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