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 #include <machine/vfp.h>
  78
  79 /*
  80  * struct switchframe and trapframe must both be a multiple of 8
  81  * for correct stack alignment.
  82  */
  83 CTASSERT(sizeof(struct switchframe) == 24);
  84 CTASSERT(sizeof(struct trapframe) == 80);
  85
  86 #ifndef NSFBUFS
  87 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
  88 #endif
  89
  90 static int nsfbufs;
  91 static int nsfbufspeak;
  92 static int nsfbufsused;
  93
  94 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufs, CTLFLAG_RDTUN, &nsfbufs, 0,
  95     "Maximum number of sendfile(2) sf_bufs available");
  96 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufspeak, CTLFLAG_RD, &nsfbufspeak, 0,
  97     "Number of sendfile(2) sf_bufs at peak usage");
  98 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufsused, CTLFLAG_RD, &nsfbufsused, 0,
  99     "Number of sendfile(2) sf_bufs in use");
 100
 101 static void     sf_buf_init(void *arg);
 102 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 103
 104 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
 105
 106 /*
 107  * A hash table of active sendfile(2) buffers
 108  */
 109 static struct sf_head *sf_buf_active;
 110 static u_long sf_buf_hashmask;
 111
 112 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
 113
 114 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
 115 static u_int    sf_buf_alloc_want;
 116
 117 /*
 118  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
 119  */
 120 static struct mtx sf_buf_lock;
 121
 122 /*
 123  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 124  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 125  * ready to run and return to user mode.
 126  */
 127 void
 128 cpu_fork(register struct thread *td1, register struct proc *p2,
 129     struct thread *td2, int flags)
 130 {
 131         struct pcb *pcb2;
 132         struct trapframe *tf;
 133         struct switchframe *sf;
 134         struct mdproc *mdp2;
 135
 136         if ((flags & RFPROC) == 0)
 137                 return;
 138         pcb2 = (struct pcb *)(td2->td_kstack + td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE) - 1;
 139 #ifdef __XSCALE__
 140 #ifndef CPU_XSCALE_CORE3
 141         pmap_use_minicache(td2->td_kstack, td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE);
 142 #endif
 143 #endif
 144         td2->td_pcb = pcb2;
 145         bcopy(td1->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 146         mdp2 = &p2->p_md;
 147         bcopy(&td1->td_proc->p_md, mdp2, sizeof(*mdp2));
 148         pcb2->un_32.pcb32_sp = td2->td_kstack +
 149             USPACE_SVC_STACK_TOP - sizeof(*pcb2);
 150         pcb2->pcb_vfpcpu = -1;
 151         pcb2->pcb_vfpstate.fpscr = VFPSCR_DN | VFPSCR_FZ;
 152         pmap_activate(td2);
 153         td2->td_frame = tf = (struct trapframe *)STACKALIGN(
 154             pcb2->un_32.pcb32_sp - sizeof(struct trapframe));
 155         *tf = *td1->td_frame;
 156         sf = (struct switchframe *)tf - 1;
 157         sf->sf_r4 = (u_int)fork_return;
 158         sf->sf_r5 = (u_int)td2;
 159         sf->sf_pc = (u_int)fork_trampoline;
 160         tf->tf_spsr &= ~PSR_C;
 161         tf->tf_r0 = 0;
 162         tf->tf_r1 = 0;
 163         pcb2->un_32.pcb32_sp = (u_int)sf;
 164         KASSERT((pcb2->un_32.pcb32_sp & 7) == 0,
 165             ("cpu_fork: Incorrect stack alignment"));
 166
 167         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 168         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 169         td2->td_md.md_saved_cspr = 0;
 170 #ifdef ARM_TP_ADDRESS
 171         td2->td_md.md_tp = *(register_t *)ARM_TP_ADDRESS;
 172 #else
 173         td2->td_md.md_tp = (register_t) get_tls();
 174 #endif
 175 }
 176
 177 void
 178 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 179 {
 180 }
 181
 182 void
 183 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 184 {
 185 }
 186
 187 /*
 188  * Detatch mapped page and release resources back to the system.
