]> git.saurik.com Git - apple/xnu.git/blobdiff - osfmk/i386/pmap_internal.h
xnu-3789.1.32.tar.gz
[apple/xnu.git] / osfmk / i386 / pmap_internal.h
index 63bebc3abf0c7f5a37a020f9aee8539fc15255f8..3c8909968de9046e5682b111cb71d60a0f885fb8 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2000-2009 Apple Inc. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2000-2012 Apple Inc. All rights reserved.
  *
  * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_START@
  * 
  * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_END@
  */
 
-#include <vm/pmap.h>
-#include <sys/kdebug.h>
-#include <kern/debug.h>
 
+#ifndef        _I386_PMAP_INTERNAL_
+#define _I386_PMAP_INTERNAL_
 #ifdef MACH_KERNEL_PRIVATE
 
+#include <vm/pmap.h>
+#include <sys/kdebug.h>
+#include <kern/ledger.h>
+#include <kern/simple_lock.h>
+#include <i386/bit_routines.h>
+
 /*
  * pmap locking
  */
        simple_unlock(&(pmap)->lock);           \
 }
 
+#define PMAP_UPDATE_TLBS(pmap, s, e)                   \
+       pmap_flush_tlbs(pmap, s, e, 0, NULL)
+
+
+#define        PMAP_DELAY_TLB_FLUSH            0x01
+
+#define PMAP_UPDATE_TLBS_DELAYED(pmap, s, e, c)                        \
+       pmap_flush_tlbs(pmap, s, e, PMAP_DELAY_TLB_FLUSH, c)
 
-#define PMAP_UPDATE_TLBS(pmap, s, e)                                   \
-       pmap_flush_tlbs(pmap)
 
 #define        iswired(pte)    ((pte) & INTEL_PTE_WIRED)
 
@@ -60,20 +71,36 @@ extern      boolean_t       pmap_trace;
 #define PMAP_TRACE(x,a,b,c,d,e)        KERNEL_DEBUG(x,a,b,c,d,e)
 #endif /* PMAP_TRACES */
 
-void           pmap_expand_pml4(
+#define PMAP_TRACE_CONSTANT(x,a,b,c,d,e)                               \
+       KERNEL_DEBUG_CONSTANT(x,a,b,c,d,e);                             \
+
+kern_return_t  pmap_expand_pml4(
                        pmap_t          map,
-                       vm_map_offset_t v);
+                       vm_map_offset_t v,
+                       unsigned int options);
 
-void           pmap_expand_pdpt(
+kern_return_t  pmap_expand_pdpt(
                        pmap_t          map,
-                       vm_map_offset_t v);
-extern void    pmap_flush_tlbs(pmap_t pmap);
+                       vm_map_offset_t v,
+                       unsigned int options);
+
+void           phys_attribute_set(
+                       ppnum_t         phys,
+                       int             bits);
+
+void           pmap_set_reference(
+                       ppnum_t pn);
+
+boolean_t      phys_page_exists(
+                       ppnum_t pn);
+
+void
+pmap_flush_tlbs(pmap_t, vm_map_offset_t, vm_map_offset_t, int, pmap_flush_context *);
+
+void
+pmap_update_cache_attributes_locked(ppnum_t, unsigned);
 
-#if    defined(__x86_64__)
 extern const boolean_t cpu_64bit;
-#else
-extern boolean_t cpu_64bit;
-#endif
 
 /*
  *     Private data structures.
@@ -99,8 +126,8 @@ extern boolean_t cpu_64bit;
 PV HASHING Changes - JK 1/2007
 
 Pve's establish physical to virtual mappings.  These are used for aliasing of a 
-physical page to (potentially many) virtual addresses within pmaps. In the previous 
-implementation the structure of the pv_entries (each 16 bytes in size) was
+physical page to (potentially many) virtual addresses within pmaps. In the
+previous implementation the structure of the pv_entries (each 16 bytes in size) was
 
 typedef struct pv_entry {
     struct pv_entry_t    next;
@@ -108,20 +135,23 @@ typedef struct pv_entry {
     vm_map_offset_t   va;
 } *pv_entry_t;
 
-An initial array of these is created at boot time, one per physical page of memory, 
-indexed by the physical page number. Additionally, a pool of entries is created from a 
-pv_zone to be used as needed by pmap_enter() when it is creating new mappings.  
-Originally, we kept this pool around because the code in pmap_enter() was unable to 
-block if it needed an entry and none were available - we'd panic.  Some time ago I 
-restructured the pmap_enter() code so that for user pmaps it can block while zalloc'ing 
-a pv structure and restart, removing a panic from the code (in the case of the kernel 
-pmap we cannot block and still panic, so, we keep a separate hot pool for use only on 
-kernel pmaps).  The pool has not been removed since there is a large performance gain 
-keeping freed pv's around for reuse and not suffering the overhead of zalloc for every new pv we need.
-
-As pmap_enter() created new mappings it linked the new pve's for them off the fixed 
-pv array for that ppn (off the next pointer).  These pve's are accessed for several 
-operations, one of them being address space teardown.  In that case, we basically do this
+An initial array of these is created at boot time, one per physical page of
+memory, indexed by the physical page number. Additionally, a pool of entries
+is created from a pv_zone to be used as needed by pmap_enter() when it is
+creating new mappings.  Originally, we kept this pool around because the code
+in pmap_enter() was unable to block if it needed an entry and none were
+available - we'd panic.  Some time ago I restructured the pmap_enter() code
+so that for user pmaps it can block while zalloc'ing a pv structure and restart,
+removing a panic from the code (in the case of the kernel pmap we cannot block
+and still panic, so, we keep a separate hot pool for use only on kernel pmaps).
+The pool has not been removed since there is a large performance gain keeping
+freed pv's around for reuse and not suffering the overhead of zalloc for every
+new pv we need.
+
+As pmap_enter() created new mappings it linked the new pve's for them off the
+fixed pv array for that ppn (off the next pointer).  These pve's are accessed
+for several operations, one of them being address space teardown. In that case,
+we basically do this
 
        for (every page/pte in the space) {
                calc pve_ptr from the ppn in the pte
@@ -133,124 +163,205 @@ operations, one of them being address space teardown.  In that case, we basicall
                }
        }
 
