sys/powerpc/aim/vm_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1989, 1990 William Jolitz
   4  * Copyright (c) 1994 John Dyson
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   8  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
   9  * Science Department, and William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  *      from: @(#)vm_machdep.c  7.3 (Berkeley) 5/13/91
  40  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  41  * $FreeBSD$
  42  */
  43 /*-
  44  * Copyright (c) 1994, 1995, 1996 Carnegie-Mellon University.
  45  * All rights reserved.
  46  *
  47  * Author: Chris G. Demetriou
  48  *
  49  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
  50  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
  51  * notice and this permission notice appear in all copies of the
  52  * software, derivative works or modified versions, and any portions
  53  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
  54  *
  55  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
  56  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
  57  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
  58  *
  59  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
  60  *
  61  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
  62  *  School of Computer Science
  63  *  Carnegie Mellon University
  64  *  Pittsburgh PA 15213-3890
  65  *
  66  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
  67  * rights to redistribute these changes.
  68  */
  69
  70 #include <sys/param.h>
  71 #include <sys/systm.h>
  72 #include <sys/proc.h>
  73 #include <sys/malloc.h>
  74 #include <sys/bio.h>
  75 #include <sys/buf.h>
  76 #include <sys/ktr.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <sys/mutex.h>
  79 #include <sys/vnode.h>
  80 #include <sys/vmmeter.h>
  81 #include <sys/kernel.h>
  82 #include <sys/mbuf.h>
  83 #include <sys/sf_buf.h>
  84 #include <sys/syscall.h>
  85 #include <sys/sysctl.h>
  86 #include <sys/sysent.h>
  87 #include <sys/unistd.h>
  88
  89 #include <machine/cpu.h>
  90 #include <machine/fpu.h>
  91 #include <machine/frame.h>
  92 #include <machine/md_var.h>
  93 #include <machine/pcb.h>
  94
  95 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  96
  97 #include <vm/vm.h>
  98 #include <vm/vm_param.h>
  99 #include <vm/vm_kern.h>
 100 #include <vm/vm_page.h>
 101 #include <vm/vm_map.h>
 102 #include <vm/vm_extern.h>
 103
 104 /*
 105  * On systems without a direct mapped region (e.g. PPC64),
 106  * we use the same code as the Book E implementation. Since
 107  * we need to have runtime detection of this, define some machinery
 108  * for sf_bufs in this case, and ignore it on systems with direct maps.
 109  */
 110
 111 #ifndef NSFBUFS
 112 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
 113 #endif
 114
 115 static void sf_buf_init(void *arg);
 116 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 117
 118 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
 119
 120 /* A hash table of active sendfile(2) buffers */
 121 static struct sf_head *sf_buf_active;
 122 static u_long sf_buf_hashmask;
 123
 124 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
 125
 126 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
 127 static u_int sf_buf_alloc_want;
 128
 129 /*
 130  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
 131  */
 132 static struct mtx sf_buf_lock;
 133
 134
 135 /*
 136  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 137  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 138  * ready to run and return to user mode.
 139  */
 140 void
 141 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 142 {
 143         struct  proc *p1;
 144         struct  trapframe *tf;
 145         struct  callframe *cf;
 146         struct  pcb *pcb;
 147
 148         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 149             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 150         CTR3(KTR_PROC, "cpu_fork: called td1=%08x p2=%08x flags=%x", (u_int)td1, (u_int)p2, flags);
 151
 152         if ((flags & RFPROC) == 0)
 153                 return;
 154
 155         p1 = td1->td_proc;
 156
 157         pcb = (struct pcb *)((td2->td_kstack +
 158             td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x2fU);
 159         td2->td_pcb = pcb;
 160
 161         /* Copy the pcb */
 162         bcopy(td1->td_pcb, pcb, sizeof(struct pcb));
 163
 164         /*
 165          * Create a fresh stack for the new process.
 166          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 167          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 168          */
 169         tf = (struct trapframe *)pcb - 1;
 170         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 171
 172         /* Set up trap frame. */
 173         tf->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 174         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = 0;
 175         tf->cr &= ~0x10000000;
 176
 177         td2->td_frame = tf;
 178
 179         cf = (struct callframe *)tf - 1;
 180         memset(cf, 0, sizeof(struct callframe));
 181         cf->cf_func = (register_t)fork_return;
 182         cf->cf_arg0 = (register_t)td2;
 183         cf->cf_arg1 = (register_t)tf;
 184
 185         pcb->pcb_sp = (register_t)cf;
 186         pcb->pcb_lr = (register_t)fork_trampoline;
 187         pcb->pcb_cpu.aim.usr = kernel_pmap->pm_sr[USER_SR];
 188
 189         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 190         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 191         td2->td_md.md_saved_msr = PSL_KERNSET;
 192
 193         /*
 194          * Now cpu_switch() can schedule the new process.
