Merge branch 'vendor/OPENSSL'
[dragonfly.git] / sys / platform / vkernel64 / platform / pmap.c
1 /*
2  * (MPSAFE)
3  *
4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
5  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 1994 David Greenman
7  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm
8  * Copyright (c) 2005-2008 Alan L. Cox <alc@cs.rice.edu>
9  * Copyright (c) 2008, 2009 The DragonFly Project.
10  * Copyright (c) 2008, 2009 Jordan Gordeev.
11  * All rights reserved.
12  *
13  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
14  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
15  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
16  *
17  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
18  * modification, are permitted provided that the following conditions
19  * are met:
20  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
22  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
23  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
24  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
25  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
26  *    must display the following acknowledgement:
27  *      This product includes software developed by the University of
28  *      California, Berkeley and its contributors.
29  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
30  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
31  *    without specific prior written permission.
32  *
33  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
34  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
35  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
36  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
37  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
38  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
39  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
40  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
41  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
42  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
43  * SUCH DAMAGE.
44  *
45  *      from:   @(#)pmap.c      7.7 (Berkeley)  5/12/91
46  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/pmap.c,v 1.250.2.18 2002/03/06 22:48:53 silby Exp $
47  */
48
49 /*
50  * Manages physical address maps.
51  */
52
53 #if JG
54 #include "opt_pmap.h"
55 #endif
56 #include "opt_msgbuf.h"
57
58 #include <sys/param.h>
59 #include <sys/systm.h>
60 #include <sys/kernel.h>
61 #include <sys/proc.h>
62 #include <sys/msgbuf.h>
63 #include <sys/vmmeter.h>
64 #include <sys/mman.h>
65 #include <sys/vmspace.h>
66
67 #include <vm/vm.h>
68 #include <vm/vm_param.h>
69 #include <sys/sysctl.h>
70 #include <sys/lock.h>
71 #include <vm/vm_kern.h>
72 #include <vm/vm_page.h>
73 #include <vm/vm_map.h>
74 #include <vm/vm_object.h>
75 #include <vm/vm_extern.h>
76 #include <vm/vm_pageout.h>
77 #include <vm/vm_pager.h>
78 #include <vm/vm_zone.h>
79
80 #include <sys/user.h>
81 #include <sys/thread2.h>
82 #include <sys/sysref2.h>
83 #include <sys/spinlock2.h>
84 #include <vm/vm_page2.h>
85
86 #include <machine/cputypes.h>
87 #include <machine/md_var.h>
88 #include <machine/specialreg.h>
89 #include <machine/smp.h>
90 #include <machine/globaldata.h>
91 #include <machine/pmap.h>
92 #include <machine/pmap_inval.h>
93
94 #include <ddb/ddb.h>
95
96 #include <stdio.h>
97 #include <assert.h>
98 #include <stdlib.h>
99 #include <pthread.h>
100
101 #define PMAP_KEEP_PDIRS
102 #ifndef PMAP_SHPGPERPROC
103 #define PMAP_SHPGPERPROC 1000
104 #endif
105
106 #if defined(DIAGNOSTIC)
107 #define PMAP_DIAGNOSTIC
108 #endif
109
110 #define MINPV 2048
111
112 #if !defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
113 #define PMAP_INLINE __inline
114 #else
115 #define PMAP_INLINE
116 #endif
117
118 /*
119  * Get PDEs and PTEs for user/kernel address space
120  */
121 static pd_entry_t *pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
122 #define pdir_pde(m, v) (m[(vm_offset_t)(v) >> PDRSHIFT])
123
124 #define pmap_pde_v(pte)         ((*(pd_entry_t *)pte & VPTE_V) != 0)
125 #define pmap_pte_w(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & VPTE_WIRED) != 0)
126 #define pmap_pte_m(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & VPTE_M) != 0)
127 #define pmap_pte_u(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & VPTE_A) != 0)
128 #define pmap_pte_v(pte)         ((*(pt_entry_t *)pte & VPTE_V) != 0)
129
130 /*
131  * Given a map and a machine independent protection code,
132  * convert to a vax protection code.
133  */
134 #define pte_prot(m, p)          \
135         (protection_codes[p & (VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE|VM_PROT_EXECUTE)])
136 static int protection_codes[8];
137
138 struct pmap kernel_pmap;
139 static TAILQ_HEAD(,pmap)        pmap_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(pmap_list);
140
141 static boolean_t pmap_initialized = FALSE;      /* Has pmap_init completed? */
142
143 static vm_object_t kptobj;
144
145 static int nkpt;
146
147 static uint64_t KPDphys;        /* phys addr of kernel level 2 */
148 uint64_t                KPDPphys;       /* phys addr of kernel level 3 */
149 uint64_t                KPML4phys;      /* phys addr of kernel level 4 */
150
151 extern int vmm_enabled;
152 extern void *vkernel_stack;
153
154 /*
155  * Data for the pv entry allocation mechanism
156  */
157 static vm_zone_t pvzone;
158 static struct vm_zone pvzone_store;
159 static struct vm_object pvzone_obj;
160 static int pv_entry_count=0, pv_entry_max=0, pv_entry_high_water=0;
161 static int pmap_pagedaemon_waken = 0;
162 static struct pv_entry *pvinit;
163
164 /*
165  * All those kernel PT submaps that BSD is so fond of
166  */
167 pt_entry_t *CMAP1 = NULL, *ptmmap;
168 caddr_t CADDR1 = NULL;
169 static pt_entry_t *msgbufmap;
170
171 uint64_t KPTphys;
172
173 static PMAP_INLINE void free_pv_entry (pv_entry_t pv);
174 static pv_entry_t get_pv_entry (void);
175 static void     i386_protection_init (void);
176 static __inline void    pmap_clearbit (vm_page_t m, int bit);
177
178 static void     pmap_remove_all (vm_page_t m);
179 static int pmap_remove_pte (struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq,
180                                 vm_offset_t sva);
181 static void pmap_remove_page (struct pmap *pmap, vm_offset_t va);
182 static int pmap_remove_entry (struct pmap *pmap, vm_page_t m,
183                                 vm_offset_t va);
184 static boolean_t pmap_testbit (vm_page_t m, int bit);
185 static void pmap_insert_entry (pmap_t pmap, vm_offset_t va,
186                 vm_page_t mpte, vm_page_t m);
187
188 static vm_page_t pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
189
190 static int pmap_release_free_page (pmap_t pmap, vm_page_t p);
191 static vm_page_t _pmap_allocpte (pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex);
192 #if JGPMAP32
193 static pt_entry_t * pmap_pte_quick (pmap_t pmap, vm_offset_t va);
194 #endif
195 static vm_page_t pmap_page_lookup (vm_object_t object, vm_pindex_t pindex);
196 static int pmap_unuse_pt (pmap_t, vm_offset_t, vm_page_t);
197
198 /*
199  * pmap_pte_quick:
200  *
201  *      Super fast pmap_pte routine best used when scanning the pv lists.
202  *      This eliminates many course-grained invltlb calls.  Note that many of
203  *      the pv list scans are across different pmaps and it is very wasteful
204  *      to do an entire invltlb when checking a single mapping.
205  *
206  *      Should only be called while in a critical section.
207  */
208 #if JGPMAP32
209 static __inline pt_entry_t *pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va);
210
211 static pt_entry_t *
212 pmap_pte_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
213 {
214         return pmap_pte(pmap, va);
215 }
216 #endif
217
218 /* Return a non-clipped PD index for a given VA */
219 static __inline vm_pindex_t
220 pmap_pde_pindex(vm_offset_t va)
221 {
222         return va >> PDRSHIFT;
223 }
224
225 /* Return various clipped indexes for a given VA */
226 static __inline vm_pindex_t
227 pmap_pte_index(vm_offset_t va)
228 {
229
230         return ((va >> PAGE_SHIFT) & ((1ul << NPTEPGSHIFT) - 1));
231 }
232
233 static __inline vm_pindex_t
234 pmap_pde_index(vm_offset_t va)
235 {
236
237         return ((va >> PDRSHIFT) & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1));
238 }
239
240 static __inline vm_pindex_t
241 pmap_pdpe_index(vm_offset_t va)
242 {
243
244         return ((va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1));
245 }
246
247 static __inline vm_pindex_t
248 pmap_pml4e_index(vm_offset_t va)
249 {
250
251         return ((va >> PML4SHIFT) & ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1));
252 }
253
254 /* Return a pointer to the PML4 slot that corresponds to a VA */
255 static __inline pml4_entry_t *
256 pmap_pml4e(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
257 {
258
259         return (&pmap->pm_pml4[pmap_pml4e_index(va)]);
260 }
261
262 /* Return a pointer to the PDP slot that corresponds to a VA */
263 static __inline pdp_entry_t *
264 pmap_pml4e_to_pdpe(pml4_entry_t *pml4e, vm_offset_t va)
265 {
266         pdp_entry_t *pdpe;
267
268         pdpe = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4e & VPTE_FRAME);
269         return (&pdpe[pmap_pdpe_index(va)]);
270 }
271
272 /* Return a pointer to the PDP slot that corresponds to a VA */
273 static __inline pdp_entry_t *
274 pmap_pdpe(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
275 {
276         pml4_entry_t *pml4e;
277
278         pml4e = pmap_pml4e(pmap, va);
279         if ((*pml4e & VPTE_V) == 0)
280                 return NULL;
281         return (pmap_pml4e_to_pdpe(pml4e, va));
282 }
283
284 /* Return a pointer to the PD slot that corresponds to a VA */
285 static __inline pd_entry_t *
286 pmap_pdpe_to_pde(pdp_entry_t *pdpe, vm_offset_t va)
287 {
288         pd_entry_t *pde;
289
290         pde = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pdpe & VPTE_FRAME);
291         return (&pde[pmap_pde_index(va)]);
292 }
293
294 /* Return a pointer to the PD slot that corresponds to a VA */
295 static __inline pd_entry_t *
296 pmap_pde(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
297 {
298         pdp_entry_t *pdpe;
299
300         pdpe = pmap_pdpe(pmap, va);
301         if (pdpe == NULL || (*pdpe & VPTE_V) == 0)
302                  return NULL;
303         return (pmap_pdpe_to_pde(pdpe, va));
304 }
305
306 /* Return a pointer to the PT slot that corresponds to a VA */
307 static __inline pt_entry_t *
308 pmap_pde_to_pte(pd_entry_t *pde, vm_offset_t va)
309 {
310         pt_entry_t *pte;
311
312         pte = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pde & VPTE_FRAME);
313         return (&pte[pmap_pte_index(va)]);
314 }
315
316 /* Return a pointer to the PT slot that corresponds to a VA */
317 static __inline pt_entry_t *
318 pmap_pte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
319 {
320         pd_entry_t *pde;
321
322         pde = pmap_pde(pmap, va);
323         if (pde == NULL || (*pde & VPTE_V) == 0)
324                 return NULL;
325         if ((*pde & VPTE_PS) != 0)      /* compat with i386 pmap_pte() */
326                 return ((pt_entry_t *)pde);
327         return (pmap_pde_to_pte(pde, va));
328 }
329
330
331 #if JGV
332 PMAP_INLINE pt_entry_t *
333 vtopte(vm_offset_t va)
334 {
335         uint64_t mask = ((1ul << (NPTEPGSHIFT + NPDEPGSHIFT +
336                                   NPDPEPGSHIFT + NPML4EPGSHIFT)) - 1);
337
338         return (PTmap + ((va >> PAGE_SHIFT) & mask));
339 }
340
341 static __inline pd_entry_t *
342 vtopde(vm_offset_t va)
343 {
344         uint64_t mask = ((1ul << (NPDEPGSHIFT + NPDPEPGSHIFT +
345                                   NPML4EPGSHIFT)) - 1);
346
347         return (PDmap + ((va >> PDRSHIFT) & mask));
348 }
349 #else
350 static PMAP_INLINE pt_entry_t *
351 vtopte(vm_offset_t va)
352 {
353         pt_entry_t *x;
354         x = pmap_pte(&kernel_pmap, va);
355         assert(x != NULL);
356         return x;
357 }
358
359 static __inline pd_entry_t *
360 vtopde(vm_offset_t va)
361 {
362         pd_entry_t *x;
363         x = pmap_pde(&kernel_pmap, va);
364         assert(x != NULL);
365         return x;
366 }
367 #endif
368
369 static uint64_t
370 allocpages(vm_paddr_t *firstaddr, int n)
371 {
372         uint64_t ret;
373
374         ret = *firstaddr;
375 #if JGV
376         bzero((void *)ret, n * PAGE_SIZE);
377 #endif
378         *firstaddr += n * PAGE_SIZE;
379         return (ret);
380 }
381
382 static void
383 create_dmap_vmm(vm_paddr_t *firstaddr)
384 {
385         void *stack_addr;
386         int pml4_stack_index;
387         int pdp_stack_index;
388         int pd_stack_index;
389         long i,j;
390         int regs[4];
391         int amd_feature;
392
393         uint64_t KPDP_DMAP_phys = allocpages(firstaddr, NDMPML4E);
394         uint64_t KPDP_VSTACK_phys = allocpages(firstaddr, 1);
395         uint64_t KPD_VSTACK_phys = allocpages(firstaddr, 1);
396
397         pml4_entry_t *KPML4virt = (pml4_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPML4phys);
398         pdp_entry_t *KPDP_DMAP_virt = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDP_DMAP_phys);
399         pdp_entry_t *KPDP_VSTACK_virt = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDP_VSTACK_phys);
400         pd_entry_t *KPD_VSTACK_virt = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPD_VSTACK_phys);
401
402         bzero(KPDP_DMAP_virt, NDMPML4E * PAGE_SIZE);
403         bzero(KPDP_VSTACK_virt, 1 * PAGE_SIZE);
404         bzero(KPD_VSTACK_virt, 1 * PAGE_SIZE);
405
406         do_cpuid(0x80000001, regs);
407         amd_feature = regs[3];
408
409         /* Build the mappings for the first 512GB */
410         if (amd_feature & AMDID_PAGE1GB) {
411                 /* In pages of 1 GB, if supported */
412                 for (i = 0; i < NPDPEPG; i++) {
413                         KPDP_DMAP_virt[i] = ((uint64_t)i << PDPSHIFT);
414                         KPDP_DMAP_virt[i] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_PS | VPTE_U;
415                 }
416         } else {
417                 /* In page of 2MB, otherwise */
418                 for (i = 0; i < NPDPEPG; i++) {
419                         uint64_t KPD_DMAP_phys = allocpages(firstaddr, 1);
420                         pd_entry_t *KPD_DMAP_virt = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPD_DMAP_phys);
421
422                         bzero(KPD_DMAP_virt, PAGE_SIZE);
423
424                         KPDP_DMAP_virt[i] = KPD_DMAP_phys;
425                         KPDP_DMAP_virt[i] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
426
427                         /* For each PD, we have to allocate NPTEPG PT */
428                         for (j = 0; j < NPTEPG; j++) {
429                                 KPD_DMAP_virt[j] = (i << PDPSHIFT) | (j << PDRSHIFT);
430                                 KPD_DMAP_virt[j] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_PS | VPTE_U;
431                         }
432                 }
433         }
434
435         /* DMAP for the first 512G */
436         KPML4virt[0] = KPDP_DMAP_phys;
437         KPML4virt[0] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
438
439         /* create a 2 MB map of the new stack */
440         pml4_stack_index = (uint64_t)&stack_addr >> PML4SHIFT;
441         KPML4virt[pml4_stack_index] = KPDP_VSTACK_phys;
442         KPML4virt[pml4_stack_index] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
443
444         pdp_stack_index = ((uint64_t)&stack_addr & PML4MASK) >> PDPSHIFT;
445         KPDP_VSTACK_virt[pdp_stack_index] = KPD_VSTACK_phys;
446         KPDP_VSTACK_virt[pdp_stack_index] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
447
448         pd_stack_index = ((uint64_t)&stack_addr & PDPMASK) >> PDRSHIFT;
449         KPD_VSTACK_virt[pd_stack_index] = (uint64_t) vkernel_stack;
450         KPD_VSTACK_virt[pd_stack_index] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U | VPTE_PS;
451 }
452
453 static void
454 create_pagetables(vm_paddr_t *firstaddr, int64_t ptov_offset)
455 {
456         int i;
457         pml4_entry_t *KPML4virt;
458         pdp_entry_t *KPDPvirt;
459         pd_entry_t *KPDvirt;
460         pt_entry_t *KPTvirt;
461         int kpml4i = pmap_pml4e_index(ptov_offset);
462         int kpdpi = pmap_pdpe_index(ptov_offset);
463         int kpdi = pmap_pde_index(ptov_offset);
464
465         /*
466          * Calculate NKPT - number of kernel page tables.  We have to
467          * accomodoate prealloction of the vm_page_array, dump bitmap,
468          * MSGBUF_SIZE, and other stuff.  Be generous.