-The problem arose when we were running, say 8000 (or even 2000) apache or other processes 
-and one or all terminate. The list hanging off each pv array entry could have thousands of 
-entries.  We were continuously linearly searching each of these lists as we stepped through 
-the address space we were tearing down.  Because of the locks we hold, likely taking a cache 
-miss for each node,  and interrupt disabling for MP issues the system became completely 
-unresponsive for many seconds while we did this.
-
-Realizing that pve's are accessed in two distinct ways (linearly running the list by ppn 
-for operations like pmap_page_protect and finding and modifying/removing a single pve as 
-part of pmap_enter processing) has led to modifying the pve structures and databases.
-
-There are now two types of pve structures.  A "rooted" structure which is basically the 
-original structure accessed in an array by ppn, and a ''hashed'' structure accessed on a 
-hash list via a hash of [pmap, vaddr].  These have been designed with the two goals of 
-minimizing wired memory and making the lookup of a ppn faster.  Since a vast majority of 
-pages in the system are not aliased and hence represented by a single pv entry I've kept 
-the rooted entry size as small as possible because there is one of these dedicated for 
-every physical page of memory.  The hashed pve's are larger due to the addition of the hash 
-link and the ppn entry needed for matching while running the hash list to find the entry we 
-are looking for.  This way, only systems that have lots of aliasing (like 2000+ httpd procs) 
-will pay the extra memory price. Both structures have the same first three fields allowing 
-some simplification in the code.
+The problem arose when we were running, say 8000 (or even 2000) apache or
+other processes and one or all terminate. The list hanging off each pv array
+entry could have thousands of entries.  We were continuously linearly searching
+each of these lists as we stepped through the address space we were tearing
+down.  Because of the locks we hold, likely taking a cache miss for each node,
+and interrupt disabling for MP issues the system became completely unresponsive
+for many seconds while we did this.
+
+Realizing that pve's are accessed in two distinct ways (linearly running the
+list by ppn for operations like pmap_page_protect and finding and
+modifying/removing a single pve as part of pmap_enter processing) has led to
+modifying the pve structures and databases.
+
+There are now two types of pve structures.  A "rooted" structure which is
+basically the original structure accessed in an array by ppn, and a ''hashed''
+structure accessed on a hash list via a hash of [pmap, vaddr]. These have been
+designed with the two goals of minimizing wired memory and making the lookup of
+a ppn faster.  Since a vast majority of pages in the system are not aliased
+and hence represented by a single pv entry I've kept the rooted entry size as
+small as possible because there is one of these dedicated for every physical
+page of memory.  The hashed pve's are larger due to the addition of the hash
+link and the ppn entry needed for matching while running the hash list to find
+the entry we are looking for.  This way, only systems that have lots of
+aliasing (like 2000+ httpd procs) will pay the extra memory price. Both
+structures have the same first three fields allowing some simplification in
+the code.
 
 They have these shapes
 
 typedef struct pv_rooted_entry {
-        queue_head_t qlink;
-        vm_map_offset_t va;
-        pmap_t          pmap;
+       queue_head_t            qlink;
+        vm_map_offset_t                va;
+       pmap_t                  pmap;
 } *pv_rooted_entry_t;
 
 
 typedef struct pv_hashed_entry {
-  queue_head_t qlink;
-  vm_map_offset_t va;
-  pmap_t        pmap;
-  ppnum_t ppn;
-  struct pv_hashed_entry *nexth;
+       queue_head_t            qlink;
+       vm_map_offset_t         va;
+       pmap_t                  pmap;
+       ppnum_t                 ppn;
+       struct pv_hashed_entry *nexth;
 } *pv_hashed_entry_t;
 
-The main flow difference is that the code is now aware of the rooted entry and the hashed 
-entries.  Code that runs the pv list still starts with the rooted entry and then continues 
-down the qlink onto the hashed entries.  Code that is looking up a specific pv entry first 
-checks the rooted entry and then hashes and runs the hash list for the match. The hash list 
-lengths are much smaller than the original pv lists that contained all aliases for the specific ppn.
+The main flow difference is that the code is now aware of the rooted entry and
+the hashed entries.  Code that runs the pv list still starts with the rooted
+entry and then continues down the qlink onto the hashed entries.  Code that is
+looking up a specific pv entry first checks the rooted entry and then hashes
+and runs the hash list for the match. The hash list lengths are much smaller
+than the original pv lists that contained all aliases for the specific ppn.
 
 */
 
-typedef struct pv_rooted_entry {     /* first three entries must match pv_hashed_entry_t */
-        queue_head_t qlink;
-       vm_map_offset_t va;             /* virtual address for mapping */
-       pmap_t          pmap;           /* pmap where mapping lies */
+typedef struct pv_rooted_entry {
+       /* first three entries must match pv_hashed_entry_t */
+        queue_head_t           qlink;
+       vm_map_offset_t         va_and_flags;   /* virtual address for mapping */
+       pmap_t                  pmap;   /* pmap where mapping lies */
 } *pv_rooted_entry_t;
 
 #define PV_ROOTED_ENTRY_NULL   ((pv_rooted_entry_t) 0)
 
-
-typedef struct pv_hashed_entry {     /* first three entries must match pv_rooted_entry_t */
-       queue_head_t qlink;
-       vm_map_offset_t va;
-       pmap_t        pmap;
-       ppnum_t ppn;
-       struct pv_hashed_entry *nexth;
+typedef struct pv_hashed_entry {
+       /* first three entries must match pv_rooted_entry_t */
+       queue_head_t            qlink;
+       vm_map_offset_t         va_and_flags;
+       pmap_t                  pmap;
+       ppnum_t                 ppn;
+       struct pv_hashed_entry  *nexth;
 } *pv_hashed_entry_t;
 
 #define PV_HASHED_ENTRY_NULL ((pv_hashed_entry_t)0)
 
