sys/arm/arm/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  */
  42
  43 #include <sys/cdefs.h>
  44 __FBSDID("$FreeBSD$");
  45
  46 #include <sys/param.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/kernel.h>
  49 #include <sys/malloc.h>
  50 #include <sys/mbuf.h>
  51 #include <sys/proc.h>
  52 #include <sys/socketvar.h>
  53 #include <sys/sf_buf.h>
  54 #include <sys/syscall.h>
  55 #include <sys/sysctl.h>
  56 #include <sys/sysent.h>
  57 #include <sys/unistd.h>
  58 #include <machine/cpu.h>
  59 #include <machine/frame.h>
  60 #include <machine/pcb.h>
  61 #include <machine/sysarch.h>
  62 #include <sys/lock.h>
  63 #include <sys/mutex.h>
  64
  65 #include <vm/vm.h>
  66 #include <vm/pmap.h>
  67 #include <vm/vm_extern.h>
  68 #include <vm/vm_kern.h>
  69 #include <vm/vm_page.h>
  70 #include <vm/vm_map.h>
  71 #include <vm/vm_param.h>
  72 #include <vm/vm_pageout.h>
  73 #include <vm/uma.h>
  74 #include <vm/uma_int.h>
  75
  76 #include <machine/md_var.h>
  77
  78 /*
  79  * struct switchframe and trapframe must both be a multiple of 8
  80  * for correct stack alignment.
  81  */
  82 CTASSERT(sizeof(struct switchframe) == 24);
  83 CTASSERT(sizeof(struct trapframe) == 80);
  84
  85 #ifndef NSFBUFS
  86 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
  87 #endif
  88
  89 static int nsfbufs;
  90 static int nsfbufspeak;
  91 static int nsfbufsused;
  92
  93 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufs, CTLFLAG_RDTUN, &nsfbufs, 0,
  94     "Maximum number of sendfile(2) sf_bufs available");
  95 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufspeak, CTLFLAG_RD, &nsfbufspeak, 0,
  96     "Number of sendfile(2) sf_bufs at peak usage");
  97 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufsused, CTLFLAG_RD, &nsfbufsused, 0,
  98     "Number of sendfile(2) sf_bufs in use");
  99
 100 static void     sf_buf_init(void *arg);
 101 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 102
 103 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
 104
 105 /*
 106  * A hash table of active sendfile(2) buffers
 107  */
 108 static struct sf_head *sf_buf_active;
 109 static u_long sf_buf_hashmask;
 110
 111 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
 112
 113 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
 114 static u_int    sf_buf_alloc_want;
 115
 116 /*
 117  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
 118  */
 119 static struct mtx sf_buf_lock;
 120
 121 /*
 122  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 123  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 124  * ready to run and return to user mode.
 125  */
 126 void
 127 cpu_fork(register struct thread *td1, register struct proc *p2,
 128     struct thread *td2, int flags)
 129 {
 130         struct pcb *pcb2;
 131         struct trapframe *tf;
 132         struct switchframe *sf;
 133         struct mdproc *mdp2;
 134
 135         if ((flags & RFPROC) == 0)
 136                 return;
 137         pcb2 = (struct pcb *)(td2->td_kstack + td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE) - 1;
 138 #ifdef __XSCALE__
 139 #ifndef CPU_XSCALE_CORE3
 140         pmap_use_minicache(td2->td_kstack, td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE);
 141 #endif
 142 #endif
 143         td2->td_pcb = pcb2;
 144         bcopy(td1->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 145         mdp2 = &p2->p_md;
 146         bcopy(&td1->td_proc->p_md, mdp2, sizeof(*mdp2));
 147         pcb2->un_32.pcb32_sp = td2->td_kstack +
 148             USPACE_SVC_STACK_TOP - sizeof(*pcb2);
 149         pcb2->pcb_vfpcpu = -1;
 150         pmap_activate(td2);
 151         td2->td_frame = tf = (struct trapframe *)STACKALIGN(
 152             pcb2->un_32.pcb32_sp - sizeof(struct trapframe));
 153         *tf = *td1->td_frame;
 154         sf = (struct switchframe *)tf - 1;
 155         sf->sf_r4 = (u_int)fork_return;
 156         sf->sf_r5 = (u_int)td2;
 157         sf->sf_pc = (u_int)fork_trampoline;
 158         tf->tf_spsr &= ~PSR_C_bit;
 159         tf->tf_r0 = 0;
 160         tf->tf_r1 = 0;
 161         pcb2->un_32.pcb32_sp = (u_int)sf;
 162         KASSERT((pcb2->un_32.pcb32_sp & 7) == 0,
 163             ("cpu_fork: Incorrect stack alignment"));
 164
 165         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 166         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 167         td2->td_md.md_saved_cspr = 0;
 168 #ifdef ARM_TP_ADDRESS
 169         td2->td_md.md_tp = *(register_t *)ARM_TP_ADDRESS;
 170 #else
 171         td2->td_md.md_tp = (register_t) get_tls();
 172 #endif
 173 }
 174
 175 void
 176 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 177 {
 178 }
 179
 180 void
 181 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 182 {
 183 }
 184
 185 /*
 186  * Detatch mapped page and release resources back to the system.