 195          */
 196 }
 197
 198 /*
 199  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 200  * been scheduled yet.
 201  *
 202  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 203  */
 204 void
 205 cpu_set_fork_handler(td, func, arg)
 206         struct thread *td;
 207         void (*func)(void *);
 208         void *arg;
 209 {
 210         struct  callframe *cf;
 211
 212         CTR4(KTR_PROC, "%s called with td=%08x func=%08x arg=%08x",
 213             __func__, (u_int)td, (u_int)func, (u_int)arg);
 214
 215         cf = (struct callframe *)td->td_pcb->pcb_sp;
 216
 217         cf->cf_func = (register_t)func;
 218         cf->cf_arg0 = (register_t)arg;
 219 }
 220
 221 void
 222 cpu_exit(td)
 223         register struct thread *td;
 224 {
 225 }
 226
 227 /*
 228  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 229  */
 230 static void
 231 sf_buf_init(void *arg)
 232 {
 233         struct sf_buf *sf_bufs;
 234         vm_offset_t sf_base;
 235         int i;
 236
 237         /* Don't bother on systems with a direct map */
 238
 239         if (hw_direct_map)
 240                 return;
 241
 242         nsfbufs = NSFBUFS;
 243         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 244
 245         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 246         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 247         sf_base = kmem_alloc_nofault(kernel_map, nsfbufs * PAGE_SIZE);
 248         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP, M_NOWAIT | M_ZERO);
 249
 250         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 251                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 252                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 253         }
 254         sf_buf_alloc_want = 0;
 255         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 256 }
 257
 258 /*
 259  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
 260  */
 261 struct sf_buf *
 262 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 263 {
 264         struct sf_head *hash_list;
 265         struct sf_buf *sf;
 266         int error;
 267
 268         if (hw_direct_map) {
 269                 /* Shortcut the direct mapped case */
 270
 271                 return ((struct sf_buf *)m);
 272         }
 273
 274         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 275         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 276         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 277                 if (sf->m == m) {
 278                         sf->ref_count++;
 279                         if (sf->ref_count == 1) {
 280                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 281                                 nsfbufsused++;
 282                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 283                         }
 284                         goto done;
 285                 }
 286         }
 287
 288         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 289                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 290                         goto done;
 291
 292                 sf_buf_alloc_want++;
 293                 mbstat.sf_allocwait++;
 294                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 295                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 296                 sf_buf_alloc_want--;
 297
 298                 /*
 299                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 300                  */
 301                 if (error)
 302                         goto done;
 303         }
 304
 305         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 306         if (sf->m != NULL)
 307                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 308
 309         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 310         sf->ref_count = 1;
 311         sf->m = m;
 312         nsfbufsused++;
 313         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 314         pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 315 done:
 316         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 317         return (sf);
 318 }
 319
 320 /*
 321  * Detatch mapped page and release resources back to the system.
 322  *
 323  * Remove a reference from the given sf_buf, adding it to the free
 324  * list when its reference count reaches zero. A freed sf_buf still,
 325  * however, retains its virtual-to-physical mapping until it is
 326  * recycled or reactivated by sf_buf_alloc(9).
 327  */
 328 void
 329 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 330 {
 331         if (hw_direct_map)
 332                 return;
 333
 334         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 335         sf->ref_count--;
 336         if (sf->ref_count == 0) {
 337                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 338                 nsfbufsused--;
 339
 340                 if (sf_buf_alloc_want > 0)
 341                         wakeup_one(&sf_buf_freelist);
 342         }
 343         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 344 }
 345
 346 /*
 347  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 348  */
 349 void
 350 swi_vm(void *dummy)
 351 {
 352
 353         if (busdma_swi_pending != 0)
 354                 busdma_swi();
 355 }
 356
 357 /*
 358  * Tell whether this address is in some physical memory region.
 359  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
 360  * dumping the ``ISA memory hole'' which could cause indefinite hangs,
 361  * or other unpredictable behaviour.
 362  */
 363
 364
 365 int
 366 is_physical_memory(addr)
 367         vm_offset_t addr;
 368 {
 369         /*
 370          * stuff other tests for known memory-mapped devices (PCI?)
 371          * here
 372          */
 373
 374         return 1;
 375 }
 376
 377 /*
 378  * Threading functions
 379  */
 380
 381 void
 382 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 383 {
 384 }
 385
 386 void
 387 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 388 {
 389 }
 390