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 "opt_compat.h"
  46
  47 #include <sys/cdefs.h>
  48 __FBSDID("$FreeBSD$");
  49
  50 #include <sys/param.h>
  51 #include <sys/systm.h>
  52 #include <sys/kernel.h>
  53 #include <sys/malloc.h>
  54 #include <sys/mbuf.h>
  55 #include <sys/proc.h>
  56 #include <sys/socketvar.h>
  57 #include <sys/syscall.h>
  58 #include <sys/sysctl.h>
  59 #include <sys/sysent.h>
  60 #include <sys/unistd.h>
  61
  62 #include <machine/cpu.h>
  63 #include <machine/frame.h>
  64 #include <machine/pcb.h>
  65 #include <machine/sysarch.h>
  66 #include <sys/lock.h>
  67 #include <sys/mutex.h>
  68
  69 #include <vm/vm.h>
  70 #include <vm/pmap.h>
  71 #include <vm/vm_extern.h>
  72 #include <vm/vm_kern.h>
  73 #include <vm/vm_page.h>
  74 #include <vm/vm_map.h>
  75 #include <vm/vm_param.h>
  76 #include <vm/vm_pageout.h>
  77 #include <vm/uma.h>
  78 #include <vm/uma_int.h>
  79
  80 #include <machine/md_var.h>
  81 #include <machine/vfp.h>
  82
  83 /*
  84  * struct switchframe and trapframe must both be a multiple of 8
  85  * for correct stack alignment.
  86  */
  87 _Static_assert((sizeof(struct switchframe) % 8) == 0, "Bad alignment");
  88 _Static_assert((sizeof(struct trapframe) % 8) == 0, "Bad alignment");
  89
  90 uint32_t initial_fpscr = VFPSCR_DN | VFPSCR_FZ;
  91
  92 /*
  93  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
  94  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
  95  * ready to run and return to user mode.
  96  */
  97 void
  98 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
  99 {
 100         struct pcb *pcb2;
 101         struct trapframe *tf;
 102         struct mdproc *mdp2;
 103
 104         if ((flags & RFPROC) == 0)
 105                 return;
 106
 107         /* Point the pcb to the top of the stack */
 108         pcb2 = (struct pcb *)
 109             (td2->td_kstack + td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE) - 1;
 110 #ifdef __XSCALE__
 111 #ifndef CPU_XSCALE_CORE3
 112         pmap_use_minicache(td2->td_kstack, td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE);
 113 #endif
 114 #endif
 115 #ifdef VFP
 116         /* Store actual state of VFP */
 117         if (curthread == td1) {
 118                 critical_enter();
 119                 vfp_store(&td1->td_pcb->pcb_vfpstate, false);
 120                 critical_exit();
 121         }
 122 #endif
 123         td2->td_pcb = pcb2;
 124
 125         /* Clone td1's pcb */
 126         bcopy(td1->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 127
 128         /* Point to mdproc and then copy over td1's contents */
 129         mdp2 = &p2->p_md;
 130         bcopy(&td1->td_proc->p_md, mdp2, sizeof(*mdp2));
 131
 132         /* Point the frame to the stack in front of pcb and copy td1's frame */
 133         td2->td_frame = (struct trapframe *)pcb2 - 1;
 134         *td2->td_frame = *td1->td_frame;
 135
 136         /*
 137          * Create a new fresh stack for the new process.
 138          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 139          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 140          */
 141         pmap_set_pcb_pagedir(vmspace_pmap(p2->p_vmspace), pcb2);
 142         pcb2->pcb_regs.sf_r4 = (register_t)fork_return;
 143         pcb2->pcb_regs.sf_r5 = (register_t)td2;
 144         pcb2->pcb_regs.sf_lr = (register_t)fork_trampoline;
 145         pcb2->pcb_regs.sf_sp = STACKALIGN(td2->td_frame);
 146 #if __ARM_ARCH >= 6
 147         pcb2->pcb_regs.sf_tpidrurw = (register_t)get_tls();
 148 #endif
 149
 150         pcb2->pcb_vfpcpu = -1;
 151         pcb2->pcb_vfpstate.fpscr = initial_fpscr;
 152
 153         tf = td2->td_frame;
 154         tf->tf_spsr &= ~PSR_C;
 155         tf->tf_r0 = 0;
 156         tf->tf_r1 = 0;
 157
 158
 159         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 160         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 161         td2->td_md.md_saved_cspr = PSR_SVC32_MODE;
 162 #if __ARM_ARCH < 6
 163         td2->td_md.md_tp = *(register_t *)ARM_TP_ADDRESS;
 164 #endif
 165 }
 166
 167 void
 168 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 169 {
 170 }
 171
 172 void
 173 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 174 {
 175 }
 176
 177 void
 178 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 179 {
 180         struct trapframe *frame;
 181         int fixup;
 182 #ifdef __ARMEB__
 183         u_int call;
 184 #endif
 185
 186         frame = td->td_frame;
 187         fixup = 0;
 188
 189 #ifdef __ARMEB__
 190         /*
 191          * __syscall returns an off_t while most other syscalls return an
 192          * int. As an off_t is 64-bits and an int is 32-bits we need to
 193          * place the returned data into r1. As the lseek and freebsd6_lseek
 194          * syscalls also return an off_t they do not need this fixup.
