sys/arm/arm/vm_machdep.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-4-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1982, 1986 The Regents of the University of California.
   5  * Copyright (c) 1989, 1990 William Jolitz
   6  * Copyright (c) 1994 John Dyson
   7  * All rights reserved.
   8  *
   9  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  10  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  11  * Science Department, and William Jolitz.
  12  *
  13  * Redistribution and use in source and binary :forms, with or without
  14  * modification, are permitted provided that the following conditions
  15  * are met:
  16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  21  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  22  *    must display the following acknowledgement:
  23  *      This product includes software developed by the University of
  24  *      California, Berkeley and its contributors.
  25  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  26  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  27  *    without specific prior written permission.
  28  *
  29  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  30  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  31  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  32  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  33  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  34  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  35  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  36  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  37  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  38  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  39  * SUCH DAMAGE.
  40  *
  41  *      from: @(#)vm_machdep.c  7.3 (Berkeley) 5/13/91
  42  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  43  */
  44
  45 #include <sys/cdefs.h>
  46 __FBSDID("$FreeBSD$");
  47
  48 #include <sys/param.h>
  49 #include <sys/systm.h>
  50 #include <sys/kernel.h>
  51 #include <sys/malloc.h>
  52 #include <sys/mbuf.h>
  53 #include <sys/proc.h>
  54 #include <sys/socketvar.h>
  55 #include <sys/syscall.h>
  56 #include <sys/sysctl.h>
  57 #include <sys/sysent.h>
  58 #include <sys/unistd.h>
  59
  60 #include <machine/cpu.h>
  61 #include <machine/frame.h>
  62 #include <machine/pcb.h>
  63 #include <machine/sysarch.h>
  64 #include <sys/lock.h>
  65 #include <sys/mutex.h>
  66
  67 #include <vm/vm.h>
  68 #include <vm/pmap.h>
  69 #include <vm/vm_extern.h>
  70 #include <vm/vm_kern.h>
  71 #include <vm/vm_page.h>
  72 #include <vm/vm_map.h>
  73 #include <vm/vm_param.h>
  74 #include <vm/vm_pageout.h>
  75 #include <vm/uma.h>
  76 #include <vm/uma_int.h>
  77
  78 #include <machine/md_var.h>
  79 #include <machine/vfp.h>
  80
  81 /*
  82  * struct switchframe and trapframe must both be a multiple of 8
  83  * for correct stack alignment.
  84  */
  85 _Static_assert((sizeof(struct switchframe) % 8) == 0, "Bad alignment");
  86 _Static_assert((sizeof(struct trapframe) % 8) == 0, "Bad alignment");
  87
  88 uint32_t initial_fpscr = VFPSCR_DN | VFPSCR_FZ;
  89
  90 /*
  91  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
  92  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
  93  * ready to run and return to user mode.
  94  */
  95 void
  96 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
  97 {
  98         struct pcb *pcb2;
  99         struct trapframe *tf;
 100         struct mdproc *mdp2;
 101
 102         if ((flags & RFPROC) == 0)
 103                 return;
 104
 105         /* Point the pcb to the top of the stack */
 106         pcb2 = (struct pcb *)
 107             (td2->td_kstack + td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE) - 1;
 108 #ifdef VFP
 109         /* Store actual state of VFP */
 110         if (curthread == td1) {
 111                 critical_enter();
 112                 vfp_store(&td1->td_pcb->pcb_vfpstate, false);
 113                 critical_exit();
 114         }
 115 #endif
 116         td2->td_pcb = pcb2;
 117
 118         /* Clone td1's pcb */
 119         bcopy(td1->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 120
 121         /* Point to mdproc and then copy over td1's contents */
 122         mdp2 = &p2->p_md;
 123         bcopy(&td1->td_proc->p_md, mdp2, sizeof(*mdp2));
 124
 125         /* Point the frame to the stack in front of pcb and copy td1's frame */
 126         td2->td_frame = (struct trapframe *)pcb2 - 1;
 127         *td2->td_frame = *td1->td_frame;
 128
 129         /*
 130          * Create a new fresh stack for the new process.
 131          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 132          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 133          */
 134         pmap_set_pcb_pagedir(vmspace_pmap(p2->p_vmspace), pcb2);
 135         pcb2->pcb_regs.sf_r4 = (register_t)fork_return;
 136         pcb2->pcb_regs.sf_r5 = (register_t)td2;
 137         pcb2->pcb_regs.sf_lr = (register_t)fork_trampoline;
 138         pcb2->pcb_regs.sf_sp = STACKALIGN(td2->td_frame);
 139 #if __ARM_ARCH >= 6
 140         pcb2->pcb_regs.sf_tpidrurw = (register_t)get_tls();
 141 #endif
 142
 143         pcb2->pcb_vfpcpu = -1;
 144         pcb2->pcb_vfpstate.fpscr = initial_fpscr;
 145
 146         tf = td2->td_frame;
 147         tf->tf_spsr &= ~PSR_C;
 148         tf->tf_r0 = 0;
 149         tf->tf_r1 = 0;
 150
 151
 152         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 153         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 154         td2->td_md.md_saved_cspr = PSR_SVC32_MODE;
 155 #if __ARM_ARCH < 6
 156         td2->td_md.md_tp = *(register_t *)ARM_TP_ADDRESS;
 157 #endif
 158 }
 159
 160 void
 161 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 162 {
 163 }
 164
 165 void
 166 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 167 {
 168 }
 169
 170 void
 171 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 172 {
 173         struct trapframe *frame;
 174         int fixup;
 175 #ifdef __ARMEB__
 176         u_int call;
 177 #endif
 178
 179         frame = td->td_frame;
 180         fixup = 0;
 181
 182 #ifdef __ARMEB__
 183         /*
 184          * __syscall returns an off_t while most other syscalls return an
 185          * int. As an off_t is 64-bits and an int is 32-bits we need to
 186          * place the returned data into r1. As the lseek and freebsd6_lseek
 187          * syscalls also return an off_t they do not need this fixup.