469          *
470          * Maxmem is in pages.
471          */
472         nkpt = (Maxmem * (sizeof(struct vm_page) * 2) + MSGBUF_SIZE) / NBPDR;
473         /*
474          * Allocate pages
475          */
476         KPML4phys = allocpages(firstaddr, 1);
477         KPDPphys = allocpages(firstaddr, NKPML4E);
478         KPDphys = allocpages(firstaddr, NKPDPE);
479         KPTphys = allocpages(firstaddr, nkpt);
480
481         KPML4virt = (pml4_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPML4phys);
482         KPDPvirt = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDPphys);
483         KPDvirt = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDphys);
484         KPTvirt = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPTphys);
485
486         bzero(KPML4virt, 1 * PAGE_SIZE);
487         bzero(KPDPvirt, NKPML4E * PAGE_SIZE);
488         bzero(KPDvirt, NKPDPE * PAGE_SIZE);
489         bzero(KPTvirt, nkpt * PAGE_SIZE);
490
491         /* Now map the page tables at their location within PTmap */
492         for (i = 0; i < nkpt; i++) {
493                 KPDvirt[i + kpdi] = KPTphys + (i << PAGE_SHIFT);
494                 KPDvirt[i + kpdi] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
495         }
496
497         /* And connect up the PD to the PDP */
498         for (i = 0; i < NKPDPE; i++) {
499                 KPDPvirt[i + kpdpi] = KPDphys + (i << PAGE_SHIFT);
500                 KPDPvirt[i + kpdpi] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
501         }
502
503         /* And recursively map PML4 to itself in order to get PTmap */
504         KPML4virt[PML4PML4I] = KPML4phys;
505         KPML4virt[PML4PML4I] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
506
507         /* Connect the KVA slot up to the PML4 */
508         KPML4virt[kpml4i] = KPDPphys;
509         KPML4virt[kpml4i] |= VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
510 }
511
512 /*
513  * Typically used to initialize a fictitious page by vm/device_pager.c
514  */
515 void
516 pmap_page_init(struct vm_page *m)
517 {
518         vm_page_init(m);
519         TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
520 }
521
522 /*
523  *      Bootstrap the system enough to run with virtual memory.
524  *
525  *      On the i386 this is called after mapping has already been enabled
526  *      and just syncs the pmap module with what has already been done.
527  *      [We can't call it easily with mapping off since the kernel is not
528  *      mapped with PA == VA, hence we would have to relocate every address
529  *      from the linked base (virtual) address "KERNBASE" to the actual
530  *      (physical) address starting relative to 0]
531  */
532 void
533 pmap_bootstrap(vm_paddr_t *firstaddr, int64_t ptov_offset)
534 {
535         vm_offset_t va;
536         pt_entry_t *pte;
537
538         /*
539          * Create an initial set of page tables to run the kernel in.
540          */
541         create_pagetables(firstaddr, ptov_offset);
542
543         /* Create the DMAP for the VMM */
544         if(vmm_enabled) {
545                 create_dmap_vmm(firstaddr);
546         }
547
548         virtual_start = KvaStart;
549         virtual_end = KvaEnd;
550
551         /*
552          * Initialize protection array.
553          */
554         i386_protection_init();
555
556         /*
557          * The kernel's pmap is statically allocated so we don't have to use
558          * pmap_create, which is unlikely to work correctly at this part of
559          * the boot sequence (XXX and which no longer exists).
560          *
561          * The kernel_pmap's pm_pteobj is used only for locking and not
562          * for mmu pages.
563          */
564         kernel_pmap.pm_pml4 = (pml4_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(KPML4phys);
565         kernel_pmap.pm_count = 1;
566         /* don't allow deactivation */
567         CPUMASK_ASSALLONES(kernel_pmap.pm_active);
568         kernel_pmap.pm_pteobj = NULL;   /* see pmap_init */
569         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist);
570         TAILQ_INIT(&kernel_pmap.pm_pvlist_free);
571         lwkt_token_init(&kernel_pmap.pm_token, "kpmap_tok");
572         spin_init(&kernel_pmap.pm_spin, "pmapbootstrap");
573
574         /*
575          * Reserve some special page table entries/VA space for temporary
576          * mapping of pages.
577          */
578 #define SYSMAP(c, p, v, n)      \
579         v = (c)va; va += ((n)*PAGE_SIZE); p = pte; pte += (n);
580
581         va = virtual_start;
582         pte = pmap_pte(&kernel_pmap, va);
583         /*
584          * CMAP1/CMAP2 are used for zeroing and copying pages.
585          */
586         SYSMAP(caddr_t, CMAP1, CADDR1, 1)
587
588 #if JGV
589         /*
590          * Crashdump maps.
591          */
592         SYSMAP(caddr_t, pt_crashdumpmap, crashdumpmap, MAXDUMPPGS);
593 #endif
594
595         /*
596          * ptvmmap is used for reading arbitrary physical pages via
597          * /dev/mem.
598          */
599         SYSMAP(caddr_t, ptmmap, ptvmmap, 1)
600
601         /*
602          * msgbufp is used to map the system message buffer.
603          * XXX msgbufmap is not used.
604          */
605         SYSMAP(struct msgbuf *, msgbufmap, msgbufp,
606                atop(round_page(MSGBUF_SIZE)))
607
608         virtual_start = va;
609
610         *CMAP1 = 0;
611         /* Not ready to do an invltlb yet for VMM*/
612         if (!vmm_enabled)
613                 cpu_invltlb();
614
615 }
616
617 /*
618  *      Initialize the pmap module.
619  *      Called by vm_init, to initialize any structures that the pmap
620  *      system needs to map virtual memory.
621  *      pmap_init has been enhanced to support in a fairly consistant
622  *      way, discontiguous physical memory.
623  */
624 void
625 pmap_init(void)
626 {
627         int i;
628         int initial_pvs;
629
630         /*
631          * object for kernel page table pages
632          */
633         /* JG I think the number can be arbitrary */
634         kptobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, 5);
635         kernel_pmap.pm_pteobj = kptobj;
636
637         /*
638          * Allocate memory for random pmap data structures.  Includes the
639          * pv_head_table.
640          */
641         for(i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
642                 vm_page_t m;
643
644                 m = &vm_page_array[i];
645                 TAILQ_INIT(&m->md.pv_list);
646                 m->md.pv_list_count = 0;
647         }
648
649         /*
650          * init the pv free list
651          */
652         initial_pvs = vm_page_array_size;
653         if (initial_pvs < MINPV)
654                 initial_pvs = MINPV;
655         pvzone = &pvzone_store;
656         pvinit = (struct pv_entry *) kmem_alloc(&kernel_map,
657                 initial_pvs * sizeof (struct pv_entry));
658         zbootinit(pvzone, "PV ENTRY", sizeof (struct pv_entry), pvinit,
659                 initial_pvs);
660
661         /*
662          * Now it is safe to enable pv_table recording.
663          */
664         pmap_initialized = TRUE;
665 }
666
667 /*
668  * Initialize the address space (zone) for the pv_entries.  Set a
669  * high water mark so that the system can recover from excessive
670  * numbers of pv entries.
671  */
672 void
673 pmap_init2(void)
674 {
675         int shpgperproc = PMAP_SHPGPERPROC;
676
677         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.shpgperproc", &shpgperproc);
678         pv_entry_max = shpgperproc * maxproc + vm_page_array_size;
679         TUNABLE_INT_FETCH("vm.pmap.pv_entries", &pv_entry_max);
680         pv_entry_high_water = 9 * (pv_entry_max / 10);
681         zinitna(pvzone, &pvzone_obj, NULL, 0, pv_entry_max, ZONE_INTERRUPT, 1);
682 }
683
684
685 /***************************************************
686  * Low level helper routines.....
687  ***************************************************/
688
689 /*
690  * The modification bit is not tracked for any pages in this range. XXX
691  * such pages in this maps should always use pmap_k*() functions and not
692  * be managed anyhow.
693  *
694  * XXX User and kernel address spaces are independant for virtual kernels,
695  * this function only applies to the kernel pmap.
696  */
697 static int
698 pmap_track_modified(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
699 {
700         if (pmap != &kernel_pmap)
701                 return 1;
702         if ((va < clean_sva) || (va >= clean_eva))
703                 return 1;
704         else
705                 return 0;
706 }
707
708 /*
709  * Extract the physical page address associated with the map/VA pair.
710  *
711  * No requirements.
712  */
713 vm_paddr_t
714 pmap_extract(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
715 {
716         vm_paddr_t rtval;
717         pt_entry_t *pte;
718         pd_entry_t pde, *pdep;
719
720         lwkt_gettoken(&vm_token);
721         rtval = 0;
722         pdep = pmap_pde(pmap, va);
723         if (pdep != NULL) {
724                 pde = *pdep;
725                 if (pde) {
726                         if ((pde & VPTE_PS) != 0) {
727                                 /* JGV */
728                                 rtval = (pde & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
729                         } else {
730                                 pte = pmap_pde_to_pte(pdep, va);
731                                 rtval = (*pte & VPTE_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
732                         }
733                 }
734         }
735         lwkt_reltoken(&vm_token);
736         return rtval;
737 }
738
739 /*
740  * Similar to extract but checks protections, SMP-friendly short-cut for
741  * vm_fault_page[_quick]().
742  */
743 vm_page_t
744 pmap_fault_page_quick(pmap_t pmap __unused, vm_offset_t vaddr __unused,
745                       vm_prot_t prot __unused)
746 {
747         return(NULL);
748 }
749
750 /*
751  *      Routine:        pmap_kextract
752  *      Function:
753  *              Extract the physical page address associated
754  *              kernel virtual address.
755  */
756 vm_paddr_t
757 pmap_kextract(vm_offset_t va)
758 {
759         pd_entry_t pde;
760         vm_paddr_t pa;
761
762         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
763
764         /*
765          * The DMAP region is not included in [KvaStart, KvaEnd)
766          */
767 #if 0
768         if (va >= DMAP_MIN_ADDRESS && va < DMAP_MAX_ADDRESS) {
769                 pa = DMAP_TO_PHYS(va);
770         } else {
771 #endif
772                 pde = *vtopde(va);
773                 if (pde & VPTE_PS) {
774                         /* JGV */
775                         pa = (pde & PG_PS_FRAME) | (va & PDRMASK);
776                 } else {
777                         /*
778                          * Beware of a concurrent promotion that changes the
779                          * PDE at this point!  For example, vtopte() must not
780                          * be used to access the PTE because it would use the
781                          * new PDE.  It is, however, safe to use the old PDE
782                          * because the page table page is preserved by the
783                          * promotion.
784                          */
785                         pa = *pmap_pde_to_pte(&pde, va);
786                         pa = (pa & VPTE_FRAME) | (va & PAGE_MASK);
787                 }
788 #if 0
789         }
790 #endif
791         return pa;
792 }
793
794 /***************************************************
795  * Low level mapping routines.....
796  ***************************************************/
797
798 /*
799  * Enter a mapping into kernel_pmap.  Mappings created in this fashion
800  * are not managed.  Mappings must be immediately accessible on all cpus.
801  *
802  * Call pmap_inval_pte() to invalidate the virtual pte and clean out the
803  * real pmap and handle related races before storing the new vpte.
804  */
805 void
806 pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
807 {
808         pt_entry_t *pte;
809         pt_entry_t npte;
810
811         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
812         npte = pa | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
813         pte = vtopte(va);
814         if (*pte & VPTE_V)
815                 pmap_inval_pte(pte, &kernel_pmap, va);
816         *pte = npte;
817 }
818
819 /*
820  * Enter an unmanaged KVA mapping for the private use of the current
821  * cpu only.  pmap_kenter_sync() may be called to make the mapping usable
822  * by other cpus.
823  *
824  * It is illegal for the mapping to be accessed by other cpus unleess
825  * pmap_kenter_sync*() is called.
