sys/sparc64/sparc64/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  * Copyright (c) 2001 Jake Burkholder.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  10  * Science Department, and William Jolitz.
  11  *
  12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  13  * modification, are permitted provided that the following conditions
  14  * are met:
  15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  20  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  21  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  22  *    without specific prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  *      from: @(#)vm_machdep.c  7.3 (Berkeley) 5/13/91
  37  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  38  *      from: FreeBSD: src/sys/i386/i386/vm_machdep.c,v 1.167 2001/07/12
  39  */
  40
  41 #include <sys/cdefs.h>
  42 __FBSDID("$FreeBSD$");
  43
  44 #include "opt_pmap.h"
  45
  46 #include <sys/param.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/bio.h>
  49 #include <sys/buf.h>
  50 #include <sys/kernel.h>
  51 #include <sys/linker_set.h>
  52 #include <sys/malloc.h>
  53 #include <sys/mbuf.h>
  54 #include <sys/mutex.h>
  55 #include <sys/proc.h>
  56 #include <sys/sysent.h>
  57 #include <sys/sf_buf.h>
  58 #include <sys/sched.h>
  59 #include <sys/sysctl.h>
  60 #include <sys/unistd.h>
  61 #include <sys/vmmeter.h>
  62
  63 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  64
  65 #include <vm/vm.h>
  66 #include <vm/vm_extern.h>
  67 #include <vm/pmap.h>
  68 #include <vm/vm_kern.h>
  69 #include <vm/vm_map.h>
  70 #include <vm/vm_page.h>
  71 #include <vm/vm_pageout.h>
  72 #include <vm/vm_param.h>
  73 #include <vm/uma.h>
  74 #include <vm/uma_int.h>
  75
  76 #include <machine/cache.h>
  77 #include <machine/cpu.h>
  78 #include <machine/fp.h>
  79 #include <machine/frame.h>
  80 #include <machine/fsr.h>
  81 #include <machine/md_var.h>
  82 #include <machine/ofw_machdep.h>
  83 #include <machine/ofw_mem.h>
  84 #include <machine/pcb.h>
  85 #include <machine/tlb.h>
  86 #include <machine/tstate.h>
  87
  88 #ifndef NSFBUFS
  89 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
  90 #endif
  91
  92 static void     sf_buf_init(void *arg);
  93 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
  94
  95 /*
  96  * Expanded sf_freelist head.  Really an SLIST_HEAD() in disguise, with the
  97  * sf_freelist head with the sf_lock mutex.
  98  */
  99 static struct {
 100         SLIST_HEAD(, sf_buf) sf_head;
 101         struct mtx sf_lock;
 102 } sf_freelist;
 103
 104 static u_int    sf_buf_alloc_want;
 105
 106 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_alloc);
 107 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_alloc_oc);
 108 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_free);
 109
 110 void
 111 cpu_exit(struct thread *td)
 112 {
 113         struct proc *p;
 114
 115         p = td->td_proc;
 116         p->p_md.md_sigtramp = NULL;
 117         if (p->p_md.md_utrap != NULL) {
 118                 utrap_free(p->p_md.md_utrap);
 119                 p->p_md.md_utrap = NULL;
 120         }
 121 }
 122
 123 void
 124 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 125 {
 126
 127 }
 128
 129 void
 130 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 131 {
 132
 133 }
 134
 135 void
 136 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 137 {
 138         struct pcb *pcb;
 139
 140         pcb = (struct pcb *)((td->td_kstack + td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE -
 141             sizeof(struct pcb)) & ~0x3fUL);
 142         pcb->pcb_nsaved = 0;
 143         td->td_frame = (struct trapframe *)pcb - 1;
 144         td->td_pcb = pcb;
 145 }
 146
 147 void
 148 cpu_thread_free(struct thread *td)
 149 {
 150
 151 }
 152
 153 void
 154 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 155 {
 156
 157 }
 158
 159 void
 160 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 161 {
 162
 163 }
 164
 165 void
 166 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 167 {
 168
 169         switch (error) {
 170         case 0:
 171                 td->td_frame->tf_out[0] = td->td_retval[0];
 172                 td->td_frame->tf_out[1] = td->td_retval[1];
 173                 td->td_frame->tf_tstate &= ~TSTATE_XCC_C;
 174                 break;
 175
 176         case ERESTART:
 177                 /*
 178                  * Undo the tpc advancement we have done on syscall
 179                  * enter, we want to reexecute the system call.
