * share the page table page from the VM object's pmap into the current pmap.
3319  *
3320  * NOTE: This routine MUST insert the page into the pmap now, it cannot
3321  *       lazy-evaluate.
3322  */
3323 void
3324 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
3325            boolean_t wired, vm_map_entry_t entry __unused)
3326 {
3327         pmap_inval_info info;
3328         pv_entry_t pt_pv;       /* page table */
3329         pv_entry_t pte_pv;      /* page table entry */
3330         pt_entry_t *ptep;
3331         vm_paddr_t opa;
3332         pt_entry_t origpte, newpte;
3333         vm_paddr_t pa;
3334
3335         if (pmap == NULL)
3336                 return;
3337         va = trunc_page(va);
3338 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
3339         if (va >= KvaEnd)
3340                 panic("pmap_enter: toobig");
3341         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS))
3342                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page table "
3343                       "pages (va: 0x%lx)", va);
3344 #endif
3345         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
3346                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with "
3347                         "kernel_pmap\n");
3348 #ifdef DDB
3349                 db_print_backtrace();
3350 #endif
3351         }
3352         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
3353                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without"
3354                         "kernel_pmap\n");
3355 #ifdef DDB
3356                 db_print_backtrace();
3357 #endif
3358         }
3359
3360         /*
3361          * Get locked PV entries for our new page table entry (pte_pv)
3362          * and for its parent page table (pt_pv).  We need the parent
3363          * so we can resolve the location of the ptep.
3364          *
3365          * Only hardware MMU actions can modify the ptep out from
3366          * under us.
3367          *
3368          * if (m) is fictitious or unmanaged we do not create a managing
3369          * pte_pv for it.  Any pre-existing page's management state must
3370          * match (avoiding code complexity).
3371          *
3372          * If the pmap is still being initialized we assume existing
3373          * page tables.
3374          *
3375          * Kernel mapppings do not track page table pages (i.e. pt_pv).
3376          * pmap_allocpte() checks the
3377          */
3378         if (pmap_initialized == FALSE) {
3379                 pte_pv = NULL;
3380                 pt_pv = NULL;
3381                 ptep = vtopte(va);
3382         } else if (m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_UNMANAGED)) { /* XXX */
3383                 pte_pv = NULL;
3384                 if (va >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
3385                         pt_pv = NULL;
3386                         ptep = vtopte(va);
3387                 } else {
3388                         pt_pv = pmap_allocpte_seg(pmap, pmap_pt_pindex(va),
3389                                                   NULL, entry, va);
3390                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(va));
3391                 }
3392                 KKASSERT(*ptep == 0 || (*ptep & PG_MANAGED) == 0);
3393         } else {
3394                 if (va >= VM_MAX_USER_ADDRESS) {
3395                         /*
3396                          * Kernel map, pv_entry-tracked.
3397                          */
3398                         pt_pv = NULL;
3399                         pte_pv = pmap_allocpte(pmap, pmap_pte_pindex(va), NULL);
3400                         ptep = vtopte(va);
3401                 } else {
3402                         /*
3403                          * User map
3404                          */
3405                         pte_pv = pmap_allocpte_seg(pmap, pmap_pte_pindex(va),
3406                                                    &pt_pv, entry, va);
3407                         ptep = pv_pte_lookup(pt_pv, pmap_pte_index(va));
3408                 }
3409                 KKASSERT(*ptep == 0 || (*ptep & PG_MANAGED));
3410         }
3411
3412         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
3413         origpte = *ptep;
3414         opa = origpte & PG_FRAME;
3415
3416         newpte = (pt_entry_t)(pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V | PG_A);
3417         if (wired)
3418                 newpte |= PG_W;
3419         if (va < VM_MAX_USER_ADDRESS)
3420                 newpte |= PG_U;
3421         if (pte_pv)
3422                 newpte |= PG_MANAGED;
3423         if (pmap == &kernel_pmap)
3424                 newpte |= pgeflag;
3425
3426         /*
3427          * It is possible for multiple faults to occur in threaded
3428          * environments, the existing pte might be correct.
3429          */
3430         if (((origpte ^ newpte) & ~(pt_entry_t)(PG_M|PG_A)) == 0)
3431                 goto done;
3432
3433         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
3434                 pmap_inval_init(&info);
3435
3436         /*
3437          * Ok, either the address changed or the protection or wiring
3438          * changed.