 188          */
 189         call = frame->tf_r7;
 190         if (call == SYS___syscall) {
 191                 register_t *ap = &frame->tf_r0;
 192                 register_t code = ap[_QUAD_LOWWORD];
 193                 fixup = (code != SYS_lseek);
 194         }
 195 #endif
 196
 197         switch (error) {
 198         case 0:
 199                 if (fixup) {
 200                         frame->tf_r0 = 0;
 201                         frame->tf_r1 = td->td_retval[0];
 202                 } else {
 203                         frame->tf_r0 = td->td_retval[0];
 204                         frame->tf_r1 = td->td_retval[1];
 205                 }
 206                 frame->tf_spsr &= ~PSR_C;   /* carry bit */
 207                 break;
 208         case ERESTART:
 209                 /*
 210                  * Reconstruct the pc to point at the swi.
 211                  */
 212 #if __ARM_ARCH >= 7
 213                 if ((frame->tf_spsr & PSR_T) != 0)
 214                         frame->tf_pc -= THUMB_INSN_SIZE;
 215                 else
 216 #endif
 217                         frame->tf_pc -= INSN_SIZE;
 218                 break;
 219         case EJUSTRETURN:
 220                 /* nothing to do */
 221                 break;
 222         default:
 223                 frame->tf_r0 = SV_ABI_ERRNO(td->td_proc, error);
 224                 frame->tf_spsr |= PSR_C;    /* carry bit */
 225                 break;
 226         }
 227 }
 228
 229 /*
 230  * Initialize machine state, mostly pcb and trap frame for a new
 231  * thread, about to return to userspace.  Put enough state in the new
 232  * thread's PCB to get it to go back to the fork_return(), which
 233  * finalizes the thread state and handles peculiarities of the first
 234  * return to userspace for the new thread.
 235  */
 236 void
 237 cpu_copy_thread(struct thread *td, struct thread *td0)
 238 {
 239
 240         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 241         bcopy(td0->td_pcb, td->td_pcb, sizeof(struct pcb));
 242
 243         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r4 = (register_t)fork_return;
 244         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r5 = (register_t)td;
 245         td->td_pcb->pcb_regs.sf_lr = (register_t)fork_trampoline;
 246         td->td_pcb->pcb_regs.sf_sp = STACKALIGN(td->td_frame);
 247
 248         td->td_frame->tf_spsr &= ~PSR_C;
 249         td->td_frame->tf_r0 = 0;
 250
 251         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 252         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 253         td->td_md.md_saved_cspr = PSR_SVC32_MODE;
 254 }
 255
 256 /*
 257  * Set that machine state for performing an upcall that starts
 258  * the entry function with the given argument.
 259  */
 260 void
 261 cpu_set_upcall(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 262         stack_t *stack)
 263 {
 264         struct trapframe *tf = td->td_frame;
 265
 266         tf->tf_usr_sp = STACKALIGN((int)stack->ss_sp + stack->ss_size);
 267         tf->tf_pc = (int)entry;
 268         tf->tf_r0 = (int)arg;
 269         tf->tf_spsr = PSR_USR32_MODE;
 270 }
 271
 272 int
 273 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 274 {
 275
 276 #if __ARM_ARCH >= 6
 277         td->td_pcb->pcb_regs.sf_tpidrurw = (register_t)tls_base;
 278         if (td == curthread)
 279                 set_tls(tls_base);
 280 #else
 281         td->td_md.md_tp = (register_t)tls_base;
 282         if (td == curthread) {
 283                 critical_enter();
 284                 *(register_t *)ARM_TP_ADDRESS = (register_t)tls_base;
 285                 critical_exit();
 286         }
 287 #endif
 288         return (0);
 289 }
 290
 291 void
 292 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 293 {
 294 }
 295
 296 void
 297 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 298 {
 299         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_pages *
 300             PAGE_SIZE) - 1;
 301         /*
 302          * Ensure td_frame is aligned to an 8 byte boundary as it will be
 303          * placed into the stack pointer which must be 8 byte aligned in
 304          * the ARM EABI.
 305          */
 306         td->td_frame = (struct trapframe *)((caddr_t)td->td_pcb) - 1;
 307 }
 308
 309 void
 310 cpu_thread_free(struct thread *td)
 311 {
 312 }
 313
 314 void
 315 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 316 {
 317 }
 318
 319 /*
 320  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 321  * been scheduled yet.
 322  *
 323  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 324  */
 325 void
 326 cpu_fork_kthread_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 327 {
 328         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r4 = (register_t)func;  /* function */
 329         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r5 = (register_t)arg;   /* first arg */
 330 }
 331
 332 /*
 333  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 334  */
 335 void
 336 swi_vm(void *dummy)
 337 {
 338
 339         if (busdma_swi_pending)
 340                 busdma_swi();
 341 }
 342
 343 void
 344 cpu_exit(struct thread *td)
 345 {
 346 }
 347
 348 bool
 349 cpu_exec_vmspace_reuse(struct proc *p __unused, vm_map_t map __unused)
 350 {
 351
 352         return (true);
 353 }
 354