sys/arm64/arm64/vm_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2014 Andrew Turner
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  */
  27
  28 #include "opt_platform.h"
  29
  30 #include <sys/cdefs.h>
  31 __FBSDID("$FreeBSD$");
  32
  33 #include <sys/param.h>
  34 #include <sys/systm.h>
  35 #include <sys/limits.h>
  36 #include <sys/proc.h>
  37 #include <sys/sf_buf.h>
  38 #include <sys/signal.h>
  39 #include <sys/sysent.h>
  40 #include <sys/unistd.h>
  41
  42 #include <vm/vm.h>
  43 #include <vm/vm_page.h>
  44 #include <vm/vm_map.h>
  45 #include <vm/uma.h>
  46 #include <vm/uma_int.h>
  47
  48 #include <machine/armreg.h>
  49 #include <machine/cpu.h>
  50 #include <machine/md_var.h>
  51 #include <machine/pcb.h>
  52 #include <machine/frame.h>
  53
  54 #ifdef VFP
  55 #include <machine/vfp.h>
  56 #endif
  57
  58 #include <dev/psci/psci.h>
  59
  60 /*
  61  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
  62  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
  63  * ready to run and return to user mode.
  64  */
  65 void
  66 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
  67 {
  68         struct pcb *pcb2;
  69         struct trapframe *tf;
  70
  71         if ((flags & RFPROC) == 0)
  72                 return;
  73
  74         if (td1 == curthread) {
  75                 /*
  76                  * Save the tpidr_el0 and the vfp state, these normally happen
  77                  * in cpu_switch, but if userland changes these then forks
  78                  * this may not have happened.
  79                  */
  80                 td1->td_pcb->pcb_tpidr_el0 = READ_SPECIALREG(tpidr_el0);
  81                 td1->td_pcb->pcb_tpidrro_el0 = READ_SPECIALREG(tpidrro_el0);
  82 #ifdef VFP
  83                 if ((td1->td_pcb->pcb_fpflags & PCB_FP_STARTED) != 0)
  84                         vfp_save_state(td1, td1->td_pcb);
  85 #endif
  86         }
  87
  88         pcb2 = (struct pcb *)(td2->td_kstack +
  89             td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE) - 1;
  90
  91         td2->td_pcb = pcb2;
  92         bcopy(td1->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
  93
  94         /* Clear the debug register state. */
  95         bzero(&pcb2->pcb_dbg_regs, sizeof(pcb2->pcb_dbg_regs));
  96
  97         ptrauth_fork(td2, td1);
  98
  99         tf = (struct trapframe *)STACKALIGN((struct trapframe *)pcb2 - 1);
 100         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 101         tf->tf_x[0] = 0;
 102         tf->tf_x[1] = 0;
 103         tf->tf_spsr = td1->td_frame->tf_spsr & (PSR_M_32 | PSR_DAIF);
 104
 105         td2->td_frame = tf;
 106
 107         /* Set the return value registers for fork() */
 108         td2->td_pcb->pcb_x[19] = (uintptr_t)fork_return;
 109         td2->td_pcb->pcb_x[20] = (uintptr_t)td2;
 110         td2->td_pcb->pcb_lr = (uintptr_t)fork_trampoline;
 111         td2->td_pcb->pcb_sp = (uintptr_t)td2->td_frame;
 112
 113         vfp_new_thread(td2, td1, true);
 114
 115         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 116         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 117         td2->td_md.md_saved_daif = PSR_DAIF_DEFAULT;
 118
 119 #if defined(PERTHREAD_SSP)
 120         /* Set the new canary */
 121         arc4random_buf(&td2->td_md.md_canary, sizeof(td2->td_md.md_canary));
 122 #endif
 123 }
 124
 125 void
 126 cpu_reset(void)
 127 {
 128
 129         psci_reset();
 130
 131         printf("cpu_reset failed");
 132         while(1)
 133                 __asm volatile("wfi" ::: "memory");
 134 }
 135
 136 void
 137 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 138 {
 139 }
 140
 141 void
 142 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 143 {
 144 }
 145
 146 void
 147 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 148 {
 149         struct trapframe *frame;
 150
 151         frame = td->td_frame;
 152
 153         if (__predict_true(error == 0)) {
 154                 frame->tf_x[0] = td->td_retval[0];
 155                 frame->tf_x[1] = td->td_retval[1];
 156                 frame->tf_spsr &= ~PSR_C;       /* carry bit */
 157                 return;
 158         }
 159
 160         switch (error) {
 161         case ERESTART:
 162                 frame->tf_elr -= 4;
 163                 break;
 164         case EJUSTRETURN:
 165                 break;
 166         default:
 167                 frame->tf_spsr |= PSR_C;        /* carry bit */
 168                 frame->tf_x[0] = error;
 169                 break;
 170         }
 171 }
 172
 173 /*
 174  * Initialize machine state, mostly pcb and trap frame for a new
 175  * thread, about to return to userspace.  Put enough state in the new
 176  * thread's PCB to get it to go back to the fork_return(), which
 177  * finalizes the thread state and handles peculiarities of the first
 178  * return to userspace for the new thread.
