sys/powerpc/booke/vm_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 2006 Semihalf, Marian Balakowicz <m8@semihalf.com>
   3  * Copyright (C) 2006 Semihalf, Rafal Jaworowski <raj@semihalf.com>
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Adapted for Freescale's e500 core CPUs.
   7  * sf_buf implementation was derived from sys/arm/arm/vm_machdep.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  *
  18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  19  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  20  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN
  21  * NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  22  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED
  23  * TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
  24  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
  25  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
  26  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
  27  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  *      from: $FreeBSD$
  30  */
  31 /*-
  32  * Copyright (c) 1982, 1986 The Regents of the University of California.
  33  * Copyright (c) 1989, 1990 William Jolitz
  34  * Copyright (c) 1994 John Dyson
  35  * All rights reserved.
  36  *
  37  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  38  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  39  * Science Department, and William Jolitz.
  40  *
  41  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  42  * modification, are permitted provided that the following conditions
  43  * are met:
  44  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  45  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  46  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  47  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  48  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  49  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  50  *    must display the following acknowledgement:
  51  *    This product includes software developed by the University of
  52  *    California, Berkeley and its contributors.
  53  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  54  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  55  *    without specific prior written permission.
  56  *
  57  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  58  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  59  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  60  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  61  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  62  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  63  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  64  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  65  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  66  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  67  * SUCH DAMAGE.
  68  *
  69  *      from: @(#)vm_machdep.c 7.3 (Berkeley) 5/13/91
  70  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  71  */
  72 /*-
  73  * Copyright (c) 1994, 1995, 1996 Carnegie-Mellon University.
  74  * All rights reserved.
  75  *
  76  * Author: Chris G. Demetriou
  77  *
  78  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
  79  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
  80  * notice and this permission notice appear in all copies of the
  81  * software, derivative works or modified versions, and any portions
  82  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
  83  *
  84  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
  85  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
  86  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
  87  *
  88  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
  89  *
  90  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
  91  *  School of Computer Science
  92  *  Carnegie Mellon University
  93  *  Pittsburgh PA 15213-3890
  94  *
  95  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
  96  * rights to redistribute these changes.
  97  */
  98
  99 #include <sys/cdefs.h>
 100 __FBSDID("$FreeBSD$");
 101
 102 #include <sys/param.h>
 103 #include <sys/systm.h>
 104 #include <sys/proc.h>
 105 #include <sys/malloc.h>
 106 #include <sys/bio.h>
 107 #include <sys/buf.h>
 108 #include <sys/ktr.h>
 109 #include <sys/lock.h>
 110 #include <sys/mutex.h>
 111 #include <sys/vnode.h>
 112 #include <sys/vmmeter.h>
 113 #include <sys/kernel.h>
 114 #include <sys/mbuf.h>
 115 #include <sys/sf_buf.h>
 116 #include <sys/syscall.h>
 117 #include <sys/sysctl.h>
 118 #include <sys/sysent.h>
 119 #include <sys/unistd.h>
 120
 121 #include <machine/clock.h>
 122 #include <machine/cpu.h>
 123 #include <machine/frame.h>
 124 #include <machine/md_var.h>
 125 #include <machine/pcb.h>
 126 #include <machine/spr.h>
 127 #include <machine/platform.h>
 128
 129 #include <vm/vm.h>
 130 #include <vm/vm_param.h>
 131 #include <vm/vm_kern.h>
 132 #include <vm/vm_page.h>
 133 #include <vm/vm_map.h>
 134 #include <vm/vm_extern.h>
 135
 136 #ifndef NSFBUFS
 137 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
 138 #endif
 139
 140 static int nsfbufs;
 141 static int nsfbufspeak;
 142 static int nsfbufsused;
 143
 144 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufs, CTLFLAG_RDTUN, &nsfbufs, 0,
 145     "Maximum number of sendfile(2) sf_bufs available");
 146 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufspeak, CTLFLAG_RD, &nsfbufspeak, 0,
 147     "Number of sendfile(2) sf_bufs at peak usage");
 148 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufsused, CTLFLAG_RD, &nsfbufsused, 0,
 149     "Number of sendfile(2) sf_bufs in use");
 150
 151 static void sf_buf_init(void *arg);
 152 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 153
 154 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
 155
 156 /* A hash table of active sendfile(2) buffers */
 157 static struct sf_head *sf_buf_active;
 158 static u_long sf_buf_hashmask;
 159
 160 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
 161
 162 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
 163 static u_int sf_buf_alloc_want;
 164
 165 /*
 166  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
 167  */
 168 static struct mtx sf_buf_lock;
 169
 170 /*
 171  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 172  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 173  * ready to run and return to user mode.
 174  */
 175 void
 176 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 177 {
 178         struct proc *p1;
 179         struct trapframe *tf;
 180         struct callframe *cf;
 181         struct pcb *pcb;
 182
 183         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 184             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 185         CTR3(KTR_PROC, "cpu_fork: called td1=%08x p2=%08x flags=%x", (u_int)td1,
 186             (u_int)p2, flags);
 187
 188         if ((flags & RFPROC) == 0)
 189                 return;
 190
 191         p1 = td1->td_proc;
 192
 193         pcb = (struct pcb *)((td2->td_kstack +
 194             td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x3fU);
 195         td2->td_pcb = pcb;
 196
 197         /* Copy the pcb */
 198         bcopy(td1->td_pcb, pcb, sizeof(struct pcb));
 199
 200         /*
 201          * Create a fresh stack for the new process.