3439          *
3440          * Clear the current entry, interlocking the removal.  For managed
3441          * pte's this will also flush the modified state to the vm_page.
3442          * Atomic ops are mandatory in order to ensure that PG_M events are
3443          * not lost during any transition.
3444          */
3445         if (opa) {
3446                 if (pte_pv) {
3447                         /*
3448                          * pmap_remove_pv_pte() unwires pt_pv and assumes
3449                          * we will free pte_pv, but since we are reusing
3450                          * pte_pv we want to retain the wire count.
3451                          *
3452                          * pt_pv won't exist for a kernel page (managed or
3453                          * otherwise).
3454                          */
3455                         if (pt_pv)
3456                                 vm_page_wire_quick(pt_pv->pv_m);
3457                         if (prot & VM_PROT_NOSYNC)
3458                                 pmap_remove_pv_pte(pte_pv, pt_pv, NULL);
3459                         else
3460                                 pmap_remove_pv_pte(pte_pv, pt_pv, &info);
3461                         if (pte_pv->pv_m)
3462                                 pmap_remove_pv_page(pte_pv);
3463                 } else if (prot & VM_PROT_NOSYNC) {
3464                         /*
3465                          * Unmanaged page, NOSYNC (no mmu sync) requested.
3466                          *
3467                          * Leave wire count on PT page intact.
3468                          */
3469                         (void)pte_load_clear(ptep);
3470                         cpu_invlpg((void *)va);
3471                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
3472                 } else {
3473                         /*
3474                          * Unmanaged page, normal enter.
3475                          *
3476                          * Leave wire count on PT page intact.
3477                          */
3478                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
3479                         (void)pte_load_clear(ptep);
3480                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
3481                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.resident_count, -1);
3482                 }
3483                 KKASSERT(*ptep == 0);
3484         }
3485
3486         if (pte_pv) {
3487                 /*
3488                  * Enter on the PV list if part of our managed memory.
3489                  * Wiring of the PT page is already handled.
3490                  */
3491                 KKASSERT(pte_pv->pv_m == NULL);
3492                 vm_page_spin_lock(m);
3493                 pte_pv->pv_m = m;
3494                 TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pte_pv, pv_list);
3495                 /*
3496                 if (m->object)
3497                         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, 1);
3498                 */
3499                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
3500                 vm_page_spin_unlock(m);
3501         } else if (pt_pv && opa == 0) {
3502                 /*
3503                  * We have to adjust the wire count on the PT page ourselves
3504                  * for unmanaged entries.  If opa was non-zero we retained
3505                  * the existing wire count from the removal.
3506                  */
3507                 vm_page_wire_quick(pt_pv->pv_m);
3508         }
3509
3510         /*
3511          * Kernel VMAs (pt_pv == NULL) require pmap invalidation interlocks.
3512          *
3513          * User VMAs do not because those will be zero->non-zero, so no
3514          * stale entries to worry about at this point.
3515          *
3516          * For KVM there appear to still be issues.  Theoretically we
3517          * should be able to scrap the interlocks entirely but we
3518          * get crashes.
3519          */
3520         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0 && pt_pv == NULL)
3521                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
3522
3523         /*
3524          * Set the pte
3525          */
3526         *(volatile pt_entry_t *)ptep = newpte;
3527
3528         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0 && pt_pv == NULL)
3529                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
3530         else if (pt_pv == NULL)
3531                 cpu_invlpg((void *)va);
3532
3533         if (wired) {
3534                 if (pte_pv) {
3535                         atomic_add_long(&pte_pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count,
3536                                         1);
3537                 } else {
3538                         atomic_add_long(&pmap->pm_stats.wired_count, 1);
3539                 }
3540         }
3541         if (newpte & PG_RW)
3542                 vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
3543
3544         /*
3545          * Unmanaged pages need manual resident_count tracking.
3546          */
3547         if (pte_pv == NULL && pt_pv)
3548                 atomic_add_long(&pt_pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count, 1);
3549
3550         /*
3551          * Cleanup
3552          */
3553         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0 || pte_pv == NULL)
3554                 pmap_inval_done(&info);
3555 done:
3556         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
3557
3558         /*
3559          * Cleanup the pv entry, allowing other accessors.
3560          */
3561         if (pte_pv)
3562                 pv_put(pte_pv);
3563         if (pt_pv)
3564                 pv_put(pt_pv);
3565 }
3566
3567 /*
3568  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
3569  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
3570  * VA.
