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