 180                  */
 181                 td->td_frame->tf_tpc = td->td_pcb->pcb_tpc;
 182                 td->td_frame->tf_tnpc -= 4;
 183                 break;
 184
 185         case EJUSTRETURN:
 186                 break;
 187
 188         default:
 189                 if (td->td_proc->p_sysent->sv_errsize) {
 190                         if (error >= td->td_proc->p_sysent->sv_errsize)
 191                                 error = -1;     /* XXX */
 192                         else
 193                                 error = td->td_proc->p_sysent->sv_errtbl[error];
 194                 }
 195                 td->td_frame->tf_out[0] = error;
 196                 td->td_frame->tf_tstate |= TSTATE_XCC_C;
 197                 break;
 198         }
 199 }
 200
 201 void
 202 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 203 {
 204         struct trapframe *tf;
 205         struct frame *fr;
 206         struct pcb *pcb;
 207
 208         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 209
 210         pcb = td->td_pcb;
 211         tf = td->td_frame;
 212         fr = (struct frame *)tf - 1;
 213         fr->fr_local[0] = (u_long)fork_return;
 214         fr->fr_local[1] = (u_long)td;
 215         fr->fr_local[2] = (u_long)tf;
 216         pcb->pcb_pc = (u_long)fork_trampoline - 8;
 217         pcb->pcb_sp = (u_long)fr - SPOFF;
 218
 219         /* Setup to release the spin count in fork_exit(). */
 220         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 221         td->td_md.md_saved_pil = 0;
 222 }
 223
 224 void
 225 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 226     stack_t *stack)
 227 {
 228         struct trapframe *tf;
 229         uint64_t sp;
 230
 231         if (td == curthread)
 232                 flushw();
 233         tf = td->td_frame;
 234         sp = (uint64_t)stack->ss_sp + stack->ss_size;
 235         tf->tf_out[0] = (uint64_t)arg;
 236         tf->tf_out[6] = sp - SPOFF - sizeof(struct frame);
 237         tf->tf_tpc = (uint64_t)entry;
 238         tf->tf_tnpc = tf->tf_tpc + 4;
 239
 240         td->td_retval[0] = tf->tf_out[0];
 241         td->td_retval[1] = tf->tf_out[1];
 242 }
 243
 244 int
 245 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 246 {
 247
 248         if (td == curthread)
 249                 flushw();
 250         td->td_frame->tf_global[7] = (uint64_t)tls_base;
 251         return (0);
 252 }
 253
 254 /*
 255  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 256  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 257  * ready to run and return to user mode.
 258  */
 259 void
 260 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 261 {
 262         struct trapframe *tf;
 263         struct frame *fp;
 264         struct pcb *pcb1;
 265         struct pcb *pcb2;
 266         vm_offset_t sp;
 267         int error;
 268         int i;
 269
 270         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 271             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 272
 273         if ((flags & RFPROC) == 0)
 274                 return;
 275
 276         p2->p_md.md_sigtramp = td1->td_proc->p_md.md_sigtramp;
 277         p2->p_md.md_utrap = utrap_hold(td1->td_proc->p_md.md_utrap);
 278
 279         /* The pcb must be aligned on a 64-byte boundary. */
 280         pcb1 = td1->td_pcb;
 281         pcb2 = (struct pcb *)((td2->td_kstack + td2->td_kstack_pages *
 282             PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x3fUL);
 283         td2->td_pcb = pcb2;
 284
 285         /*
 286          * Ensure that p1's pcb is up to date.
 287          */
 288         critical_enter();
 289         if ((td1->td_frame->tf_fprs & FPRS_FEF) != 0)
 290                 savefpctx(pcb1->pcb_ufp);
 291         critical_exit();
 292         /* Make sure the copied windows are spilled. */
 293         flushw();
 294         /* Copy the pcb (this will copy the windows saved in the pcb, too). */
 295         bcopy(pcb1, pcb2, sizeof(*pcb1));
 296
 297         /*
 298          * If we're creating a new user process and we're sharing the address
 299          * space, the parent's top most frame must be saved in the pcb.  The
 300          * child will pop the frame when it returns to user mode, and may
 301          * overwrite it with its own data causing much suffering for the
 302          * parent.  We check if its already in the pcb, and if not copy it
 303          * in.  Its unlikely that the copyin will fail, but if so there's not
 304          * much we can do.  The parent will likely crash soon anyway in that
 305          * case.