 179  */
 180 void
 181 cpu_copy_thread(struct thread *td, struct thread *td0)
 182 {
 183         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 184         bcopy(td0->td_pcb, td->td_pcb, sizeof(struct pcb));
 185
 186         td->td_pcb->pcb_x[19] = (uintptr_t)fork_return;
 187         td->td_pcb->pcb_x[20] = (uintptr_t)td;
 188         td->td_pcb->pcb_lr = (uintptr_t)fork_trampoline;
 189         td->td_pcb->pcb_sp = (uintptr_t)td->td_frame;
 190
 191         /* Update VFP state for the new thread */
 192         vfp_new_thread(td, td0, false);
 193
 194         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 195         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 196         td->td_md.md_saved_daif = PSR_DAIF_DEFAULT;
 197
 198 #if defined(PERTHREAD_SSP)
 199         /* Set the new canary */
 200         arc4random_buf(&td->td_md.md_canary, sizeof(td->td_md.md_canary));
 201 #endif
 202
 203         /* Generate new pointer authentication keys. */
 204         ptrauth_copy_thread(td, td0);
 205 }
 206
 207 /*
 208  * Set that machine state for performing an upcall that starts
 209  * the entry function with the given argument.
 210  */
 211 void
 212 cpu_set_upcall(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 213         stack_t *stack)
 214 {
 215         struct trapframe *tf = td->td_frame;
 216
 217         /* 32bits processes use r13 for sp */
 218         if (td->td_frame->tf_spsr & PSR_M_32) {
 219                 tf->tf_x[13] = STACKALIGN((uintptr_t)stack->ss_sp + stack->ss_size);
 220                 if ((register_t)entry & 1)
 221                         tf->tf_spsr |= PSR_T;
 222         } else
 223                 tf->tf_sp = STACKALIGN((uintptr_t)stack->ss_sp + stack->ss_size);
 224         tf->tf_elr = (register_t)entry;
 225         tf->tf_x[0] = (register_t)arg;
 226 }
 227
 228 int
 229 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 230 {
 231         struct pcb *pcb;
 232
 233         if ((uintptr_t)tls_base >= VM_MAXUSER_ADDRESS)
 234                 return (EINVAL);
 235
 236         pcb = td->td_pcb;
 237         if (td->td_frame->tf_spsr & PSR_M_32) {
 238                 /* 32bits arm stores the user TLS into tpidrro */
 239                 pcb->pcb_tpidrro_el0 = (register_t)tls_base;
 240                 pcb->pcb_tpidr_el0 = (register_t)tls_base;
 241                 if (td == curthread) {
 242                         WRITE_SPECIALREG(tpidrro_el0, tls_base);
 243                         WRITE_SPECIALREG(tpidr_el0, tls_base);
 244                 }
 245         } else {
 246                 pcb->pcb_tpidr_el0 = (register_t)tls_base;
 247                 if (td == curthread)
 248                         WRITE_SPECIALREG(tpidr_el0, tls_base);
 249         }
 250
 251         return (0);
 252 }
 253
 254 void
 255 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 256 {
 257 }
 258
 259 void
 260 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 261 {
 262
 263         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack +
 264             td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE) - 1;
 265         td->td_frame = (struct trapframe *)STACKALIGN(
 266             (struct trapframe *)td->td_pcb - 1);
 267         ptrauth_thread_alloc(td);
 268 }
 269
 270 void
 271 cpu_thread_free(struct thread *td)
 272 {
 273 }
 274
 275 void
 276 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 277 {
 278 }
 279
 280 /*
 281  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 282  * been scheduled yet.
 283  *
 284  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 285  */
 286 void
 287 cpu_fork_kthread_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 288 {
 289
 290         td->td_pcb->pcb_x[19] = (uintptr_t)func;
 291         td->td_pcb->pcb_x[20] = (uintptr_t)arg;
 292 }
 293
 294 void
 295 cpu_exit(struct thread *td)
 296 {
 297 }
 298
 299 bool
 300 cpu_exec_vmspace_reuse(struct proc *p __unused, vm_map_t map __unused)
 301 {
 302
 303         return (true);
 304 }
 305
 306 int
 307 cpu_procctl(struct thread *td __unused, int idtype __unused, id_t id __unused,
 308     int com __unused, void *data __unused)
 309 {
 310
 311         return (EINVAL);
 312 }