826  */
827 void
828 pmap_kenter_quick(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa)
829 {
830         pt_entry_t *pte;
831         pt_entry_t npte;
832
833         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
834
835         npte = (vpte_t)pa | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
836         pte = vtopte(va);
837
838         if (*pte & VPTE_V)
839                 pmap_inval_pte_quick(pte, &kernel_pmap, va);
840         *pte = npte;
841 }
842
843 /*
844  * Synchronize a kvm mapping originally made for the private use on
845  * some other cpu so it can be used on our cpu.  Turns out to be the
846  * same madvise() call, because we have to sync the real pmaps anyway.
847  *
848  * XXX add MADV_RESYNC to improve performance.
849  */
850 void
851 pmap_kenter_sync_quick(vm_offset_t va)
852 {
853         cpu_invlpg((void *)va);
854 }
855
856 /*
857  * Remove an unmanaged mapping created with pmap_kenter*().
858  */
859 void
860 pmap_kremove(vm_offset_t va)
861 {
862         pt_entry_t *pte;
863
864         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
865
866         pte = vtopte(va);
867         if (*pte & VPTE_V)
868                 pmap_inval_pte(pte, &kernel_pmap, va);
869         *pte = 0;
870 }
871
872 /*
873  * Remove an unmanaged mapping created with pmap_kenter*() but synchronize
874  * only with this cpu.
875  *
876  * Unfortunately because we optimize new entries by testing VPTE_V later
877  * on, we actually still have to synchronize with all the cpus.  XXX maybe
878  * store a junk value and test against 0 in the other places instead?
879  */
880 void
881 pmap_kremove_quick(vm_offset_t va)
882 {
883         pt_entry_t *pte;
884
885         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
886
887         pte = vtopte(va);
888         if (*pte & VPTE_V)
889                 pmap_inval_pte(pte, &kernel_pmap, va); /* NOT _quick */
890         *pte = 0;
891 }
892
893 /*
894  *      Used to map a range of physical addresses into kernel
895  *      virtual address space.
896  *
897  *      For now, VM is already on, we only need to map the
898  *      specified memory.
899  */
900 vm_offset_t
901 pmap_map(vm_offset_t *virtp, vm_paddr_t start, vm_paddr_t end, int prot)
902 {
903         return PHYS_TO_DMAP(start);
904 }
905
906
907 /*
908  * Map a set of unmanaged VM pages into KVM.
909  */
910 void
911 pmap_qenter(vm_offset_t va, vm_page_t *m, int count)
912 {
913         vm_offset_t end_va;
914
915         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
916         KKASSERT(va >= KvaStart && end_va < KvaEnd);
917
918         while (va < end_va) {
919                 pt_entry_t *pte;
920
921                 pte = vtopte(va);
922                 if (*pte & VPTE_V)
923                         pmap_inval_pte(pte, &kernel_pmap, va);
924                 *pte = VM_PAGE_TO_PHYS(*m) | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
925                 va += PAGE_SIZE;
926                 m++;
927         }
928 }
929
930 /*
931  * Undo the effects of pmap_qenter*().
932  */
933 void
934 pmap_qremove(vm_offset_t va, int count)
935 {
936         vm_offset_t end_va;
937
938         end_va = va + count * PAGE_SIZE;
939         KKASSERT(va >= KvaStart && end_va < KvaEnd);
940
941         while (va < end_va) {
942                 pt_entry_t *pte;
943
944                 pte = vtopte(va);
945                 if (*pte & VPTE_V)
946                         pmap_inval_pte(pte, &kernel_pmap, va);
947                 *pte = 0;
948                 va += PAGE_SIZE;
949         }
950 }
951
952 /*
953  * This routine works like vm_page_lookup() but also blocks as long as the
954  * page is busy.  This routine does not busy the page it returns.
955  *
956  * Unless the caller is managing objects whos pages are in a known state,
957  * the call should be made with a critical section held so the page's object
958  * association remains valid on return.
959  */
960 static vm_page_t
961 pmap_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
962 {
963         vm_page_t m;
964
965         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
966         m = vm_page_lookup_busy_wait(object, pindex, FALSE, "pplookp");
967
968         return(m);
969 }
970
971 /*
972  * Create a new thread and optionally associate it with a (new) process.
973  * NOTE! the new thread's cpu may not equal the current cpu.
974  */
975 void
976 pmap_init_thread(thread_t td)
977 {
978         /* enforce pcb placement */
979         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_size) - 1;
980         td->td_savefpu = &td->td_pcb->pcb_save;
981         td->td_sp = (char *)td->td_pcb - 16; /* JG is -16 needed on x86_64? */
982 }
983
984 /*
985  * This routine directly affects the fork perf for a process.
986  */
987 void
988 pmap_init_proc(struct proc *p)
989 {
990 }
991
992 /***************************************************
993  * Page table page management routines.....
994  ***************************************************/
995
996 static __inline int pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va,
997                         vm_page_t m);
998
999 /*
1000  * This routine unholds page table pages, and if the hold count
1001  * drops to zero, then it decrements the wire count.
1002  *
1003  * We must recheck that this is the last hold reference after busy-sleeping
1004  * on the page.
1005  */
1006 static int
1007 _pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
1008 {
1009         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "pmuwpt");
1010         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1011                 ("_pmap_unwire_pte_hold: %p->queue != PQ_NONE", m));
1012
1013         if (m->hold_count == 1) {
1014                 /*
1015                  * Unmap the page table page.
1016                  */
1017                 //abort(); /* JG */
1018                 /* pmap_inval_add(info, pmap, -1); */
1019
1020                 if (m->pindex >= (NUPDE + NUPDPE)) {
1021                         /* PDP page */
1022                         pml4_entry_t *pml4;
1023                         pml4 = pmap_pml4e(pmap, va);
1024                         *pml4 = 0;
1025                 } else if (m->pindex >= NUPDE) {
1026                         /* PD page */
1027                         pdp_entry_t *pdp;
1028                         pdp = pmap_pdpe(pmap, va);
1029                         *pdp = 0;
1030                 } else {
1031                         /* PT page */
1032                         pd_entry_t *pd;
1033                         pd = pmap_pde(pmap, va);
1034                         *pd = 0;
1035                 }
1036
1037                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1038                 --pmap->pm_stats.resident_count;
1039
1040                 if (pmap->pm_ptphint == m)
1041                         pmap->pm_ptphint = NULL;
1042
1043                 if (m->pindex < NUPDE) {
1044                         /* We just released a PT, unhold the matching PD */
1045                         vm_page_t pdpg;
1046
1047                         pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pmap_pdpe(pmap, va) & VPTE_FRAME);
1048                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, pdpg);
1049                 }
1050                 if (m->pindex >= NUPDE && m->pindex < (NUPDE + NUPDPE)) {
1051                         /* We just released a PD, unhold the matching PDP */
1052                         vm_page_t pdppg;
1053
1054                         pdppg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pmap_pml4e(pmap, va) & VPTE_FRAME);
1055                         pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, pdppg);
1056                 }
1057
1058                 /*
1059                  * This was our last hold, the page had better be unwired
1060                  * after we decrement wire_count.
1061                  *
1062                  * FUTURE NOTE: shared page directory page could result in
1063                  * multiple wire counts.
1064                  */
1065                 vm_page_unhold(m);
1066                 --m->wire_count;
1067                 KKASSERT(m->wire_count == 0);
1068                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1069                 vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1070                 vm_page_flash(m);
1071                 vm_page_free_zero(m);
1072                 return 1;
1073         } else {
1074                 KKASSERT(m->hold_count > 1);
1075                 vm_page_unhold(m);
1076                 vm_page_wakeup(m);
1077                 return 0;
1078         }
1079 }
1080
1081 static __inline int
1082 pmap_unwire_pte_hold(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
1083 {
1084         KKASSERT(m->hold_count > 0);
1085         if (m->hold_count > 1) {
1086                 vm_page_unhold(m);
1087                 return 0;
1088         } else {
1089                 return _pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, m);
1090         }
1091 }
1092
1093 /*
1094  * After removing a page table entry, this routine is used to
1095  * conditionally free the page, and manage the hold/wire counts.
1096  */
1097 static int
1098 pmap_unuse_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte)
1099 {
1100         /* JG Use FreeBSD/amd64 or FreeBSD/i386 ptepde approaches? */
1101         vm_pindex_t ptepindex;
1102
1103         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1104
1105         if (mpte == NULL) {
1106                 /*
1107                  * page table pages in the kernel_pmap are not managed.
1108                  */
1109                 if (pmap == &kernel_pmap)
1110                         return(0);
1111                 ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
1112                 if (pmap->pm_ptphint &&
1113                         (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
1114                         mpte = pmap->pm_ptphint;
1115                 } else {
1116                         mpte = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1117                         pmap->pm_ptphint = mpte;
1118                         vm_page_wakeup(mpte);
1119                 }
1120         }
1121
1122         return pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, mpte);
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Initialize pmap0/vmspace0 .  Since process 0 never enters user mode we
1127  * just dummy it up so it works well enough for fork().
1128  *
1129  * In DragonFly, process pmaps may only be used to manipulate user address
1130  * space, never kernel address space.
1131  */
1132 void
1133 pmap_pinit0(struct pmap *pmap)
1134 {
1135         pmap_pinit(pmap);
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Initialize a preallocated and zeroed pmap structure,
1140  * such as one in a vmspace structure.
1141  */
1142 void
1143 pmap_pinit(struct pmap *pmap)
1144 {
1145         vm_page_t ptdpg;
1146
1147         /*
1148          * No need to allocate page table space yet but we do need a valid
1149          * page directory table.
1150          */
1151         if (pmap->pm_pml4 == NULL) {
1152                 pmap->pm_pml4 =
1153                     (pml4_entry_t *)kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
1154         }
1155
1156         /*
1157          * Allocate an object for the ptes
1158          */
1159         if (pmap->pm_pteobj == NULL)
1160                 pmap->pm_pteobj = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I + 1);
1161
1162         /*
1163          * Allocate the page directory page, unless we already have
1164          * one cached.  If we used the cached page the wire_count will
1165          * already be set appropriately.
1166          */
1167         if ((ptdpg = pmap->pm_pdirm) == NULL) {
1168                 ptdpg = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj,
1169                                      NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I,
1170                                      VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_RETRY |
1171                                      VM_ALLOC_ZERO);
1172                 pmap->pm_pdirm = ptdpg;
1173                 vm_page_flag_clear(ptdpg, PG_MAPPED);
1174                 vm_page_wire(ptdpg);
1175                 vm_page_wakeup(ptdpg);
1176                 pmap_kenter((vm_offset_t)pmap->pm_pml4, VM_PAGE_TO_PHYS(ptdpg));
1177         }
1178         pmap->pm_count = 1;
1179         CPUMASK_ASSZERO(pmap->pm_active);
1180         pmap->pm_ptphint = NULL;
1181         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist);
1182         TAILQ_INIT(&pmap->pm_pvlist_free);
1183         spin_init(&pmap->pm_spin, "pmapinit");
1184         lwkt_token_init(&pmap->pm_token, "pmap_tok");
1185         bzero(&pmap->pm_stats, sizeof pmap->pm_stats);
1186         pmap->pm_stats.resident_count = 1;
1187 }
1188
1189 /*
1190  * Clean up a pmap structure so it can be physically freed.  This routine
1191  * is called by the vmspace dtor function.  A great deal of pmap data is
1192  * left passively mapped to improve vmspace management so we have a bit
1193  * of cleanup work to do here.
1194  *
1195  * No requirements.
1196  */
1197 void
1198 pmap_puninit(pmap_t pmap)
1199 {
1200         vm_page_t p;
1201
1202         KKASSERT(CPUMASK_TESTZERO(pmap->pm_active));
1203         if ((p = pmap->pm_pdirm) != NULL) {
1204                 KKASSERT(pmap->pm_pml4 != NULL);
1205                 pmap_kremove((vm_offset_t)pmap->pm_pml4);
1206                 vm_page_busy_wait(p, FALSE, "pgpun");
1207                 p->wire_count--;
1208                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1209                 vm_page_free_zero(p);
1210                 pmap->pm_pdirm = NULL;
1211         }
1212         if (pmap->pm_pml4) {
1213                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)pmap->pm_pml4, PAGE_SIZE);
1214                 pmap->pm_pml4 = NULL;
1215         }
1216         if (pmap->pm_pteobj) {
1217                 vm_object_deallocate(pmap->pm_pteobj);
1218                 pmap->pm_pteobj = NULL;
1219         }
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Wire in kernel global address entries.  To avoid a race condition
1224  * between pmap initialization and pmap_growkernel, this procedure
1225  * adds the pmap to the master list (which growkernel scans to update),
1226  * then copies the template.
1227  *
1228  * In a virtual kernel there are no kernel global address entries.
1229  *
1230  * No requirements.
1231  */
1232 void
1233 pmap_pinit2(struct pmap *pmap)
1234 {
1235         spin_lock(&pmap_spin);
1236         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1237         spin_unlock(&pmap_spin);
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Attempt to release and free a vm_page in a pmap.  Returns 1 on success,
1242  * 0 on failure (if the procedure had to sleep).
1243  *
1244  * When asked to remove the page directory page itself, we actually just
1245  * leave it cached so we do not have to incur the SMP inval overhead of
1246  * removing the kernel mapping.  pmap_puninit() will take care of it.
1247  */
1248 static int
1249 pmap_release_free_page(struct pmap *pmap, vm_page_t p)
1250 {
1251         /*
1252          * This code optimizes the case of freeing non-busy
1253          * page-table pages.  Those pages are zero now, and
1254          * might as well be placed directly into the zero queue.
1255          */
1256         if (vm_page_busy_try(p, FALSE)) {
1257                 vm_page_sleep_busy(p, FALSE, "pmaprl");
1258                 return 0;
1259         }
1260
1261         /*
1262          * Remove the page table page from the processes address space.
1263          */
1264         if (p->pindex == NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I) {
1265                 /*
1266                  * We are the pml4 table itself.
1267                  */
1268                 /* XXX anything to do here? */
1269         } else if (p->pindex >= (NUPDE + NUPDPE)) {
1270                 /*
1271                  * We are a PDP page.
1272                  * We look for the PML4 entry that points to us.
1273                  */
1274                 vm_page_t m4 = vm_page_lookup(pmap->pm_pteobj, NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I);
1275                 KKASSERT(m4 != NULL);
1276                 pml4_entry_t *pml4 = (pml4_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m4));
1277                 int idx = (p->pindex - (NUPDE + NUPDPE)) % NPML4EPG;
1278                 KKASSERT(pml4[idx] != 0);
1279                 pml4[idx] = 0;
1280                 m4->hold_count--;
1281                 /* JG What about wire_count? */
1282         } else if (p->pindex >= NUPDE) {
1283                 /*
1284                  * We are a PD page.
