977afd63e0bf7f0f7fd5202d968f162730059ab9
[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 we hold page table pages busy in order to manipulate them.
52  */
53 /*
54  * PMAP_DEBUG - see platform/pc32/include/pmap.h
55  */
56
57 #include "opt_disable_pse.h"
58 #include "opt_pmap.h"
59 #include "opt_msgbuf.h"
60
61 #include <sys/param.h>
62 #include <sys/systm.h>
63 #include <sys/kernel.h>
64 #include <sys/proc.h>
65 #include <sys/msgbuf.h>
66 #include <sys/vmmeter.h>
67 #include <sys/mman.h>
68 #include <sys/thread.h>
69
70 #include <vm/vm.h>
71 #include <vm/vm_param.h>
72 #include <sys/sysctl.h>
73 #include <sys/lock.h>
74 #include <vm/vm_kern.h>
75 #include <vm/vm_page.h>
76 #include <vm/vm_map.h>
77 #include <vm/vm_object.h>
78 #include <vm/vm_extern.h>
79 #include <vm/vm_pageout.h>
80 #include <vm/vm_pager.h>
81 #include <vm/vm_zone.h>
82
83 #include <sys/user.h>
84 #include <sys/thread2.h>
85 #include <sys/sysref2.h>
86 #include <sys/spinlock2.h>
87
88 #include <machine/cputypes.h>
89 #include <machine/md_var.h>
90 #include <machine/specialreg.h>
91 #include <machine/smp.h>
92 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
93 #include <machine/globaldata.h>
94 #include <machine/pmap.h>
95 #include <machine/pmap_inval.h>
96
97 #define PMAP_KEEP_PDIRS
98 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
99 #define PMAP_SHPGPERPROC 200
100 #define PMAP_PVLIMIT     1400000        /* i386 kvm problems */
101 #endif
102
103 #if defined(DIAGNOSTIC)
104 #define PMAP_DIAGNOSTIC
105 #endif
106
107 #define MINPV 2048
108
109 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
110 #define PMAP_INLINE __inline
111 #else
112 #define PMAP_INLINE
113 #endif
114
115 /*
116  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
117  */
118 #define pmap_pde(m, v)  (&((m)->pm_pdir[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT]))
119 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
120
121 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
122 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(int *)pte & PG_W) != 0)
123 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(int *)pte & PG_M) != 0)
124 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(int *)pte & PG_A) != 0)
125 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(int *)pte & PG_V) != 0)
126
127 /*
128  * Given a map and a machine independent protection code,
129  * convert to a vax protection code.
130  */
131 #define pte_prot(m, p)          \
132         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
133 static int protection_codes[8];
134
135 struct pmap kernel_pmap;
136 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
137
138 vm_paddr_t avail_start;         /* PA of first available physical page */
139 vm_paddr_t avail_end;           /* PA of last available physical page */
140 vm_offset_t virtual_start;      /* VA of first avail page (after kernel bss) */
141 vm_offset_t virtual_end;        /* VA of last avail page (end of kernel AS) */
142 vm_offset_t virtual2_start;
143 vm_offset_t virtual2_end;
144 vm_offset_t KvaStart;           /* VA start of KVA space */
145 vm_offset_t KvaEnd;             /* VA end of KVA space (non-inclusive) */
146 vm_offset_t KvaSize;            /* max size of kernel virtual address space */
147 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
148 static int pgeflag;             /* PG_G or-in */
149 static int pseflag;             /* PG_PS or-in */
150
151 static vm_object_t kptobj;
152
153 static int nkpt;
154 vm_offset_t kernel_vm_end;
155
156 /*
157  * Data for the pv entry allocation mechanism
158  */
159 static vm_zone_t pvzone;
160 static struct vm_zone pvzone_store;
161 static struct vm_object pvzone_obj;
162 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
163 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
164 static struct pv_entry *pvinit;
165
166 /*
167  * Considering all the issues I'm having with pmap caching, if breakage
168  * continues to occur, and for debugging, I've added a sysctl that will
169  * just do an unconditional invltlb.
170  */
171 static int dreadful_invltlb;
172
173 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dreadful_invltlb,
174            CTLFLAG_RW, &dreadful_invltlb, 0, "Debugging sysctl to force invltlb on pmap operations");
175
176 /*
177  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
178  */
179 pt_entry_t *CMAP1 = 0, *ptmmap;
180 caddr_t CADDR1 = 0, ptvmmap = 0;
181 static pt_entry_t *msgbufmap;
182 struct msgbuf *msgbufp=0;
183
184 /*
185  * Crashdump maps.
186  */
187 static pt_entry_t *pt_crashdumpmap;
188 static caddr_t crashdumpmap;
189
190 extern pt_entry_t *SMPpt;
191
192 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
193 static unsigned * get_ptbase (pmap_t pmap);
194 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
195 static void     i386_protection_init (void);
196 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
197
198 static void     pmap_remove_all (vm_page_t m);
199 static int pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, unsigned *ptq, 
200                                 vm_offset_t sva, pmap_inval_info_t info);
201 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap, 
202                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
203 static int pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
204                                 vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info);
205 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
206 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, vm_offset_t va,
207                 vm_page_t mpte, vm_page_t m);
208
209 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
210
211 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
212 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, unsigned ptepindex);
213 static unsigned * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
214 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
215 static int pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t, pmap_inval_info_t);
216 static vm_offset_t pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr);
217
218 static unsigned pdir4mb;
219
220 /*
221  * Move the kernel virtual free pointer to the next
222  * 4MB.  This is used to help improve performance
223  * by using a large (4MB) page for much of the kernel
224  * (.text, .data, .bss)
225  */
226 static
227 vm_offset_t
228 pmap_kmem_choose(vm_offset_t addr)
229 {
230         vm_offset_t newaddr = addr;
231 #ifndef DISABLE_PSE
232         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
233                 newaddr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
234         }
235 #endif
236         return newaddr;
237 }
238
239 /*
240  * This function returns a pointer to the pte entry in the pmap and has
241  * the side effect of potentially retaining a cached mapping of the pmap.
242  *
243  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
244  * until the caller blocks or releases the token.
245  */
246 static
247 unsigned *
248 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
249 {
250         unsigned *pdeaddr;
251
252         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
253         if (pmap) {
254                 pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(pmap, va);
255                 if (*pdeaddr & PG_PS)
256                         return pdeaddr;
257                 if (*pdeaddr)
258                         return get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
259         }
260         return (0);
261 }
262
263 /*
264  * pmap_pte using the kernel_pmap
265  *
266  * Used for debugging, no requirements.
267  */
268 unsigned *
269 pmap_kernel_pte(vm_offset_t va)
270 {
271         unsigned *pdeaddr;
272
273         pdeaddr = (unsigned *) pmap_pde(&kernel_pmap, va);
274         if (*pdeaddr & PG_PS)
275                 return pdeaddr;
276         if (*pdeaddr)
277                 return (unsigned *)vtopte(va);
278         return(0);
279 }
280
281 /*
282  * pmap_pte_quick:
283  *
284  * Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
285  * This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
286  * the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
287  * to do an entire invltlb when checking a single mapping.
288  *
289  * Should only be called while in a critical section.
290  *
291  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
292  * until the caller blocks or releases the token.
293  */
294 static
295 unsigned *
296 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
297 {
298         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
299         unsigned pde, newpf;
300
301         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
302         if ((pde = (unsigned) pmap->pm_pdir[va >> PDRSHIFT]) != 0) {
303                 unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
304                 unsigned index = i386_btop(va);
305                 /* are we current address space or kernel? */
306                 if ((pmap == &kernel_pmap) ||
307                         (frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME))) {
308                         return (unsigned *) PTmap + index;
309                 }
310                 newpf = pde & PG_FRAME;
311                 if (((*(unsigned *)gd->gd_PMAP1) & PG_FRAME) != newpf) {
312                         *(unsigned *)gd->gd_PMAP1 = newpf | PG_RW | PG_V;
313                         cpu_invlpg(gd->gd_PADDR1);
314                 }
315                 return gd->gd_PADDR1 + ((unsigned) index & (NPTEPG - 1));
316         }
317         return (0);
318 }
319
320
321 /*
322  * Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
323  *
324  * On the i386 this is called after mapping has already been enabled
325  * and just syncs the pmap module with what has already been done.
326  * [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
327  * mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
328  * from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
329  * (physical) address starting relative to 0]
330  */
331 void
332 pmap_bootstrap(vm_paddr_t firstaddr, vm_paddr_t loadaddr)
333 {
334         vm_offset_t va;
335         pt_entry_t *pte;
336         struct mdglobaldata *gd;
337         int i;
338         int pg;
339
340         KvaStart = (vm_offset_t)VADDR(PTDPTDI, 0);
341         KvaSize = (vm_offset_t)VADDR(APTDPTDI, 0) - KvaStart;
342         KvaEnd  = KvaStart + KvaSize;
343
344         avail_start = firstaddr;
345
346         /*
347          * XXX The calculation of virtual_start is wrong. It's NKPT*PAGE_SIZE
348          * too large. It should instead be correctly calculated in locore.s and
349          * not based on 'first' (which is a physical address, not a virtual
350          * address, for the start of unused physical memory). The kernel
351          * page tables are NOT double mapped and thus should not be included
352          * in this calculation.
353          */
354         virtual_start = (vm_offset_t) KERNBASE + firstaddr;
355         virtual_start = pmap_kmem_choose(virtual_start);
356         virtual_end = VADDR(KPTDI+NKPDE-1, NPTEPG-1);
357
358         /*
359          * Initialize protection array.
360          */
361         i386_protection_init();
362
363         /*
364          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
365          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
366          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
367          *
368          * The kernel_pmap's pm_pteobj is used only for locking and not
369          * for mmu pages.
370          */
371         kernel_pmap.pm_pdir = (pd_entry_t *)(KERNBASE + (u_int)IdlePTD);
372         kernel_pmap.pm_count = 1;
373         kernel_pmap.pm_active = (cpumask_t)-1 & ~CPUMASK_LOCK;
374         kernel_pmap.pm_pteobj = &kernel_object;
375         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
376         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist_free);
377         spin_init(&kernel_pmap.pm_spin);
378         lwkt_token_init(&kernel_pmap.pm_token, "kpmap_tok");
379         nkpt = NKPT;
380
381         /*
382          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
383          * mapping of pages.
384          */
385 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
386         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
387
388         va = virtual_start;
389         pte = (pt_entry_t *) pmap_kernel_pte(va);
390
391         /*
392          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
393          */
394         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
395
396         /*
397          * Crashdump maps.
398          */
399         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
400
401         /*
402          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
403          * /dev/mem.
404          */
405         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
406
407         /*
408          * msgbufp is used to map the system message buffer.
409          * XXX msgbufmap is not used.
410          */
411         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
412                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
413
414         virtual_start = va;
415
416         *(int *) CMAP1 = 0;
417         for (i = 0; i < NKPT; i++)
418                 PTD[i] = 0;
419
420         /*
421          * PG_G is terribly broken on SMP because we IPI invltlb's in some
422          * cases rather then invl1pg.  Actually, I don't even know why it
423          * works under UP because self-referential page table mappings
424          */
425 #ifdef SMP
426         pgeflag = 0;
427 #else
428         if (cpu_feature & CPUID_PGE)
429                 pgeflag = PG_G;
430 #endif
431         
432 /*
433  * Initialize the 4MB page size flag
434  */
435         pseflag = 0;
436 /*
437  * The 4MB page version of the initial
438  * kernel page mapping.