-/* #define PV_DEBUG 1   uncomment to enable some PV debugging code */
+#define PVE_VA(pve) ((pve)->va_and_flags & ~PAGE_MASK)
+#define PVE_FLAGS(pve) ((pve)->va_and_flags & PAGE_MASK)
+#define PVE_IS_ALTACCT 0x001
+#define PVE_IS_ALTACCT_PAGE(pve) \
+       (((pve)->va_and_flags & PVE_IS_ALTACCT) ? TRUE : FALSE)
+
+//#define PV_DEBUG 1   /* uncomment to enable some PV debugging code */
 #ifdef PV_DEBUG
-#define CHK_NPVHASH() if(0 == npvhash) panic("npvhash uninitialized");
+#define CHK_NPVHASH() if(0 == npvhashmask) panic("npvhash uninitialized");
 #else
-#define CHK_NPVHASH()
+#define CHK_NPVHASH(x)
 #endif
 
-#define NPVHASH 4095   /* MUST BE 2^N - 1 */
-#define PV_HASHED_LOW_WATER_MARK 5000
-#define PV_HASHED_KERN_LOW_WATER_MARK 400
-#define PV_HASHED_ALLOC_CHUNK 2000
-#define PV_HASHED_KERN_ALLOC_CHUNK 200
-
-#define        PV_HASHED_ALLOC(pvh_e) { \
-       simple_lock(&pv_hashed_free_list_lock); \
-       if ((pvh_e = pv_hashed_free_list) != 0) { \
-         pv_hashed_free_list = (pv_hashed_entry_t)pvh_e->qlink.next;   \
-         pv_hashed_free_count--;                                       \
-         if (pv_hashed_free_count < PV_HASHED_LOW_WATER_MARK)          \
-                 if (hw_compare_and_store(0,1,(u_int *)&mappingrecurse)) \
-                         thread_call_enter(mapping_adjust_call);       \
-       }                                                               \
-       simple_unlock(&pv_hashed_free_list_lock); \
+#define NPVHASHBUCKETS (4096)
+#define NPVHASHMASK ((NPVHASHBUCKETS) - 1) /* MUST BE 2^N - 1 */
+#define PV_HASHED_LOW_WATER_MARK_DEFAULT 5000
+#define PV_HASHED_KERN_LOW_WATER_MARK_DEFAULT 2000
+#define PV_HASHED_ALLOC_CHUNK_INITIAL 2000
+#define PV_HASHED_KERN_ALLOC_CHUNK_INITIAL 200
+
+extern volatile uint32_t       mappingrecurse;
+extern uint32_t  pv_hashed_low_water_mark, pv_hashed_kern_low_water_mark;
+
+/*
+ * PV hash locking
+ */
+
+#define LOCK_PV_HASH(hash)     lock_hash_hash(hash)
+#define UNLOCK_PV_HASH(hash)   unlock_hash_hash(hash)
+extern uint32_t npvhashmask;
+extern pv_hashed_entry_t       *pv_hash_table;  /* hash lists */
+extern pv_hashed_entry_t       pv_hashed_free_list;
+extern pv_hashed_entry_t       pv_hashed_kern_free_list;
+decl_simple_lock_data(extern, pv_hashed_free_list_lock)
+decl_simple_lock_data(extern, pv_hashed_kern_free_list_lock)
+decl_simple_lock_data(extern, pv_hash_table_lock)
+decl_simple_lock_data(extern, phys_backup_lock)
+
+extern zone_t          pv_hashed_list_zone;    /* zone of pv_hashed_entry
+                                                * structures */
+
+extern uint32_t                pv_hashed_free_count;
+extern uint32_t                pv_hashed_kern_free_count;
+/*
+ *     Each entry in the pv_head_table is locked by a bit in the
+ *     pv_lock_table.  The lock bits are accessed by the address of
+ *     the frame they lock.
+ */
+#define pv_lock_table_size(n)  (((n)+BYTE_SIZE-1)/BYTE_SIZE)
+#define pv_hash_lock_table_size(n)  (((n)+BYTE_SIZE-1)/BYTE_SIZE)
+extern char            *pv_lock_table;         /* pointer to array of bits */
+extern char            *pv_hash_lock_table;
+extern pv_rooted_entry_t pv_head_table;        /* array of entries, one per page */
+
+extern event_t mapping_replenish_event;
+
+static inline void     PV_HASHED_ALLOC(pv_hashed_entry_t *pvh_ep) {
+       pmap_assert(*pvh_ep == PV_HASHED_ENTRY_NULL);
+       simple_lock(&pv_hashed_free_list_lock);
+       /* If the kernel reserved pool is low, let non-kernel mappings allocate
+        * synchronously, possibly subject to a throttle.
+        */
+       if ((pv_hashed_kern_free_count > pv_hashed_kern_low_water_mark) && ((*pvh_ep = pv_hashed_free_list) != 0)) {
+               pv_hashed_free_list = (pv_hashed_entry_t)(*pvh_ep)->qlink.next;
+               pv_hashed_free_count--;
+       }
+
+       simple_unlock(&pv_hashed_free_list_lock);
+
+       if (pv_hashed_free_count <= pv_hashed_low_water_mark) {
+               if (!mappingrecurse && hw_compare_and_store(0,1, &mappingrecurse))
+                       thread_wakeup(&mapping_replenish_event);
+       }
 }
 
-#define        PV_HASHED_FREE_LIST(pvh_eh, pvh_et, pv_cnt) {   \
-       simple_lock(&pv_hashed_free_list_lock); \
-       pvh_et->qlink.next = (queue_entry_t)pv_hashed_free_list;        \
-       pv_hashed_free_list = pvh_eh; \
-       pv_hashed_free_count += pv_cnt;           \
-       simple_unlock(&pv_hashed_free_list_lock); \
+static inline void     PV_HASHED_FREE_LIST(pv_hashed_entry_t pvh_eh, pv_hashed_entry_t pvh_et, int pv_cnt) {
+       simple_lock(&pv_hashed_free_list_lock);
+       pvh_et->qlink.next = (queue_entry_t)pv_hashed_free_list;
+       pv_hashed_free_list = pvh_eh;
+       pv_hashed_free_count += pv_cnt;
+       simple_unlock(&pv_hashed_free_list_lock);
 }
 