 306          */
 307         if ((flags & RFMEM) != 0 && td1 != &thread0) {
 308                 sp = td1->td_frame->tf_sp;
 309                 for (i = 0; i < pcb1->pcb_nsaved; i++) {
 310                         if (pcb1->pcb_rwsp[i] == sp)
 311                                 break;
 312                 }
 313                 if (i == pcb1->pcb_nsaved) {
 314                         error = copyin((caddr_t)sp + SPOFF, &pcb1->pcb_rw[i],
 315                             sizeof(struct rwindow));
 316                         if (error == 0) {
 317                                 pcb1->pcb_rwsp[i] = sp;
 318                                 pcb1->pcb_nsaved++;
 319                         }
 320                 }
 321         }
 322
 323         /*
 324          * Create a new fresh stack for the new process.
 325          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 326          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 327          */
 328         tf = (struct trapframe *)pcb2 - 1;
 329         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 330
 331         tf->tf_out[0] = 0;                      /* Child returns zero */
 332         tf->tf_out[1] = 0;
 333         tf->tf_tstate &= ~TSTATE_XCC_C;         /* success */
 334         tf->tf_fprs = 0;
 335
 336         td2->td_frame = tf;
 337         fp = (struct frame *)tf - 1;
 338         fp->fr_local[0] = (u_long)fork_return;
 339         fp->fr_local[1] = (u_long)td2;
 340         fp->fr_local[2] = (u_long)tf;
 341         /* Terminate stack traces at this frame. */
 342         fp->fr_pc = fp->fr_fp = 0;
 343         pcb2->pcb_sp = (u_long)fp - SPOFF;
 344         pcb2->pcb_pc = (u_long)fork_trampoline - 8;
 345
 346         /* Setup to release the spin count in fork_exit(). */
 347         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 348         td2->td_md.md_saved_pil = 0;
 349
 350         /*
 351          * Now, cpu_switch() can schedule the new process.
 352          */
 353 }
 354
 355 void
 356 cpu_reset(void)
 357 {
 358         static char bspec[64] = "";
 359         phandle_t chosen;
 360         static struct {
 361                 cell_t  name;
 362                 cell_t  nargs;
 363                 cell_t  nreturns;
 364                 cell_t  bootspec;
 365         } args = {
 366                 (cell_t)"boot",
 367                 1,
 368                 0,
 369                 (cell_t)bspec
 370         };
 371
 372         if ((chosen = OF_finddevice("/chosen")) != 0) {
 373                 if (OF_getprop(chosen, "bootpath", bspec, sizeof(bspec)) == -1)
 374                         bspec[0] = '\0';
 375                 bspec[sizeof(bspec) - 1] = '\0';
 376         }
 377
 378         cpu_shutdown(&args);
 379 }
 380
 381 /*
 382  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 383  * been scheduled yet.
 384  *
 385  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 386  */
 387 void
 388 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 389 {
 390         struct frame *fp;
 391         struct pcb *pcb;
 392
 393         pcb = td->td_pcb;
 394         fp = (struct frame *)(pcb->pcb_sp + SPOFF);
 395         fp->fr_local[0] = (u_long)func;
 396         fp->fr_local[1] = (u_long)arg;
 397 }
 398
 399 int
 400 is_physical_memory(vm_paddr_t addr)
 401 {
 402         struct ofw_mem_region *mr;
 403
 404         for (mr = sparc64_memreg; mr < sparc64_memreg + sparc64_nmemreg; mr++)
 405                 if (addr >= mr->mr_start && addr < mr->mr_start + mr->mr_size)
 406                         return (1);
 407         return (0);
 408 }
 409
 410 /*
 411  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 412  */
 413 static void
 414 sf_buf_init(void *arg)
 415 {
 416         struct sf_buf *sf_bufs;
 417         vm_offset_t sf_base;
 418         int i;
 419
 420         nsfbufs = NSFBUFS;
 421         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 422
 423         mtx_init(&sf_freelist.sf_lock, "sf_bufs list lock", NULL, MTX_DEF);
 424         SLIST_INIT(&sf_freelist.sf_head);
 425         sf_base = kmem_alloc_nofault(kernel_map, nsfbufs * PAGE_SIZE);
 426         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
 427             M_NOWAIT | M_ZERO);
 428         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 429                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 430                 SLIST_INSERT_HEAD(&sf_freelist.sf_head, &sf_bufs[i], free_list);
 431         }
 432         sf_buf_alloc_want = 0;
 433 }
 434
 435 /*
 436  * Get an sf_buf from the freelist.  Will block if none are available.