439  */
440         pdir4mb = 0;
441
442 #if !defined(DISABLE_PSE)
443         if (cpu_feature & CPUID_PSE) {
444                 unsigned ptditmp;
445                 /*
446                  * Note that we have enabled PSE mode
447                  */
448                 pseflag = PG_PS;
449                 ptditmp = *((unsigned *)PTmap + i386_btop(KERNBASE));
450                 ptditmp &= ~(NBPDR - 1);
451                 ptditmp |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U | pgeflag;
452                 pdir4mb = ptditmp;
453
454 #ifndef SMP
455                 /*
456                  * Enable the PSE mode.  If we are SMP we can't do this
457                  * now because the APs will not be able to use it when
458                  * they boot up.
459                  */
460                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
461
462                 /*
463                  * We can do the mapping here for the single processor
464                  * case.  We simply ignore the old page table page from
465                  * now on.
466                  */
467                 /*
468                  * For SMP, we still need 4K pages to bootstrap APs,
469                  * PSE will be enabled as soon as all APs are up.
470                  */
471                 PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
472                 kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] = (pd_entry_t)ptditmp;
473                 cpu_invltlb();
474 #endif
475         }
476 #endif
477
478         /*
479          * We need to finish setting up the globaldata page for the BSP.
480          * locore has already populated the page table for the mdglobaldata
481          * portion.
482          */
483         pg = MDGLOBALDATA_BASEALLOC_PAGES;
484         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
485         gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
486         gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
487         gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
488         gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
489         gd->gd_GDMAP1 = &PTD[APTDPTDI];
490         gd->gd_CADDR1 = CPU_prvspace[0].CPAGE1;
491         gd->gd_CADDR2 = CPU_prvspace[0].CPAGE2;
492         gd->gd_CADDR3 = CPU_prvspace[0].CPAGE3;
493         gd->gd_PADDR1 = (unsigned *)CPU_prvspace[0].PPAGE1;
494         gd->gd_GDADDR1= (unsigned *)VADDR(APTDPTDI, 0);
495
496         cpu_invltlb();
497 }
498
499 #ifdef SMP
500 /*
501  * Set 4mb pdir for mp startup
502  */
503 void
504 pmap_set_opt(void)
505 {
506         if (pseflag && (cpu_feature & CPUID_PSE)) {
507                 load_cr4(rcr4() | CR4_PSE);
508                 if (pdir4mb && mycpu->gd_cpuid == 0) {  /* only on BSP */
509                         kernel_pmap.pm_pdir[KPTDI] =
510                             PTD[KPTDI] = (pd_entry_t)pdir4mb;
511                         cpu_invltlb();
512                 }
513         }
514 }
515 #endif
516
517 /*
518  * Initialize the pmap module, called by vm_init()
519  *
520  * Called from the low level boot code only.
521  */
522 void
523 pmap_init(void)
524 {
525         int i;
526         int initial_pvs;
527
528         /*
529          * object for kernel page table pages
530          */
531         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NKPDE);
532
533         /*
534          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
535          * pv_head_table.
536          */
537
538         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
539                 vm_page_t m;
540
541                 m = &vm_page_array[i];
542                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
543                 m->md.pv_list_count = 0;
544         }
545
546         /*
547          * init the pv free list
548          */
549         initial_pvs = vm_page_array_size;
550         if (initial_pvs < MINPV)
551                 initial_pvs = MINPV;
552         pvzone = &pvzone_store;
553         pvinit = (void *)kmem_alloc(&kernel_map,
554                                     initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
555         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry),
556                   pvinit, initial_pvs);
557
558         /*
559          * Now it is safe to enable pv_table recording.
560          */
561         pmap_initialized = TRUE;
562 }
563
564 /*
565  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
566  * high water mark so that the system can recover from excessive
567  * numbers of pv entries.
568  *
569  * Called from the low level boot code only.
570  */
571 void
572 pmap_init2(void)
573 {
574         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
575         int entry_max;
576
577         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
578         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
579
580 #ifdef PMAP_PVLIMIT
581         /*
582          * Horrible hack for systems with a lot of memory running i386.
583          * the calculated pv_entry_max can wind up eating a ton of KVM
584          * so put a cap on the number of entries if the user did not
585          * change any of the values.   This saves about 44MB of KVM on
586          * boxes with 3+GB of ram.
587          *
588          * On the flip side, this makes it more likely that some setups
589          * will run out of pv entries.  Those sysads will have to bump
590          * the limit up with vm.pamp.pv_entries or vm.pmap.shpgperproc.
591          */
592         if (shpgperproc == PMAP_SHPGPERPROC) {
593                 if (pv_entry_max > PMAP_PVLIMIT)
594                         pv_entry_max = PMAP_PVLIMIT;
595         }
596 #endif
597         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
598         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
599
600         /*
601          * Subtract out pages already installed in the zone (hack)
602          */
603         entry_max = pv_entry_max - vm_page_array_size;
604         if (entry_max <= 0)
605                 entry_max = 1;
606
607         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
608 }
609
610
611 /***************************************************
612  * Low level helper routines.....
613  ***************************************************/
614
615 #ifdef PMAP_DEBUG
616
617 static void
618 test_m_maps_pv(vm_page_t m, pv_entry_t pv)
619 {
620         pv_entry_t spv;
621
622         crit_enter();
623 #ifdef PMAP_DEBUG
624         KKASSERT(pv->pv_m == m);
625 #endif
626         TAILQ_FOREACH(spv, &m->md.pv_list, pv_list) {
627                 if (pv == spv) {
628                         crit_exit();
629                         return;
630                 }
631         }
632         crit_exit();
633         panic("test_m_maps_pv: failed m %p pv %p\n", m, pv);
634 }
635
636 static void
637 ptbase_assert(struct pmap *pmap)
638 {
639         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
640
641         /* are we current address space or kernel? */
642         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned)PTDpde) & PG_FRAME))
643                 return;
644         KKASSERT(frame == (*mdcpu->gd_GDMAP1 & PG_FRAME));
645 }
646
647 #else
648
649 #define test_m_maps_pv(m, pv)
650 #define ptbase_assert(pmap)
651
652 #endif
653
654 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
655
656 /*
657  * This code checks for non-writeable/modified pages.
658  * This should be an invalid condition.
659  */
660 static int
661 pmap_nw_modified(pt_entry_t ptea)
662 {
663         int pte;
664
665         pte = (int) ptea;
666
667         if ((pte & (PG_M|PG_RW)) == PG_M)
668                 return 1;
669         else
670                 return 0;
671 }
672 #endif
673
674
675 /*
676  * This routine defines the region(s) of memory that should not be tested
677  * for the modified bit.
678  *
679  * No requirements.
680  */
681 static PMAP_INLINE int
682 pmap_track_modified(vm_offset_t va)
683 {
684         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva)) 
685                 return 1;
686         else
687                 return 0;
688 }
689
690 /*
691  * Retrieve the mapped page table base for a particular pmap.  Use our self
692  * mapping for the kernel_pmap or our current pmap.
693  *
694  * For foreign pmaps we use the per-cpu page table map.  Since this involves
695  * installing a ptd it's actually (per-process x per-cpu).  However, we
696  * still cannot depend on our mapping to survive thread switches because
697  * the process might be threaded and switching to another thread for the
698  * same process on the same cpu will allow that other thread to make its
699  * own mapping.
700  *
701  * This could be a bit confusing but the jist is for something like the
702  * vkernel which uses foreign pmaps all the time this represents a pretty
703  * good cache that avoids unnecessary invltlb()s.
704  *
705  * The caller must hold vm_token and the returned value is only valid
706  * until the caller blocks or releases the token.
707  */
708 static unsigned *
709 get_ptbase(pmap_t pmap)
710 {
711         unsigned frame = (unsigned) pmap->pm_pdir[PTDPTDI] & PG_FRAME;
712         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
713
714         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
715
716         /*
717          * We can use PTmap if the pmap is our current address space or
718          * the kernel address space.
719          */
720         if (pmap == &kernel_pmap || frame == (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
721                 return (unsigned *) PTmap;
722         }
723
724         /*
725          * Otherwise we use the per-cpu alternative page table map.  Each
726          * cpu gets its own map.  Because of this we cannot use this map
727          * from interrupts or threads which can preempt.
728          *
729          * Even if we already have the map cached we may still have to
730          * invalidate the TLB if another cpu modified a PDE in the map.
731          */
732         KKASSERT(gd->mi.gd_intr_nesting_level == 0 &&
733                  (gd->mi.gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD) == 0);
734
735         if ((*gd->gd_GDMAP1 & PG_FRAME) != frame) {
736                 *gd->gd_GDMAP1 = frame | PG_RW | PG_V;
737                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
738                 cpu_invltlb();
739         } else if ((pmap->pm_cached & gd->mi.gd_cpumask) == 0) {
740                 pmap->pm_cached |= gd->mi.gd_cpumask;
741                 cpu_invltlb();
742         } else if (dreadful_invltlb) {
743                 cpu_invltlb();
744         }
745         return ((unsigned *)gd->gd_GDADDR1);
746 }
747
748 /*
749  * pmap_extract:
750  *
751  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
752  *
753  * The caller may hold vm_token if it desires non-blocking operation.
754  */
755 vm_paddr_t 
756 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
757 {
758         vm_offset_t rtval;
759         vm_offset_t pdirindex;
760
761         lwkt_gettoken(&vm_token);
762         pdirindex = va >> PDRSHIFT;
763         if (pmap && (rtval = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex])) {
764                 unsigned *pte;
765                 if ((rtval & PG_PS) != 0) {
766                         rtval &= ~(NBPDR - 1);
767                         rtval |= va & (NBPDR - 1);
768                 } else {
769                         pte = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
770                         rtval = ((*pte & PG_FRAME) | (va & PAGE_MASK));
771                 }
772         } else {
773                 rtval = 0;
774         }
775         lwkt_reltoken(&vm_token);
776         return rtval;
777 }
778
779 /***************************************************
780  * Low level mapping routines.....
781  ***************************************************/
782
783 /*
784  * Map a wired VM page to a KVA, fully SMP synchronized.
785  *
786  * No requirements, non blocking.
787  */
788 void 
789 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
790 {
791         unsigned *pte;
792         unsigned npte;
793         pmap_inval_info info;
794
795         pmap_inval_init(&info);
796         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
797         pte = (unsigned *)vtopte(va);
798         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
799         *pte = npte;
800         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
801         pmap_inval_done(&info);
802 }
803
804 /*
805  * Map a wired VM page to a KVA, synchronized on current cpu only.
806  *
807  * No requirements, non blocking.
808  */
809 void
810 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
811 {
812         unsigned *pte;
813         unsigned npte;
814
815         npte = pa | PG_RW | PG_V | pgeflag;
816         pte = (unsigned *)vtopte(va);
817         *pte = npte;
818         cpu_invlpg((void *)va);
819 }
820
821 /*
822  * Synchronize a previously entered VA on all cpus.
823  *
824  * No requirements, non blocking.
825  */
826 void
827 pmap_kenter_sync(vm_offset_t va)
828 {
829         pmap_inval_info info;
830
831         pmap_inval_init(&info);
832         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
833         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
834         pmap_inval_done(&info);
835 }
836
837 /*
838  * Synchronize a previously entered VA on the current cpu only.
839  *
840  * No requirements, non blocking.
841  */
842 void
843 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
844 {
845         cpu_invlpg((void *)va);
846 }
847
848 /*
849  * Remove a page from the kernel pagetables, fully SMP synchronized.
850  *
851  * No requirements, non blocking.