3571  *
3572  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
3573  */
3574 void
3575 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
3576 {
3577         pmap_enter(pmap, va, m, VM_PROT_READ, FALSE, NULL);
3578 }
3579
3580 /*
3581  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
3582  * to be used for panic dumps.
3583  *
3584  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
3585  */
3586 void *
3587 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
3588 {
3589         pmap_kenter_quick((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
3590         return ((void *)crashdumpmap);
3591 }
3592
3593 #define MAX_INIT_PT (96)
3594
3595 /*
3596  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
3597  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
3598  * immediately after an mmap.
3599  */
3600 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
3601
3602 void
3603 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
3604                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
3605                     vm_size_t size, int limit)
3606 {
3607         struct rb_vm_page_scan_info info;
3608         struct lwp *lp;
3609         vm_size_t psize;
3610
3611         /*
3612          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
3613          * or object.
3614          */
3615         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
3616                 return;
3617
3618         /*
3619          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
3620          */
3621         lp = curthread->td_lwp;
3622         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
3623                 return;
3624
3625         /*
3626          * Misc additional checks
3627          */
3628         psize = x86_64_btop(size);
3629
3630         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
3631                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
3632                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
3633                 return;
3634         }
3635
3636         if (pindex + psize > object->size) {
3637                 if (object->size < pindex)
3638                         return;           
3639                 psize = object->size - pindex;
3640         }
3641
3642         if (psize == 0)
3643                 return;
3644
3645         /*
3646          * If everything is segment-aligned do not pre-init here.  Instead
3647          * allow the normal vm_fault path to pass a segment hint to
3648          * pmap_enter() which will then use an object-referenced shared
3649          * page table page.
3650          */
3651         if ((addr & SEG_MASK) == 0 &&
3652             (ctob(psize) & SEG_MASK) == 0 &&
3653             (ctob(pindex) & SEG_MASK) == 0) {
3654                 return;
3655         }
3656
3657         /*
3658          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
3659          * any valid pages found into the pmap.
3660          *
3661          * We cannot safely scan the object's memq without holding the
3662          * object token.
3663          */
3664         info.start_pindex = pindex;
3665         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
3666         info.limit = limit;
3667         info.mpte = NULL;
3668         info.addr = addr;
3669         info.pmap = pmap;
3670
3671         vm_object_hold_shared(object);
3672         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
3673                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
3674         vm_object_drop(object);
3675 }
3676
3677 static
3678 int
3679 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
3680 {
3681         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
3682         vm_pindex_t rel_index;
3683
3684         /*
3685          * don't allow an madvise to blow away our really
3686          * free pages allocating pv entries.
3687          */
3688         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
3689                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
3690                     return(-1);
3691         }
3692
3693         /*
3694          * Ignore list markers and ignore pages we cannot instantly
3695          * busy (while holding the object token).
3696          */
3697         if (p->flags & PG_MARKER)
3698                 return 0;
3699         if (vm_page_busy_try(p, TRUE))
3700                 return 0;
3701         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
3702             (p->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
3703                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
3704                         vm_page_deactivate(p);
3705                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
3706                 pmap_enter_quick(info->pmap,
3707                                  info->addr + x86_64_ptob(rel_index), p);
3708         }
3709         vm_page_wakeup(p);
3710         lwkt_yield();
3711         return(0);
3712 }
3713
3714 /*
3715  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially pre-fault the specified
3716  * address.
3717  *
3718  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a pte is already loaded
3719  * into the slot.
3720  *
3721  * XXX This is safe only because page table pages are not freed.
3722  */
3723 int
3724 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3725 {
3726         pt_entry_t *pte;
3727
3728         /*spin_lock(&pmap->pm_spin);*/
3729         if ((pte = pmap_pte(pmap, addr)) != NULL) {
3730                 if (*pte & PG_V) {
3731                         /*spin_unlock(&pmap->pm_spin);*/
3732                         return FALSE;
3733                 }
3734         }
3735         /*spin_unlock(&pmap->pm_spin);*/
3736         return TRUE;
3737 }
3738
3739 /*
3740  * Change the wiring attribute for a pmap/va pair.  The mapping must already
3741  * exist in the pmap.  The mapping may or may not be managed.
