sys/vm/sg_pager.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2009 Hudson River Trading LLC
   5  * Written by: John H. Baldwin <jhb@FreeBSD.org>
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  */
  29
  30 #include <sys/cdefs.h>
  31 __FBSDID("$FreeBSD$");
  32
  33 /*
  34  * This pager manages OBJT_SG objects.  These objects are backed by
  35  * a scatter/gather list of physical address ranges.
  36  */
  37
  38 #include <sys/param.h>
  39 #include <sys/lock.h>
  40 #include <sys/mutex.h>
  41 #include <sys/rwlock.h>
  42 #include <sys/sglist.h>
  43 #include <sys/vmmeter.h>
  44
  45 #include <vm/vm.h>
  46 #include <vm/vm_param.h>
  47 #include <vm/vm_object.h>
  48 #include <vm/vm_page.h>
  49 #include <vm/vm_pager.h>
  50 #include <vm/vm_phys.h>
  51 #include <vm/uma.h>
  52
  53 static vm_object_t sg_pager_alloc(void *, vm_ooffset_t, vm_prot_t,
  54     vm_ooffset_t, struct ucred *);
  55 static void sg_pager_dealloc(vm_object_t);
  56 static int sg_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int *, int *);
  57 static void sg_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int,
  58                 boolean_t, int *);
  59 static boolean_t sg_pager_haspage(vm_object_t, vm_pindex_t, int *,
  60                 int *);
  61
  62 struct pagerops sgpagerops = {
  63         .pgo_alloc =    sg_pager_alloc,
  64         .pgo_dealloc =  sg_pager_dealloc,
  65         .pgo_getpages = sg_pager_getpages,
  66         .pgo_putpages = sg_pager_putpages,
  67         .pgo_haspage =  sg_pager_haspage,
  68 };
  69
  70 static vm_object_t
  71 sg_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
  72     vm_ooffset_t foff, struct ucred *cred)
  73 {
  74         struct sglist *sg;
  75         vm_object_t object;
  76         vm_pindex_t npages, pindex;
  77         int i;
  78
  79         /*
  80          * Offset should be page aligned.
  81          */
  82         if (foff & PAGE_MASK)
  83                 return (NULL);
  84
  85         /*
  86          * The scatter/gather list must only include page-aligned
  87          * ranges.
  88          */
  89         npages = 0;
  90         sg = handle;
  91         for (i = 0; i < sg->sg_nseg; i++) {
  92                 if ((sg->sg_segs[i].ss_paddr % PAGE_SIZE) != 0 ||
  93                     (sg->sg_segs[i].ss_len % PAGE_SIZE) != 0)
  94                         return (NULL);
  95                 npages += sg->sg_segs[i].ss_len / PAGE_SIZE;
  96         }
  97
  98         /*
  99          * The scatter/gather list has a fixed size.  Refuse requests
 100          * to map beyond that.
 101          */
 102         size = round_page(size);
 103         pindex = OFF_TO_IDX(foff) + OFF_TO_IDX(size);
 104         if (pindex > npages || pindex < OFF_TO_IDX(foff) ||
 105             pindex < OFF_TO_IDX(size))
 106                 return (NULL);
 107
 108         /*
 109          * Allocate a new object and associate it with the
 110          * scatter/gather list.  It is ok for our purposes to have
 111          * multiple VM objects associated with the same scatter/gather
 112          * list because scatter/gather lists are static.  This is also
 113          * simpler than ensuring a unique object per scatter/gather
 114          * list.
 115          */
 116         object = vm_object_allocate(OBJT_SG, npages);
 117         object->handle = sglist_hold(sg);
 118         TAILQ_INIT(&object->un_pager.sgp.sgp_pglist);
 119         return (object);
 120 }
 121
 122 static void
 123 sg_pager_dealloc(vm_object_t object)
 124 {
 125         struct sglist *sg;
 126         vm_page_t m;
 127
 128         /*
 129          * Free up our fake pages.
 130          */
 131         while ((m = TAILQ_FIRST(&object->un_pager.sgp.sgp_pglist)) != 0) {
 132                 if (vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_WAITFAIL) == 0)
 133                         continue;
 134                 TAILQ_REMOVE(&object->un_pager.sgp.sgp_pglist, m, plinks.q);
 135                 vm_page_putfake(m);
 136         }
 137
 138         sg = object->handle;
 139         sglist_free(sg);
 140         object->handle = NULL;
 141         object->type = OBJT_DEAD;
 142 }
 143
 144 static int
 145 sg_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int *rbehind,
 146     int *rahead)
 147 {
 148         struct sglist *sg;
 149         vm_page_t m_paddr, page;
 150         vm_pindex_t offset;
 151         vm_paddr_t paddr;
 152         vm_memattr_t memattr;
 153         size_t space;
 154         int i;
 155
 156         /* Since our haspage reports zero after/before, the count is 1. */
 157         KASSERT(count == 1, ("%s: count %d", __func__, count));
 158         /* Handle is stable while paging is in progress. */
 159         sg = object->handle;
 160         memattr = object->memattr;
 161         offset = m[0]->pindex;
 162
 163         /*
 164          * Lookup the physical address of the requested page.  An initial
 165          * value of '1' instead of '0' is used so we can assert that the
 166          * page is found since '0' can be a valid page-aligned physical
 167          * address.
 168          */
 169         space = 0;
 170         paddr = 1;
 171         for (i = 0; i < sg->sg_nseg; i++) {
 172                 if (space + sg->sg_segs[i].ss_len <= (offset * PAGE_SIZE)) {
 173                         space += sg->sg_segs[i].ss_len;
 174                         continue;
 175                 }
 176                 paddr = sg->sg_segs[i].ss_paddr + offset * PAGE_SIZE - space;
 177                 break;
 178         }
 179         KASSERT(paddr != 1, ("invalid SG page index"));
 180
 181         /* If "paddr" is a real page, perform a sanity check on "memattr". */
 182         if ((m_paddr = vm_phys_paddr_to_vm_page(paddr)) != NULL &&
 183             pmap_page_get_memattr(m_paddr) != memattr) {
 184                 memattr = pmap_page_get_memattr(m_paddr);
 185                 printf(
 186             "WARNING: A device driver has set \"memattr\" inconsistently.\n");
 187         }
 188
 189         /* Return a fake page for the requested page. */
 190         KASSERT(!(m[0]->flags & PG_FICTITIOUS),
 191             ("backing page for SG is fake"));
 192
 193         /* Construct a new fake page. */
 194         page = vm_page_getfake(paddr, memattr);
 195         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 196         TAILQ_INSERT_TAIL(&object->un_pager.sgp.sgp_pglist, page, plinks.q);
 197         vm_page_replace(page, object, offset, m[0]);
 198         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 199         m[0] = page;
 200         vm_page_valid(page);
 201
 202         if (rbehind)
 203                 *rbehind = 0;
 204         if (rahead)
 205                 *rahead = 0;
 206
 207         return (VM_PAGER_OK);
 208 }
 209
 210 static void
 211 sg_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
 212     boolean_t sync, int *rtvals)
 213 {
 214
 215         panic("sg_pager_putpage called");
 216 }
 217
 218 static boolean_t
 219 sg_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before,
 220     int *after)
 221 {
 222
 223         if (before != NULL)
 224                 *before = 0;
 225         if (after != NULL)
 226                 *after = 0;
 227         return (TRUE);
 228 }