852  */
853 void
854 pmap_kremove(vm_offset_t va)
855 {
856         unsigned *pte;
857         pmap_inval_info info;
858
859         pmap_inval_init(&info);
860         pte = (unsigned *)vtopte(va);
861         pmap_inval_interlock(&info, &kernel_pmap, va);
862         *pte = 0;
863         pmap_inval_deinterlock(&info, &kernel_pmap);
864         pmap_inval_done(&info);
865 }
866
867 /*
868  * Remove a page from the kernel pagetables, synchronized on current cpu only.
869  *
870  * No requirements, non blocking.
871  */
872 void
873 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
874 {
875         unsigned *pte;
876         pte = (unsigned *)vtopte(va);
877         *pte = 0;
878         cpu_invlpg((void *)va);
879 }
880
881 /*
882  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
883  * synchronized on the current cpu only.
884  *
885  * No requirements, non blocking.
886  */
887 void
888 pmap_kmodify_rw(vm_offset_t va)
889 {
890         atomic_set_int(vtopte(va), PG_RW);
891         cpu_invlpg((void *)va);
892 }
893
894 /*
895  * Adjust the permissions of a page in the kernel page table,
896  * synchronized on the current cpu only.
897  *
898  * No requirements, non blocking.
899  */
900 void
901 pmap_kmodify_nc(vm_offset_t va)
902 {
903         atomic_set_int(vtopte(va), PG_N);
904         cpu_invlpg((void *)va);
905 }
906
907 /*
908  * Map a range of physical addresses into kernel virtual address space.
909  *
910  * No requirements, non blocking.
911  */
912 vm_offset_t
913 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
914 {
915         vm_offset_t     sva, virt;
916
917         sva = virt = *virtp;
918         while (start < end) {
919                 pmap_kenter(virt, start);
920                 virt += PAGE_SIZE;
921                 start += PAGE_SIZE;
922         }
923         *virtp = virt;
924         return (sva);
925 }
926
927 /*
928  * Add a list of wired pages to the kva, fully SMP synchronized.
929  *
930  * No requirements, non blocking.
931  */
932 void
933 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
934 {
935         vm_offset_t end_va;
936
937         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
938                 
939         while (va < end_va) {
940                 unsigned *pte;
941
942                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
943                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | PG_RW | PG_V | pgeflag;
944                 cpu_invlpg((void *)va);
945                 va += PAGE_SIZE;
946                 m++;
947         }
948 #ifdef SMP
949         smp_invltlb();  /* XXX */
950 #endif
951 }
952
953 /*
954  * Remove pages from KVA, fully SMP synchronized.
955  *
956  * No requirements, non blocking.
957  */
958 void
959 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
960 {
961         vm_offset_t end_va;
962
963         end_va = va + count*PAGE_SIZE;
964
965         while (va < end_va) {
966                 unsigned *pte;
967
968                 pte = (unsigned *)vtopte(va);
969                 *pte = 0;
970                 cpu_invlpg((void *)va);
971                 va += PAGE_SIZE;
972         }
973 #ifdef SMP
974         smp_invltlb();
975 #endif
976 }
977
978 /*
979  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
980  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
981  *
982  * The caller must hold the object.
983  */
984 static vm_page_t
985 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
986 {
987         vm_page_t m;
988
989         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
990         m = vm_page_lookup_busy_wait(object, pindex, FALSE, "pplookp");
991
992         return(m);
993 }
994
995 /*
996  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
997  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
998  */
999 void
1000 pmap_init_thread(thread_t td)
1001 {
1002         /* enforce pcb placement */
1003         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
1004         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
1005         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16;
1006 }
1007
1008 /*
1009  * This routine directly affects the fork perf for a process.
1010  */
1011 void
1012 pmap_init_proc(struct proc *p)
1013 {
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Dispose the UPAGES for a process that has exited.
1018  * This routine directly impacts the exit perf of a process.
1019  */
1020 void
1021 pmap_dispose_proc(struct proc *p)
1022 {
1023         KASSERT(p->p_lock == 0, ("attempt to dispose referenced proc! %p", p));
1024 }
1025
1026 /***************************************************
1027  * Page table page management routines.....
1028  ***************************************************/
1029
1030 /*
1031  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
1032  * drops to zero, then it decrements the wire count.
1033  *
1034  * The caller must hold vm_token.
1035  * This function can block.
1036  */
1037 static int 
1038 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info) 
1039 {
1040         /* 
1041          * Wait until we can busy the page ourselves.  We cannot have
1042          * any active flushes if we block.
1043          */
1044         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "pmuwpt");
1045         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1046                 ("_pmap_unwire_pte_hold: %p->queue != PQ_NONE", m));
1047
1048         if (m->hold_count == 1) {
1049                 /*
1050                  * Unmap the page table page.
1051                  *
1052                  * NOTE: We must clear pm_cached for all cpus, including
1053                  *       the current one, when clearing a page directory
1054                  *       entry.
1055                  */
1056                 pmap_inval_interlock(info, pmap, -1);
1057                 KKASSERT(pmap->pm_pdir[m->pindex]);
1058                 pmap->pm_pdir[m->pindex] = 0;
1059                 pmap->pm_cached = 0;
1060                 pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1061
1062                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1063                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1064
1065                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1066                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1067
1068                 /*
1069                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1070                  * after we decrement wire_count.
1071                  * 
1072                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1073                  * multiple wire counts.
1074                  */
1075                 vm_page_unhold(m);
1076                 --m->wire_count;
1077                 KKASSERT(m->wire_count == 0);
1078                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1079                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1080                 vm_page_flash(m);
1081                 vm_page_free_zero(m);
1082                 return 1;
1083         } else {
1084                 KKASSERT(m->hold_count > 1);
1085                 vm_page_unhold(m);
1086                 vm_page_wakeup(m);
1087                 return 0;
1088         }
1089 }
1090
1091 /*
1092  * The caller must hold vm_token.
1093  * This function can block.
1094  */
1095 static PMAP_INLINE int
1096 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_page_t m, pmap_inval_info_t info)
1097 {
1098         KKASSERT(m->hold_count > 0);
1099         if (m->hold_count > 1) {
1100                 vm_page_unhold(m);
1101                 return 0;
1102         } else {
1103                 return _pmap_unwire_pte_hold(pmap, m, info);
1104         }
1105 }
1106
1107 /*
1108  * After removing a (user) page table entry, this routine is used to
1109  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1110  *
1111  * The caller must hold vm_token.
1112  * This function can block regardless.
1113  */
1114 static int
1115 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte,
1116               pmap_inval_info_t info)
1117 {
1118         unsigned ptepindex;
1119
1120         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1121
1122         if (va >= UPT_MIN_ADDRESS)
1123                 return 0;
1124
1125         if (mpte == NULL) {
1126                 ptepindex = (va >> PDRSHIFT);
1127                 if (pmap->pm_ptphint &&
1128                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1129                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1130                 } else {
1131                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1132                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1133                         vm_page_wakeup(mpte);
1134                 }
1135         }
1136
1137         return pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, info);
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Initialize pmap0/vmspace0.  This pmap is not added to pmap_list because
1142  * it, and IdlePTD, represents the template used to update all other pmaps.
1143  *
1144  * On architectures where the kernel pmap is not integrated into the user
1145  * process pmap, this pmap represents the process pmap, not the kernel pmap.
1146  * kernel_pmap should be used to directly access the kernel_pmap.
1147  *
1148  * No requirements.
1149  */
1150 void
1151 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1152 {
1153         pmap->pm_pdir =
1154                 (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1155         pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, (vm_offset_t) IdlePTD);
1156         pmap->pm_count = 1;
1157         pmap->pm_active = 0;
1158         pmap->pm_cached = 0;
1159         pmap->pm_ptphint = NULL;
1160         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1161         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1162         spin_init(&pmap->pm_spin);
1163         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1164         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1165 }
1166
1167 /*
1168  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1169  * such as one in a vmspace structure.
1170  *
1171  * No requirements.
1172  */
1173 void
1174 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1175 {
1176         vm_page_t ptdpg;
1177
1178         /*
1179          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1180          * page directory table.
1181          */
1182         if (pmap->pm_pdir == NULL) {
1183                 pmap->pm_pdir =
1184                     (pd_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1185         }
1186
1187         /*
1188          * Allocate an object for the ptes
1189          */
1190         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1191                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, PTDPTDI + 1);
1192
1193         /*
1194          * Allocate the page directory page, unless we already have
1195          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1196          * already be set appropriately.
1197          */
1198         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1199                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, PTDPTDI,
1200                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY);
1201                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1202                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED);
1203                 vm_page_wire(ptdpg);
1204                 ptdpg->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1205                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pdir, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1206                 vm_page_wakeup(ptdpg);
1207         }
1208         if ((ptdpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1209                 bzero(pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1210 #ifdef PMAP_DEBUG
1211         else
1212                 pmap_page_assertzero(VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1213 #endif
1214
1215         pmap->pm_pdir[MPPTDI] = PTD[MPPTDI];
1216
1217         /* install self-referential address mapping entry */
1218         *(unsigned *) (pmap->pm_pdir + PTDPTDI) =
1219                 VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
1220
1221         pmap->pm_count = 1;
1222         pmap->pm_active = 0;
1223         pmap->pm_cached = 0;
1224         pmap->pm_ptphint = NULL;
1225         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1226         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1227         spin_init(&pmap->pm_spin);
1228         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1229         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1230         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1235  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1236  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1237  * of cleanup work to do here.
1238  *
1239  * No requirements.
1240  */
1241 void
1242 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1243 {
1244         vm_page_t p;
1245
1246         KKASSERT(pmap->pm_active == 0);
1247         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1248                 KKASSERT(pmap->pm_pdir != NULL);
1249                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pdir);
1250                 vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pgpun");
1251                 p->wire_count--;
1252                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1253                 vm_page_free_zero(p);
1254                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1255         }
1256         if (pmap->pm_pdir) {
1257                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pdir, PAGE_SIZE);
1258                 pmap->pm_pdir = NULL;
1259         }
1260         if (pmap->pm_pteobj) {
1261                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1262                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1263         }
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1268  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1269  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1270  * then copies the template.
1271  *
1272  * No requirements.
1273  */
1274 void
1275 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1276 {
1277         /*
1278          * XXX copies current process, does not fill in MPPTDI
1279          */
1280         spin_lock(&pmap_spin);
1281         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1282         bcopy(PTD + KPTDI, pmap->pm_pdir + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1283         spin_unlock(&pmap_spin);
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1288  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1289  *
1290  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1291  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1292  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1293  *
1294  * The caller must hold vm_token.
1295  * This function can block regardless.
1296  */
1297 static int
1298 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1299 {
1300         unsigned *pde = (unsigned *) pmap->pm_pdir;
1301
1302         /*
1303          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1304          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1305          * might as well be placed directly into the zero queue.
1306          */
1307         if (vm_page_busy_try(p, FALSE)) {
1308                 vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl");
1309                 return 0;
1310         }
1311
1312         /*
1313          * Remove the page table page from the processes address space.
1314          */
1315         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1316         KKASSERT(pde[p->pindex]);
1317         pde[p->pindex] = 0;
1318         --pmap->pm_stats.resident_count;
1319         pmap->pm_cached = 0;
1320
1321         if (p->hold_count)  {
1322                 panic("pmap_release: freeing held page table page");
1323         }
1324         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1325                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1326
1327         /*
1328          * We leave the page directory page cached, wired, and mapped in
1329          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1330          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1331          *
1332          * The pmap has already been removed from the pmap_list in the
1333          * PTDPTDI case.