3742  */
3743 void
3744 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired,
3745                    vm_map_entry_t entry)
3746 {
3747         pt_entry_t *ptep;
3748         pv_entry_t pv;
3749
3750         if (pmap == NULL)
3751                 return;
3752         lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
3753         pv = pmap_allocpte_seg(pmap, pmap_pt_pindex(va), NULL, entry, va);
3754         ptep = pv_pte_lookup(pv, pmap_pte_index(va));
3755
3756         if (wired && !pmap_pte_w(ptep))
3757                 atomic_add_long(&pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count, 1);
3758         else if (!wired && pmap_pte_w(ptep))
3759                 atomic_add_long(&pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count, -1);
3760
3761         /*
3762          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
3763          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
3764          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
3765          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
3766          * wiring changes.
3767          */
3768 #ifdef SMP
3769         if (wired)
3770                 atomic_set_long(ptep, PG_W);
3771         else
3772                 atomic_clear_long(ptep, PG_W);
3773 #else
3774         if (wired)
3775                 atomic_set_long_nonlocked(ptep, PG_W);
3776         else
3777                 atomic_clear_long_nonlocked(ptep, PG_W);
3778 #endif
3779         pv_put(pv);
3780         lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
3781 }
3782
3783
3784
3785 /*
3786  * Copy the range specified by src_addr/len from the source map to
3787  * the range dst_addr/len in the destination map.
3788  *
3789  * This routine is only advisory and need not do anything.
3790  */
3791 void
3792 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
3793           vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
3794 {
3795 }       
3796
3797 /*
3798  * pmap_zero_page:
3799  *
3800  *      Zero the specified physical page.
3801  *
3802  *      This function may be called from an interrupt and no locking is
3803  *      required.
3804  */
3805 void
3806 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
3807 {
3808         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(phys);
3809
3810         pagezero((void *)va);
3811 }
3812
3813 /*
3814  * pmap_page_assertzero:
3815  *
3816  *      Assert that a page is empty, panic if it isn't.
3817  */
3818 void
3819 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
3820 {
3821         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(phys);
3822         size_t i;
3823
3824         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += sizeof(long)) {
3825                 if (*(long *)((char *)va + i) != 0) {
3826                         panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!",
3827                               (void *)(intptr_t)va);
3828                 }
3829         }
3830 }
3831
3832 /*
3833  * pmap_zero_page:
3834  *
3835  *      Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
3836  *      its contents with bzero.
3837  *
3838  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
3839  */
3840 void
3841 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
3842 {
3843         vm_offset_t virt = PHYS_TO_DMAP(phys);
3844
3845         bzero((char *)virt + off, size);
3846 }
3847
3848 /*
3849  * pmap_copy_page:
3850  *
3851  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
3852  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
3853  *      is required.
3854  */
3855 void
3856 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
3857 {
3858         vm_offset_t src_virt, dst_virt;
3859
3860         src_virt = PHYS_TO_DMAP(src);
3861         dst_virt = PHYS_TO_DMAP(dst);
3862         bcopy((void *)src_virt, (void *)dst_virt, PAGE_SIZE);
3863 }
3864
3865 /*
3866  * pmap_copy_page_frag:
3867  *
3868  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
3869  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
3870  *      is required.
3871  */
3872 void
3873 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
3874 {
3875         vm_offset_t src_virt, dst_virt;
3876
3877         src_virt = PHYS_TO_DMAP(src);
3878         dst_virt = PHYS_TO_DMAP(dst);
3879
3880         bcopy((char *)src_virt + (src & PAGE_MASK),
3881               (char *)dst_virt + (dst & PAGE_MASK),
3882               bytes);
3883 }
3884
3885 /*
3886  * Returns true if the pmap's pv is one of the first 16 pvs linked to from
3887  * this page.  This count may be changed upwards or downwards in the future;
3888  * it is only necessary that true be returned for a small subset of pmaps
3889  * for proper page aging.
3890  */
3891 boolean_t
3892 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
3893 {
3894         pv_entry_t pv;
3895         int loops = 0;
3896
3897         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3898                 return FALSE;
3899
3900         vm_page_spin_lock(m);
3901         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3902                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
3903                         vm_page_spin_unlock(m);
3904                         return TRUE;
3905                 }
3906                 loops++;
3907                 if (loops >= 16)
3908                         break;
3909         }
3910         vm_page_spin_unlock(m);
3911         return (FALSE);
3912 }
3913
3914 /*
3915  * Remove all pages from specified address space this aids process exit
3916  * speeds.  Also, this code may be special cased for the current process
3917  * only.