1285                  * We look for the PDP entry that points to us.
1286                  */
1287                 vm_page_t m3 = vm_page_lookup(pmap->pm_pteobj, NUPDE + NUPDPE + (p->pindex - NUPDE) / NPDPEPG);
1288                 KKASSERT(m3 != NULL);
1289                 pdp_entry_t *pdp = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m3));
1290                 int idx = (p->pindex - NUPDE) % NPDPEPG;
1291                 KKASSERT(pdp[idx] != 0);
1292                 pdp[idx] = 0;
1293                 m3->hold_count--;
1294                 /* JG What about wire_count? */
1295         } else {
1296                 /* We are a PT page.
1297                  * We look for the PD entry that points to us.
1298                  */
1299                 vm_page_t m2 = vm_page_lookup(pmap->pm_pteobj, NUPDE + p->pindex / NPDEPG);
1300                 KKASSERT(m2 != NULL);
1301                 pd_entry_t *pd = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m2));
1302                 int idx = p->pindex % NPDEPG;
1303                 pd[idx] = 0;
1304                 m2->hold_count--;
1305                 /* JG What about wire_count? */
1306         }
1307         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1308         --pmap->pm_stats.resident_count;
1309
1310         if (p->hold_count)  {
1311                 panic("pmap_release: freeing held pt page "
1312                       "pmap=%p pg=%p dmap=%p pi=%ld {%ld,%ld,%ld}",
1313                       pmap, p, (void *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(p)),
1314                       p->pindex, NUPDE, NUPDPE, PML4PML4I);
1315         }
1316         if (pmap->pm_ptphint && (pmap->pm_ptphint->pindex == p->pindex))
1317                 pmap->pm_ptphint = NULL;
1318
1319         /*
1320          * We leave the top-level page table page cached, wired, and mapped in
1321          * the pmap until the dtor function (pmap_puninit()) gets called.
1322          * However, still clean it up so we can set PG_ZERO.
1323          */
1324         if (p->pindex == NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I) {
1325                 bzero(pmap->pm_pml4, PAGE_SIZE);
1326                 vm_page_flag_set(p, PG_ZERO);
1327                 vm_page_wakeup(p);
1328         } else {
1329                 abort();
1330                 p->wire_count--;
1331                 atomic_add_int(&vmstats.v_wire_count, -1);
1332                 /* JG eventually revert to using vm_page_free_zero() */
1333                 vm_page_free(p);
1334         }
1335         return 1;
1336 }
1337
1338 /*
1339  * this routine is called if the page table page is not
1340  * mapped correctly.
1341  */
1342 static vm_page_t
1343 _pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_pindex_t ptepindex)
1344 {
1345         vm_page_t m, pdppg, pdpg;
1346
1347         /*
1348          * Find or fabricate a new pagetable page.  Handle allocation
1349          * races by checking m->valid.
1350          */
1351         m = vm_page_grab(pmap->pm_pteobj, ptepindex,
1352                          VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_ZERO | VM_ALLOC_RETRY);
1353
1354         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1355                 ("_pmap_allocpte: %p->queue != PQ_NONE", m));
1356
1357         /*
1358          * Increment the hold count for the page we will be returning to
1359          * the caller.
1360          */
1361         m->hold_count++;
1362         vm_page_wire(m);
1363
1364         /*
1365          * Map the pagetable page into the process address space, if
1366          * it isn't already there.
1367          */
1368         ++pmap->pm_stats.resident_count;
1369
1370         if (ptepindex >= (NUPDE + NUPDPE)) {
1371                 pml4_entry_t *pml4;
1372                 vm_pindex_t pml4index;
1373
1374                 /* Wire up a new PDP page */
1375                 pml4index = ptepindex - (NUPDE + NUPDPE);
1376                 pml4 = &pmap->pm_pml4[pml4index];
1377                 *pml4 = VM_PAGE_TO_PHYS(m) |
1378                     VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U |
1379                     VPTE_A | VPTE_M;
1380         } else if (ptepindex >= NUPDE) {
1381                 vm_pindex_t pml4index;
1382                 vm_pindex_t pdpindex;
1383                 pml4_entry_t *pml4;
1384                 pdp_entry_t *pdp;
1385
1386                 /* Wire up a new PD page */
1387                 pdpindex = ptepindex - NUPDE;
1388                 pml4index = pdpindex >> NPML4EPGSHIFT;
1389
1390                 pml4 = &pmap->pm_pml4[pml4index];
1391                 if ((*pml4 & VPTE_V) == 0) {
1392                         /* Have to allocate a new PDP page, recurse */
1393                         if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + NUPDPE + pml4index)
1394                              == NULL) {
1395                                 --m->wire_count;
1396                                 vm_page_free(m);
1397                                 return (NULL);
1398                         }
1399                 } else {
1400                         /* Add reference to the PDP page */
1401                         pdppg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pml4 & VPTE_FRAME);
1402                         pdppg->hold_count++;
1403                 }
1404                 pdp = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4 & VPTE_FRAME);
1405
1406                 /* Now find the pdp page */
1407                 pdp = &pdp[pdpindex & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1)];
1408                 KKASSERT(*pdp == 0);    /* JG DEBUG64 */
1409                 *pdp = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U |
1410                        VPTE_A | VPTE_M;
1411         } else {
1412                 vm_pindex_t pml4index;
1413                 vm_pindex_t pdpindex;
1414                 pml4_entry_t *pml4;
1415                 pdp_entry_t *pdp;
1416                 pd_entry_t *pd;
1417
1418                 /* Wire up a new PT page */
1419                 pdpindex = ptepindex >> NPDPEPGSHIFT;
1420                 pml4index = pdpindex >> NPML4EPGSHIFT;
1421
1422                 /* First, find the pdp and check that its valid. */
1423                 pml4 = &pmap->pm_pml4[pml4index];
1424                 if ((*pml4 & VPTE_V) == 0) {
1425                         /* We miss a PDP page. We ultimately need a PD page.
1426                          * Recursively allocating a PD page will allocate
1427                          * the missing PDP page and will also allocate
1428                          * the PD page we need.
1429                          */
1430                         /* Have to allocate a new PD page, recurse */
1431                         if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + pdpindex)
1432                              == NULL) {
1433                                 --m->wire_count;
1434                                 vm_page_free(m);
1435                                 return (NULL);
1436                         }
1437                         pdp = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4 & VPTE_FRAME);
1438                         pdp = &pdp[pdpindex & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1)];
1439                 } else {
1440                         pdp = (pdp_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4 & VPTE_FRAME);
1441                         pdp = &pdp[pdpindex & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1)];
1442                         if ((*pdp & VPTE_V) == 0) {
1443                                 /* Have to allocate a new PD page, recurse */
1444                                 if (_pmap_allocpte(pmap, NUPDE + pdpindex)
1445                                      == NULL) {
1446                                         --m->wire_count;
1447                                         vm_page_free(m);
1448                                         return (NULL);
1449                                 }
1450                         } else {
1451                                 /* Add reference to the PD page */
1452                                 pdpg = PHYS_TO_VM_PAGE(*pdp & VPTE_FRAME);
1453                                 pdpg->hold_count++;
1454                         }
1455                 }
1456                 pd = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(*pdp & VPTE_FRAME);
1457
1458                 /* Now we know where the page directory page is */
1459                 pd = &pd[ptepindex & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1)];
1460                 KKASSERT(*pd == 0);     /* JG DEBUG64 */
1461                 *pd = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U |
1462                       VPTE_A | VPTE_M;
1463         }
1464
1465         /*
1466          * Set the page table hint
1467          */
1468         pmap->pm_ptphint = m;
1469         vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
1470         vm_page_wakeup(m);
1471
1472         return m;
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Determine the page table page required to access the VA in the pmap
1477  * and allocate it if necessary.  Return a held vm_page_t for the page.
1478  *
1479  * Only used with user pmaps.
1480  */
1481 static vm_page_t
1482 pmap_allocpte(pmap_t pmap, vm_offset_t va)
1483 {
1484         vm_pindex_t ptepindex;
1485         pd_entry_t *pd;
1486         vm_page_t m;
1487
1488         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(pmap->pm_pteobj));
1489
1490         /*
1491          * Calculate pagetable page index
1492          */
1493         ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
1494
1495         /*
1496          * Get the page directory entry
1497          */
1498         pd = pmap_pde(pmap, va);
1499
1500         /*
1501          * This supports switching from a 2MB page to a
1502          * normal 4K page.
1503          */
1504         if (pd != NULL && (*pd & (VPTE_PS | VPTE_V)) == (VPTE_PS | VPTE_V)) {
1505                 panic("no promotion/demotion yet");
1506                 *pd = 0;
1507                 pd = NULL;
1508                 /*cpu_invltlb();*/
1509                 /*smp_invltlb();*/
1510         }
1511
1512         /*
1513          * If the page table page is mapped, we just increment the
1514          * hold count, and activate it.
1515          */
1516         if (pd != NULL && (*pd & VPTE_V) != 0) {
1517                 /* YYY hint is used here on i386 */
1518                 m = pmap_page_lookup(pmap->pm_pteobj, ptepindex);
1519                 pmap->pm_ptphint = m;
1520                 vm_page_hold(m);
1521                 vm_page_wakeup(m);
1522                 return m;
1523         }
1524         /*
1525          * Here if the pte page isn't mapped, or if it has been deallocated.
1526          */
1527         return _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
1528 }
1529
1530
1531 /***************************************************
1532  * Pmap allocation/deallocation routines.
1533  ***************************************************/
1534
1535 /*
1536  * Release any resources held by the given physical map.
1537  * Called when a pmap initialized by pmap_pinit is being released.
1538  * Should only be called if the map contains no valid mappings.
1539  *
1540  * Caller must hold pmap->pm_token
1541  */
1542 static int pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data);
1543
1544 void
1545 pmap_release(struct pmap *pmap)
1546 {
1547         vm_object_t object = pmap->pm_pteobj;
1548         struct rb_vm_page_scan_info info;
1549
1550         KKASSERT(pmap != &kernel_pmap);
1551
1552         lwkt_gettoken(&vm_token);
1553 #if defined(DIAGNOSTIC)
1554         if (object->ref_count != 1)
1555                 panic("pmap_release: pteobj reference count != 1");
1556 #endif
1557
1558         info.pmap = pmap;
1559         info.object = object;
1560
1561         KASSERT(CPUMASK_TESTZERO(pmap->pm_active),
1562                 ("pmap %p still active! %016jx",
1563                 pmap,
1564                 (uintmax_t)CPUMASK_LOWMASK(pmap->pm_active)));
1565
1566         spin_lock(&pmap_spin);
1567         TAILQ_REMOVE(&pmap_list, pmap, pm_pmnode);
1568         spin_unlock(&pmap_spin);
1569
1570         vm_object_hold(object);
1571         do {
1572                 info.error = 0;
1573                 info.mpte = NULL;
1574                 info.limit = object->generation;
1575
1576                 vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, NULL,
1577                                         pmap_release_callback, &info);
1578                 if (info.error == 0 && info.mpte) {
1579                         if (!pmap_release_free_page(pmap, info.mpte))
1580                                 info.error = 1;
1581                 }
1582         } while (info.error);
1583         vm_object_drop(object);
1584         lwkt_reltoken(&vm_token);
1585 }
1586
1587 static int
1588 pmap_release_callback(struct vm_page *p, void *data)
1589 {
1590         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
1591
1592         if (p->pindex == NUPDE + NUPDPE + PML4PML4I) {
1593                 info->mpte = p;
1594                 return(0);
1595         }
1596         if (!pmap_release_free_page(info->pmap, p)) {
1597                 info->error = 1;
1598                 return(-1);
1599         }
1600         if (info->object->generation != info->limit) {
1601                 info->error = 1;
1602                 return(-1);
1603         }
1604         return(0);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Grow the number of kernel page table entries, if needed.
1609  *
1610  * No requirements.
1611  */
1612 void
1613 pmap_growkernel(vm_offset_t kstart, vm_offset_t kend)
1614 {
1615         vm_offset_t addr;
1616         vm_paddr_t paddr;
1617         vm_offset_t ptppaddr;
1618         vm_page_t nkpg;
1619         pd_entry_t *pde, newpdir;
1620         pdp_entry_t newpdp;
1621
1622         addr = kend;
1623
1624         vm_object_hold(kptobj);
1625         if (kernel_vm_end == 0) {
1626                 kernel_vm_end = KvaStart;
1627                 nkpt = 0;
1628                 while ((*pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) & VPTE_V) != 0) {
1629                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) & ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1630                         nkpt++;
1631                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
1632                                 kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
1633                                 break;
1634                         }
1635                 }
1636         }
1637         addr = roundup2(addr, PAGE_SIZE * NPTEPG);
1638         if (addr - 1 >= kernel_map.max_offset)
1639                 addr = kernel_map.max_offset;
1640         while (kernel_vm_end < addr) {
1641                 pde = pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end);
1642                 if (pde == NULL) {
1643                         /* We need a new PDP entry */
1644                         nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt,
1645                                              VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM
1646                                              | VM_ALLOC_INTERRUPT);
1647                         if (nkpg == NULL) {
1648                                 panic("pmap_growkernel: no memory to "
1649                                       "grow kernel");
1650                         }
1651                         paddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1652                         if ((nkpg->flags & PG_ZERO) == 0)
1653                                 pmap_zero_page(paddr);
1654                         vm_page_flag_clear(nkpg, PG_ZERO);
1655                         newpdp = (pdp_entry_t)(paddr |
1656                             VPTE_V | VPTE_RW | VPTE_U |
1657                             VPTE_A | VPTE_M);
1658                         *pmap_pdpe(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdp;
1659                         nkpt++;
1660                         continue; /* try again */
1661                 }
1662                 if ((*pde & VPTE_V) != 0) {
1663                         kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1664                                         ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1665                         if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
1666                                 kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
1667                                 break;
1668                         }
1669                         continue;
1670                 }
1671
1672                 /*
1673                  * This index is bogus, but out of the way
1674                  */
1675                 nkpg = vm_page_alloc(kptobj, nkpt,
1676                                      VM_ALLOC_NORMAL |
1677                                      VM_ALLOC_SYSTEM |
1678                                      VM_ALLOC_INTERRUPT);
1679                 if (nkpg == NULL)
1680                         panic("pmap_growkernel: no memory to grow kernel");
1681
1682                 vm_page_wire(nkpg);
1683                 ptppaddr = VM_PAGE_TO_PHYS(nkpg);
1684                 pmap_zero_page(ptppaddr);
1685                 vm_page_flag_clear(nkpg, PG_ZERO);
1686                 newpdir = (pd_entry_t)(ptppaddr |
1687                     VPTE_V | VPTE_RW | VPTE_U |
1688                     VPTE_A | VPTE_M);
1689                 *pmap_pde(&kernel_pmap, kernel_vm_end) = newpdir;
1690                 nkpt++;
1691
1692                 kernel_vm_end = (kernel_vm_end + PAGE_SIZE * NPTEPG) &
1693                                 ~(PAGE_SIZE * NPTEPG - 1);
1694                 if (kernel_vm_end - 1 >= kernel_map.max_offset) {
1695                         kernel_vm_end = kernel_map.max_offset;
1696                         break;
1697                 }
1698         }
1699         vm_object_drop(kptobj);
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Add a reference to the specified pmap.