1334          */
1335         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1336                 bzero(pde + KPTDI, nkpt * PTESIZE);
1337                 bzero(pde + MPPTDI, (NPDEPG - MPPTDI) * PTESIZE);
1338                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1339                 vm_page_wakeup(p);
1340         } else {
1341                 p->wire_count--;
1342                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1343                 vm_page_free_zero(p);
1344         }
1345         return 1;
1346 }
1347
1348 /*
1349  * This routine is called if the page table page is not mapped correctly.
1350  *
1351  * The caller must hold vm_token.
1352  */
1353 static vm_page_t
1354 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, unsigned ptepindex)
1355 {
1356         vm_offset_t pteva, ptepa;
1357         vm_page_t m;
1358
1359         /*
1360          * Find or fabricate a new pagetable page
1361          */
1362         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1363                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1364
1365         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1366                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1367
1368         /*
1369          * Increment the hold count for the page we will be returning to
1370          * the caller.
1371          */
1372         m->hold_count++;
1373
1374         /*
1375          * It is possible that someone else got in and mapped by the page
1376          * directory page while we were blocked, if so just unbusy and
1377          * return the held page.
1378          */
1379         if ((ptepa = pmap->pm_pdir[ptepindex]) != 0) {
1380                 KKASSERT((ptepa & PG_FRAME) == VM_PAGE_TO_PHYS(m));
1381                 vm_page_wakeup(m);
1382                 return(m);
1383         }
1384
1385         if (m->wire_count == 0)
1386                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, 1);
1387         m->wire_count++;
1388
1389
1390         /*
1391          * Map the pagetable page into the process address space, if
1392          * it isn't already there.
1393          *
1394          * NOTE: For safety clear pm_cached for all cpus including the
1395          *       current one when adding a PDE to the map.
1396          */
1397         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1398
1399         ptepa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
1400         pmap->pm_pdir[ptepindex] =
1401                 (pd_entry_t) (ptepa | PG_U | PG_RW | PG_V | PG_A | PG_M);
1402         pmap->pm_cached = 0;
1403
1404         /*
1405          * Set the page table hint
1406          */
1407         pmap->pm_ptphint = m;
1408
1409         /*
1410          * Try to use the new mapping, but if we cannot, then
1411          * do it with the routine that maps the page explicitly.
1412          */
1413         if (m->valid == 0) {
1414                 if ((m->flags & PG_ZERO) == 0) {
1415                         if ((((unsigned)pmap->pm_pdir[PTDPTDI]) & PG_FRAME) ==
1416                                 (((unsigned) PTDpde) & PG_FRAME)) {
1417                                 pteva = UPT_MIN_ADDRESS + i386_ptob(ptepindex);
1418                                 bzero((caddr_t) pteva, PAGE_SIZE);
1419                         } else {
1420                                 pmap_zero_page(ptepa);
1421                         }
1422                 }
1423                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1424                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1425         } else {
1426                 KKASSERT((m->flags & PG_ZERO) == 0);
1427         }
1428
1429         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1430         vm_page_wakeup(m);
1431
1432         return m;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Allocate a page table entry for a va.
1437  *
1438  * The caller must hold vm_token.
1439  */
1440 static vm_page_t
1441 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1442 {
1443         unsigned ptepindex;
1444         vm_offset_t ptepa;
1445         vm_page_t m;
1446
1447         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1448
1449         /*
1450          * Calculate pagetable page index
1451          */
1452         ptepindex = va >> PDRSHIFT;
1453
1454         /*
1455          * Get the page directory entry
1456          */
1457         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
1458
1459         /*
1460          * This supports switching from a 4MB page to a
1461          * normal 4K page.
1462          */
1463         if (ptepa & PG_PS) {
1464                 pmap->pm_pdir[ptepindex] = 0;
1465                 ptepa = 0;
1466                 cpu_invltlb();
1467                 smp_invltlb();
1468         }
1469
1470         /*
1471          * If the page table page is mapped, we just increment the
1472          * hold count, and activate it.
1473          */
1474         if (ptepa) {
1475                 /*
1476                  * In order to get the page table page, try the
1477                  * hint first.
1478                  */
1479                 if (pmap->pm_ptphint &&
1480                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1481                         m = pmap->pm_ptphint;
1482                 } else {
1483                         m = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1484                         pmap->pm_ptphint = m;
1485                         vm_page_wakeup(m);
1486                 }
1487                 m->hold_count++;
1488                 return m;
1489         }
1490         /*
1491          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1492          */
1493         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1494 }
1495
1496
1497 /***************************************************
1498  * Pmap allocation/deallocation routines.
1499  ***************************************************/
1500
1501 /*
1502  * Release any resources held by the given physical map.
1503  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1504  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1505  *
1506  * Caller must hold pmap->pm_token
1507  */
1508 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1509
1510 void
1511 pmap_release(struct pmap *pmap)
1512 {
1513         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1514         struct rb_vm_page_scan_info info;
1515
1516         KASSERT(pmap->pm_active == 0,
1517                 ("pmap still active! %08x", pmap->pm_active));
1518 #if defined(DIAGNOSTIC)
1519         if (object->ref_count != 1)
1520                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1521 #endif
1522         
1523         info.pmap = pmap;
1524         info.object = object;
1525
1526         spin_lock(&pmap_spin);
1527         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1528         spin_unlock(&pmap_spin);
1529
1530         vm_object_hold(object);
1531         do {
1532                 info.error = 0;
1533                 info.mpte = NULL;
1534                 info.limit = object->generation;
1535
1536                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL, 
1537                                         pmap_release_callback, &info);
1538                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1539                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1540                                 info.error = 1;
1541                 }
1542         } while (info.error);
1543         vm_object_drop(object);
1544
1545         pmap->pm_cached = 0;
1546 }
1547
1548 /*
1549  * The caller must hold vm_token.
1550  */
1551 static int
1552 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1553 {
1554         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1555
1556         if (p->pindex == PTDPTDI) {
1557                 info->mpte = p;
1558                 return(0);
1559         }
1560         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1561                 info->error = 1;
1562                 return(-1);
1563         }
1564         if (info->object->generation != info->limit) {
1565                 info->error = 1;
1566                 return(-1);
1567         }
1568         return(0);
1569 }
1570
1571 /*
1572  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1573  *
1574  * No requirements.
1575  */
1576 void
1577 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
1578 {
1579         vm_offset_t addr = kend;
1580         struct pmap *pmap;
1581         vm_offset_t ptppaddr;
1582         vm_page_t nkpg;
1583         pd_entry_t newpdir;
1584
1585         vm_object_hold(kptobj);
1586         if (kernel_vm_end == 0) {
1587                 kernel_vm_end = KERNBASE;
1588                 nkpt = 0;
1589                 while (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1590                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1591                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1592                         nkpt++;
1593                 }
1594         }
1595         addr = (addr + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1596         while (kernel_vm_end < addr) {
1597                 if (pdir_pde(PTD, kernel_vm_end)) {
1598                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1599                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1600                         continue;
1601                 }
1602
1603                 /*
1604                  * This index is bogus, but out of the way
1605                  */
1606                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt, VM_ALLOC_NORMAL |
1607                                                    VM_ALLOC_SYSTEM |
1608                                                    VM_ALLOC_INTERRUPT);
1609                 if (nkpg == NULL)
1610                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1611
1612                 vm_page_wire(nkpg);
1613                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1614                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1615                 newpdir = (pd_entry_t) (ptppaddr | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M);
1616                 pdir_pde(PTD, kernel_vm_end) = newpdir;
1617                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1618                 nkpt++;
1619
1620                 /*
1621                  * This update must be interlocked with pmap_pinit2.
1622                  */
1623                 spin_lock(&pmap_spin);
1624                 TAILQ_FOREACH(pmap, &pmap_list, pm_pmnode) {
1625                         *pmap_pde(pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1626                 }
1627                 spin_unlock(&pmap_spin);
1628                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1629                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1630         }
1631         vm_object_drop(kptobj);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Retire the given physical map from service.
1636  *
1637  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1638  *
1639  * No requirements.
1640  */
1641 void
1642 pmap_destroy(pmap_t pmap)
1643 {
1644         if (pmap == NULL)
1645                 return;
1646
1647         lwkt_gettoken(&vm_token);
1648         if (--pmap->pm_count == 0) {
1649                 pmap_release(pmap);
1650                 panic("destroying a pmap is not yet implemented");
1651         }
1652         lwkt_reltoken(&vm_token);
1653 }
1654
1655 /*
1656  * Add a reference to the specified pmap.
1657  *
1658  * No requirements.
1659  */
1660 void
1661 pmap_reference(pmap_t pmap)
1662 {
1663         if (pmap) {
1664                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1665                 ++pmap->pm_count;
1666                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1667         }
1668 }
1669
1670 /***************************************************
1671  * page management routines.
1672  ***************************************************/
1673
1674 /*
1675  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1676  * called from an interrupt.
1677  *
1678  * The caller must hold vm_token.
1679  */
1680 static PMAP_INLINE void
1681 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1682 {
1683 #ifdef PMAP_DEBUG
1684         KKASSERT(pv->pv_m != NULL);
1685         pv->pv_m = NULL;
1686 #endif
1687         pv_entry_count--;
1688         zfree(pvzone, pv);
1689 }
1690
1691 /*
1692  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1693  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
1694  *
1695  * The caller must hold vm_token.
1696  */
1697 static pv_entry_t
1698 get_pv_entry(void)
1699 {
1700         pv_entry_count++;
1701         if (pv_entry_high_water &&
1702             (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1703             (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1704                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1705                 wakeup (&vm_pages_needed);
1706         }
1707         return zalloc(pvzone);
1708 }
1709
1710 /*
1711  * This routine is very drastic, but can save the system
1712  * in a pinch.
1713  *
1714  * No requirements.
1715  */
1716 void
1717 pmap_collect(void)
1718 {
1719         int i;
1720         vm_page_t m;
1721         static int warningdone=0;
1722
1723         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1724                 return;
1725         lwkt_gettoken(&vm_token);
1726         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1727
1728         if (warningdone < 5) {
1729                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- "
1730                         "suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1731                 warningdone++;
1732         }
1733
1734         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1735                 m = &vm_page_array[i];
1736                 if (m->wire_count || m->hold_count)
1737                         continue;
1738                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE) == 0) {
1739                         if (m->wire_count == 0 && m->hold_count == 0) {
1740                                 pmap_remove_all(m);
1741                         }
1742                         vm_page_wakeup(m);
1743                 }
1744         }
1745         lwkt_reltoken(&vm_token);
1746 }
1747         
1748
1749 /*
1750  * If it is the first entry on the list, it is actually
1751  * in the header and we must copy the following entry up
1752  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1753  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1754  *
1755  * The caller must hold vm_token.
1756  */
1757 static int
1758 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, 
1759                   vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1760 {
1761         pv_entry_t pv;
1762         int rtval;
1763
1764         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
1765         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1766                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1767                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va) 
1768                                 break;
1769                 }
1770         } else {
1771                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1772 #ifdef PMAP_DEBUG
1773                         KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
1774 #endif
1775                         if (va == pv->pv_va)
1776                                 break;
1777                 }
1778         }
1779         KKASSERT(pv);
1780
1781         rtval = 0;
1782         test_m_maps_pv(m, pv);
1783         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1784         m->md.pv_list_count--;
1785         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
1786         if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1787                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1788         TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1789         ++pmap->pm_generation;
1790         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1791         rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem, info);
1792         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1793         free_pv_entry(pv);
1794
1795         return rtval;
1796 }
1797
1798 /*
1799  * Create a pv entry for page at pa for (pmap, va).