-#define        PV_HASHED_KERN_ALLOC(pvh_e) { \
-       simple_lock(&pv_hashed_kern_free_list_lock); \
-       if ((pvh_e = pv_hashed_kern_free_list) != 0) { \
-         pv_hashed_kern_free_list = (pv_hashed_entry_t)pvh_e->qlink.next;      \
-         pv_hashed_kern_free_count--;                                  \
-         if (pv_hashed_kern_free_count < PV_HASHED_KERN_LOW_WATER_MARK) \
-                 if (hw_compare_and_store(0,1,(u_int *)&mappingrecurse)) \
-                         thread_call_enter(mapping_adjust_call);       \
-       }                                                               \
-       simple_unlock(&pv_hashed_kern_free_list_lock); \
+extern unsigned pmap_kern_reserve_alloc_stat;
+
+static inline void     PV_HASHED_KERN_ALLOC(pv_hashed_entry_t *pvh_e) {
+       pmap_assert(*pvh_e == PV_HASHED_ENTRY_NULL);
+       simple_lock(&pv_hashed_kern_free_list_lock);
+
+       if ((*pvh_e = pv_hashed_kern_free_list) != 0) {
+               pv_hashed_kern_free_list = (pv_hashed_entry_t)(*pvh_e)->qlink.next;
+               pv_hashed_kern_free_count--;
+               pmap_kern_reserve_alloc_stat++;
+       }
+
+       simple_unlock(&pv_hashed_kern_free_list_lock);
+
+       if (pv_hashed_kern_free_count < pv_hashed_kern_low_water_mark) {
+               if (!mappingrecurse && hw_compare_and_store(0,1, &mappingrecurse))
+                       thread_wakeup(&mapping_replenish_event);
+       }
 }
 
-#define        PV_HASHED_KERN_FREE_LIST(pvh_eh, pvh_et, pv_cnt) {       \
-       simple_lock(&pv_hashed_kern_free_list_lock); \
-       pvh_et->qlink.next = (queue_entry_t)pv_hashed_kern_free_list;   \
-       pv_hashed_kern_free_list = pvh_eh; \
-       pv_hashed_kern_free_count += pv_cnt;           \
-       simple_unlock(&pv_hashed_kern_free_list_lock); \
+static inline void     PV_HASHED_KERN_FREE_LIST(pv_hashed_entry_t pvh_eh, pv_hashed_entry_t pvh_et, int pv_cnt) {
+       simple_lock(&pv_hashed_kern_free_list_lock);
+       pvh_et->qlink.next = (queue_entry_t)pv_hashed_kern_free_list;
+       pv_hashed_kern_free_list = pvh_eh;
+       pv_hashed_kern_free_count += pv_cnt;
+       simple_unlock(&pv_hashed_kern_free_list_lock);
+}
+
+extern uint64_t pmap_pv_throttle_stat, pmap_pv_throttled_waiters;
+extern event_t pmap_user_pv_throttle_event;
+
+static inline void pmap_pv_throttle(__unused pmap_t p) {
+       pmap_assert(p != kernel_pmap);
+       /* Apply throttle on non-kernel mappings */
+       if (pv_hashed_kern_free_count < (pv_hashed_kern_low_water_mark / 2)) {
+               pmap_pv_throttle_stat++;
+               /* This doesn't need to be strictly accurate, merely a hint
+                * to eliminate the timeout when the reserve is replenished.
+                */
+               pmap_pv_throttled_waiters++;
+               assert_wait_timeout(&pmap_user_pv_throttle_event, THREAD_UNINT, 1, 1000 * NSEC_PER_USEC);
+               thread_block(THREAD_CONTINUE_NULL);
+       }
 }
 
 /*
@@ -264,21 +375,39 @@ typedef struct pv_hashed_entry {     /* first three entries must match pv_rooted
 #define lock_pvh_pai(pai)      bit_lock(pai, (void *)pv_lock_table)
 #define unlock_pvh_pai(pai)    bit_unlock(pai, (void *)pv_lock_table)
 #define pvhash(idx)            (&pv_hash_table[idx])
-
 #define lock_hash_hash(hash)   bit_lock(hash, (void *)pv_hash_lock_table)
 #define unlock_hash_hash(hash) bit_unlock(hash, (void *)pv_hash_lock_table)
 
 #define IS_MANAGED_PAGE(x)                             \
        ((unsigned int)(x) <= last_managed_page &&      \
         (pmap_phys_attributes[x] & PHYS_MANAGED))
+#define IS_INTERNAL_PAGE(x)                    \
+       (IS_MANAGED_PAGE(x) && (pmap_phys_attributes[x] & PHYS_INTERNAL))
+#define IS_REUSABLE_PAGE(x)                    \
+       (IS_MANAGED_PAGE(x) && (pmap_phys_attributes[x] & PHYS_REUSABLE))
+#define IS_ALTACCT_PAGE(x)                             \
+       (IS_MANAGED_PAGE((x)) &&                        \
+        (PVE_IS_ALTACCT_PAGE(&pv_head_table[(x)])))
 
 /*
  *     Physical page attributes.  Copy bits from PTE definition.
  */
 #define        PHYS_MODIFIED   INTEL_PTE_MOD   /* page modified */
 #define        PHYS_REFERENCED INTEL_PTE_REF   /* page referenced */
-#define PHYS_MANAGED   INTEL_PTE_VALID /* page is managed */
-#define PHYS_NOENCRYPT INTEL_PTE_USER  /* no need to encrypt this page in the hibernation image */
+#define        PHYS_MANAGED    INTEL_PTE_VALID /* page is managed */
+#define        PHYS_NOENCRYPT  INTEL_PTE_USER  /* no need to encrypt this page in the hibernation image */
+#define        PHYS_NCACHE     INTEL_PTE_NCACHE
+#define        PHYS_PTA        INTEL_PTE_PTA
+#define        PHYS_CACHEABILITY_MASK (INTEL_PTE_PTA | INTEL_PTE_NCACHE)
+#define        PHYS_INTERNAL   INTEL_PTE_WTHRU /* page from internal object */
+#define        PHYS_REUSABLE   INTEL_PTE_WRITE /* page is "reusable" */
+
+extern boolean_t       pmap_disable_kheap_nx;
+extern boolean_t       pmap_disable_kstack_nx;
+
+#define PMAP_EXPAND_OPTIONS_NONE (0x0)
+#define PMAP_EXPAND_OPTIONS_NOWAIT (PMAP_OPTIONS_NOWAIT)
+#define PMAP_EXPAND_OPTIONS_NOENTER (PMAP_OPTIONS_NOENTER)
 