 189  */
 190 void
 191 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 192 {
 193
 194          mtx_lock(&sf_buf_lock);
 195          sf->ref_count--;
 196          if (sf->ref_count == 0) {
 197                  TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 198                  nsfbufsused--;
 199                  pmap_kremove(sf->kva);
 200                  sf->m = NULL;
 201                  LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 202                  if (sf_buf_alloc_want > 0)
 203                          wakeup(&sf_buf_freelist);
 204          }
 205          mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 210  */
 211 static void
 212 sf_buf_init(void *arg)
 213 {
 214         struct sf_buf *sf_bufs;
 215         vm_offset_t sf_base;
 216         int i;
 217
 218         nsfbufs = NSFBUFS;
 219         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 220
 221         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 222         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 223         sf_base = kva_alloc(nsfbufs * PAGE_SIZE);
 224         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
 225             M_NOWAIT | M_ZERO);
 226         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 227                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 228                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 229         }
 230         sf_buf_alloc_want = 0;
 231         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 232 }
 233
 234 /*
 235  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
 236  */
 237 struct sf_buf *
 238 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 239 {
 240         struct sf_head *hash_list;
 241         struct sf_buf *sf;
 242         int error;
 243
 244         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 245         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 246         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 247                 if (sf->m == m) {
 248                         sf->ref_count++;
 249                         if (sf->ref_count == 1) {
 250                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 251                                 nsfbufsused++;
 252                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 253                         }
 254                         goto done;
 255                 }
 256         }
 257         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 258                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 259                         goto done;
 260                 sf_buf_alloc_want++;
 261                 SFSTAT_INC(sf_allocwait);
 262                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 263                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 264                 sf_buf_alloc_want--;
 265
 266
 267                 /*
 268                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 269                  */
 270                 if (error)
 271                         goto done;
 272         }
 273         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 274         if (sf->m != NULL)
 275                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 276         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 277         sf->ref_count = 1;
 278         sf->m = m;
 279         nsfbufsused++;
 280         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 281         pmap_kenter(sf->kva, VM_PAGE_TO_PHYS(sf->m));
 282 done:
 283         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 284         return (sf);
 285 }
 286
 287 void
 288 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 289 {
 290         struct trapframe *frame;
 291         int fixup;
 292 #ifdef __ARMEB__
 293         u_int call;
 294 #endif
 295
 296         frame = td->td_frame;
 297         fixup = 0;
 298
 299 #ifdef __ARMEB__
 300         /*
 301          * __syscall returns an off_t while most other syscalls return an
 302          * int. As an off_t is 64-bits and an int is 32-bits we need to
 303          * place the returned data into r1. As the lseek and frerebsd6_lseek
 304          * syscalls also return an off_t they do not need this fixup.
 305          */
 306 #ifdef __ARM_EABI__
 307         call = frame->tf_r7;
 308 #else
 309         call = *(u_int32_t *)(frame->tf_pc - INSN_SIZE) & 0x000fffff;
 310 #endif
 311         if (call == SYS___syscall) {
 312                 register_t *ap = &frame->tf_r0;
 313                 register_t code = ap[_QUAD_LOWWORD];
 314                 if (td->td_proc->p_sysent->sv_mask)
 315                         code &= td->td_proc->p_sysent->sv_mask;
 316                 fixup = (code != SYS_freebsd6_lseek && code != SYS_lseek)
 317                     ? 1 : 0;
 318         }
 319 #endif
 320
 321         switch (error) {
 322         case 0:
 323                 if (fixup) {
 324                         frame->tf_r0 = 0;
 325                         frame->tf_r1 = td->td_retval[0];
 326                 } else {
 327                         frame->tf_r0 = td->td_retval[0];
 328                         frame->tf_r1 = td->td_retval[1];
 329                 }
 330                 frame->tf_spsr &= ~PSR_C;   /* carry bit */
 331                 break;
 332         case ERESTART:
 333                 /*
 334                  * Reconstruct the pc to point at the swi.
 335                  */
 336                 frame->tf_pc -= INSN_SIZE;
 337                 break;
 338         case EJUSTRETURN:
 339                 /* nothing to do */
 340                 break;
 341         default:
 342                 frame->tf_r0 = error;
 343                 frame->tf_spsr |= PSR_C;    /* carry bit */
 344                 break;
 345         }
 346 }
 347
 348 /*
 349  * Initialize machine state (pcb and trap frame) for a new thread about to
 350  * upcall. Put enough state in the new thread's PCB to get it to go back
 351  * userret(), where we can intercept it again to set the return (upcall)
 352  * Address and stack, along with those from upcals that are from other sources
 353  * such as those generated in thread_userret() itself.