1704  *
1705  * No requirements.
1706  */
1707 void
1708 pmap_reference(pmap_t pmap)
1709 {
1710         if (pmap) {
1711                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1712                 ++pmap->pm_count;
1713                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1714         }
1715 }
1716
1717 /************************************************************************
1718  *                      VMSPACE MANAGEMENT                              *
1719  ************************************************************************
1720  *
1721  * The VMSPACE management we do in our virtual kernel must be reflected
1722  * in the real kernel.  This is accomplished by making vmspace system
1723  * calls to the real kernel.
1724  */
1725 void
1726 cpu_vmspace_alloc(struct vmspace *vm)
1727 {
1728         int r;
1729         void *rp;
1730         vpte_t vpte;
1731
1732         /*
1733          * If VMM enable, don't do nothing, we
1734          * are able to use real page tables
1735          */
1736         if (vmm_enabled)
1737                 return;
1738
1739 #define USER_SIZE       (VM_MAX_USER_ADDRESS - VM_MIN_USER_ADDRESS)
1740
1741         if (vmspace_create(&vm->vm_pmap, 0, NULL) < 0)
1742                 panic("vmspace_create() failed");
1743
1744         rp = vmspace_mmap(&vm->vm_pmap, VM_MIN_USER_ADDRESS, USER_SIZE,
1745                           PROT_READ|PROT_WRITE,
1746                           MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE|MAP_FIXED,
1747                           MemImageFd, 0);
1748         if (rp == MAP_FAILED)
1749                 panic("vmspace_mmap: failed");
1750         vmspace_mcontrol(&vm->vm_pmap, VM_MIN_USER_ADDRESS, USER_SIZE,
1751                          MADV_NOSYNC, 0);
1752         vpte = VM_PAGE_TO_PHYS(vmspace_pmap(vm)->pm_pdirm) | VPTE_RW | VPTE_V | VPTE_U;
1753         r = vmspace_mcontrol(&vm->vm_pmap, VM_MIN_USER_ADDRESS, USER_SIZE,
1754                              MADV_SETMAP, vpte);
1755         if (r < 0)
1756                 panic("vmspace_mcontrol: failed");
1757 }
1758
1759 void
1760 cpu_vmspace_free(struct vmspace *vm)
1761 {
1762         /*
1763          * If VMM enable, don't do nothing, we
1764          * are able to use real page tables
1765          */
1766         if (vmm_enabled)
1767                 return;
1768
1769         if (vmspace_destroy(&vm->vm_pmap) < 0)
1770                 panic("vmspace_destroy() failed");
1771 }
1772
1773 /***************************************************
1774 * page management routines.
1775  ***************************************************/
1776
1777 /*
1778  * free the pv_entry back to the free list.  This function may be
1779  * called from an interrupt.
1780  */
1781 static __inline void
1782 free_pv_entry(pv_entry_t pv)
1783 {
1784         pv_entry_count--;
1785         KKASSERT(pv_entry_count >= 0);
1786         zfree(pvzone, pv);
1787 }
1788
1789 /*
1790  * get a new pv_entry, allocating a block from the system
1791  * when needed.  This function may be called from an interrupt.
1792  */
1793 static pv_entry_t
1794 get_pv_entry(void)
1795 {
1796         pv_entry_count++;
1797         if (pv_entry_high_water &&
1798                 (pv_entry_count > pv_entry_high_water) &&
1799                 (pmap_pagedaemon_waken == 0)) {
1800                 pmap_pagedaemon_waken = 1;
1801                 wakeup(&vm_pages_needed);
1802         }
1803         return zalloc(pvzone);
1804 }
1805
1806 /*
1807  * This routine is very drastic, but can save the system
1808  * in a pinch.
1809  *
1810  * No requirements.
1811  */
1812 void
1813 pmap_collect(void)
1814 {
1815         int i;
1816         vm_page_t m;
1817         static int warningdone=0;
1818
1819         if (pmap_pagedaemon_waken == 0)
1820                 return;
1821         lwkt_gettoken(&vm_token);
1822         pmap_pagedaemon_waken = 0;
1823
1824         if (warningdone < 5) {
1825                 kprintf("pmap_collect: collecting pv entries -- "
1826                         "suggest increasing PMAP_SHPGPERPROC\n");
1827                 warningdone++;
1828         }
1829
1830         for (i = 0; i < vm_page_array_size; i++) {
1831                 m = &vm_page_array[i];
1832                 if (m->wire_count || m->hold_count)
1833                         continue;
1834                 if (vm_page_busy_try(m, TRUE) == 0) {
1835                         if (m->wire_count == 0 && m->hold_count == 0) {
1836                                 pmap_remove_all(m);
1837                         }
1838                         vm_page_wakeup(m);
1839                 }
1840         }
1841         lwkt_reltoken(&vm_token);
1842 }
1843
1844
1845 /*
1846  * If it is the first entry on the list, it is actually
1847  * in the header and we must copy the following entry up
1848  * to the header.  Otherwise we must search the list for
1849  * the entry.  In either case we free the now unused entry.
1850  *
1851  * caller must hold vm_token.
1852  */
1853 static int
1854 pmap_remove_entry(struct pmap *pmap, vm_page_t m, vm_offset_t va)
1855 {
1856         pv_entry_t pv;
1857         int rtval;
1858
1859         if (m->md.pv_list_count < pmap->pm_stats.resident_count) {
1860                 TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
1861                         if (pmap == pv->pv_pmap && va == pv->pv_va)
1862                                 break;
1863                 }
1864         } else {
1865                 TAILQ_FOREACH(pv, &pmap->pm_pvlist, pv_plist) {
1866                         if (va == pv->pv_va)
1867                                 break;
1868                 }
1869         }
1870
1871         /*
1872          * Note that pv_ptem is NULL if the page table page itself is not
1873          * managed, even if the page being removed IS managed.
1874          */
1875         rtval = 0;
1876         /* JGXXX When can 'pv' be NULL? */
1877         if (pv) {
1878                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1879                 m->md.pv_list_count--;
1880                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
1881                 KKASSERT(m->md.pv_list_count >= 0);
1882                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
1883                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
1884                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1885                 ++pmap->pm_generation;
1886                 KKASSERT(pmap->pm_pteobj != NULL);
1887                 vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
1888                 rtval = pmap_unuse_pt(pmap, va, pv->pv_ptem);
1889                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
1890                 free_pv_entry(pv);
1891         }
1892         return rtval;
1893 }
1894
1895 /*
1896  * Create a pv entry for page at pa for (pmap, va).  If the page table page
1897  * holding the VA is managed, mpte will be non-NULL.
1898  */
1899 static void
1900 pmap_insert_entry(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t mpte, vm_page_t m)
1901 {
1902         pv_entry_t pv;
1903
1904         crit_enter();
1905         pv = get_pv_entry();
1906         pv->pv_va = va;
1907         pv->pv_pmap = pmap;
1908         pv->pv_ptem = mpte;
1909
1910         TAILQ_INSERT_TAIL(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
1911         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
1912         m->md.pv_list_count++;
1913         atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, 1);
1914
1915         crit_exit();
1916 }
1917
1918 /*
1919  * pmap_remove_pte: do the things to unmap a page in a process
1920  */
1921 static int
1922 pmap_remove_pte(struct pmap *pmap, pt_entry_t *ptq, vm_offset_t va)
1923 {
1924         pt_entry_t oldpte;
1925         vm_page_t m;
1926
1927         oldpte = pmap_inval_loadandclear(ptq, pmap, va);
1928         if (oldpte & VPTE_WIRED)
1929                 --pmap->pm_stats.wired_count;
1930         KKASSERT(pmap->pm_stats.wired_count >= 0);
1931
1932 #if 0
1933         /*
1934          * Machines that don't support invlpg, also don't support
1935          * PG_G.  XXX PG_G is disabled for SMP so don't worry about
1936          * the SMP case.
1937          */
1938         if (oldpte & PG_G)
1939                 cpu_invlpg((void *)va);
1940 #endif
1941         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
1942         --pmap->pm_stats.resident_count;
1943         if (oldpte & VPTE_MANAGED) {
1944                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(oldpte);
1945                 if (oldpte & VPTE_M) {
1946 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
1947                         if (pmap_nw_modified(oldpte)) {
1948                                 kprintf("pmap_remove: modified page not "
1949                                         "writable: va: 0x%lx, pte: 0x%lx\n",
1950                                         va, oldpte);
1951                         }
1952 #endif
1953                         if (pmap_track_modified(pmap, va))
1954                                 vm_page_dirty(m);
1955                 }
1956                 if (oldpte & VPTE_A)
1957                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
1958                 return pmap_remove_entry(pmap, m, va);
1959         } else {
1960                 return pmap_unuse_pt(pmap, va, NULL);
1961         }
1962
1963         return 0;
1964 }
1965
1966 /*
1967  * pmap_remove_page:
1968  *
1969  *      Remove a single page from a process address space.
1970  *
1971  *      This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1972  *      not kernel_pmap.
1973  */
1974 static void
1975 pmap_remove_page(struct pmap *pmap, vm_offset_t va)
1976 {
1977         pt_entry_t *pte;
1978
1979         pte = pmap_pte(pmap, va);
1980         if (pte == NULL)
1981                 return;
1982         if ((*pte & VPTE_V) == 0)
1983                 return;
1984         pmap_remove_pte(pmap, pte, va);
1985 }
1986
1987 /*
1988  * Remove the given range of addresses from the specified map.
1989  *
1990  * It is assumed that the start and end are properly rounded to
1991  * the page size.
1992  *
1993  * This function may not be called from an interrupt if the pmap is
1994  * not kernel_pmap.
1995  *
1996  * No requirements.
1997  */
1998 void
1999 pmap_remove(struct pmap *pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2000 {
2001         vm_offset_t va_next;
2002         pml4_entry_t *pml4e;
2003         pdp_entry_t *pdpe;
2004         pd_entry_t ptpaddr, *pde;
2005         pt_entry_t *pte;
2006
2007         if (pmap == NULL)
2008                 return;
2009
2010         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2011         lwkt_gettoken(&vm_token);
2012         KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count >= 0);
2013         if (pmap->pm_stats.resident_count == 0) {
2014                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2015                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2016                 return;
2017         }
2018
2019         /*
2020          * special handling of removing one page.  a very
2021          * common operation and easy to short circuit some
2022          * code.
2023          */
2024         if (sva + PAGE_SIZE == eva) {
2025                 pde = pmap_pde(pmap, sva);
2026                 if (pde && (*pde & VPTE_PS) == 0) {
2027                         pmap_remove_page(pmap, sva);
2028                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2029                         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2030                         return;
2031                 }
2032         }
2033
2034         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2035                 pml4e = pmap_pml4e(pmap, sva);
2036                 if ((*pml4e & VPTE_V) == 0) {
2037                         va_next = (sva + NBPML4) & ~PML4MASK;
2038                         if (va_next < sva)
2039                                 va_next = eva;
2040                         continue;
2041                 }
2042
2043                 pdpe = pmap_pml4e_to_pdpe(pml4e, sva);
2044                 if ((*pdpe & VPTE_V) == 0) {
2045                         va_next = (sva + NBPDP) & ~PDPMASK;
2046                         if (va_next < sva)
2047                                 va_next = eva;
2048                         continue;
2049                 }
2050
2051                 /*
2052                  * Calculate index for next page table.
2053                  */
2054                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2055                 if (va_next < sva)
2056                         va_next = eva;
2057
2058                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
2059                 ptpaddr = *pde;
2060
2061                 /*
2062                  * Weed out invalid mappings.
2063                  */
2064                 if (ptpaddr == 0)
2065                         continue;
2066
2067                 /*
2068                  * Check for large page.
2069                  */
2070                 if ((ptpaddr & VPTE_PS) != 0) {
2071                         /* JG FreeBSD has more complex treatment here */
2072                         KKASSERT(*pde != 0);
2073                         pmap_inval_pde(pde, pmap, sva);
2074                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2075                         continue;
2076                 }
2077
2078                 /*
2079                  * Limit our scan to either the end of the va represented
2080                  * by the current page table page, or to the end of the
2081                  * range being removed.
2082                  */
2083                 if (va_next > eva)
2084                         va_next = eva;
2085
2086                 /*
2087                  * NOTE: pmap_remove_pte() can block.
2088                  */
2089                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; pte++,
2090                     sva += PAGE_SIZE) {
2091                         if (*pte == 0)
2092                                 continue;
2093                         if (pmap_remove_pte(pmap, pte, sva))
2094                                 break;
2095                 }
2096         }
2097         lwkt_reltoken(&vm_token);
2098         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Removes this physical page from all physical maps in which it resides.
2103  * Reflects back modify bits to the pager.
2104  *
2105  * This routine may not be called from an interrupt.
2106  *
2107  * No requirements.
2108  */
2109 static void
2110 pmap_remove_all(vm_page_t m)
2111 {
2112         pt_entry_t *pte, tpte;
2113         pv_entry_t pv;
2114
2115 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2116         /*
2117          * XXX this makes pmap_page_protect(NONE) illegal for non-managed
2118          * pages!