1800  *
1801  * The caller must hold vm_token.
1802  */
1803 static void
1804 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1805 {
1806         pv_entry_t pv;
1807
1808         pv = get_pv_entry();
1809 #ifdef PMAP_DEBUG
1810         KKASSERT(pv->pv_m == NULL);
1811         pv->pv_m = m;
1812 #endif
1813         pv->pv_va = va;
1814         pv->pv_pmap = pmap;
1815         pv->pv_ptem = mpte;
1816
1817         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1818         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1819         ++pmap->pm_generation;
1820         m->md.pv_list_count++;
1821         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, 1);
1822 }
1823
1824 /*
1825  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process.
1826  *
1827  * The caller must hold vm_token.
1828  *
1829  * WARNING! As with most other pmap functions this one can block, so
1830  *          callers using temporary page table mappings must reload
1831  *          them.
1832  */
1833 static int
1834 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, unsigned *ptq, vm_offset_t va,
1835                 pmap_inval_info_t info)
1836 {
1837         unsigned oldpte;
1838         vm_page_t m;
1839
1840         ptbase_assert(pmap);
1841         pmap_inval_interlock(info, pmap, va);
1842         ptbase_assert(pmap);
1843         oldpte = loadandclear(ptq);
1844         if (oldpte & PG_W)
1845                 pmap->pm_stats.wired_count -= 1;
1846         pmap_inval_deinterlock(info, pmap);
1847         KKASSERT(oldpte);
1848         /*
1849          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1850          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1851          * the SMP case.
1852          */
1853         if (oldpte & PG_G)
1854                 cpu_invlpg((void *)va);
1855         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1856         --pmap->pm_stats.resident_count;
1857         if (oldpte & PG_MANAGED) {
1858                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1859                 if (oldpte & PG_M) {
1860 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1861                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) oldpte)) {
1862                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1863                                         "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
1864                                         (void *)va, (long)oldpte);
1865                         }
1866 #endif
1867                         if (pmap_track_modified(va))
1868                                 vm_page_dirty(m);
1869                 }
1870                 if (oldpte & PG_A)
1871                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1872                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va, info);
1873         } else {
1874                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL, info);
1875         }
1876
1877         return 0;
1878 }
1879
1880 /*
1881  * Remove a single page from a process address space.
1882  *
1883  * The caller must hold vm_token.
1884  */
1885 static void
1886 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va, pmap_inval_info_t info)
1887 {
1888         unsigned *ptq;
1889
1890         /*
1891          * if there is no pte for this address, just skip it!!!  Otherwise
1892          * get a local va for mappings for this pmap and remove the entry.
1893          */
1894         if (*pmap_pde(pmap, va) != 0) {
1895                 ptq = get_ptbase(pmap) + i386_btop(va);
1896                 if (*ptq) {
1897                         pmap_remove_pte(pmap, ptq, va, info);
1898                         /* ptq invalid */
1899                 }
1900         }
1901 }
1902
1903 /*
1904  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1905  *
1906  * It is assumed that the start and end are properly rounded to the page
1907  * size.
1908  *
1909  * No requirements.
1910  */
1911 void
1912 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
1913 {
1914         unsigned *ptbase;
1915         vm_offset_t pdnxt;
1916         vm_offset_t ptpaddr;
1917         vm_offset_t sindex, eindex;
1918         struct pmap_inval_info info;
1919
1920         if (pmap == NULL)
1921                 return;
1922
1923         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1924         lwkt_gettoken(&vm_token);
1925         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
1926                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1927                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1928                 return;
1929         }
1930
1931         pmap_inval_init(&info);
1932
1933         /*
1934          * special handling of removing one page.  a very
1935          * common operation and easy to short circuit some
1936          * code.
1937          */
1938         if (((sva + PAGE_SIZE) == eva) && 
1939                 (((unsigned) pmap->pm_pdir[(sva >> PDRSHIFT)] & PG_PS) == 0)) {
1940                 pmap_remove_page(pmap, sva, &info);
1941                 pmap_inval_done(&info);
1942                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1943                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1944                 return;
1945         }
1946
1947         /*
1948          * Get a local virtual address for the mappings that are being
1949          * worked with.
1950          */
1951         sindex = i386_btop(sva);
1952         eindex = i386_btop(eva);
1953
1954         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
1955                 unsigned pdirindex;
1956
1957                 /*
1958                  * Calculate index for next page table.
1959                  */
1960                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
1961                 if (pmap->pm_stats.resident_count == 0)
1962                         break;
1963
1964                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
1965                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
1966                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
1967                         pmap->pm_pdir[pdirindex] = 0;
1968                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
1969                         pmap->pm_cached = 0;
1970                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
1971                         continue;
1972                 }
1973
1974                 /*
1975                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
1976                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
1977                  */
1978                 if (ptpaddr == 0)
1979                         continue;
1980
1981                 /*
1982                  * Limit our scan to either the end of the va represented
1983                  * by the current page table page, or to the end of the
1984                  * range being removed.
1985                  */
1986                 if (pdnxt > eindex) {
1987                         pdnxt = eindex;
1988                 }
1989
1990                 /*
1991                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block and wipe the temporary
1992                  *       ptbase.
1993                  */
1994                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
1995                         vm_offset_t va;
1996
1997                         ptbase = get_ptbase(pmap);
1998                         if (ptbase[sindex] == 0)
1999                                 continue;
2000                         va = i386_ptob(sindex);
2001                         if (pmap_remove_pte(pmap, ptbase + sindex, va, &info))
2002                                 break;
2003                 }
2004         }
2005         pmap_inval_done(&info);
2006         lwkt_reltoken(&vm_token);
2007         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2008 }
2009
2010 /*
2011  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
2012  * Reflects back modify bits to the pager.
2013  *
2014  * No requirements.
2015  */
2016 static void
2017 pmap_remove_all(vm_page_t m)
2018 {
2019         struct pmap_inval_info info;
2020         unsigned *pte, tpte;
2021         pv_entry_t pv;
2022
2023         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2024                 return;
2025
2026         pmap_inval_init(&info);
2027         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2028                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2029                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
2030
2031                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2032                 pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2033                 tpte = loadandclear(pte);
2034                 if (tpte & PG_W)
2035                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
2036                 pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
2037                 if (tpte & PG_A)
2038                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2039 #ifdef PMAP_DEBUG
2040                 KKASSERT(PHYS_TO_VM_PAGE(tpte) == m);
2041 #endif
2042
2043                 /*
2044                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2045                  */
2046                 if (tpte & PG_M) {
2047 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2048                         if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) tpte)) {
2049                                 kprintf("pmap_remove_all: modified page "
2050                                         "not writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2051                                         (void *)pv->pv_va, (long)tpte);
2052                         }
2053 #endif
2054                         if (pmap_track_modified(pv->pv_va))
2055                                 vm_page_dirty(m);
2056                 }
2057 #ifdef PMAP_DEBUG
2058                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2059 #endif
2060                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2061                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2062                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
2063                 m->md.pv_list_count--;
2064                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2065                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2066                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2067                 vm_object_hold(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2068                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2069                 vm_object_drop(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2070                 free_pv_entry(pv);
2071         }
2072         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
2073         pmap_inval_done(&info);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Set the physical protection on the specified range of this map
2078  * as requested.
2079  *
2080  * No requirements.
2081  */
2082 void
2083 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2084 {
2085         unsigned *ptbase;
2086         vm_offset_t pdnxt, ptpaddr;
2087         vm_pindex_t sindex, eindex;
2088         pmap_inval_info info;
2089
2090         if (pmap == NULL)
2091                 return;
2092
2093         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2094                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2095                 return;
2096         }
2097
2098         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2099                 return;
2100
2101         lwkt_gettoken(&vm_token);
2102         pmap_inval_init(&info);
2103
2104         ptbase = get_ptbase(pmap);
2105
2106         sindex = i386_btop(sva);
2107         eindex = i386_btop(eva);
2108
2109         for (; sindex < eindex; sindex = pdnxt) {
2110                 unsigned pdirindex;
2111
2112                 pdnxt = ((sindex + NPTEPG) & ~(NPTEPG - 1));
2113
2114                 pdirindex = sindex / NPDEPG;
2115                 if (((ptpaddr = (unsigned) pmap->pm_pdir[pdirindex]) & PG_PS) != 0) {
2116                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, -1);
2117                         pmap->pm_pdir[pdirindex] &= ~(PG_M|PG_RW);
2118                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2119                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2120                         continue;
2121                 }
2122
2123                 /*
2124                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2125                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2126                  */
2127                 if (ptpaddr == 0)
2128                         continue;
2129
2130                 if (pdnxt > eindex) {
2131                         pdnxt = eindex;
2132                 }
2133
2134                 for (; sindex != pdnxt; sindex++) {
2135                         unsigned pbits;
2136                         unsigned cbits;
2137                         vm_page_t m;
2138
2139                         /*
2140                          * XXX non-optimal.
2141                          */
2142                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, i386_ptob(sindex));
2143 again:
2144                         pbits = ptbase[sindex];
2145                         cbits = pbits;
2146
2147                         if (pbits & PG_MANAGED) {
2148                                 m = NULL;
2149                                 if (pbits & PG_A) {
2150                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2151                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2152                                         cbits &= ~PG_A;
2153                                 }
2154                                 if (pbits & PG_M) {
2155                                         if (pmap_track_modified(i386_ptob(sindex))) {
2156                                                 if (m == NULL)
2157                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits);
2158                                                 vm_page_dirty(m);
2159                                                 cbits &= ~PG_M;
2160                                         }
2161                                 }
2162                         }
2163                         cbits &= ~PG_RW;
2164                         if (pbits != cbits &&
2165                             !atomic_cmpset_int(ptbase + sindex, pbits, cbits)) {
2166                                 goto again;
2167                         }
2168                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2169                 }
2170         }
2171         pmap_inval_done(&info);
2172         lwkt_reltoken(&vm_token);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Insert the given physical page (p) at the specified virtual address (v)
2177  * in the target physical map with the protection requested.
2178  *
2179  * If specified, the page will be wired down, meaning that the related pte
2180  * cannot be reclaimed.
2181  *
2182  * No requirements.
2183  */
2184 void
2185 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2186            boolean_t wired)
2187 {
2188         vm_paddr_t pa;
2189         unsigned *pte;
2190         vm_paddr_t opa;
2191         vm_offset_t origpte, newpte;
2192         vm_page_t mpte;
2193         pmap_inval_info info;
2194
2195         if (pmap == NULL)
2196                 return;
2197
2198         va &= PG_FRAME;
2199 #ifdef PMAP_DIAGNOSTIC
2200         if (va >= KvaEnd)
2201                 panic("pmap_enter: toobig");
2202         if ((va >= UPT_MIN_ADDRESS) && (va < UPT_MAX_ADDRESS)) {
2203                 panic("pmap_enter: invalid to pmap_enter page "
2204                       "table pages (va: %p)", (void *)va);
2205         }
2206 #endif
2207         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2208                 kprintf("Warning: pmap_enter called on UVA with kernel_pmap\n");
2209                 print_backtrace(-1);
2210         }
2211         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2212                 kprintf("Warning: pmap_enter called on KVA without kernel_pmap\n");
2213                 print_backtrace(-1);
2214         }
2215
2216         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2217         lwkt_gettoken(&vm_token);
2218
2219         /*
2220          * In the case that a page table page is not
2221          * resident, we are creating it here.