 /*
  *     Amount of virtual memory mapped by one
@@ -325,35 +454,11 @@ typedef struct pv_hashed_entry {     /* first three entries must match pv_rooted
        unlock_pvh_pai(index);          \
        mp_enable_preemption();         \
 }
-/*
- * PV hash locking
- */
 
-#define LOCK_PV_HASH(hash)         lock_hash_hash(hash)
-#define UNLOCK_PV_HASH(hash)       unlock_hash_hash(hash)
-extern uint32_t npvhash;
-extern pv_hashed_entry_t       *pv_hash_table;  /* hash lists */
-extern pv_hashed_entry_t       pv_hashed_free_list;
-extern pv_hashed_entry_t       pv_hashed_kern_free_list;
-decl_simple_lock_data(extern, pv_hashed_free_list_lock)
-decl_simple_lock_data(extern, pv_hashed_kern_free_list_lock)
-decl_simple_lock_data(extern, pv_hash_table_lock)
-
-extern zone_t          pv_hashed_list_zone;    /* zone of pv_hashed_entry structures */
-
-extern int                     pv_hashed_free_count;
-extern int                     pv_hashed_kern_free_count;
-#define pv_lock_table_size(n)  (((n)+BYTE_SIZE-1)/BYTE_SIZE)
-#define pv_hash_lock_table_size(n)  (((n)+BYTE_SIZE-1)/BYTE_SIZE)
-extern char    *pv_lock_table;         /* pointer to array of bits */
-
-extern char    *pv_hash_lock_table;
-extern pv_rooted_entry_t       pv_head_table;          /* array of entries, one
-                                                        * per page */
 extern uint64_t pde_mapped_size;
 
 extern char            *pmap_phys_attributes;
-extern unsigned int    last_managed_page;
+extern ppnum_t         last_managed_page;
 
 extern ppnum_t lowest_lo;
 extern ppnum_t lowest_hi;
@@ -379,23 +484,24 @@ extern uint64_t max_preemption_latency_tsc;
 #define pmap_intr_assert()
 #endif
 
-extern int             nx_enabled;
-extern unsigned int    inuse_ptepages_count;
+extern int             nx_enabled;
+extern unsigned int    inuse_ptepages_count;
 
 static inline uint32_t
 pvhashidx(pmap_t pmap, vm_map_offset_t va)
 {
-       return ((uint32_t)(uintptr_t)pmap ^
-               ((uint32_t)((uint64_t)va >> PAGE_SHIFT) & 0xFFFFFFFF)) &
-              npvhash;
+       uint32_t hashidx = ((uint32_t)(uintptr_t)pmap ^
+               ((uint32_t)(va >> PAGE_SHIFT) & 0xFFFFFFFF)) &
+              npvhashmask;
+           return hashidx;
 }
 
+
 /*
  * unlinks the pv_hashed_entry_t pvh from the singly linked hash chain.
  * properly deals with the anchor.
  * must be called with the hash locked, does not unlock it
  */
-
 static inline void 
 pmap_pvh_unlink(pv_hashed_entry_t pvh)
 {
@@ -404,7 +510,7 @@ pmap_pvh_unlink(pv_hashed_entry_t pvh)
        int                     pvhash_idx;
 
        CHK_NPVHASH();
-       pvhash_idx = pvhashidx(pvh->pmap, pvh->va);
+       pvhash_idx = pvhashidx(pvh->pmap, PVE_VA(pvh));
 
        pprevh = pvhash(pvhash_idx);
 
@@ -433,7 +539,7 @@ pv_hash_add(pv_hashed_entry_t       pvh_e,
        int                     pvhash_idx;
 
        CHK_NPVHASH();
-       pvhash_idx = pvhashidx(pvh_e->pmap, pvh_e->va);
+       pvhash_idx = pvhashidx(pvh_e->pmap, PVE_VA(pvh_e));
        LOCK_PV_HASH(pvhash_idx);
        insque(&pvh_e->qlink, &pv_h->qlink);
        hashp = pvhash(pvhash_idx);
@@ -452,12 +558,12 @@ pv_hash_remove(pv_hashed_entry_t pvh_e)
        int                     pvhash_idx;
 
        CHK_NPVHASH();
-       pvhash_idx = pvhashidx(pvh_e->pmap,pvh_e->va);
+       pvhash_idx = pvhashidx(pvh_e->pmap,PVE_VA(pvh_e));
        LOCK_PV_HASH(pvhash_idx);
        remque(&pvh_e->qlink);
        pmap_pvh_unlink(pvh_e);
        UNLOCK_PV_HASH(pvhash_idx);
-}
+} 
 
 static inline boolean_t popcnt1(uint64_t distance) {
        return ((distance & (distance - 1)) == 0);
@@ -544,7 +650,7 @@ pmap_pagetable_corruption_log(pmap_pv_assertion_t incident, pmap_pagetable_corru
 
 static inline pmap_pagetable_corruption_action_t
 pmap_classify_pagetable_corruption(pmap_t pmap, vm_map_offset_t vaddr, ppnum_t *ppnp, pt_entry_t *ptep, pmap_pv_assertion_t incident) {
-       pmap_pv_assertion_t     action = PMAP_ACTION_ASSERT;
+       pmap_pagetable_corruption_action_t      action = PMAP_ACTION_ASSERT;
        pmap_pagetable_corruption_t     suppress_reason = PTE_VALID;
        ppnum_t                 suppress_ppn = 0;
        pt_entry_t cpte = *ptep;
@@ -554,8 +660,10 @@ pmap_classify_pagetable_corruption(pmap_t pmap, vm_map_offset_t vaddr, ppnum_t *
        pv_rooted_entry_t       pv_e = pv_h;
        uint32_t        bitdex;
        pmap_t pvpmap = pv_h->pmap;
-       vm_map_offset_t pvva = pv_h->va;
+       vm_map_offset_t pvva = PVE_VA(pv_h);
+       vm_map_offset_t pve_flags = PVE_FLAGS(pv_h);
        boolean_t ppcd = FALSE;
+       boolean_t is_ept;
 