2119          */
2120         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS)) {
2121                 panic("pmap_page_protect: illegal for unmanaged page, va: 0x%08llx", (long long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
2122         }
2123 #endif
2124
2125         lwkt_gettoken(&vm_token);
2126         while ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
2127                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2128                 --pv->pv_pmap->pm_stats.resident_count;
2129
2130                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2131                 KKASSERT(pte != NULL);
2132
2133                 tpte = pmap_inval_loadandclear(pte, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
2134                 if (tpte & VPTE_WIRED)
2135                         pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count--;
2136                 KKASSERT(pv->pv_pmap->pm_stats.wired_count >= 0);
2137
2138                 if (tpte & VPTE_A)
2139                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2140
2141                 /*
2142                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2143                  */
2144                 if (tpte & VPTE_M) {
2145 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2146                         if (pmap_nw_modified(tpte)) {
2147                                 kprintf(
2148         "pmap_remove_all: modified page not writable: va: 0x%lx, pte: 0x%lx\n",
2149                                     pv->pv_va, tpte);
2150                         }
2151 #endif
2152                         if (pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
2153                                 vm_page_dirty(m);
2154                 }
2155                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2156                 TAILQ_REMOVE(&pv->pv_pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2157                 ++pv->pv_pmap->pm_generation;
2158                 m->md.pv_list_count--;
2159                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2160                 KKASSERT(m->md.pv_list_count >= 0);
2161                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2162                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2163                 vm_object_hold(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2164                 pmap_unuse_pt(pv->pv_pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem);
2165                 vm_object_drop(pv->pv_pmap->pm_pteobj);
2166                 free_pv_entry(pv);
2167         }
2168         KKASSERT((m->flags & (PG_MAPPED|PG_WRITEABLE)) == 0);
2169         lwkt_reltoken(&vm_token);
2170 }
2171
2172 /*
2173  * Set the physical protection on the specified range of this map
2174  * as requested.
2175  *
2176  * This function may not be called from an interrupt if the map is
2177  * not the kernel_pmap.
2178  *
2179  * No requirements.
2180  */
2181 void
2182 pmap_protect(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva, vm_prot_t prot)
2183 {
2184         vm_offset_t va_next;
2185         pml4_entry_t *pml4e;
2186         pdp_entry_t *pdpe;
2187         pd_entry_t ptpaddr, *pde;
2188         pt_entry_t *pte;
2189
2190         /* JG review for NX */
2191
2192         if (pmap == NULL)
2193                 return;
2194
2195         if ((prot & VM_PROT_READ) == VM_PROT_NONE) {
2196                 pmap_remove(pmap, sva, eva);
2197                 return;
2198         }
2199
2200         if (prot & VM_PROT_WRITE)
2201                 return;
2202
2203         lwkt_gettoken(&vm_token);
2204
2205         for (; sva < eva; sva = va_next) {
2206
2207                 pml4e = pmap_pml4e(pmap, sva);
2208                 if ((*pml4e & VPTE_V) == 0) {
2209                         va_next = (sva + NBPML4) & ~PML4MASK;
2210                         if (va_next < sva)
2211                                 va_next = eva;
2212                         continue;
2213                 }
2214
2215                 pdpe = pmap_pml4e_to_pdpe(pml4e, sva);
2216                 if ((*pdpe & VPTE_V) == 0) {
2217                         va_next = (sva + NBPDP) & ~PDPMASK;
2218                         if (va_next < sva)
2219                                 va_next = eva;
2220                         continue;
2221                 }
2222
2223                 va_next = (sva + NBPDR) & ~PDRMASK;
2224                 if (va_next < sva)
2225                         va_next = eva;
2226
2227                 pde = pmap_pdpe_to_pde(pdpe, sva);
2228                 ptpaddr = *pde;
2229
2230                 /*
2231                  * Check for large page.
2232                  */
2233                 if ((ptpaddr & VPTE_PS) != 0) {
2234                         /* JG correct? */
2235                         pmap_clean_pde(pde, pmap, sva);
2236                         pmap->pm_stats.resident_count -= NBPDR / PAGE_SIZE;
2237                         continue;
2238                 }
2239
2240                 /*
2241                  * Weed out invalid mappings. Note: we assume that the page
2242                  * directory table is always allocated, and in kernel virtual.
2243                  */
2244                 if (ptpaddr == 0)
2245                         continue;
2246
2247                 if (va_next > eva)
2248                         va_next = eva;
2249
2250                 for (pte = pmap_pde_to_pte(pde, sva); sva != va_next; pte++,
2251                     sva += PAGE_SIZE) {
2252                         pt_entry_t pbits;
2253                         vm_page_t m;
2254
2255                         /*
2256                          * Clean managed pages and also check the accessed
2257                          * bit.  Just remove write perms for unmanaged
2258                          * pages.  Be careful of races, turning off write
2259                          * access will force a fault rather then setting
2260                          * the modified bit at an unexpected time.
2261                          */
2262                         if (*pte & VPTE_MANAGED) {
2263                                 pbits = pmap_clean_pte(pte, pmap, sva);
2264                                 m = NULL;
2265                                 if (pbits & VPTE_A) {
2266                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & VPTE_FRAME);
2267                                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
2268                                         atomic_clear_long(pte, VPTE_A);
2269                                 }
2270                                 if (pbits & VPTE_M) {
2271                                         if (pmap_track_modified(pmap, sva)) {
2272                                                 if (m == NULL)
2273                                                         m = PHYS_TO_VM_PAGE(pbits & VPTE_FRAME);
2274                                                 vm_page_dirty(m);
2275                                         }
2276                                 }
2277                         } else {
2278                                 pbits = pmap_setro_pte(pte, pmap, sva);
2279                         }
2280                 }
2281         }
2282         lwkt_reltoken(&vm_token);
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Enter a managed page into a pmap.  If the page is not wired related pmap
2287  * data can be destroyed at any time for later demand-operation.
2288  *
2289  * Insert the vm_page (m) at virtual address (v) in (pmap), with the
2290  * specified protection, and wire the mapping if requested.
2291  *
2292  * NOTE: This routine may not lazy-evaluate or lose information.  The
2293  * page must actually be inserted into the given map NOW.
2294  *
2295  * NOTE: When entering a page at a KVA address, the pmap must be the
2296  * kernel_pmap.
2297  *
2298  * No requirements.
2299  */
2300 void
2301 pmap_enter(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m, vm_prot_t prot,
2302            boolean_t wired, vm_map_entry_t entry __unused)
2303 {
2304         vm_paddr_t pa;
2305         pd_entry_t *pde;
2306         pt_entry_t *pte;
2307         vm_paddr_t opa;
2308         pt_entry_t origpte, newpte;
2309         vm_page_t mpte;
2310
2311         if (pmap == NULL)
2312                 return;
2313
2314         va = trunc_page(va);
2315
2316         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2317         lwkt_gettoken(&vm_token);
2318
2319         /*
2320          * Get the page table page.   The kernel_pmap's page table pages
2321          * are preallocated and have no associated vm_page_t.
2322          */
2323         if (pmap == &kernel_pmap)
2324                 mpte = NULL;
2325         else
2326                 mpte = pmap_allocpte(pmap, va);
2327
2328         pde = pmap_pde(pmap, va);
2329         if (pde != NULL && (*pde & VPTE_V) != 0) {
2330                 if ((*pde & VPTE_PS) != 0)
2331                         panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 2MB page");
2332                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, va);
2333         } else {
2334                 panic("pmap_enter: invalid page directory va=%#lx", va);
2335         }
2336
2337         KKASSERT(pte != NULL);
2338         /*
2339          * Deal with races on the original mapping (though don't worry
2340          * about VPTE_A races) by cleaning it.  This will force a fault
2341          * if an attempt is made to write to the page.
2342          */
2343         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2344         origpte = pmap_clean_pte(pte, pmap, va);
2345         opa = origpte & VPTE_FRAME;
2346
2347         if (origpte & VPTE_PS)
2348                 panic("pmap_enter: attempted pmap_enter on 2MB page");
2349
2350         /*
2351          * Mapping has not changed, must be protection or wiring change.
2352          */
2353         if (origpte && (opa == pa)) {
2354                 /*
2355                  * Wiring change, just update stats. We don't worry about
2356                  * wiring PT pages as they remain resident as long as there
2357                  * are valid mappings in them. Hence, if a user page is wired,
2358                  * the PT page will be also.
2359                  */
2360                 if (wired && ((origpte & VPTE_WIRED) == 0))
2361                         ++pmap->pm_stats.wired_count;
2362                 else if (!wired && (origpte & VPTE_WIRED))
2363                         --pmap->pm_stats.wired_count;
2364
2365                 /*
2366                  * Remove the extra pte reference.  Note that we cannot
2367                  * optimize the RO->RW case because we have adjusted the
2368                  * wiring count above and may need to adjust the wiring
2369                  * bits below.
2370                  */
2371                 if (mpte)
2372                         mpte->hold_count--;
2373
2374                 /*
2375                  * We might be turning off write access to the page,
2376                  * so we go ahead and sense modify status.
2377                  */
2378                 if (origpte & VPTE_MANAGED) {
2379                         if ((origpte & VPTE_M) &&
2380                             pmap_track_modified(pmap, va)) {
2381                                 vm_page_t om;
2382                                 om = PHYS_TO_VM_PAGE(opa);
2383                                 vm_page_dirty(om);
2384                         }
2385                         pa |= VPTE_MANAGED;
2386                         KKASSERT(m->flags & PG_MAPPED);
2387                 }
2388                 goto validate;
2389         }
2390         /*
2391          * Mapping has changed, invalidate old range and fall through to
2392          * handle validating new mapping.
2393          */
2394         if (opa) {
2395                 int err;
2396                 err = pmap_remove_pte(pmap, pte, va);
2397                 if (err)
2398                         panic("pmap_enter: pte vanished, va: 0x%lx", va);
2399         }
2400
2401         /*
2402          * Enter on the PV list if part of our managed memory. Note that we
2403          * raise IPL while manipulating pv_table since pmap_enter can be
2404          * called at interrupt time.
2405          */
2406         if (pmap_initialized &&
2407             (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2408                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2409                 pa |= VPTE_MANAGED;
2410                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2411         }
2412
2413         /*
2414          * Increment counters
2415          */
2416         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2417         if (wired)
2418                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2419
2420 validate:
2421         /*
2422          * Now validate mapping with desired protection/wiring.
2423          */
2424         newpte = (pt_entry_t) (pa | pte_prot(pmap, prot) | VPTE_V | VPTE_U);
2425
2426         if (wired)
2427                 newpte |= VPTE_WIRED;
2428 //      if (pmap != &kernel_pmap)
2429                 newpte |= VPTE_U;
2430
2431         /*
2432          * If the mapping or permission bits are different from the
2433          * (now cleaned) original pte, an update is needed.  We've
2434          * already downgraded or invalidated the page so all we have
2435          * to do now is update the bits.
2436          *
2437          * XXX should we synchronize RO->RW changes to avoid another
2438          * fault?
2439          */
2440         if ((origpte & ~(VPTE_RW|VPTE_M|VPTE_A)) != newpte) {
2441                 *pte = newpte | VPTE_A;
2442                 if (newpte & VPTE_RW)
2443                         vm_page_flag_set(m, PG_WRITEABLE);
2444         }
2445         KKASSERT((newpte & VPTE_MANAGED) == 0 || (m->flags & PG_MAPPED));
2446         lwkt_reltoken(&vm_token);
2447         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2448 }
2449
2450 /*
2451  * This code works like pmap_enter() but assumes VM_PROT_READ and not-wired.
2452  *
2453  * Currently this routine may only be used on user pmaps, not kernel_pmap.
2454  *
2455  * No requirements.
2456  */
2457 void
2458 pmap_enter_quick(pmap_t pmap, vm_offset_t va, vm_page_t m)
2459 {
2460         pt_entry_t *pte;
2461         vm_paddr_t pa;
2462         vm_page_t mpte;
2463         vm_pindex_t ptepindex;
2464         pd_entry_t *ptepa;
2465
2466         KKASSERT(pmap != &kernel_pmap);
2467
2468         KKASSERT(va >= VM_MIN_USER_ADDRESS && va < VM_MAX_USER_ADDRESS);
2469
2470         /*
2471          * Calculate pagetable page index
2472          */
2473         ptepindex = pmap_pde_pindex(va);
2474
2475         vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2476         lwkt_gettoken(&vm_token);
2477
2478         do {
2479                 /*
2480                  * Get the page directory entry
2481                  */
2482                 ptepa = pmap_pde(pmap, va);
2483
2484                 /*
2485                  * If the page table page is mapped, we just increment
2486                  * the hold count, and activate it.
2487                  */
2488                 if (ptepa && (*ptepa & VPTE_V) != 0) {
2489                         if (*ptepa & VPTE_PS)
2490                                 panic("pmap_enter_quick: unexpected mapping into 2MB page");
2491                         if (pmap->pm_ptphint &&
2492                             (pmap->pm_ptphint->pindex == ptepindex)) {
2493                                 mpte = pmap->pm_ptphint;
2494                         } else {
2495                                 mpte = pmap_page_lookup( pmap->pm_pteobj, ptepindex);
2496                                 pmap->pm_ptphint = mpte;
2497                                 vm_page_wakeup(mpte);
2498                         }
2499                         if (mpte)
2500                                 mpte->hold_count++;
2501                 } else {
2502                         mpte = _pmap_allocpte(pmap, ptepindex);
2503                 }
2504         } while (mpte == NULL);
2505
2506         /*
2507          * Ok, now that the page table page has been validated, get the pte.
2508          * If the pte is already mapped undo mpte's hold_count and
2509          * just return.
2510          */
2511         pte = pmap_pte(pmap, va);
2512         if (*pte & VPTE_V) {
2513                 KKASSERT(mpte != NULL);
2514                 pmap_unwire_pte_hold(pmap, va, mpte);
2515                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2516                 KKASSERT(((*pte ^ pa) & VPTE_FRAME) == 0);
2517                 lwkt_reltoken(&vm_token);
2518                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2519                 return;
2520         }
2521
2522         /*
2523          * Enter on the PV list if part of our managed memory
2524          */
2525         if ((m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED)) == 0) {
2526                 pmap_insert_entry(pmap, va, mpte, m);
2527                 vm_page_flag_set(m, PG_MAPPED);
2528         }
2529
2530         /*
2531          * Increment counters
2532          */
2533         ++pmap->pm_stats.resident_count;
2534
2535         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2536
2537         /*
2538          * Now validate mapping with RO protection
2539          */
2540         if (m->flags & (PG_FICTITIOUS|PG_UNMANAGED))
2541                 *pte = (vpte_t)pa | VPTE_V | VPTE_U;
2542         else
2543                 *pte = (vpte_t)pa | VPTE_V | VPTE_U | VPTE_MANAGED;
2544         /*pmap_inval_add(&info, pmap, va); shouldn't be needed 0->valid */
2545         /*pmap_inval_flush(&info); don't need for vkernel */
2546         lwkt_reltoken(&vm_token);
2547         vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2548 }
2549
2550 /*
2551  * Make a temporary mapping for a physical address.  This is only intended
2552  * to be used for panic dumps.