2222          */
2223         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2224                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2225         else
2226                 mpte = NULL;
2227
2228         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2229                 pmap_inval_init(&info);
2230         pte = pmap_pte(pmap, va);
2231
2232         /*
2233          * Page Directory table entry not valid, we need a new PT page
2234          */
2235         if (pte == NULL) {
2236                 panic("pmap_enter: invalid page directory pdir=0x%lx, va=%p\n",
2237                      (long)pmap->pm_pdir[PTDPTDI], (void *)va);
2238         }
2239
2240         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m) & PG_FRAME;
2241         origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2242         opa = origpte & PG_FRAME;
2243
2244         if (origpte & PG_PS)
2245                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 4MB page");
2246
2247         /*
2248          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2249          */
2250         if (origpte && (opa == pa)) {
2251                 /*
2252                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2253                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2254                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2255                  * the PT page will be also.
2256                  */
2257                 if (wired && ((origpte & PG_W) == 0))
2258                         pmap->pm_stats.wired_count++;
2259                 else if (!wired && (origpte & PG_W))
2260                         pmap->pm_stats.wired_count--;
2261
2262 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2263                 if (pmap_nw_modified((pt_entry_t) origpte)) {
2264                         kprintf("pmap_enter: modified page not "
2265                                 "writable: va: %p, pte: 0x%lx\n",
2266                                 (void *)va, (long )origpte);
2267                 }
2268 #endif
2269
2270                 /*
2271                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
2272                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
2273                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
2274                  * bits below.
2275                  */
2276                 if (mpte)
2277                         mpte->hold_count--;
2278
2279                 /*
2280                  * We might be turning off write access to the page,
2281                  * so we go ahead and sense modify status.
2282                  */
2283                 if (origpte & PG_MANAGED) {
2284                         if ((origpte & PG_M) && pmap_track_modified(va)) {
2285                                 vm_page_t om;
2286                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2287                                 vm_page_dirty(om);
2288                         }
2289                         pa |= PG_MANAGED;
2290                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2291                 }
2292                 goto validate;
2293         } 
2294         /*
2295          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2296          * handle validating new mapping.
2297          *
2298          * Since we have a ref on the page directory page pmap_pte()
2299          * will always return non-NULL.
2300          *
2301          * NOTE: pmap_remove_pte() can block and cause the temporary ptbase
2302          *       to get wiped.  reload the ptbase.  I'm not sure if it is
2303          *       also possible to race another pmap_enter() but check for
2304          *       that case too.
2305          */
2306         while (opa) {
2307                 int err;
2308
2309                 KKASSERT((origpte & PG_FRAME) ==
2310                          (*(vm_offset_t *)pte & PG_FRAME));
2311                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va, &info);
2312                 if (err)
2313                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: %p", (void *)va);
2314                 pte = pmap_pte(pmap, va);
2315                 origpte = *(vm_offset_t *)pte;
2316                 opa = origpte & PG_FRAME;
2317                 if (opa) {
2318                         kprintf("pmap_enter: Warning, raced pmap %p va %p\n",
2319                                 pmap, (void *)va);
2320                 }
2321         }
2322
2323         /*
2324          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2325          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2326          * called at interrupt time.
2327          */
2328         if (pmap_initialized && 
2329             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2330                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2331                 ptbase_assert(pmap);
2332                 pa |= PG_MANAGED;
2333                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2334         }
2335
2336         /*
2337          * Increment counters
2338          */
2339         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2340         if (wired)
2341                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2342         KKASSERT(*pte == 0);
2343
2344 validate:
2345         /*
2346          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2347          */
2348         ptbase_assert(pmap);
2349         newpte = (vm_offset_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | PG_V);
2350
2351         if (wired)
2352                 newpte |= PG_W;
2353         if (va < UPT_MIN_ADDRESS)
2354                 newpte |= PG_U;
2355         if (pmap == &kernel_pmap)
2356                 newpte |= pgeflag;
2357
2358         /*
2359          * if the mapping or permission bits are different, we need
2360          * to update the pte.
2361          */
2362         if ((origpte & ~(PG_M|PG_A)) != newpte) {
2363                 if (prot & VM_PROT_NOSYNC)
2364                         cpu_invlpg((void *)va);
2365                 else
2366                         pmap_inval_interlock(&info, pmap, va);
2367                 ptbase_assert(pmap);
2368                 KKASSERT(*pte == 0 ||
2369                          (*pte & PG_FRAME) == (newpte & PG_FRAME));
2370                 *pte = newpte | PG_A;
2371                 if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2372                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2373                 if (newpte & PG_RW)
2374                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2375         }
2376         KKASSERT((newpte & PG_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2377         if ((prot & VM_PROT_NOSYNC) == 0)
2378                 pmap_inval_done(&info);
2379         lwkt_reltoken(&vm_token);
2380         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2381 }
2382
2383 /*
2384  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2385  * This code also assumes that the pmap has no pre-existing entry for this
2386  * VA.
2387  *
2388  * This code currently may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2389  *
2390  * No requirements.
2391  */
2392 void
2393 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2394 {
2395         unsigned *pte;
2396         vm_paddr_t pa;
2397         vm_page_t mpte;
2398         unsigned ptepindex;
2399         vm_offset_t ptepa;
2400         pmap_inval_info info;
2401
2402         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2403         lwkt_gettoken(&vm_token);
2404         pmap_inval_init(&info);
2405
2406         if (va < UPT_MAX_ADDRESS && pmap == &kernel_pmap) {
2407                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on UVA with kernel_pmap\n");
2408                 print_backtrace(-1);
2409         }
2410         if (va >= UPT_MAX_ADDRESS && pmap != &kernel_pmap) {
2411                 kprintf("Warning: pmap_enter_quick called on KVA without kernel_pmap\n");
2412                 print_backtrace(-1);
2413         }
2414
2415         KKASSERT(va < UPT_MIN_ADDRESS); /* assert used on user pmaps only */
2416
2417         /*
2418          * Calculate the page table page (mpte), allocating it if necessary.
2419          *
2420          * A held page table page (mpte), or NULL, is passed onto the
2421          * section following.
2422          */
2423         if (va < UPT_MIN_ADDRESS) {
2424                 /*
2425                  * Calculate pagetable page index
2426                  */
2427                 ptepindex = va >> PDRSHIFT;
2428
2429                 do {
2430                         /*
2431                          * Get the page directory entry
2432                          */
2433                         ptepa = (vm_offset_t) pmap->pm_pdir[ptepindex];
2434
2435                         /*
2436                          * If the page table page is mapped, we just increment
2437                          * the hold count, and activate it.
2438                          */
2439                         if (ptepa) {
2440                                 if (ptepa & PG_PS)
2441                                         panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 4MB page");
2442                                 if (pmap->pm_ptphint &&
2443                                     (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2444                                         mpte = pmap->pm_ptphint;
2445                                 } else {
2446                                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2447                                         pmap->pm_ptphint = mpte;
2448                                         vm_page_wakeup(mpte);
2449                                 }
2450                                 if (mpte)
2451                                         mpte->hold_count++;
2452                         } else {
2453                                 mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2454                         }
2455                 } while (mpte == NULL);
2456         } else {
2457                 mpte = NULL;
2458                 /* this code path is not yet used */
2459         }
2460
2461         /*
2462          * With a valid (and held) page directory page, we can just use
2463          * vtopte() to get to the pte.  If the pte is already present
2464          * we do not disturb it.
2465          */
2466         pte = (unsigned *)vtopte(va);
2467         if (*pte & PG_V) {
2468                 if (mpte)
2469                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, mpte, &info);
2470                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2471                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & PG_FRAME) == 0);
2472                 pmap_inval_done(&info);
2473                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2474                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2475                 return;
2476         }
2477
2478         /*
2479          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2480          */
2481         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2482                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2483                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2484         }
2485
2486         /*
2487          * Increment counters
2488          */
2489         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2490
2491         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2492
2493         /*
2494          * Now validate mapping with RO protection
2495          */
2496         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2497                 *pte = pa | PG_V | PG_U;
2498         else
2499                 *pte = pa | PG_V | PG_U | PG_MANAGED;
2500 /*      pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed inval->valid */
2501         pmap_inval_done(&info);
2502         lwkt_reltoken(&vm_token);
2503         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2508  * to be used for panic dumps.
2509  *
2510  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
2511  *
2512  * No requirements.
2513  */
2514 void *
2515 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
2516 {
2517         pmap_kenter_quick((vm_offset_t)crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2518         return ((void *)crashdumpmap);
2519 }
2520
2521 #define MAX_INIT_PT (96)
2522
2523 /*
2524  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2525  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2526  * immediately after an mmap.
2527  *
2528  * No requirements.
2529  */
2530 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2531
2532 void
2533 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2534                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, 
2535                     vm_size_t size, int limit)
2536 {
2537         struct rb_vm_page_scan_info info;
2538         struct lwp *lp;
2539         int psize;
2540
2541         /*
2542          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2543          * or object.
2544          */
2545         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2546                 return;
2547
2548         /*
2549          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2550          */
2551         lp = curthread->td_lwp;
2552         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2553                 return;
2554
2555         psize = i386_btop(size);
2556
2557         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2558                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2559                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2560                 return;
2561         }
2562
2563         if (psize + pindex > object->size) {
2564                 if (object->size < pindex)
2565                         return;           
2566                 psize = object->size - pindex;
2567         }
2568
2569         if (psize == 0)
2570                 return;
2571
2572         /*
2573          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2574          * any valid pages found into the pmap.
2575          *
2576          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2577          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2578          */
2579         info.start_pindex = pindex;
2580         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2581         info.limit = limit;
2582         info.mpte = NULL;
2583         info.addr = addr;
2584         info.pmap = pmap;
2585
2586         vm_object_hold(object);
2587         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2588                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2589         vm_object_drop(object);
2590 }
2591
2592 /*
2593  * The caller must hold vm_token.
2594  */
2595 static
2596 int
2597 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2598 {
2599         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2600         vm_pindex_t rel_index;
2601         /*
2602          * don't allow an madvise to blow away our really
2603          * free pages allocating pv entries.
2604          */
2605         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2606                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2607                     return(-1);
2608         }
2609         if (vm_page_busy_try(p, TRUE))
2610                 return 0;
2611         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2612             (p->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2613                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2614                         vm_page_deactivate(p);
2615                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2616                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2617                                  info->addr + i386_ptob(rel_index), p);
2618         }
2619         vm_page_wakeup(p);
2620         return(0);
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2625  * pre-fault the specified address.
2626  *
2627  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2628  * pte is already loaded into the slot.
2629  *
2630  * No requirements.
2631  */
2632 int
2633 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2634 {
2635         unsigned *pte;
2636         int ret;
2637
2638         lwkt_gettoken(&vm_token);
2639         if ((*pmap_pde(pmap, addr)) == 0) {
2640                 ret = 0;
2641         } else {
2642                 pte = (unsigned *) vtopte(addr);
2643                 ret = (*pte) ? 0 : 1;
2644         }
2645         lwkt_reltoken(&vm_token);
2646         return(ret);
2647 }
2648
2649 /*
2650  * Change the wiring attribute for a map/virtual-adderss pair.  The mapping
2651  * must already exist.
2652  *
2653  * No requirements.
2654  */
2655 void
2656 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired)
2657 {
2658         unsigned *pte;
2659
2660         if (pmap == NULL)
2661                 return;
2662
2663         lwkt_gettoken(&vm_token);
2664         pte = pmap_pte(pmap, va);
2665
2666         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2667                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2668         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2669                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2670
2671         /*
2672          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2673          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2674          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using 
2675          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2676          * wiring changes.