 195          */
 196         call = frame->tf_r7;
 197         if (call == SYS___syscall) {
 198                 register_t *ap = &frame->tf_r0;
 199                 register_t code = ap[_QUAD_LOWWORD];
 200                 if (td->td_proc->p_sysent->sv_mask)
 201                         code &= td->td_proc->p_sysent->sv_mask;
 202                 fixup = (code != SYS_lseek);
 203         }
 204 #endif
 205
 206         switch (error) {
 207         case 0:
 208                 if (fixup) {
 209                         frame->tf_r0 = 0;
 210                         frame->tf_r1 = td->td_retval[0];
 211                 } else {
 212                         frame->tf_r0 = td->td_retval[0];
 213                         frame->tf_r1 = td->td_retval[1];
 214                 }
 215                 frame->tf_spsr &= ~PSR_C;   /* carry bit */
 216                 break;
 217         case ERESTART:
 218                 /*
 219                  * Reconstruct the pc to point at the swi.
 220                  */
 221 #if __ARM_ARCH >= 7
 222                 if ((frame->tf_spsr & PSR_T) != 0)
 223                         frame->tf_pc -= THUMB_INSN_SIZE;
 224                 else
 225 #endif
 226                         frame->tf_pc -= INSN_SIZE;
 227                 break;
 228         case EJUSTRETURN:
 229                 /* nothing to do */
 230                 break;
 231         default:
 232                 frame->tf_r0 = SV_ABI_ERRNO(td->td_proc, error);
 233                 frame->tf_spsr |= PSR_C;    /* carry bit */
 234                 break;
 235         }
 236 }
 237
 238 /*
 239  * Initialize machine state, mostly pcb and trap frame for a new
 240  * thread, about to return to userspace.  Put enough state in the new
 241  * thread's PCB to get it to go back to the fork_return(), which
 242  * finalizes the thread state and handles peculiarities of the first
 243  * return to userspace for the new thread.
 244  */
 245 void
 246 cpu_copy_thread(struct thread *td, struct thread *td0)
 247 {
 248
 249         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 250         bcopy(td0->td_pcb, td->td_pcb, sizeof(struct pcb));
 251
 252         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r4 = (register_t)fork_return;
 253         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r5 = (register_t)td;
 254         td->td_pcb->pcb_regs.sf_lr = (register_t)fork_trampoline;
 255         td->td_pcb->pcb_regs.sf_sp = STACKALIGN(td->td_frame);
 256
 257         td->td_frame->tf_spsr &= ~PSR_C;
 258         td->td_frame->tf_r0 = 0;
 259
 260         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 261         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 262         td->td_md.md_saved_cspr = PSR_SVC32_MODE;
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Set that machine state for performing an upcall that starts
 267  * the entry function with the given argument.
 268  */
 269 void
 270 cpu_set_upcall(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 271         stack_t *stack)
 272 {
 273         struct trapframe *tf = td->td_frame;
 274
 275         tf->tf_usr_sp = STACKALIGN((int)stack->ss_sp + stack->ss_size);
 276         tf->tf_pc = (int)entry;
 277         tf->tf_r0 = (int)arg;
 278         tf->tf_spsr = PSR_USR32_MODE;
 279 }
 280
 281 int
 282 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 283 {
 284
 285 #if __ARM_ARCH >= 6
 286         td->td_pcb->pcb_regs.sf_tpidrurw = (register_t)tls_base;
 287         if (td == curthread)
 288                 set_tls(tls_base);
 289 #else
 290         td->td_md.md_tp = (register_t)tls_base;
 291         if (td == curthread) {
 292                 critical_enter();
 293                 *(register_t *)ARM_TP_ADDRESS = (register_t)tls_base;
 294                 critical_exit();
 295         }
 296 #endif
 297         return (0);
 298 }
 299
 300 void
 301 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 302 {
 303 }
 304
 305 void
 306 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 307 {
 308         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_pages *
 309             PAGE_SIZE) - 1;
 310         /*
 311          * Ensure td_frame is aligned to an 8 byte boundary as it will be
 312          * placed into the stack pointer which must be 8 byte aligned in
 313          * the ARM EABI.
 314          */
 315         td->td_frame = (struct trapframe *)((caddr_t)td->td_pcb) - 1;
 316
 317 #ifdef __XSCALE__
 318 #ifndef CPU_XSCALE_CORE3
 319         pmap_use_minicache(td->td_kstack, td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE);
 320 #endif
 321 #endif
 322 }
 323
 324 void
 325 cpu_thread_free(struct thread *td)
 326 {
 327 }
 328
 329 void
 330 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 331 {
 332 }
 333
 334 /*
 335  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 336  * been scheduled yet.
 337  *
 338  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 339  */
 340 void
 341 cpu_fork_kthread_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 342 {
 343         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r4 = (register_t)func;  /* function */
 344         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r5 = (register_t)arg;   /* first arg */
 345 }
 346
 347 /*
 348  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 349  */
 350 void
 351 swi_vm(void *dummy)
 352 {
 353
 354         if (busdma_swi_pending)
 355                 busdma_swi();
 356 }
 357
 358 void
 359 cpu_exit(struct thread *td)
 360 {
 361 }
 362