3918  */
3919 void
3920 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
3921 {
3922         pmap_remove(pmap, sva, eva);
3923 }
3924
3925 /*
3926  * pmap_testbit tests bits in pte's note that the testbit/clearbit
3927  * routines are inline, and a lot of things compile-time evaluate.
3928  */
3929 static
3930 boolean_t
3931 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
3932 {
3933         pv_entry_t pv;
3934         pt_entry_t *pte;
3935
3936         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3937                 return FALSE;
3938
3939         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
3940                 return FALSE;
3941         vm_page_spin_lock(m);
3942         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL) {
3943                 vm_page_spin_unlock(m);
3944                 return FALSE;
3945         }
3946
3947         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3948                 /*
3949                  * if the bit being tested is the modified bit, then
3950                  * mark clean_map and ptes as never
3951                  * modified.
3952                  */
3953                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
3954                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_pindex))
3955                                 continue;
3956                 }
3957
3958 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3959                 if (pv->pv_pmap == NULL) {
3960                         kprintf("Null pmap (tb) at pindex: %"PRIu64"\n",
3961                             pv->pv_pindex);
3962                         continue;
3963                 }
3964 #endif
3965                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_pindex << PAGE_SHIFT);
3966                 if (*pte & bit) {
3967                         vm_page_spin_unlock(m);
3968                         return TRUE;
3969                 }
3970         }
3971         vm_page_spin_unlock(m);
3972         return (FALSE);
3973 }
3974
3975 /*
3976  * This routine is used to modify bits in ptes.  Only one bit should be
3977  * specified.  PG_RW requires special handling.
3978  *
3979  * Caller must NOT hold any spin locks
3980  */
3981 static __inline
3982 void
3983 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3984 {
3985         struct pmap_inval_info info;
3986         pv_entry_t pv;
3987         pt_entry_t *pte;
3988         pt_entry_t pbits;
3989         pmap_t save_pmap;
3990
3991         if (bit == PG_RW)
3992                 vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3993         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS)) {
3994                 return;
3995         }
3996
3997         /*
3998          * PG_M or PG_A case
3999          *
4000          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
4001          * setting RO do we need to clear the VAC?
4002          *
4003          * NOTE: When clearing PG_M we could also (not implemented) drop
4004          *       through to the PG_RW code and clear PG_RW too, forcing
4005          *       a fault on write to redetect PG_M for virtual kernels, but
4006          *       it isn't necessary since virtual kernels invalidate the
4007          *       pte when they clear the VPTE_M bit in their virtual page
4008          *       tables.
4009          *
4010          * NOTE: Does not re-dirty the page when clearing only PG_M.
4011          */
4012         if ((bit & PG_RW) == 0) {
4013                 vm_page_spin_lock(m);
4014                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
4015         #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
4016                         if (pv->pv_pmap == NULL) {
4017                                 kprintf("Null pmap (cb) at pindex: %"PRIu64"\n",
4018                                     pv->pv_pindex);
4019                                 continue;
4020                         }
4021         #endif
4022                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap,
4023                                              pv->pv_pindex << PAGE_SHIFT);
4024                         pbits = *pte;
4025                         if (pbits & bit)
4026                                 atomic_clear_long(pte, bit);
4027                 }
4028                 vm_page_spin_unlock(m);
4029                 return;
4030         }
4031
4032         /*
4033          * Clear PG_RW.  Also clears PG_M and marks the page dirty if PG_M
4034          * was set.
4035          */
4036         pmap_inval_init(&info);
4037
4038 restart:
4039         vm_page_spin_lock(m);
4040         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
4041                 /*
4042                  * don't write protect pager mappings
4043                  */
4044                 if (!pmap_track_modified(pv->pv_pindex))
4045                         continue;
4046
4047 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
4048                 if (pv->pv_pmap == NULL) {
4049                         kprintf("Null pmap (cb) at pindex: %"PRIu64"\n",
4050                             pv->pv_pindex);
4051                         continue;
4052                 }
4053 #endif
4054                 /*
4055                  * Skip pages which do not have PG_RW set.