 354  */
 355 void
 356 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 357 {
 358         struct trapframe *tf;
 359         struct switchframe *sf;
 360
 361         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 362         bcopy(td0->td_pcb, td->td_pcb, sizeof(struct pcb));
 363         tf = td->td_frame;
 364         sf = (struct switchframe *)tf - 1;
 365         sf->sf_r4 = (u_int)fork_return;
 366         sf->sf_r5 = (u_int)td;
 367         sf->sf_pc = (u_int)fork_trampoline;
 368         tf->tf_spsr &= ~PSR_C;
 369         tf->tf_r0 = 0;
 370         td->td_pcb->un_32.pcb32_sp = (u_int)sf;
 371         KASSERT((td->td_pcb->un_32.pcb32_sp & 7) == 0,
 372             ("cpu_set_upcall: Incorrect stack alignment"));
 373
 374         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 375         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 376         td->td_md.md_saved_cspr = 0;
 377 }
 378
 379 /*
 380  * Set that machine state for performing an upcall that has to
 381  * be done in thread_userret() so that those upcalls generated
 382  * in thread_userret() itself can be done as well.
 383  */
 384 void
 385 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 386         stack_t *stack)
 387 {
 388         struct trapframe *tf = td->td_frame;
 389
 390         tf->tf_usr_sp = STACKALIGN((int)stack->ss_sp + stack->ss_size
 391             - sizeof(struct trapframe));
 392         tf->tf_pc = (int)entry;
 393         tf->tf_r0 = (int)arg;
 394         tf->tf_spsr = PSR_USR32_MODE;
 395 }
 396
 397 int
 398 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 399 {
 400
 401         td->td_md.md_tp = (register_t)tls_base;
 402         if (td == curthread) {
 403                 critical_enter();
 404 #ifdef ARM_TP_ADDRESS
 405                 *(register_t *)ARM_TP_ADDRESS = (register_t)tls_base;
 406 #else
 407                 set_tls((void *)tls_base);
 408 #endif
 409                 critical_exit();
 410         }
 411         return (0);
 412 }
 413
 414 void
 415 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 416 {
 417 }
 418
 419 void
 420 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 421 {
 422         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_pages *
 423             PAGE_SIZE) - 1;
 424         /*
 425          * Ensure td_frame is aligned to an 8 byte boundary as it will be
 426          * placed into the stack pointer which must be 8 byte aligned in
 427          * the ARM EABI.
 428          */
 429         td->td_frame = (struct trapframe *)STACKALIGN((u_int)td->td_kstack +
 430             USPACE_SVC_STACK_TOP - sizeof(struct pcb) -
 431             sizeof(struct trapframe));
 432 #ifdef __XSCALE__
 433 #ifndef CPU_XSCALE_CORE3
 434         pmap_use_minicache(td->td_kstack, td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE);
 435 #endif
 436 #endif
 437 }
 438
 439 void
 440 cpu_thread_free(struct thread *td)
 441 {
 442 }
 443
 444 void
 445 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 446 {
 447 }
 448
 449 /*
 450  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 451  * been scheduled yet.
 452  *
 453  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 454  */
 455 void
 456 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 457 {
 458         struct switchframe *sf;
 459         struct trapframe *tf;
 460
 461         tf = td->td_frame;
 462         sf = (struct switchframe *)tf - 1;
 463         sf->sf_r4 = (u_int)func;
 464         sf->sf_r5 = (u_int)arg;
 465         td->td_pcb->un_32.pcb32_sp = (u_int)sf;
 466         KASSERT((td->td_pcb->un_32.pcb32_sp & 7) == 0,
 467             ("cpu_set_fork_handler: Incorrect stack alignment"));
 468 }
 469
 470 /*
 471  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 472  */
 473 void
 474 swi_vm(void *dummy)
 475 {
 476
 477         if (busdma_swi_pending)
 478                 busdma_swi();
 479 }
 480
 481 void
 482 cpu_exit(struct thread *td)
 483 {
 484 }
 485