 187  */
 188 void
 189 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 190 {
 191
 192          mtx_lock(&sf_buf_lock);
 193          sf->ref_count--;
 194          if (sf->ref_count == 0) {
 195                  TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 196                  nsfbufsused--;
 197                  pmap_kremove(sf->kva);
 198                  sf->m = NULL;
 199                  LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 200                  if (sf_buf_alloc_want > 0)
 201                          wakeup(&sf_buf_freelist);
 202          }
 203          mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 204 }
 205
 206 /*
 207  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 208  */
 209 static void
 210 sf_buf_init(void *arg)
 211 {
 212         struct sf_buf *sf_bufs;
 213         vm_offset_t sf_base;
 214         int i;
 215
 216         nsfbufs = NSFBUFS;
 217         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 218
 219         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 220         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 221         sf_base = kva_alloc(nsfbufs * PAGE_SIZE);
 222         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
 223             M_NOWAIT | M_ZERO);
 224         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 225                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 226                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 227         }
 228         sf_buf_alloc_want = 0;
 229         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 230 }
 231
 232 /*
 233  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
 234  */
 235 struct sf_buf *
 236 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 237 {
 238         struct sf_head *hash_list;
 239         struct sf_buf *sf;
 240         int error;
 241
 242         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 243         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 244         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 245                 if (sf->m == m) {
 246                         sf->ref_count++;
 247                         if (sf->ref_count == 1) {
 248                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 249                                 nsfbufsused++;
 250                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 251                         }
 252                         goto done;
 253                 }
 254         }
 255         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 256                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 257                         goto done;
 258                 sf_buf_alloc_want++;
 259                 SFSTAT_INC(sf_allocwait);
 260                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 261                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 262                 sf_buf_alloc_want--;
 263
 264
 265                 /*
 266                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 267                  */
 268                 if (error)
 269                         goto done;
 270         }
 271         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 272         if (sf->m != NULL)
 273                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 274         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 275         sf->ref_count = 1;
 276         sf->m = m;
 277         nsfbufsused++;
 278         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 279         pmap_kenter(sf->kva, VM_PAGE_TO_PHYS(sf->m));
 280 done:
 281         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 282         return (sf);
 283 }
 284
 285 void
 286 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 287 {
 288         struct trapframe *frame;
 289         int fixup;
 290 #ifdef __ARMEB__
 291         u_int call;
 292 #endif
 293
 294         frame = td->td_frame;
 295         fixup = 0;
 296
 297 #ifdef __ARMEB__
 298         /*
 299          * __syscall returns an off_t while most other syscalls return an
 300          * int. As an off_t is 64-bits and an int is 32-bits we need to
 301          * place the returned data into r1. As the lseek and frerebsd6_lseek
 302          * syscalls also return an off_t they do not need this fixup.
 303          */
 304 #ifdef __ARM_EABI__
 305         call = frame->tf_r7;
 306 #else
 307         call = *(u_int32_t *)(frame->tf_pc - INSN_SIZE) & 0x000fffff;
 308 #endif
 309         if (call == SYS___syscall) {
 310                 register_t *ap = &frame->tf_r0;
 311                 register_t code = ap[_QUAD_LOWWORD];
 312                 if (td->td_proc->p_sysent->sv_mask)
 313                         code &= td->td_proc->p_sysent->sv_mask;
 314                 fixup = (code != SYS_freebsd6_lseek && code != SYS_lseek)
 315                     ? 1 : 0;
 316         }
 317 #endif
 318
 319         switch (error) {
 320         case 0:
 321                 if (fixup) {
 322                         frame->tf_r0 = 0;
 323                         frame->tf_r1 = td->td_retval[0];
 324                 } else {
 325                         frame->tf_r0 = td->td_retval[0];
 326                         frame->tf_r1 = td->td_retval[1];
 327                 }
 328                 frame->tf_spsr &= ~PSR_C_bit;   /* carry bit */
 329                 break;
 330         case ERESTART:
 331                 /*
 332                  * Reconstruct the pc to point at the swi.