        /* Ideally, we'd consult the Mach VM here to definitively determine
         * the nature of the mapping for this address space and address.
@@ -567,21 +675,26 @@ pmap_classify_pagetable_corruption(pmap_t pmap, vm_map_offset_t vaddr, ppnum_t *
 
        /* As a precautionary measure, mark A+D */
        pmap_phys_attributes[ppn_to_pai(ppn)] |= (PHYS_MODIFIED | PHYS_REFERENCED);
+       is_ept = is_ept_pmap(pmap);
 
        /*
         * Correct potential single bit errors in either (but not both) element
         * of the PV
         */
        do {
-               if ((popcnt1((uintptr_t)pv_e->pmap ^ (uintptr_t)pmap) && pv_e->va == vaddr) ||
-                   (pv_e->pmap == pmap && popcnt1(pv_e->va ^ vaddr))) {
+               if ((popcnt1((uintptr_t)pv_e->pmap ^ (uintptr_t)pmap) && PVE_VA(pv_e) == vaddr) ||
+                   (pv_e->pmap == pmap && popcnt1(PVE_VA(pv_e) ^ vaddr))) {
                        pv_e->pmap = pmap;
-                       pv_e->va = vaddr;
+                       if (pv_e == pv_h) {
+                               pv_h->va_and_flags = vaddr | pve_flags;
+                       } else {
+                               pv_e->va_and_flags = vaddr;
+                       }
                        suppress_reason = PV_BITFLIP;
                        action = PMAP_ACTION_RETRY;
                        goto pmap_cpc_exit;
                }
-       } while((pv_e = (pv_rooted_entry_t) queue_next(&pv_e->qlink)) != pv_h);
+       } while (((pv_e = (pv_rooted_entry_t) queue_next(&pv_e->qlink))) && (pv_e != pv_h));
 
        /* Discover root entries with a Hamming
         * distance of 1 from the supplied
@@ -591,7 +704,7 @@ pmap_classify_pagetable_corruption(pmap_t pmap, vm_map_offset_t vaddr, ppnum_t *
                ppnum_t npn = cpn ^ (ppnum_t) (1ULL << bitdex);
                if (IS_MANAGED_PAGE(npn)) {
                        pv_rooted_entry_t npv_h = pai_to_pvh(ppn_to_pai(npn));
-                       if (npv_h->va == vaddr && npv_h->pmap == pmap) {
+                       if (PVE_VA(npv_h) == vaddr && npv_h->pmap == pmap) {
                                suppress_reason = PTE_BITFLIP;
                                suppress_ppn = npn;
                                action = PMAP_ACTION_RETRY_RELOCK;
@@ -607,9 +720,11 @@ pmap_classify_pagetable_corruption(pmap_t pmap, vm_map_offset_t vaddr, ppnum_t *
                goto pmap_cpc_exit;
        }
 
-       /* Check for malformed/inconsistent entries */
-
-       if ((cpte & (INTEL_PTE_NCACHE | INTEL_PTE_WTHRU | INTEL_PTE_PTA)) ==  (INTEL_PTE_NCACHE | INTEL_PTE_WTHRU)) {
+       /*
+        * Check for malformed/inconsistent entries.
+        * The first check here isn't useful for EPT PTEs because INTEL_EPT_NCACHE == 0
+        */
+       if (!is_ept && ((cpte & (INTEL_PTE_NCACHE | INTEL_PTE_WTHRU | INTEL_PTE_PTA)) ==  (INTEL_PTE_NCACHE | INTEL_PTE_WTHRU))) {
                action = PMAP_ACTION_IGNORE;
                suppress_reason = PTE_INVALID_CACHEABILITY;
        }
@@ -617,7 +732,7 @@ pmap_classify_pagetable_corruption(pmap_t pmap, vm_map_offset_t vaddr, ppnum_t *
                action = PMAP_ACTION_IGNORE;
                suppress_reason = PTE_RSVD;
        }
-       else if ((pmap != kernel_pmap) && ((cpte & INTEL_PTE_USER) == 0)) {
+       else if ((pmap != kernel_pmap) && (!is_ept) && ((cpte & INTEL_PTE_USER) == 0)) {
                action = PMAP_ACTION_IGNORE;
                suppress_reason = PTE_SUPERVISOR;
        }
@@ -639,16 +754,16 @@ pmap_cpc_exit:
        pmap_pagetable_corruption_log(incident, suppress_reason, action, pmap, vaddr, &cpte, *ppnp, pvpmap, pvva);
        return action;
 }
+
 /*
  * Remove pv list entry.
  * Called with pv_head_table entry locked.
  * Returns pv entry to be freed (or NULL).
  */
-
 static inline __attribute__((always_inline)) pv_hashed_entry_t
-pmap_pv_remove( pmap_t         pmap,
-               vm_map_offset_t vaddr,
-               ppnum_t         *ppnp,
+pmap_pv_remove(pmap_t          pmap,
+              vm_map_offset_t  vaddr,
+               ppnum_t         *ppnp,
                pt_entry_t      *pte) 
 {
        pv_hashed_entry_t       pvh_e;
@@ -663,12 +778,12 @@ pmap_pv_remove_retry:
        pvh_e = PV_HASHED_ENTRY_NULL;
        pv_h = pai_to_pvh(ppn_to_pai(ppn));
 
-       if (pv_h->pmap == PMAP_NULL) {
+       if (__improbable(pv_h->pmap == PMAP_NULL)) {
                pmap_pagetable_corruption_action_t pac = pmap_classify_pagetable_corruption(pmap, vaddr, ppnp, pte, ROOT_ABSENT);
                if (pac == PMAP_ACTION_IGNORE)
                        goto pmap_pv_remove_exit;
                else if (pac == PMAP_ACTION_ASSERT)
-                       panic("pmap_pv_remove(%p,0x%llx,0x%x, 0x%llx): null pv_list!", pmap, vaddr, ppn, *pte);
+                       panic("Possible memory corruption: pmap_pv_remove(%p,0x%llx,0x%x, 0x%llx, %p, %p): null pv_list!", pmap, vaddr, ppn, *pte, ppnp, pte);
                else if (pac == PMAP_ACTION_RETRY_RELOCK) {
                        LOCK_PVH(ppn_to_pai(*ppnp));
                        pmap_phys_attributes[ppn_to_pai(*ppnp)] |= (PHYS_MODIFIED | PHYS_REFERENCED);
@@ -678,7 +793,7 @@ pmap_pv_remove_retry:
                        goto pmap_pv_remove_retry;
        }
 