4056                  */
4057                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_pindex << PAGE_SHIFT);
4058                 if ((*pte & PG_RW) == 0)
4059                         continue;
4060
4061                 /*
4062                  * Lock the PV
4063                  */
4064                 if (pv_hold_try(pv) == 0) {
4065                         vm_page_spin_unlock(m);
4066                         pv_lock(pv);    /* held, now do a blocking lock */
4067                         pv_put(pv);     /* and release */
4068                         goto restart;   /* anything could have happened */
4069                 }
4070
4071                 save_pmap = pv->pv_pmap;
4072                 vm_page_spin_unlock(m);
4073                 pmap_inval_interlock(&info, save_pmap,
4074                                      (vm_offset_t)pv->pv_pindex << PAGE_SHIFT);
4075                 KKASSERT(pv->pv_pmap == save_pmap);
4076                 for (;;) {
4077                         pbits = *pte;
4078                         cpu_ccfence();
4079                         if (atomic_cmpset_long(pte, pbits,
4080                                                pbits & ~(PG_RW|PG_M))) {
4081                                 break;
4082                         }
4083                 }
4084                 pmap_inval_deinterlock(&info, save_pmap);
4085                 vm_page_spin_lock(m);
4086
4087                 /*
4088                  * If PG_M was found to be set while we were clearing PG_RW
4089                  * we also clear PG_M (done above) and mark the page dirty.
4090                  * Callers expect this behavior.
4091                  */
4092                 if (pbits & PG_M)
4093                         vm_page_dirty(m);
4094                 pv_put(pv);
4095         }
4096         vm_page_spin_unlock(m);
4097         pmap_inval_done(&info);
4098 }
4099
4100 /*
4101  * Lower the permission for all mappings to a given page.
4102  *
4103  * Page must be busied by caller.
4104  */
4105 void
4106 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
4107 {
4108         /* JG NX support? */
4109         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
4110                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
4111                         /*
4112                          * NOTE: pmap_clearbit(.. PG_RW) also clears
4113                          *       the PG_WRITEABLE flag in (m).
4114                          */
4115                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
4116                 } else {
4117                         pmap_remove_all(m);
4118                 }
4119         }
4120 }
4121
4122 vm_paddr_t
4123 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
4124 {
4125         return (x86_64_ptob(ppn));
4126 }
4127
4128 /*
4129  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
4130  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
4131  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
4132  * reference bits set.
4133  *
4134  * XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
4135  * should be tested and standardized at some point in the future for
4136  * optimal aging of shared pages.
4137  *
4138  * This routine may not block.
4139  */
4140 int
4141 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
4142 {
4143         pv_entry_t pv;
4144         pt_entry_t *pte;
4145         int rtval = 0;
4146
4147         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
4148                 return (rtval);
4149
4150         vm_page_spin_lock(m);
4151         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
4152                 if (!pmap_track_modified(pv->pv_pindex))
4153                         continue;
4154                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_pindex << PAGE_SHIFT);
4155                 if (pte && (*pte & PG_A)) {
4156 #ifdef SMP
4157                         atomic_clear_long(pte, PG_A);
4158 #else
4159                         atomic_clear_long_nonlocked(pte, PG_A);
4160 #endif
4161                         rtval++;
4162                         if (rtval > 4)
4163                                 break;
4164                 }
4165         }
4166         vm_page_spin_unlock(m);
4167         return (rtval);
4168 }
4169
4170 /*
4171  *      pmap_is_modified:
4172  *
4173  *      Return whether or not the specified physical page was modified
4174  *      in any physical maps.
4175  */
4176 boolean_t
4177 pmap_is_modified(vm_page_t m)
4178 {
4179         boolean_t res;
4180
4181         res = pmap_testbit(m, PG_M);
4182         return (res);
4183 }
4184
4185 /*
4186  *      Clear the modify bits on the specified physical page.
4187  */
4188 void
4189 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
4190 {
4191         pmap_clearbit(m, PG_M);
4192 }
4193
4194 /*
4195  *      pmap_clear_reference:
4196  *
4197  *      Clear the reference bit on the specified physical page.
4198  */
4199 void
4200 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
4201 {
4202         pmap_clearbit(m, PG_A);
4203 }
4204
4205 /*
4206  * Miscellaneous support routines follow
4207  */
4208
4209 static
4210 void
4211 i386_protection_init(void)
4212 {
4213         int *kp, prot;
4214
4215         /* JG NX support may go here; No VM_PROT_EXECUTE ==> set NX bit  */
4216         kp = protection_codes;
4217         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
4218                 switch (prot) {
4219                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
4220                         /*
4221                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
4222                          * so just make it readable.