2553  *
2554  * The caller is responsible for calling smp_invltlb().
2555  */
2556 void *
2557 pmap_kenter_temporary(vm_paddr_t pa, long i)
2558 {
2559         pmap_kenter_quick(crashdumpmap + (i * PAGE_SIZE), pa);
2560         return ((void *)crashdumpmap);
2561 }
2562
2563 #define MAX_INIT_PT (96)
2564
2565 /*
2566  * This routine preloads the ptes for a given object into the specified pmap.
2567  * This eliminates the blast of soft faults on process startup and
2568  * immediately after an mmap.
2569  *
2570  * No requirements.
2571  */
2572 static int pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data);
2573
2574 void
2575 pmap_object_init_pt(pmap_t pmap, vm_offset_t addr, vm_prot_t prot,
2576                     vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
2577                     vm_size_t size, int limit)
2578 {
2579         struct rb_vm_page_scan_info info;
2580         struct lwp *lp;
2581         vm_size_t psize;
2582
2583         /*
2584          * We can't preinit if read access isn't set or there is no pmap
2585          * or object.
2586          */
2587         if ((prot & VM_PROT_READ) == 0 || pmap == NULL || object == NULL)
2588                 return;
2589
2590         /*
2591          * We can't preinit if the pmap is not the current pmap
2592          */
2593         lp = curthread->td_lwp;
2594         if (lp == NULL || pmap != vmspace_pmap(lp->lwp_vmspace))
2595                 return;
2596
2597         psize = x86_64_btop(size);
2598
2599         if ((object->type != OBJT_VNODE) ||
2600                 ((limit & MAP_PREFAULT_PARTIAL) && (psize > MAX_INIT_PT) &&
2601                         (object->resident_page_count > MAX_INIT_PT))) {
2602                 return;
2603         }
2604
2605         if (psize + pindex > object->size) {
2606                 if (object->size < pindex)
2607                         return;
2608                 psize = object->size - pindex;
2609         }
2610
2611         if (psize == 0)
2612                 return;
2613
2614         /*
2615          * Use a red-black scan to traverse the requested range and load
2616          * any valid pages found into the pmap.
2617          *
2618          * We cannot safely scan the object's memq unless we are in a
2619          * critical section since interrupts can remove pages from objects.
2620          */
2621         info.start_pindex = pindex;
2622         info.end_pindex = pindex + psize - 1;
2623         info.limit = limit;
2624         info.mpte = NULL;
2625         info.addr = addr;
2626         info.pmap = pmap;
2627
2628         vm_object_hold_shared(object);
2629         vm_page_rb_tree_RB_SCAN(&object->rb_memq, rb_vm_page_scancmp,
2630                                 pmap_object_init_pt_callback, &info);
2631         vm_object_drop(object);
2632 }
2633
2634 static
2635 int
2636 pmap_object_init_pt_callback(vm_page_t p, void *data)
2637 {
2638         struct rb_vm_page_scan_info *info = data;
2639         vm_pindex_t rel_index;
2640         /*
2641          * don't allow an madvise to blow away our really
2642          * free pages allocating pv entries.
2643          */
2644         if ((info->limit & MAP_PREFAULT_MADVISE) &&
2645                 vmstats.v_free_count < vmstats.v_free_reserved) {
2646                     return(-1);
2647         }
2648
2649         /*
2650          * Ignore list markers and ignore pages we cannot instantly
2651          * busy (while holding the object token).
2652          */
2653         if (p->flags & PG_MARKER)
2654                 return 0;
2655         if (vm_page_busy_try(p, TRUE))
2656                 return 0;
2657         if (((p->valid & VM_PAGE_BITS_ALL) == VM_PAGE_BITS_ALL) &&
2658             (p->flags & PG_FICTITIOUS) == 0) {
2659                 if ((p->queue - p->pc) == PQ_CACHE)
2660                         vm_page_deactivate(p);
2661                 rel_index = p->pindex - info->start_pindex;
2662                 pmap_enter_quick(info->pmap,
2663                                  info->addr + x86_64_ptob(rel_index), p);
2664         }
2665         vm_page_wakeup(p);
2666         return(0);
2667 }
2668
2669 /*
2670  * Return TRUE if the pmap is in shape to trivially
2671  * pre-fault the specified address.
2672  *
2673  * Returns FALSE if it would be non-trivial or if a
2674  * pte is already loaded into the slot.
2675  *
2676  * No requirements.
2677  */
2678 int
2679 pmap_prefault_ok(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
2680 {
2681         pt_entry_t *pte;
2682         pd_entry_t *pde;
2683         int ret;
2684
2685         lwkt_gettoken(&vm_token);
2686         pde = pmap_pde(pmap, addr);
2687         if (pde == NULL || *pde == 0) {
2688                 ret = 0;
2689         } else {
2690                 pte = pmap_pde_to_pte(pde, addr);
2691                 ret = (*pte) ? 0 : 1;
2692         }
2693         lwkt_reltoken(&vm_token);
2694         return (ret);
2695 }
2696
2697 /*
2698  * Change the wiring attribute for a map/virtual-address pair.
2699  *
2700  * The mapping must already exist in the pmap.
2701  * No other requirements.
2702  */
2703 void
2704 pmap_change_wiring(pmap_t pmap, vm_offset_t va, boolean_t wired,
2705                    vm_map_entry_t entry __unused)
2706 {
2707         pt_entry_t *pte;
2708
2709         if (pmap == NULL)
2710                 return;
2711
2712         lwkt_gettoken(&vm_token);
2713         pte = pmap_pte(pmap, va);
2714
2715         if (wired && !pmap_pte_w(pte))
2716                 pmap->pm_stats.wired_count++;
2717         else if (!wired && pmap_pte_w(pte))
2718                 pmap->pm_stats.wired_count--;
2719
2720         /*
2721          * Wiring is not a hardware characteristic so there is no need to
2722          * invalidate TLB.  However, in an SMP environment we must use
2723          * a locked bus cycle to update the pte (if we are not using
2724          * the pmap_inval_*() API that is)... it's ok to do this for simple
2725          * wiring changes.
2726          */
2727         if (wired)
2728                 atomic_set_long(pte, VPTE_WIRED);
2729         else
2730                 atomic_clear_long(pte, VPTE_WIRED);
2731         lwkt_reltoken(&vm_token);
2732 }
2733
2734 /*
2735  *      Copy the range specified by src_addr/len
2736  *      from the source map to the range dst_addr/len
2737  *      in the destination map.
2738  *
2739  *      This routine is only advisory and need not do anything.
2740  */
2741 void
2742 pmap_copy(pmap_t dst_pmap, pmap_t src_pmap, vm_offset_t dst_addr,
2743         vm_size_t len, vm_offset_t src_addr)
2744 {
2745         /*
2746          * XXX BUGGY.  Amoung other things srcmpte is assumed to remain
2747          * valid through blocking calls, and that's just not going to
2748          * be the case.
2749          *
2750          * FIXME!
2751          */
2752         return;
2753 }
2754
2755 /*
2756  * pmap_zero_page:
2757  *
2758  *      Zero the specified physical page.
2759  *
2760  *      This function may be called from an interrupt and no locking is
2761  *      required.
2762  */
2763 void
2764 pmap_zero_page(vm_paddr_t phys)
2765 {
2766         vm_offset_t va = PHYS_TO_DMAP(phys);
2767
2768         bzero((void *)va, PAGE_SIZE);
2769 }
2770
2771 /*
2772  * pmap_page_assertzero:
2773  *
2774  *      Assert that a page is empty, panic if it isn't.
2775  */
2776 void
2777 pmap_page_assertzero(vm_paddr_t phys)
2778 {
2779         int i;
2780
2781         crit_enter();
2782         vm_offset_t virt = PHYS_TO_DMAP(phys);
2783
2784         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += sizeof(int)) {
2785             if (*(int *)((char *)virt + i) != 0) {
2786                 panic("pmap_page_assertzero() @ %p not zero!",
2787                     (void *)virt);
2788             }
2789         }
2790         crit_exit();
2791 }
2792
2793 /*
2794  * pmap_zero_page:
2795  *
2796  *      Zero part of a physical page by mapping it into memory and clearing
2797  *      its contents with bzero.
2798  *
2799  *      off and size may not cover an area beyond a single hardware page.
2800  */
2801 void
2802 pmap_zero_page_area(vm_paddr_t phys, int off, int size)
2803 {
2804         crit_enter();
2805         vm_offset_t virt = PHYS_TO_DMAP(phys);
2806         bzero((char *)virt + off, size);
2807         crit_exit();
2808 }
2809
2810 /*
2811  * pmap_copy_page:
2812  *
2813  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2814  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2815  *      is required.
2816  */
2817 void
2818 pmap_copy_page(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst)
2819 {
2820         vm_offset_t src_virt, dst_virt;
2821
2822         crit_enter();
2823         src_virt = PHYS_TO_DMAP(src);
2824         dst_virt = PHYS_TO_DMAP(dst);
2825         bcopy((void *)src_virt, (void *)dst_virt, PAGE_SIZE);
2826         crit_exit();
2827 }
2828
2829 /*
2830  * pmap_copy_page_frag:
2831  *
2832  *      Copy the physical page from the source PA to the target PA.
2833  *      This function may be called from an interrupt.  No locking
2834  *      is required.
2835  */
2836 void
2837 pmap_copy_page_frag(vm_paddr_t src, vm_paddr_t dst, size_t bytes)
2838 {
2839         vm_offset_t src_virt, dst_virt;
2840
2841         crit_enter();
2842         src_virt = PHYS_TO_DMAP(src);
2843         dst_virt = PHYS_TO_DMAP(dst);
2844         bcopy((char *)src_virt + (src & PAGE_MASK),
2845               (char *)dst_virt + (dst & PAGE_MASK),
2846               bytes);
2847         crit_exit();
2848 }
2849
2850 /*
2851  * Returns true if the pmap's pv is one of the first 16 pvs linked to
2852  * from this page.  This count may be changed upwards or downwards
2853  * in the future; it is only necessary that true be returned for a small
2854  * subset of pmaps for proper page aging.
2855  *
2856  * No other requirements.
2857  */
2858 boolean_t
2859 pmap_page_exists_quick(pmap_t pmap, vm_page_t m)
2860 {
2861         pv_entry_t pv;
2862         int loops = 0;
2863
2864         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2865                 return FALSE;
2866
2867         crit_enter();
2868         lwkt_gettoken(&vm_token);
2869
2870         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2871                 if (pv->pv_pmap == pmap) {
2872                         lwkt_reltoken(&vm_token);
2873                         crit_exit();
2874                         return TRUE;
2875                 }
2876                 loops++;
2877                 if (loops >= 16)
2878                         break;
2879         }
2880         lwkt_reltoken(&vm_token);
2881         crit_exit();
2882         return (FALSE);
2883 }
2884
2885 /*
2886  * Remove all pages from specified address space this aids process
2887  * exit speeds.  Also, this code is special cased for current
2888  * process only, but can have the more generic (and slightly slower)
2889  * mode enabled.  This is much faster than pmap_remove in the case
2890  * of running down an entire address space.
2891  *
2892  * No other requirements.
2893  */
2894 void
2895 pmap_remove_pages(pmap_t pmap, vm_offset_t sva, vm_offset_t eva)
2896 {
2897         pt_entry_t *pte, tpte;
2898         pv_entry_t pv, npv;
2899         vm_page_t m;
2900         int save_generation;
2901
2902         if (pmap->pm_pteobj)
2903                 vm_object_hold(pmap->pm_pteobj);
2904         lwkt_gettoken(&vm_token);
2905
2906         for (pv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist); pv; pv = npv) {
2907                 if (pv->pv_va >= eva || pv->pv_va < sva) {
2908                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2909                         continue;
2910                 }
2911
2912                 KKASSERT(pmap == pv->pv_pmap);
2913
2914                 pte = pmap_pte(pmap, pv->pv_va);
2915
2916                 /*
2917                  * We cannot remove wired pages from a process' mapping
2918                  * at this time
2919                  */
2920                 if (*pte & VPTE_WIRED) {
2921                         npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2922                         continue;
2923                 }
2924                 tpte = pmap_inval_loadandclear(pte, pmap, pv->pv_va);
2925
2926                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(tpte & VPTE_FRAME);
2927
2928                 KASSERT(m < &vm_page_array[vm_page_array_size],
2929                         ("pmap_remove_pages: bad tpte %lx", tpte));
2930
2931                 KKASSERT(pmap->pm_stats.resident_count > 0);
2932                 --pmap->pm_stats.resident_count;
2933
2934                 /*
2935                  * Update the vm_page_t clean and reference bits.
2936                  */
2937                 if (tpte & VPTE_M) {
2938                         vm_page_dirty(m);
2939                 }
2940
2941                 npv = TAILQ_NEXT(pv, pv_plist);
2942                 TAILQ_REMOVE(&pmap->pm_pvlist, pv, pv_plist);
2943                 save_generation = ++pmap->pm_generation;
2944
2945                 m->md.pv_list_count--;
2946                 atomic_add_int(&m->object->agg_pv_list_count, -1);
2947                 TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
2948                 if (TAILQ_EMPTY(&m->md.pv_list))
2949                         vm_page_flag_clear(m, PG_MAPPED | PG_WRITEABLE);
2950
2951                 pmap_unuse_pt(pmap, pv->pv_va, pv->pv_ptem);
2952                 free_pv_entry(pv);
2953
2954                 /*
2955                  * Restart the scan if we blocked during the unuse or free
2956                  * calls and other removals were made.
2957                  */
2958                 if (save_generation != pmap->pm_generation) {
2959                         kprintf("Warning: pmap_remove_pages race-A avoided\n");
2960                         npv = TAILQ_FIRST(&pmap->pm_pvlist);
2961                 }
2962         }
2963         lwkt_reltoken(&vm_token);
2964         if (pmap->pm_pteobj)
2965                 vm_object_drop(pmap->pm_pteobj);
2966 }
2967
2968 /*
2969  * pmap_testbit tests bits in active mappings of a VM page.
2970  */
2971 static boolean_t
2972 pmap_testbit(vm_page_t m, int bit)
2973 {
2974         pv_entry_t pv;
2975         pt_entry_t *pte;
2976
2977         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
2978                 return FALSE;
2979
2980         if (TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list) == NULL)
2981                 return FALSE;
2982
2983         crit_enter();
2984
2985         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
2986                 /*
2987                  * if the bit being tested is the modified bit, then
2988                  * mark clean_map and ptes as never
2989                  * modified.