-       if (pv_h->va == vaddr && pv_h->pmap == pmap) {
+       if (PVE_VA(pv_h) == vaddr && pv_h->pmap == pmap) {
                /*
                 * Header is the pv_rooted_entry.
                 * We can't free that. If there is a queued
@@ -688,24 +803,28 @@ pmap_pv_remove_retry:
                 */
                pvh_e = (pv_hashed_entry_t) queue_next(&pv_h->qlink);
                if (pv_h != (pv_rooted_entry_t) pvh_e) {
+                       vm_map_offset_t pve_flags;
+
                        /*
                         * Entry queued to root, remove this from hash
                         * and install as new root.
                         */
                        CHK_NPVHASH();
-                       pvhash_idx = pvhashidx(pvh_e->pmap, pvh_e->va);
+                       pvhash_idx = pvhashidx(pvh_e->pmap, PVE_VA(pvh_e));
                        LOCK_PV_HASH(pvhash_idx);
                        remque(&pvh_e->qlink);
                        pprevh = pvhash(pvhash_idx);
                        if (PV_HASHED_ENTRY_NULL == *pprevh) {
-                               panic("pmap_pv_remove(%p,0x%llx,0x%x): "
+                               panic("Possible memory corruption: pmap_pv_remove(%p,0x%llx,0x%x): "
                                      "empty hash, removing rooted",
                                      pmap, vaddr, ppn);
                        }
                        pmap_pvh_unlink(pvh_e);
                        UNLOCK_PV_HASH(pvhash_idx);
                        pv_h->pmap = pvh_e->pmap;
-                       pv_h->va = pvh_e->va;   /* dispose of pvh_e */
+                       pve_flags = PVE_FLAGS(pv_h);
+                       pv_h->va_and_flags = PVE_VA(pvh_e) | pve_flags;
+                       /* dispose of pvh_e */
                } else {
                        /* none queued after rooted */
                        pv_h->pmap = PMAP_NULL;
@@ -721,7 +840,8 @@ pmap_pv_remove_retry:
                LOCK_PV_HASH(pvhash_idx);
                pprevh = pvhash(pvhash_idx);
                if (PV_HASHED_ENTRY_NULL == *pprevh) {
-                       panic("pmap_pv_remove(%p,0x%llx,0x%x): empty hash", pmap, vaddr, ppn);
+                       panic("Possible memory corruption: pmap_pv_remove(%p,0x%llx,0x%x, 0x%llx, %p): empty hash",
+                           pmap, vaddr, ppn, *pte, pte);
                }
                pvh_e = *pprevh;
                pmap_pv_hashlist_walks++;
@@ -729,17 +849,18 @@ pmap_pv_remove_retry:
                while (PV_HASHED_ENTRY_NULL != pvh_e) {
                        pv_cnt++;
                        if (pvh_e->pmap == pmap &&
-                           pvh_e->va == vaddr &&
+                           PVE_VA(pvh_e) == vaddr &&
                            pvh_e->ppn == ppn)
                                break;
                        pprevh = &pvh_e->nexth;
                        pvh_e = pvh_e->nexth;
                }
+
                if (PV_HASHED_ENTRY_NULL == pvh_e) {
                        pmap_pagetable_corruption_action_t pac = pmap_classify_pagetable_corruption(pmap, vaddr, ppnp, pte, ROOT_PRESENT);
 
                        if (pac == PMAP_ACTION_ASSERT)
-                               panic("pmap_pv_remove(%p,0x%llx,0x%x, 0x%llx): pv not on hash, head: %p, 0x%llx", pmap, vaddr, ppn, *pte, pv_h->pmap, pv_h->va);
+                               panic("Possible memory corruption: pmap_pv_remove(%p, 0x%llx, 0x%x, 0x%llx, %p, %p): pv not on hash, head: %p, 0x%llx", pmap, vaddr, ppn, *pte, ppnp, pte, pv_h->pmap, PVE_VA(pv_h));
                        else {
                                UNLOCK_PV_HASH(pvhash_idx);
                                if (pac == PMAP_ACTION_RETRY_RELOCK) {
@@ -755,6 +876,7 @@ pmap_pv_remove_retry:
                                }
                        }
                }
+
                pmap_pv_hashlist_cnts += pv_cnt;
                if (pmap_pv_hashlist_max < pv_cnt)
                        pmap_pv_hashlist_max = pv_cnt;
@@ -766,4 +888,211 @@ pmap_pv_remove_exit:
        return pvh_e;
 }
 