 333                  */
 334                 frame->tf_pc -= INSN_SIZE;
 335                 break;
 336         case EJUSTRETURN:
 337                 /* nothing to do */
 338                 break;
 339         default:
 340                 frame->tf_r0 = error;
 341                 frame->tf_spsr |= PSR_C_bit;    /* carry bit */
 342                 break;
 343         }
 344 }
 345
 346 /*
 347  * Initialize machine state (pcb and trap frame) for a new thread about to
 348  * upcall. Put enough state in the new thread's PCB to get it to go back
 349  * userret(), where we can intercept it again to set the return (upcall)
 350  * Address and stack, along with those from upcals that are from other sources
 351  * such as those generated in thread_userret() itself.
 352  */
 353 void
 354 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 355 {
 356         struct trapframe *tf;
 357         struct switchframe *sf;
 358
 359         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 360         bcopy(td0->td_pcb, td->td_pcb, sizeof(struct pcb));
 361         tf = td->td_frame;
 362         sf = (struct switchframe *)tf - 1;
 363         sf->sf_r4 = (u_int)fork_return;
 364         sf->sf_r5 = (u_int)td;
 365         sf->sf_pc = (u_int)fork_trampoline;
 366         tf->tf_spsr &= ~PSR_C_bit;
 367         tf->tf_r0 = 0;
 368         td->td_pcb->un_32.pcb32_sp = (u_int)sf;
 369         KASSERT((td->td_pcb->un_32.pcb32_sp & 7) == 0,
 370             ("cpu_set_upcall: Incorrect stack alignment"));
 371
 372         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 373         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 374         td->td_md.md_saved_cspr = 0;
 375 }
 376
 377 /*
 378  * Set that machine state for performing an upcall that has to
 379  * be done in thread_userret() so that those upcalls generated
 380  * in thread_userret() itself can be done as well.
 381  */
 382 void
 383 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 384         stack_t *stack)
 385 {
 386         struct trapframe *tf = td->td_frame;
 387
 388         tf->tf_usr_sp = STACKALIGN((int)stack->ss_sp + stack->ss_size
 389             - sizeof(struct trapframe));
 390         tf->tf_pc = (int)entry;
 391         tf->tf_r0 = (int)arg;
 392         tf->tf_spsr = PSR_USR32_MODE;
 393 }
 394
 395 int
 396 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 397 {
 398
 399         td->td_md.md_tp = (register_t)tls_base;
 400         if (td == curthread) {
 401                 critical_enter();
 402 #ifdef ARM_TP_ADDRESS
 403                 *(register_t *)ARM_TP_ADDRESS = (register_t)tls_base;
 404 #else
 405                 set_tls((void *)tls_base);
 406 #endif
 407                 critical_exit();
 408         }
 409         return (0);
 410 }
 411
 412 void
 413 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 414 {
 415 }
 416
 417 void
 418 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 419 {
 420         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_pages *
 421             PAGE_SIZE) - 1;
 422         /*
 423          * Ensure td_frame is aligned to an 8 byte boundary as it will be
 424          * placed into the stack pointer which must be 8 byte aligned in
 425          * the ARM EABI.
 426          */
 427         td->td_frame = (struct trapframe *)STACKALIGN((u_int)td->td_kstack +
 428             USPACE_SVC_STACK_TOP - sizeof(struct pcb) -
 429             sizeof(struct trapframe));
 430 #ifdef __XSCALE__
 431 #ifndef CPU_XSCALE_CORE3
 432         pmap_use_minicache(td->td_kstack, td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE);
 433 #endif
 434 #endif
 435 }
 436
 437 void
 438 cpu_thread_free(struct thread *td)
 439 {
 440 }
 441
 442 void
 443 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 444 {
 445 }
 446
 447 /*
 448  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 449  * been scheduled yet.
 450  *
 451  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 452  */
 453 void
 454 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 455 {
 456         struct switchframe *sf;
 457         struct trapframe *tf;
 458
 459         tf = td->td_frame;
 460         sf = (struct switchframe *)tf - 1;
 461         sf->sf_r4 = (u_int)func;
 462         sf->sf_r5 = (u_int)arg;
 463         td->td_pcb->un_32.pcb32_sp = (u_int)sf;
 464         KASSERT((td->td_pcb->un_32.pcb32_sp & 7) == 0,
 465             ("cpu_set_fork_handler: Incorrect stack alignment"));
 466 }
 467
 468 /*
 469  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 470  */
 471 void
 472 swi_vm(void *dummy)
 473 {
 474
 475         if (busdma_swi_pending)
 476                 busdma_swi();
 477 }
 478
 479 void
 480 cpu_exit(struct thread *td)
 481 {
 482 }
 483