4223                          */
4224                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
4225                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
4226                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
4227                         *kp++ = 0;
4228                         break;
4229                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
4230                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
4231                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
4232                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
4233                         *kp++ = PG_RW;
4234                         break;
4235                 }
4236         }
4237 }
4238
4239 /*
4240  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
4241  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
4242  * routine is intended to be used for mapping device memory,
4243  * NOT real memory.
4244  *
4245  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
4246  * a time.
4247  */
4248 void *
4249 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
4250 {
4251         vm_offset_t va, tmpva, offset;
4252         pt_entry_t *pte;
4253
4254         offset = pa & PAGE_MASK;
4255         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
4256
4257         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
4258         if (va == 0)
4259                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
4260
4261         pa = pa & ~PAGE_MASK;
4262         for (tmpva = va; size > 0;) {
4263                 pte = vtopte(tmpva);
4264                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
4265                 size -= PAGE_SIZE;
4266                 tmpva += PAGE_SIZE;
4267                 pa += PAGE_SIZE;
4268         }
4269         cpu_invltlb();
4270         smp_invltlb();
4271
4272         return ((void *)(va + offset));
4273 }
4274
4275 void *
4276 pmap_mapdev_uncacheable(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
4277 {
4278         vm_offset_t va, tmpva, offset;
4279         pt_entry_t *pte;
4280
4281         offset = pa & PAGE_MASK;
4282         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
4283
4284         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
4285         if (va == 0)
4286                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
4287
4288         pa = pa & ~PAGE_MASK;
4289         for (tmpva = va; size > 0;) {
4290                 pte = vtopte(tmpva);
4291                 *pte = pa | PG_RW | PG_V | PG_N; /* | pgeflag; */
4292                 size -= PAGE_SIZE;
4293                 tmpva += PAGE_SIZE;
4294                 pa += PAGE_SIZE;
4295         }
4296         cpu_invltlb();
4297         smp_invltlb();
4298
4299         return ((void *)(va + offset));
4300 }
4301
4302 void
4303 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
4304 {
4305         vm_offset_t base, offset;
4306
4307         base = va & ~PAGE_MASK;
4308         offset = va & PAGE_MASK;
4309         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
4310         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
4311         kmem_free(&kernel_map, base, size);
4312 }
4313
4314 /*
4315  * perform the pmap work for mincore
4316  */
4317 int
4318 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
4319 {
4320         pt_entry_t *ptep, pte;
4321         vm_page_t m;
4322         int val = 0;
4323         
4324         lwkt_gettoken(&pmap->pm_token);
4325         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
4326
4327         if (ptep && (pte = *ptep) != 0) {
4328                 vm_offset_t pa;
4329
4330                 val = MINCORE_INCORE;
4331                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
4332                         goto done;
4333
4334                 pa = pte & PG_FRAME;
4335
4336                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
4337
4338                 /*
4339                  * Modified by us
4340                  */
4341                 if (pte & PG_M)
4342                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
4343                 /*
4344                  * Modified by someone
4345                  */
4346                 else if (m->dirty || pmap_is_modified(m))
4347                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
4348                 /*
4349                  * Referenced by us
4350                  */
4351                 if (pte & PG_A)
4352                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
4353
4354                 /*
4355                  * Referenced by someone
4356                  */
4357                 else if ((m->flags & PG_REFERENCED) || pmap_ts_referenced(m)) {
4358                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
4359                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
4360                 }
4361         } 
4362 done:
4363         lwkt_reltoken(&pmap->pm_token);
4364
4365         return val;
4366 }
4367
4368 /*
4369  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
4370  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
4371  *
4372  * The vmspace for all lwps associated with the process will be adjusted
4373  * and cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
4374  *
4375  * The process must hold the vmspace->vm_map.token for oldvm and newvm
4376  */
4377 void
4378 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
4379 {
4380         struct vmspace *oldvm;
4381         struct lwp *lp;
4382
4383         oldvm = p->p_vmspace;
4384         if (oldvm != newvm) {
4385                 if (adjrefs)
4386                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
4387                 p->p_vmspace = newvm;
4388                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
4389                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
4390                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
4391                 if (adjrefs)
4392                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
4393         }
4394 }
4395
4396 /*
4397  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
4398  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
4399  * on a per-lwp basis.