+
+extern int     pt_fake_zone_index;
+static inline void
+PMAP_ZINFO_PALLOC(pmap_t pmap, vm_size_t bytes)
+{
+       pmap_ledger_credit(pmap, task_ledgers.tkm_private, bytes);
+}
+
+static inline void
+PMAP_ZINFO_PFREE(pmap_t pmap, vm_size_t bytes)
+{
+       pmap_ledger_debit(pmap, task_ledgers.tkm_private, bytes);
+}
+
+static inline void
+PMAP_ZINFO_SALLOC(pmap_t pmap, vm_size_t bytes)
+{
+       pmap_ledger_credit(pmap, task_ledgers.tkm_shared, bytes);
+}
+
+static inline void
+PMAP_ZINFO_SFREE(pmap_t pmap, vm_size_t bytes)
+{
+       pmap_ledger_debit(pmap, task_ledgers.tkm_shared, bytes);
+}
+
+extern boolean_t       pmap_initialized;/* Has pmap_init completed? */
+#define valid_page(x) (pmap_initialized && pmap_valid_page(x))
+
+// XXX
+#define HIGH_MEM_BASE  ((uint32_t)( -NBPDE) )  /* shared gdt etc seg addr */ /* XXX64 ?? */
+// XXX
+
+
+int            phys_attribute_test(
+                       ppnum_t         phys,
+                       int             bits);
+void           phys_attribute_clear(
+                       ppnum_t         phys,
+                       int             bits,
+                       unsigned int    options,
+                       void            *arg);
+
+//#define PCID_DEBUG 1
+#if    PCID_DEBUG
+#define pmap_pcid_log(fmt, args...)                                    \
+       do {                                                            \
+               kprintf(fmt, ##args);                                   \
+               printf(fmt, ##args);                                    \
+       } while(0)
+#else
+#define pmap_pcid_log(fmt, args...)
+#endif
+void   pmap_pcid_configure(void);
+
+
+/*
+ * Atomic 64-bit compare and exchange of a page table entry.
+ */
+static inline boolean_t
+pmap_cmpx_pte(pt_entry_t *entryp, pt_entry_t old, pt_entry_t new)
+{
+       boolean_t               ret;
+
+       /*
+        * Load the old value into %rax
+        * Load the new value into another register
+        * Compare-exchange-quad at address entryp
+        * If the compare succeeds, the new value is stored, return TRUE.
+        * Otherwise, no swap is made, return FALSE.
+        */
+       asm volatile(
+               "       lock; cmpxchgq %2,(%3)  \n\t"
+               "       setz    %%al            \n\t"
+               "       movzbl  %%al,%0"
+               : "=a" (ret)
+               : "a" (old),
+                 "r" (new),
+                 "r" (entryp)
+               : "memory");
+       return ret;
+}
+
+extern uint32_t pmap_update_clear_pte_count;
+
+static inline void pmap_update_pte(pt_entry_t *mptep, uint64_t pclear_bits, uint64_t pset_bits) {
+       pt_entry_t npte, opte;
+       do {
+               opte = *mptep;
+               if (__improbable(opte == 0)) {
+                       pmap_update_clear_pte_count++;
+                       break;
+               }
+               npte = opte & ~(pclear_bits);
+               npte |= pset_bits;
+       }       while (!pmap_cmpx_pte(mptep, opte, npte));
+}
+
+#if    defined(__x86_64__)
+/*
+ * The single pml4 page per pmap is allocated at pmap create time and exists
+ * for the duration of the pmap. we allocate this page in kernel vm.
+ * this returns the address of the requested pml4 entry in the top level page.
+ */
+static inline
+pml4_entry_t *
+pmap64_pml4(pmap_t pmap, vm_map_offset_t vaddr)
+{
+       if (__improbable((vaddr > 0x00007FFFFFFFFFFFULL) &&
+               (vaddr < 0xFFFF800000000000ULL))) {
+               return (NULL);
+       }
+
+#if    DEBUG
+       return PHYSMAP_PTOV(&((pml4_entry_t *)pmap->pm_cr3)[(vaddr >> PML4SHIFT) & (NPML4PG-1)]);
+#else
+       return &pmap->pm_pml4[(vaddr >> PML4SHIFT) & (NPML4PG-1)];
+#endif
+}
+
+/*
+ * Returns address of requested PDPT entry in the physmap.
+ */
+static inline pdpt_entry_t *
+pmap64_pdpt(pmap_t pmap, vm_map_offset_t vaddr)
+{
+       pml4_entry_t    newpf;
+       pml4_entry_t    *pml4;
+       boolean_t       is_ept;
+
+       pml4 = pmap64_pml4(pmap, vaddr);
+       is_ept = is_ept_pmap(pmap);
+
+       if (pml4 && (*pml4 & PTE_VALID_MASK(is_ept))) {
+               newpf = *pml4 & PG_FRAME;
+               return &((pdpt_entry_t *) PHYSMAP_PTOV(newpf))
+                       [(vaddr >> PDPTSHIFT) & (NPDPTPG-1)];
+       }
+       return (NULL);
+}
+/*
+ * Returns the address of the requested PDE entry in the physmap.
+ */
+static inline pd_entry_t *
+pmap64_pde(pmap_t pmap, vm_map_offset_t vaddr)
+{
+       pdpt_entry_t    newpf;
+       pdpt_entry_t    *pdpt;
+       boolean_t       is_ept;
+
+       pdpt = pmap64_pdpt(pmap, vaddr);
+       is_ept = is_ept_pmap(pmap);
+
+       if (pdpt && (*pdpt & PTE_VALID_MASK(is_ept))) {
+               newpf = *pdpt & PG_FRAME;
+               return &((pd_entry_t *) PHYSMAP_PTOV(newpf))
+                       [(vaddr >> PDSHIFT) & (NPDPG-1)];
+       }
+       return (NULL);
+}
+
+static inline pd_entry_t     *
+pmap_pde(pmap_t m, vm_map_offset_t v)
+{
+       pd_entry_t     *pde;
+
+       pde = pmap64_pde(m, v);
+
+       return pde;
+}
+
+
+/*
+ * return address of mapped pte for vaddr va in pmap pmap.
+ *
+ * In case the pde maps a superpage, return the pde, which, in this case
+ * is the actual page table entry.
+ */
+static inline pt_entry_t *
+pmap_pte(pmap_t pmap, vm_map_offset_t vaddr)
+{
+       pd_entry_t      *pde;
+       pd_entry_t      newpf;
+       boolean_t       is_ept;
+
+       assert(pmap);
+       pde = pmap64_pde(pmap, vaddr);
+
+       is_ept = is_ept_pmap(pmap);
+
+       if (pde && (*pde & PTE_VALID_MASK(is_ept))) {
+               if (*pde & PTE_PS)
+                       return pde;
+               newpf = *pde & PG_FRAME;
+               return &((pt_entry_t *)PHYSMAP_PTOV(newpf))
+                       [i386_btop(vaddr) & (ppnum_t)(NPTEPG-1)];
+       }
+       return (NULL);
+}
+#endif
+#if    DEBUG
+#define DPRINTF(x...)  kprintf(x)
+#else
+#define DPRINTF(x...)
+#endif
+
 #endif /* MACH_KERNEL_PRIVATE */
+#endif /* _I386_PMAP_INTERNAL_ */