2990                  */
2991                 if (bit & (VPTE_A|VPTE_M)) {
2992                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
2993                                 continue;
2994                 }
2995
2996 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
2997                 if (pv->pv_pmap == NULL) {
2998                         kprintf("Null pmap (tb) at va: 0x%lx\n", pv->pv_va);
2999                         continue;
3000                 }
3001 #endif
3002                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3003                 if (*pte & bit) {
3004                         crit_exit();
3005                         return TRUE;
3006                 }
3007         }
3008         crit_exit();
3009         return (FALSE);
3010 }
3011
3012 /*
3013  * This routine is used to clear bits in ptes.  Certain bits require special
3014  * handling, in particular (on virtual kernels) the VPTE_M (modify) bit.
3015  *
3016  * This routine is only called with certain VPTE_* bit combinations.
3017  */
3018 static __inline void
3019 pmap_clearbit(vm_page_t m, int bit)
3020 {
3021         pv_entry_t pv;
3022         pt_entry_t *pte;
3023         pt_entry_t pbits;
3024
3025         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3026                 return;
3027
3028         crit_enter();
3029
3030         /*
3031          * Loop over all current mappings setting/clearing as appropos If
3032          * setting RO do we need to clear the VAC?
3033          */
3034         TAILQ_FOREACH(pv, &m->md.pv_list, pv_list) {
3035                 /*
3036                  * don't write protect pager mappings
3037                  */
3038                 if (bit == VPTE_RW) {
3039                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
3040                                 continue;
3041                 }
3042
3043 #if defined(PMAP_DIAGNOSTIC)
3044                 if (pv->pv_pmap == NULL) {
3045                         kprintf("Null pmap (cb) at va: 0x%lx\n", pv->pv_va);
3046                         continue;
3047                 }
3048 #endif
3049
3050                 /*
3051                  * Careful here.  We can use a locked bus instruction to
3052                  * clear VPTE_A or VPTE_M safely but we need to synchronize
3053                  * with the target cpus when we mess with VPTE_RW.
3054                  *
3055                  * On virtual kernels we must force a new fault-on-write
3056                  * in the real kernel if we clear the Modify bit ourselves,
3057                  * otherwise the real kernel will not get a new fault and
3058                  * will never set our Modify bit again.
3059                  */
3060                 pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3061                 if (*pte & bit) {
3062                         if (bit == VPTE_RW) {
3063                                 /*
3064                                  * We must also clear VPTE_M when clearing
3065                                  * VPTE_RW
3066                                  */
3067                                 pbits = pmap_clean_pte(pte, pv->pv_pmap,
3068                                                        pv->pv_va);
3069                                 if (pbits & VPTE_M)
3070                                         vm_page_dirty(m);
3071                         } else if (bit == VPTE_M) {
3072                                 /*
3073                                  * We do not have to make the page read-only
3074                                  * when clearing the Modify bit.  The real
3075                                  * kernel will make the real PTE read-only
3076                                  * or otherwise detect the write and set
3077                                  * our VPTE_M again simply by us invalidating
3078                                  * the real kernel VA for the pmap (as we did
3079                                  * above).  This allows the real kernel to
3080                                  * handle the write fault without forwarding
3081                                  * the fault to us.
3082                                  */
3083                                 atomic_clear_long(pte, VPTE_M);
3084                         } else if ((bit & (VPTE_RW|VPTE_M)) == (VPTE_RW|VPTE_M)) {
3085                                 /*
3086                                  * We've been asked to clear W & M, I guess
3087                                  * the caller doesn't want us to update
3088                                  * the dirty status of the VM page.
3089                                  */
3090                                 pmap_clean_pte(pte, pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3091                         } else {
3092                                 /*
3093                                  * We've been asked to clear bits that do
3094                                  * not interact with hardware.
3095                                  */
3096                                 atomic_clear_long(pte, bit);
3097                         }
3098                 }
3099         }
3100         crit_exit();
3101 }
3102
3103 /*
3104  * Lower the permission for all mappings to a given page.
3105  *
3106  * No other requirements.
3107  */
3108 void
3109 pmap_page_protect(vm_page_t m, vm_prot_t prot)
3110 {
3111         /* JG NX support? */
3112         if ((prot & VM_PROT_WRITE) == 0) {
3113                 lwkt_gettoken(&vm_token);
3114                 if (prot & (VM_PROT_READ | VM_PROT_EXECUTE)) {
3115                         pmap_clearbit(m, VPTE_RW);
3116                         vm_page_flag_clear(m, PG_WRITEABLE);
3117                 } else {
3118                         pmap_remove_all(m);
3119                 }
3120                 lwkt_reltoken(&vm_token);
3121         }
3122 }
3123
3124 vm_paddr_t
3125 pmap_phys_address(vm_pindex_t ppn)
3126 {
3127         return (x86_64_ptob(ppn));
3128 }
3129
3130 /*
3131  * Return a count of reference bits for a page, clearing those bits.
3132  * It is not necessary for every reference bit to be cleared, but it
3133  * is necessary that 0 only be returned when there are truly no
3134  * reference bits set.
3135  *
3136  * XXX: The exact number of bits to check and clear is a matter that
3137  * should be tested and standardized at some point in the future for
3138  * optimal aging of shared pages.
3139  *
3140  * No other requirements.
3141  */
3142 int
3143 pmap_ts_referenced(vm_page_t m)
3144 {
3145         pv_entry_t pv, pvf, pvn;
3146         pt_entry_t *pte;
3147         int rtval = 0;
3148
3149         if (!pmap_initialized || (m->flags & PG_FICTITIOUS))
3150                 return (rtval);
3151
3152         crit_enter();
3153         lwkt_gettoken(&vm_token);
3154
3155         if ((pv = TAILQ_FIRST(&m->md.pv_list)) != NULL) {
3156
3157                 pvf = pv;
3158
3159                 do {
3160                         pvn = TAILQ_NEXT(pv, pv_list);
3161
3162                         TAILQ_REMOVE(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3163
3164                         TAILQ_INSERT_TAIL(&m->md.pv_list, pv, pv_list);
3165
3166                         if (!pmap_track_modified(pv->pv_pmap, pv->pv_va))
3167                                 continue;
3168
3169                         pte = pmap_pte(pv->pv_pmap, pv->pv_va);
3170
3171                         if (pte && (*pte & VPTE_A)) {
3172                                 atomic_clear_long(pte, VPTE_A);
3173                                 rtval++;
3174                                 if (rtval > 4) {
3175                                         break;
3176                                 }
3177                         }
3178                 } while ((pv = pvn) != NULL && pv != pvf);
3179         }
3180         lwkt_reltoken(&vm_token);
3181         crit_exit();
3182
3183         return (rtval);
3184 }
3185
3186 /*
3187  * Return whether or not the specified physical page was modified
3188  * in any physical maps.
3189  *
3190  * No other requirements.
3191  */
3192 boolean_t
3193 pmap_is_modified(vm_page_t m)
3194 {
3195         boolean_t res;
3196
3197         lwkt_gettoken(&vm_token);
3198         res = pmap_testbit(m, VPTE_M);
3199         lwkt_reltoken(&vm_token);
3200         return (res);
3201 }
3202
3203 /*
3204  * Clear the modify bits on the specified physical page.
3205  *
3206  * No other requirements.
3207  */
3208 void
3209 pmap_clear_modify(vm_page_t m)
3210 {
3211         lwkt_gettoken(&vm_token);
3212         pmap_clearbit(m, VPTE_M);
3213         lwkt_reltoken(&vm_token);
3214 }
3215
3216 /*
3217  * Clear the reference bit on the specified physical page.
3218  *
3219  * No other requirements.
3220  */
3221 void
3222 pmap_clear_reference(vm_page_t m)
3223 {
3224         lwkt_gettoken(&vm_token);
3225         pmap_clearbit(m, VPTE_A);
3226         lwkt_reltoken(&vm_token);
3227 }
3228
3229 /*
3230  * Miscellaneous support routines follow
3231  */
3232
3233 static void
3234 i386_protection_init(void)
3235 {
3236         int *kp, prot;
3237
3238         kp = protection_codes;
3239         for (prot = 0; prot < 8; prot++) {
3240                 if (prot & VM_PROT_READ)
3241                         *kp |= 0; /* if it's VALID is readeable */
3242                 if (prot & VM_PROT_WRITE)
3243                         *kp |= VPTE_RW;
3244                 if (prot & VM_PROT_EXECUTE)
3245                         *kp |= 0; /* if it's VALID is executable */
3246                 ++kp;
3247         }
3248 }
3249
3250 /*
3251  * Sets the memory attribute for the specified page.
3252  */
3253 void
3254 pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma)
3255 {
3256         /* This is a vkernel, do nothing */
3257 }
3258
3259 /*
3260  * Change the PAT attribute on an existing kernel memory map.  Caller
3261  * must ensure that the virtual memory in question is not accessed
3262  * during the adjustment.
3263  */
3264 void
3265 pmap_change_attr(vm_offset_t va, vm_size_t count, int mode)
3266 {
3267         /* This is a vkernel, do nothing */
3268 }
3269
3270 /*
3271  * Perform the pmap work for mincore
3272  *
3273  * No other requirements.
3274  */
3275 int
3276 pmap_mincore(pmap_t pmap, vm_offset_t addr)
3277 {
3278         pt_entry_t *ptep, pte;
3279         vm_page_t m;
3280         int val = 0;
3281
3282         lwkt_gettoken(&vm_token);
3283         ptep = pmap_pte(pmap, addr);
3284
3285         if (ptep && (pte = *ptep) != 0) {
3286                 vm_paddr_t pa;
3287
3288                 val = MINCORE_INCORE;
3289                 if ((pte & VPTE_MANAGED) == 0)
3290                         goto done;
3291
3292                 pa = pte & VPTE_FRAME;
3293
3294                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3295
3296                 /*
3297                  * Modified by us
3298                  */
3299                 if (pte & VPTE_M)
3300                         val |= MINCORE_MODIFIED|MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3301                 /*
3302                  * Modified by someone
3303                  */
3304                 else if (m->dirty || pmap_is_modified(m))
3305                         val |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
3306                 /*
3307                  * Referenced by us
3308                  */
3309                 if (pte & VPTE_A)
3310                         val |= MINCORE_REFERENCED|MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3311
3312                 /*
3313                  * Referenced by someone
3314                  */
3315                 else if ((m->flags & PG_REFERENCED) || pmap_ts_referenced(m)) {
3316                         val |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
3317                         vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
3318                 }
3319         }
3320 done:
3321         lwkt_reltoken(&vm_token);
3322         return val;
3323 }
3324
3325 /*
3326  * Replace p->p_vmspace with a new one.  If adjrefs is non-zero the new
3327  * vmspace will be ref'd and the old one will be deref'd.
3328  *
3329  * Caller must hold vmspace->vm_map.token for oldvm and newvm
3330  */
3331 void
3332 pmap_replacevm(struct proc *p, struct vmspace *newvm, int adjrefs)
3333 {
3334         struct vmspace *oldvm;
3335         struct lwp *lp;
3336
3337         crit_enter();
3338         oldvm = p->p_vmspace;
3339         if (oldvm != newvm) {
3340                 if (adjrefs)
3341                         vmspace_ref(newvm);
3342                 p->p_vmspace = newvm;
3343                 KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
3344                 lp = RB_ROOT(&p->p_lwp_tree);
3345                 pmap_setlwpvm(lp, newvm);
3346                 if (adjrefs)
3347                         vmspace_rel(oldvm);
3348         }
3349         crit_exit();
3350 }
3351
3352 /*
3353  * Set the vmspace for a LWP.  The vmspace is almost universally set the
3354  * same as the process vmspace, but virtual kernels need to swap out contexts
3355  * on a per-lwp basis.
3356  */
3357 void
3358 pmap_setlwpvm(struct lwp *lp, struct vmspace *newvm)
3359 {
3360         struct vmspace *oldvm;
3361         struct pmap *pmap;
3362
3363         oldvm = lp->lwp_vmspace;
3364         if (oldvm != newvm) {
3365                 crit_enter();
3366                 lp->lwp_vmspace = newvm;
3367                 if (curthread->td_lwp == lp) {
3368                         pmap = vmspace_pmap(newvm);
3369                         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(pmap->pm_active, mycpu->gd_cpuid);
3370                         if (pmap->pm_active_lock & CPULOCK_EXCL)
3371                                 pmap_interlock_wait(newvm);
3372 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
3373                         tlb_flush_count++;
3374 #endif
3375                         pmap = vmspace_pmap(oldvm);
3376                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(pmap->pm_active,
3377                                                mycpu->gd_cpuid);
3378                 }
3379                 crit_exit();
3380         }
3381 }
3382
3383 /*
3384  * The swtch code tried to switch in a heavy weight process whos pmap
3385  * is locked by another cpu.  We have to wait for the lock to clear before
3386  * the pmap can be used.
3387  */
3388 void
3389 pmap_interlock_wait (struct vmspace *vm)
3390 {
3391         pmap_t pmap = vmspace_pmap(vm);
3392
3393         if (pmap->pm_active_lock & CPULOCK_EXCL) {
3394                 crit_enter();
3395                 while (pmap->pm_active_lock & CPULOCK_EXCL) {
3396                         cpu_ccfence();
3397                         pthread_yield();
3398                 }
3399                 crit_exit();
3400         }
3401 }
3402
3403 vm_offset_t
3404 pmap_addr_hint(vm_object_t obj, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
3405 {
3406
3407         if ((obj == NULL) || (size < NBPDR) || (obj->type != OBJT_DEVICE)) {
3408                 return addr;
3409         }
3410
3411         addr = (addr + (NBPDR - 1)) & ~(NBPDR - 1);
3412         return addr;
3413 }
3414
3415 /*
3416  * Used by kmalloc/kfree, page already exists at va
3417  */
3418 vm_page_t
3419 pmap_kvtom(vm_offset_t va)
3420 {
3421         vpte_t *ptep;
3422
3423         KKASSERT(va >= KvaStart && va < KvaEnd);
3424         ptep = vtopte(va);
3425         return(PHYS_TO_VM_PAGE(*ptep & PG_FRAME));
3426 }
3427
3428 void
3429 pmap_object_init(vm_object_t object)
3430 {
3431         /* empty */
3432 }
3433
3434 void
3435 pmap_object_free(vm_object_t object)
3436 {
3437         /* empty */
3438 }