 202          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 203          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 204          */
 205         tf = (struct trapframe *)pcb - 1;
 206         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 207
 208         /* Set up trap frame. */
 209         tf->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 210         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = 0;
 211         tf->cr &= ~0x10000000;
 212
 213         td2->td_frame = tf;
 214
 215         cf = (struct callframe *)tf - 1;
 216         memset(cf, 0, sizeof(struct callframe));
 217         cf->cf_func = (register_t)fork_return;
 218         cf->cf_arg0 = (register_t)td2;
 219         cf->cf_arg1 = (register_t)tf;
 220
 221         pcb->pcb_sp = (register_t)cf;
 222         pcb->pcb_lr = (register_t)fork_trampoline;
 223
 224         /* Setup to release sched_lock in fork_exit(). */
 225         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 226         td2->td_md.md_saved_msr = PSL_KERNSET;
 227
 228         /*
 229          * Now cpu_switch() can schedule the new process.
 230          */
 231 }
 232
 233 /*
 234  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 235  * been scheduled yet.
 236  *
 237  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 238  */
 239 void
 240 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 241 {
 242         struct callframe *cf;
 243
 244         CTR3(KTR_PROC, "cpu_set_fork_handler: called with td=%08x func=%08x arg=%08x",
 245             (u_int)td, (u_int)func, (u_int)arg);
 246
 247         cf = (struct callframe *)td->td_pcb->pcb_sp;
 248
 249         cf->cf_func = (register_t)func;
 250         cf->cf_arg0 = (register_t)arg;
 251 }
 252
 253 void
 254 cpu_exit(struct thread *td)
 255 {
 256
 257 }
 258
 259 /*
 260  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 261  */
 262 static void
 263 sf_buf_init(void *arg)
 264 {
 265         struct sf_buf *sf_bufs;
 266         vm_offset_t sf_base;
 267         int i;
 268
 269         nsfbufs = NSFBUFS;
 270         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 271
 272         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 273         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 274         sf_base = kva_alloc(nsfbufs * PAGE_SIZE);
 275         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP, M_NOWAIT | M_ZERO);
 276
 277         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 278                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 279                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 280         }
 281         sf_buf_alloc_want = 0;
 282         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
 287  */
 288 struct sf_buf *
 289 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 290 {
 291         struct sf_head *hash_list;
 292         struct sf_buf *sf;
 293         int error;
 294
 295         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 296         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 297         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 298                 if (sf->m == m) {
 299                         sf->ref_count++;
 300                         if (sf->ref_count == 1) {
 301                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 302                                 nsfbufsused++;
 303                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 304                         }
 305                         goto done;
 306                 }
 307         }
 308
 309         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 310                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 311                         goto done;
 312
 313                 sf_buf_alloc_want++;
 314                 SFSTAT_INC(sf_allocwait);
 315                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 316                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 317                 sf_buf_alloc_want--;
 318
 319                 /*
 320                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 321                  */
 322                 if (error)
 323                         goto done;
 324         }
 325
 326         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 327         if (sf->m != NULL)
 328                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 329
 330         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 331         sf->ref_count = 1;
 332         sf->m = m;
 333         nsfbufsused++;
 334         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 335         pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 336 done:
 337         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 338         return (sf);
 339 }
 340
 341 /*
 342  * Detach mapped page and release resources back to the system.
 343  *
 344  * Remove a reference from the given sf_buf, adding it to the free
 345  * list when its reference count reaches zero. A freed sf_buf still,
 346  * however, retains its virtual-to-physical mapping until it is
 347  * recycled or reactivated by sf_buf_alloc(9).
 348  */
 349 void
 350 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 351 {
 352
 353         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 354         sf->ref_count--;
 355         if (sf->ref_count == 0) {
 356                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 357                 nsfbufsused--;
 358
 359                 if (sf_buf_alloc_want > 0)
 360                         wakeup(&sf_buf_freelist);
 361         }
 362         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 363 }
 364
 365 /*
 366  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 367  */
 368 void
 369 swi_vm(void *dummy)
 370 {
 371
 372         if (busdma_swi_pending != 0)
 373                 busdma_swi();
 374 }
 375
 376 /*
 377  * Tell whether this address is in some physical memory region.
 378  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
 379  * dumping the ``ISA memory hole'' which could cause indefinite hangs,
 380  * or other unpredictable behaviour.
 381  */
 382 int
 383 is_physical_memory(vm_offset_t addr)
 384 {
 385
 386         /*
 387          * stuff other tests for known memory-mapped devices (PCI?)
 388          * here
 389          */
 390         return (1);
 391 }
 392
 393 /*
 394  * CPU threading functions related to VM.
 395  */
 396
 397 void
 398 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 399 {
 400
 401 }
 402
 403 void
 404 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 405 {
 406
 407 }
 408