2677          */
2678 #ifdef SMP
2679         if (wired)
2680                 atomic_set_int(pte, PG_W);
2681         else
2682                 atomic_clear_int(pte, PG_W);
2683 #else
2684         if (wired)
2685                 atomic_set_int_nonlocked(pte, PG_W);
2686         else
2687                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_W);
2688 #endif
2689         lwkt_reltoken(&vm_token);
2690 }
2691
2692 /*
2693  * Copy the range specified by src_addr/len from the source map to the
2694  * range dst_addr/len in the destination map.
2695  *
2696  * This routine is only advisory and need not do anything.
2697  *
2698  * No requirements.
2699  */
2700 void
2701 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr, 
2702           vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2703 {
2704         /* does nothing */
2705 }       
2706
2707 /*
2708  * Zero the specified PA by mapping the page into KVM and clearing its
2709  * contents.
2710  *
2711  * No requirements.
2712  */
2713 void
2714 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2715 {
2716         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2717
2718         crit_enter();
2719         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2720                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2721         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2722                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2723         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2724
2725 #if defined(I686_CPU)
2726         if (cpu_class == CPUCLASS_686)
2727                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2728         else
2729 #endif
2730                 bzero(gd->gd_CADDR3, PAGE_SIZE);
2731         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2732         crit_exit();
2733 }
2734
2735 /*
2736  * Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2737  *
2738  * No requirements.
2739  */
2740 void
2741 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2742 {
2743         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2744         int i;
2745
2746         crit_enter();
2747         if (*(int *)gd->gd_CMAP3)
2748                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2749         *(int *)gd->gd_CMAP3 =
2750                     PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2751         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2752         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += 4) {
2753             if (*(int *)((char *)gd->gd_CADDR3 + i) != 0) {
2754                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!\n",
2755                     (void *)gd->gd_CADDR3);
2756             }
2757         }
2758         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2759         crit_exit();
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2764  * its contents with bzero.
2765  *
2766  * off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2767  *
2768  * No requirements.
2769  */
2770 void
2771 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2772 {
2773         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2774
2775         crit_enter();
2776         if (*(int *) gd->gd_CMAP3)
2777                 panic("pmap_zero_page: CMAP3 busy");
2778         *(int *) gd->gd_CMAP3 = PG_V | PG_RW | (phys & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2779         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR3);
2780
2781 #if defined(I686_CPU)
2782         if (cpu_class == CPUCLASS_686 && off == 0 && size == PAGE_SIZE)
2783                 i686_pagezero(gd->gd_CADDR3);
2784         else
2785 #endif
2786                 bzero((char *)gd->gd_CADDR3 + off, size);
2787         *(int *) gd->gd_CMAP3 = 0;
2788         crit_exit();
2789 }
2790
2791 /*
2792  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2793  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2794  * is required.
2795  *
2796  * No requirements.
2797  */
2798 void
2799 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2800 {
2801         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2802
2803         crit_enter();
2804         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2805                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2806         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2807                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2808
2809         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2810         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2811
2812         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2813         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2814
2815         bcopy(gd->gd_CADDR1, gd->gd_CADDR2, PAGE_SIZE);
2816
2817         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2818         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2819         crit_exit();
2820 }
2821
2822 /*
2823  * Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2824  * This function may be called from an interrupt.  No locking
2825  * is required.
2826  *
2827  * No requirements.
2828  */
2829 void
2830 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2831 {
2832         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
2833
2834         crit_enter();
2835         if (*(int *) gd->gd_CMAP1)
2836                 panic("pmap_copy_page: CMAP1 busy");
2837         if (*(int *) gd->gd_CMAP2)
2838                 panic("pmap_copy_page: CMAP2 busy");
2839
2840         *(int *) gd->gd_CMAP1 = PG_V | (src & PG_FRAME) | PG_A;
2841         *(int *) gd->gd_CMAP2 = PG_V | PG_RW | (dst & PG_FRAME) | PG_A | PG_M;
2842
2843         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR1);
2844         cpu_invlpg(gd->gd_CADDR2);
2845
2846         bcopy((char *)gd->gd_CADDR1 + (src & PAGE_MASK),
2847               (char *)gd->gd_CADDR2 + (dst & PAGE_MASK),
2848               bytes);
2849
2850         *(int *) gd->gd_CMAP1 = 0;
2851         *(int *) gd->gd_CMAP2 = 0;
2852         crit_exit();
2853 }
2854
2855 /*
2856  * Returns true if the pmap's pv is one of the first
2857  * 16 pvs linked to from this page.  This count may
2858  * be changed upwards or downwards in the future; it
2859  * is only necessary that true be returned for a small
2860  * subset of pmaps for proper page aging.
2861  *
2862  * No requirements.
2863  */
2864 boolean_t
2865 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2866 {
2867         pv_entry_t pv;
2868         int loops = 0;
2869
2870         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2871                 return FALSE;
2872
2873         lwkt_gettoken(&vm_token);
2874         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2875                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2876                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2877                         return TRUE;
2878                 }
2879                 loops++;
2880                 if (loops >= 16)
2881                         break;
2882         }
2883         lwkt_reltoken(&vm_token);
2884         return (FALSE);
2885 }
2886
2887 /*
2888  * Remove all pages from specified address space
2889  * this aids process exit speeds.  Also, this code
2890  * is special cased for current process only, but
2891  * can have the more generic (and slightly slower)
2892  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove
2893  * in the case of running down an entire address space.
2894  *
2895  * No requirements.
2896  */
2897 void
2898 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2899 {
2900         struct lwp *lp;
2901         unsigned *pte, tpte;
2902         pv_entry_t pv, npv;
2903         vm_page_t m;
2904         pmap_inval_info info;
2905         int iscurrentpmap;
2906         int32_t save_generation;
2907
2908         lp = curthread->td_lwp;
2909         if (lp && pmap == vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2910                 iscurrentpmap = 1;
2911         else
2912                 iscurrentpmap = 0;
2913
2914         if (pmap->pm_pteobj)
2915                 vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2916         lwkt_gettoken(&vm_token);
2917         pmap_inval_init(&info);
2918
2919         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2920                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2921                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2922                         continue;
2923                 }
2924
2925                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2926
2927                 if (iscurrentpmap)
2928                         pte = (unsigned *)vtopte(pv->pv_va);
2929                 else
2930                         pte = pmap_pte_quick(pmap, pv->pv_va);
2931                 KKASSERT(*pte);
2932                 pmap_inval_interlock(&info, pmap, pv->pv_va);
2933
2934                 /*
2935                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2936                  * at this time
2937                  */
2938                 if (*pte & PG_W) {
2939                         pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2940                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2941                         continue;
2942                 }
2943                 KKASSERT(*pte);
2944                 tpte = loadandclear(pte);
2945                 pmap_inval_deinterlock(&info, pmap);
2946
2947                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte);
2948                 test_m_maps_pv(m, pv);
2949
2950                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2951                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %x", tpte));
2952
2953                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2954                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2955
2956                 /*
2957                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2958                  */
2959                 if (tpte & PG_M) {
2960                         vm_page_dirty(m);
2961                 }
2962
2963                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2964 #ifdef PMAP_DEBUG
2965                 KKASSERT(pv->pv_m == m);
2966                 KKASSERT(pv->pv_pmap == pmap);
2967 #endif
2968                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2969                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
2970
2971                 m->md.pv_list_count--;
2972                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2973                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2974                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2975                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2976
2977                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem, &info);
2978                 free_pv_entry(pv);
2979
2980                 /*
2981                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
2982                  * calls and other removals were made.
2983                  */
2984                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
2985                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
2986                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
2987                 }
2988         }
2989         pmap_inval_done(&info);
2990         lwkt_reltoken(&vm_token);
2991         if (pmap->pm_pteobj)
2992                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2993 }
2994
2995 /*
2996  * pmap_testbit tests bits in pte's
2997  * note that the testbit/clearbit routines are inline,
2998  * and a lot of things compile-time evaluate.
2999  *
3000  * The caller must hold vm_token.
3001  */
3002 static boolean_t
3003 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
3004 {
3005         pv_entry_t pv;
3006         unsigned *pte;
3007
3008         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3009                 return FALSE;
3010
3011         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
3012                 return FALSE;
3013
3014         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3015                 /*
3016                  * if the bit being tested is the modified bit, then
3017                  * mark clean_map and ptes as never
3018                  * modified.
3019                  */
3020                 if (bit & (PG_A|PG_M)) {
3021                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3022                                 continue;
3023                 }
3024
3025 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3026                 if (!pv->pv_pmap) {
3027                         kprintf("Null pmap (tb) at va: %p\n",
3028                                 (void *)pv->pv_va);
3029                         continue;
3030                 }
3031 #endif
3032                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3033                 if (*pte & bit) {
3034                         return TRUE;
3035                 }
3036         }
3037         return (FALSE);
3038 }
3039
3040 /*
3041  * This routine is used to modify bits in ptes
3042  *
3043  * The caller must hold vm_token.
3044  */
3045 static __inline void
3046 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3047 {
3048         struct pmap_inval_info info;
3049         pv_entry_t pv;
3050         unsigned *pte;
3051         unsigned pbits;
3052
3053         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3054                 return;
3055
3056         pmap_inval_init(&info);
3057
3058         /*
3059          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3060          * setting RO do we need to clear the VAC?
3061          */
3062         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3063                 /*
3064                  * don't write protect pager mappings
3065                  */
3066                 if (bit == PG_RW) {
3067                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3068                                 continue;
3069                 }
3070
3071 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3072                 if (!pv->pv_pmap) {
3073                         kprintf("Null pmap (cb) at va: %p\n",
3074                                 (void *)pv->pv_va);
3075                         continue;
3076                 }
3077 #endif
3078
3079                 /*
3080                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3081                  * clear PG_A or PG_M safely but we need to synchronize
3082                  * with the target cpus when we mess with PG_RW.
3083                  *
3084                  * We do not have to force synchronization when clearing
3085                  * PG_M even for PTEs generated via virtual memory maps,
3086                  * because the virtual kernel will invalidate the pmap
3087                  * entry when/if it needs to resynchronize the Modify bit.
3088                  */
3089                 if (bit & PG_RW)
3090                         pmap_inval_interlock(&info, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3091                 pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3092 again:
3093                 pbits = *pte;
3094                 if (pbits & bit) {
3095                         if (bit == PG_RW) {
3096                                 if (pbits & PG_M) {
3097                                         vm_page_dirty(m);
3098                                         atomic_clear_int(pte, PG_M|PG_RW);
3099                                 } else {
3100                                         /*
3101                                          * The cpu may be trying to set PG_M
3102                                          * simultaniously with our clearing
3103                                          * of PG_RW.
3104                                          */
3105                                         if (!atomic_cmpset_int(pte, pbits,
3106                                                                pbits & ~PG_RW))
3107                                                 goto again;
3108                                 }
3109                         } else if (bit == PG_M) {
3110                                 /*
3111                                  * We could also clear PG_RW here to force
3112                                  * a fault on write to redetect PG_M for
3113                                  * virtual kernels, but it isn't necessary
3114                                  * since virtual kernels invalidate the pte 
3115                                  * when they clear the VPTE_M bit in their
3116                                  * virtual page tables.
3117                                  */
3118                                 atomic_clear_int(pte, PG_M);
3119                         } else {
3120                                 atomic_clear_int(pte, bit);
3121                         }
3122                 }
3123                 if (bit & PG_RW)
3124                         pmap_inval_deinterlock(&info, pv->pv_pmap);
3125         }
3126         pmap_inval_done(&info);
3127 }
3128
3129 /*
3130  * Lower the permission for all mappings to a given page.