4400  *
4401  * Caller does not necessarily hold any vmspace tokens.  Caller must control
4402  * the lwp (typically be in the context of the lwp).  We use a critical
4403  * section to protect against statclock and hardclock (statistics collection).
4404  */
4405 void
4406 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
4407 {
4408         struct vmspace *oldvm;
4409         struct pmap *pmap;
4410
4411         oldvm = lp->lwp_vmspace;
4412
4413         if (oldvm != newvm) {
4414                 crit_enter();
4415                 lp->lwp_vmspace = newvm;
4416                 if (curthread->td_lwp == lp) {
4417                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
4418 #if defined(SMP)
4419                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
4420                         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK)
4421                                 pmap_interlock_wait(newvm);
4422 #else
4423                         pmap->pm_active |= 1;
4424 #endif
4425 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
4426                         tlb_flush_count++;
4427 #endif
4428                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pml4);
4429                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 |= PG_RW | PG_U | PG_V;
4430                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
4431                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
4432 #if defined(SMP)
4433                         atomic_clear_cpumask(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
4434 #else
4435                         pmap->pm_active &= ~(cpumask_t)1;
4436 #endif
4437                 }
4438                 crit_exit();
4439         }
4440 }
4441
4442 #ifdef SMP
4443
4444 /*
4445  * Called when switching to a locked pmap, used to interlock against pmaps
4446  * undergoing modifications to prevent us from activating the MMU for the
4447  * target pmap until all such modifications have completed.  We have to do
4448  * this because the thread making the modifications has already set up its
4449  * SMP synchronization mask.
4450  *
4451  * This function cannot sleep!
4452  *
4453  * No requirements.
4454  */
4455 void
4456 pmap_interlock_wait(struct vmspace *vm)
4457 {
4458         struct pmap *pmap = &vm->vm_pmap;
4459
4460         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
4461                 crit_enter();
4462                 KKASSERT(curthread->td_critcount >= 2);
4463                 DEBUG_PUSH_INFO("pmap_interlock_wait");
4464                 while (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
4465                         cpu_ccfence();
4466                         lwkt_process_ipiq();
4467                 }
4468                 DEBUG_POP_INFO();
4469                 crit_exit();
4470         }
4471 }
4472
4473 #endif
4474
4475 vm_offset_t
4476 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
4477 {
4478
4479         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
4480                 return addr;
4481         }
4482
4483         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
4484         return addr;
4485 }
4486
4487 /*
4488  * Used by kmalloc/kfree, page already exists at va
4489  */
4490 vm_page_t
4491 pmap_kvtom(vm_offset_t va)
4492 {
4493         return(PHYS_TO_VM_PAGE(*vtopte(va) & PG_FRAME));
4494 }
4495
4496 /*
4497  * Initialize machine-specific shared page directory support.  This
4498  * is executed when a VM object is created.
4499  */
4500 void
4501 pmap_object_init(vm_object_t object)
4502 {
4503         object->md.pmap_rw = NULL;
4504         object->md.pmap_ro = NULL;
4505 }
4506
4507 /*
4508  * Clean up machine-specific shared page directory support.  This
4509  * is executed when a VM object is destroyed.
4510  */
4511 void
4512 pmap_object_free(vm_object_t object)
4513 {
4514         pmap_t pmap;
4515
4516         if ((pmap = object->md.pmap_rw) != NULL) {
4517                 object->md.pmap_rw = NULL;
4518                 kprintf("pmap_object_free: destroying pmap %p in obj %p\n",
4519                         pmap, object);
4520                 pmap_remove_pages(pmap,
4521                                   VM_MIN_USER_ADDRESS, VM_MAX_USER_ADDRESS);
4522                 pmap->pm_active = 0;
4523                 pmap_release(pmap);
4524                 pmap_puninit(pmap);
4525                 kfree(pmap, M_OBJPMAP);
4526         }
4527         if ((pmap = object->md.pmap_ro) != NULL) {
4528                 object->md.pmap_ro = NULL;
4529                 kprintf("pmap_object_free: destroying pmap %p in obj %p\n",
4530                         pmap, object);
4531                 pmap_remove_pages(pmap,
4532                                   VM_MIN_USER_ADDRESS, VM_MAX_USER_ADDRESS);
4533                 pmap->pm_active = 0;
4534                 pmap_release(pmap);
4535                 pmap_puninit(pmap);
4536                 kfree(pmap, M_OBJPMAP);
4537         }
4538 }