 437  */
 438 struct sf_buf *
 439 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 440 {
 441         struct sf_buf *sf;
 442         int error;
 443
 444         mtx_lock(&sf_freelist.sf_lock);
 445         while ((sf = SLIST_FIRST(&sf_freelist.sf_head)) == NULL) {
 446                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 447                         break;
 448                 sf_buf_alloc_want++;
 449                 mbstat.sf_allocwait++;
 450                 error = msleep(&sf_freelist, &sf_freelist.sf_lock,
 451                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 452                 sf_buf_alloc_want--;
 453
 454                 /*
 455                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 456                  */
 457                 if (error)
 458                         break;
 459         }
 460         if (sf != NULL) {
 461                 SLIST_REMOVE_HEAD(&sf_freelist.sf_head, free_list);
 462                 sf->m = m;
 463                 nsfbufsused++;
 464                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 465                 pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 466         }
 467         mtx_unlock(&sf_freelist.sf_lock);
 468         return (sf);
 469 }
 470
 471 /*
 472  * Release resources back to the system.
 473  */
 474 void
 475 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 476 {
 477
 478         pmap_qremove(sf->kva, 1);
 479         mtx_lock(&sf_freelist.sf_lock);
 480         SLIST_INSERT_HEAD(&sf_freelist.sf_head, sf, free_list);
 481         nsfbufsused--;
 482         if (sf_buf_alloc_want > 0)
 483                 wakeup(&sf_freelist);
 484         mtx_unlock(&sf_freelist.sf_lock);
 485 }
 486
 487 void
 488 swi_vm(void *v)
 489 {
 490
 491         /* Nothing to do here - busdma bounce buffers are not implemented. */
 492 }
 493
 494 void *
 495 uma_small_alloc(uma_zone_t zone, int bytes, u_int8_t *flags, int wait)
 496 {
 497         static vm_pindex_t color;
 498         vm_paddr_t pa;
 499         vm_page_t m;
 500         int pflags;
 501         void *va;
 502
 503         PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_alloc);
 504
 505         *flags = UMA_SLAB_PRIV;
 506
 507         if ((wait & (M_NOWAIT|M_USE_RESERVE)) == M_NOWAIT)
 508                 pflags = VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_WIRED;
 509         else
 510                 pflags = VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED;
 511
 512         if (wait & M_ZERO)
 513                 pflags |= VM_ALLOC_ZERO;
 514
 515         for (;;) {
 516                 m = vm_page_alloc(NULL, color++, pflags | VM_ALLOC_NOOBJ);
 517                 if (m == NULL) {
 518                         if (wait & M_NOWAIT)
 519                                 return (NULL);
 520                         else
 521                                 VM_WAIT;
 522                 } else
 523                         break;
 524         }
 525
 526         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
 527         if (dcache_color_ignore == 0 && m->md.color != DCACHE_COLOR(pa)) {
 528                 KASSERT(m->md.colors[0] == 0 && m->md.colors[1] == 0,
 529                     ("uma_small_alloc: free page still has mappings!"));
 530                 PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_alloc_oc);
 531                 m->md.color = DCACHE_COLOR(pa);
 532                 dcache_page_inval(pa);
 533         }
 534         va = (void *)TLB_PHYS_TO_DIRECT(pa);
 535         if ((wait & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 536                 cpu_block_zero(va, PAGE_SIZE);
 537         return (va);
 538 }
 539
 540 void
 541 uma_small_free(void *mem, int size, u_int8_t flags)
 542 {
 543         vm_page_t m;
 544
 545         PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_free);
 546         m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLB_DIRECT_TO_PHYS((vm_offset_t)mem));
 547         m->wire_count--;
 548         vm_page_free(m);
 549         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
 550 }