3131  *
3132  * No requirements.
3133  */
3134 void
3135 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3136 {
3137         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3138                 lwkt_gettoken(&vm_token);
3139                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3140                         pmap_clearbit(m, PG_RW);
3141                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3142                 } else {
3143                         pmap_remove_all(m);
3144                 }
3145                 lwkt_reltoken(&vm_token);
3146         }
3147 }
3148
3149 /*
3150  * Return the physical address given a physical page index.
3151  *
3152  * No requirements.
3153  */
3154 vm_paddr_t
3155 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3156 {
3157         return (i386_ptob(ppn));
3158 }
3159
3160 /*
3161  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3162  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3163  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3164  * reference bits set.
3165  *
3166  * No requirements.
3167  */
3168 int
3169 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3170 {
3171         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3172         unsigned *pte;
3173         int rtval = 0;
3174
3175         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3176                 return (rtval);
3177
3178         lwkt_gettoken(&vm_token);
3179
3180         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3181
3182                 pvf = pv;
3183
3184                 do {
3185                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3186
3187                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3188                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3189
3190                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_va))
3191                                 continue;
3192
3193                         pte = pmap_pte_quick(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3194
3195                         if (pte && (*pte & PG_A)) {
3196 #ifdef SMP
3197                                 atomic_clear_int(pte, PG_A);
3198 #else
3199                                 atomic_clear_int_nonlocked(pte, PG_A);
3200 #endif
3201                                 rtval++;
3202                                 if (rtval > 4) {
3203                                         break;
3204                                 }
3205                         }
3206                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3207         }
3208
3209         lwkt_reltoken(&vm_token);
3210
3211         return (rtval);
3212 }
3213
3214 /*
3215  * Return whether or not the specified physical page was modified
3216  * in any physical maps.
3217  *
3218  * No requirements.
3219  */
3220 boolean_t
3221 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3222 {
3223         boolean_t res;
3224
3225         lwkt_gettoken(&vm_token);
3226         res = pmap_testbit(m, PG_M);
3227         lwkt_reltoken(&vm_token);
3228         return (res);
3229 }
3230
3231 /*
3232  * Clear the modify bits on the specified physical page.
3233  *
3234  * No requirements.
3235  */
3236 void
3237 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3238 {
3239         lwkt_gettoken(&vm_token);
3240         pmap_clearbit(m, PG_M);
3241         lwkt_reltoken(&vm_token);
3242 }
3243
3244 /*
3245  * Clear the reference bit on the specified physical page.
3246  *
3247  * No requirements.
3248  */
3249 void
3250 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3251 {
3252         lwkt_gettoken(&vm_token);
3253         pmap_clearbit(m, PG_A);
3254         lwkt_reltoken(&vm_token);
3255 }
3256
3257 /*
3258  * Miscellaneous support routines follow
3259  *
3260  * Called from the low level boot code only.
3261  */
3262 static void
3263 i386_protection_init(void)
3264 {
3265         int *kp, prot;
3266
3267         kp = protection_codes;
3268         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3269                 switch (prot) {
3270                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3271                         /*
3272                          * Read access is also 0. There isn't any execute bit,
3273                          * so just make it readable.
3274                          */
3275                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE:
3276                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3277                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_NONE | VM_PROT_EXECUTE:
3278                         *kp++ = 0;
3279                         break;
3280                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3281                 case VM_PROT_NONE | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3282                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_NONE:
3283                 case VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE | VM_PROT_EXECUTE:
3284                         *kp++ = PG_RW;
3285                         break;
3286                 }
3287         }
3288 }
3289
3290 /*
3291  * Map a set of physical memory pages into the kernel virtual
3292  * address space. Return a pointer to where it is mapped. This
3293  * routine is intended to be used for mapping device memory,
3294  * NOT real memory.
3295  *
3296  * NOTE: we can't use pgeflag unless we invalidate the pages one at
3297  * a time.
3298  *
3299  * No requirements.
3300  */
3301 void *
3302 pmap_mapdev(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3303 {
3304         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3305         unsigned *pte;
3306
3307         offset = pa & PAGE_MASK;
3308         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3309
3310         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3311         if (!va)
3312                 panic("pmap_mapdev: Couldn't alloc kernel virtual memory");
3313
3314         pa = pa & PG_FRAME;
3315         for (tmpva = va; size > 0;) {
3316                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3317                 *pte = pa | PG_RW | PG_V; /* | pgeflag; */
3318                 size -= PAGE_SIZE;
3319                 tmpva += PAGE_SIZE;
3320                 pa += PAGE_SIZE;
3321         }
3322         cpu_invltlb();
3323         smp_invltlb();
3324
3325         return ((void *)(va + offset));
3326 }
3327
3328 void *
3329 pmap_mapdev_uncacheable(vm_paddr_t pa, vm_size_t size)
3330 {
3331         vm_offset_t va, tmpva, offset;
3332         unsigned *pte;
3333
3334         offset = pa & PAGE_MASK;
3335         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3336
3337         va = kmem_alloc_nofault(&kernel_map, size, PAGE_SIZE);
3338         if (va == 0) {
3339                 panic("pmap_mapdev_uncacheable: "
3340                     "Couldn't alloc kernel virtual memory");
3341         }
3342
3343         pa = pa & PG_FRAME;
3344         for (tmpva = va; size > 0;) {
3345                 pte = (unsigned *)vtopte(tmpva);
3346                 *pte = pa | PG_RW | PG_V | PG_N; /* | pgeflag; */
3347                 size -= PAGE_SIZE;
3348                 tmpva += PAGE_SIZE;
3349                 pa += PAGE_SIZE;
3350         }
3351         cpu_invltlb();
3352         smp_invltlb();
3353
3354         return ((void *)(va + offset));
3355 }
3356
3357 /*
3358  * No requirements.
3359  */
3360 void
3361 pmap_unmapdev(vm_offset_t va, vm_size_t size)
3362 {
3363         vm_offset_t base, offset;
3364
3365         base = va & PG_FRAME;
3366         offset = va & PAGE_MASK;
3367         size = roundup(offset + size, PAGE_SIZE);
3368         pmap_qremove(va, size >> PAGE_SHIFT);
3369         kmem_free(&kernel_map, base, size);
3370 }
3371
3372 /*
3373  * Perform the pmap work for mincore
3374  *
3375  * The caller must hold vm_token if the caller wishes a stable result,
3376  * and even in that case some bits can change due to third party accesses
3377  * to the pmap.
3378  *
3379  * No requirements.
3380  */
3381 int
3382 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3383 {
3384         unsigned *ptep, pte;
3385         vm_page_t m;
3386         int val = 0;
3387
3388         lwkt_gettoken(&vm_token);
3389         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3390
3391         if (ptep && (pte = *ptep) != 0) {
3392                 vm_offset_t pa;
3393
3394                 val = MINCORE_INCORE;
3395                 if ((pte & PG_MANAGED) == 0)
3396                         goto done;
3397
3398                 pa = pte & PG_FRAME;
3399
3400                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3401
3402                 if (pte & PG_M) {
3403                         /*
3404                          * Modified by us
3405                          */
3406                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3407                 } else if (m->dirty || pmap_is_modified(m)) {
3408                         /*
3409                          * Modified by someone else
3410                          */
3411                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3412                 }
3413
3414                 if (pte & PG_A) {
3415                         /*
3416                          * Referenced by us
3417                          */
3418                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3419                 } else if ((m->flags & PG_REFERENCED) ||
3420                            pmap_ts_referenced(m)) {
3421                         /*
3422                          * Referenced by someone else
3423                          */
3424                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3425                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3426                 }
3427         } 
3428 done:
3429         lwkt_reltoken(&vm_token);
3430         return val;
3431 }
3432
3433 /*
3434  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3435  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3436  *
3437  * cr3 will be reloaded if any lwp is the current lwp.
3438  *
3439  * Only called with new VM spaces.
3440  * The process must have only a single thread.
3441  * The process must hold the vmspace->vm_map.token for oldvm and newvm
3442  * No other requirements.
3443  */
3444 void
3445 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3446 {
3447         struct vmspace *oldvm;
3448         struct lwp *lp;
3449
3450         oldvm = p->p_vmspace;
3451         if (oldvm != newvm) {
3452                 if (adjrefs)
3453                         sysref_get(&newvm->vm_sysref);
3454                 p->p_vmspace = newvm;
3455                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3456                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3457                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3458                 if (adjrefs) 
3459                         sysref_put(&oldvm->vm_sysref);
3460         }
3461 }
3462
3463 /*
3464  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3465  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3466  * on a per-lwp basis.
3467  *
3468  * Always called with a lp under the caller's direct control, either
3469  * unscheduled or the current lwp.
3470  *
3471  * No requirements.
3472  */
3473 void
3474 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3475 {
3476         struct vmspace *oldvm;
3477         struct pmap *pmap;
3478
3479         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3480
3481         if (oldvm != newvm) {
3482                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3483                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3484                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3485 #if defined(SMP)
3486                         atomic_set_cpumask(&pmap->pm_active, mycpu->gd_cpumask);
3487                         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK)
3488                                 pmap_interlock_wait(newvm);
3489 #else
3490                         pmap->pm_active |= 1;
3491 #endif
3492 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3493                         tlb_flush_count++;
3494 #endif
3495                         curthread->td_pcb->pcb_cr3 = vtophys(pmap->pm_pdir);
3496                         load_cr3(curthread->td_pcb->pcb_cr3);
3497                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3498 #if defined(SMP)
3499                         atomic_clear_cpumask(&pmap->pm_active,
3500                                              mycpu->gd_cpumask);
3501 #else
3502                         pmap->pm_active &= ~(cpumask_t)1;
3503 #endif
3504                 }
3505         }
3506 }
3507
3508 #ifdef SMP
3509 /*
3510  * Called when switching to a locked pmap, used to interlock against pmaps
3511  * undergoing modifications to prevent us from activating the MMU for the
3512  * target pmap until all such modifications have completed.  We have to do
3513  * this because the thread making the modifications has already set up its
3514  * SMP synchronization mask.
3515  *
3516  * No requirements.
3517  */
3518 void
3519 pmap_interlock_wait(struct vmspace *vm)
3520 {
3521         struct pmap *pmap = &vm->vm_pmap;
3522
3523         if (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3524                 crit_enter();
3525                 DEBUG_PUSH_INFO("pmap_interlock_wait");
3526                 while (pmap->pm_active & CPUMASK_LOCK) {
3527                         cpu_ccfence();
3528                         lwkt_process_ipiq();
3529                 }
3530                 DEBUG_POP_INFO();
3531                 crit_exit();
3532         }
3533 }
3534
3535 #endif
3536
3537 /*
3538  * Return a page-directory alignment hint for device mappings which will
3539  * allow the use of super-pages for the mapping.
3540  *
3541  * No requirements.
3542  */
3543 vm_offset_t
3544 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3545 {
3546
3547         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3548                 return addr;
3549         }
3550
3551         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3552         return addr;
3553 }
3554
3555 /*
3556  * Return whether the PGE flag is supported globally.
3557  *
3558  * No requirements.
3559  */
3560 int
3561 pmap_get_pgeflag(void)
3562 {
3563         return pgeflag;
3564 }
3565
3566 /*
3567  * Used by kmalloc/kfree, page already exists at va
3568  */
3569 vm_page_t
3570 pmap_kvtom(vm_offset_t va)
3571 {
3572         return(PHYS_TO_VM_PAGE(*vtopte(va) & PG_FRAME));
3573 }