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/malloc.h>
  52 #include <sys/mbuf.h>
  53 #include <sys/mutex.h>
  54 #include <sys/proc.h>
  55 #include <sys/sysent.h>
  56 #include <sys/sf_buf.h>
  57 #include <sys/sched.h>
  58 #include <sys/sysctl.h>
  59 #include <sys/unistd.h>
  60 #include <sys/vmmeter.h>
  61
  62 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  63
  64 #include <vm/vm.h>
  65 #include <vm/vm_extern.h>
  66 #include <vm/pmap.h>
  67 #include <vm/vm_kern.h>
  68 #include <vm/vm_map.h>
  69 #include <vm/vm_page.h>
  70 #include <vm/vm_pageout.h>
  71 #include <vm/vm_param.h>
  72 #include <vm/uma.h>
  73 #include <vm/uma_int.h>
  74
  75 #include <machine/cache.h>
  76 #include <machine/cpu.h>
  77 #include <machine/fp.h>
  78 #include <machine/frame.h>
  79 #include <machine/fsr.h>
  80 #include <machine/md_var.h>
  81 #include <machine/ofw_machdep.h>
  82 #include <machine/ofw_mem.h>
  83 #include <machine/pcb.h>
  84 #include <machine/tlb.h>
  85 #include <machine/tstate.h>
  86
  87 #ifndef NSFBUFS
  88 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
  89 #endif
  90
  91 static int nsfbufs;
  92 static int nsfbufspeak;
  93 static int nsfbufsused;
  94
  95 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufs, CTLFLAG_RDTUN, &nsfbufs, 0,
  96     "Maximum number of sendfile(2) sf_bufs available");
  97 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufspeak, CTLFLAG_RD, &nsfbufspeak, 0,
  98     "Number of sendfile(2) sf_bufs at peak usage");
  99 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufsused, CTLFLAG_RD, &nsfbufsused, 0,
 100     "Number of sendfile(2) sf_bufs in use");
 101
 102 static void     sf_buf_init(void *arg);
 103 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 104
 105 /*
 106  * Expanded sf_freelist head.  Really an SLIST_HEAD() in disguise, with the
 107  * sf_freelist head with the sf_lock mutex.
 108  */
 109 static struct {
 110         SLIST_HEAD(, sf_buf) sf_head;
 111         struct mtx sf_lock;
 112 } sf_freelist;
 113
 114 static u_int    sf_buf_alloc_want;
 115
 116 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_alloc);
 117 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_alloc_oc);
 118 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_free);
 119
 120 void
 121 cpu_exit(struct thread *td)
 122 {
 123         struct proc *p;
 124
 125         p = td->td_proc;
 126         p->p_md.md_sigtramp = NULL;
 127         if (p->p_md.md_utrap != NULL) {
 128                 utrap_free(p->p_md.md_utrap);
 129                 p->p_md.md_utrap = NULL;
 130         }
 131 }
 132
 133 void
 134 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 135 {
 136
 137 }
 138
 139 void
 140 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 141 {
 142
 143 }
 144
 145 void
 146 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 147 {
 148         struct pcb *pcb;
 149
 150         pcb = (struct pcb *)((td->td_kstack + td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE -
 151             sizeof(struct pcb)) & ~0x3fUL);
 152         pcb->pcb_nsaved = 0;
 153         td->td_frame = (struct trapframe *)pcb - 1;
 154         td->td_pcb = pcb;
 155 }
 156
 157 void
 158 cpu_thread_free(struct thread *td)
 159 {
 160
 161 }
 162
 163 void
 164 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 165 {
 166
 167 }
 168
 169 void
 170 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 171 {
 172
 173 }
 174
 175 void
 176 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 177 {
 178
 179         switch (error) {
 180         case 0:
 181                 td->td_frame->tf_out[0] = td->td_retval[0];
 182                 td->td_frame->tf_out[1] = td->td_retval[1];
 183                 td->td_frame->tf_tstate &= ~TSTATE_XCC_C;
 184                 break;
 185
 186         case ERESTART:
 187                 /*
 188                  * Undo the tpc advancement we have done on syscall
 189                  * enter, we want to reexecute the system call.
 190                  */
 191                 td->td_frame->tf_tpc = td->td_pcb->pcb_tpc;
 192                 td->td_frame->tf_tnpc -= 4;
 193                 break;
 194
 195         case EJUSTRETURN:
 196                 break;
 197
 198         default:
 199                 if (td->td_proc->p_sysent->sv_errsize) {
 200                         if (error >= td->td_proc->p_sysent->sv_errsize)
 201                                 error = -1;     /* XXX */
 202                         else
 203                                 error = td->td_proc->p_sysent->sv_errtbl[error];
 204                 }
 205                 td->td_frame->tf_out[0] = error;
 206                 td->td_frame->tf_tstate |= TSTATE_XCC_C;
 207                 break;
 208         }
 209 }
 210
 211 void
 212 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 213 {
 214         struct trapframe *tf;
 215         struct frame *fr;
 216         struct pcb *pcb;
 217
 218         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 219
 220         pcb = td->td_pcb;
 221         tf = td->td_frame;
 222         fr = (struct frame *)tf - 1;
 223         fr->fr_local[0] = (u_long)fork_return;
 224         fr->fr_local[1] = (u_long)td;
 225         fr->fr_local[2] = (u_long)tf;
 226         pcb->pcb_pc = (u_long)fork_trampoline - 8;
 227         pcb->pcb_sp = (u_long)fr - SPOFF;
 228
 229         /* Setup to release the spin count in fork_exit(). */
 230         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 231         td->td_md.md_saved_pil = 0;
 232 }
 233
 234 void
 235 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 236     stack_t *stack)
 237 {
 238         struct trapframe *tf;
 239         uint64_t sp;
 240
 241         if (td == curthread)
 242                 flushw();
 243         tf = td->td_frame;
 244         sp = (uint64_t)stack->ss_sp + stack->ss_size;
 245         tf->tf_out[0] = (uint64_t)arg;
 246         tf->tf_out[6] = sp - SPOFF - sizeof(struct frame);
 247         tf->tf_tpc = (uint64_t)entry;
 248         tf->tf_tnpc = tf->tf_tpc + 4;
 249
 250         td->td_retval[0] = tf->tf_out[0];
 251         td->td_retval[1] = tf->tf_out[1];
 252 }
 253
 254 int
 255 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 256 {
 257
 258         if (td == curthread)
 259                 flushw();
 260         td->td_frame->tf_global[7] = (uint64_t)tls_base;
 261         return (0);
 262 }
 263
 264 /*
 265  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 266  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 267  * ready to run and return to user mode.
 268  */
 269 void
 270 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 271 {
 272         struct trapframe *tf;
 273         struct frame *fp;
 274         struct pcb *pcb1;
 275         struct pcb *pcb2;
 276         vm_offset_t sp;
 277         int error;
 278         int i;
 279
 280         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 281             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 282
 283         if ((flags & RFPROC) == 0)
 284                 return;
 285
 286         p2->p_md.md_sigtramp = td1->td_proc->p_md.md_sigtramp;
 287         p2->p_md.md_utrap = utrap_hold(td1->td_proc->p_md.md_utrap);
 288
 289         /* The pcb must be aligned on a 64-byte boundary. */
 290         pcb1 = td1->td_pcb;
 291         pcb2 = (struct pcb *)((td2->td_kstack + td2->td_kstack_pages *
 292             PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x3fUL);
 293         td2->td_pcb = pcb2;
 294
 295         /*
 296          * Ensure that p1's pcb is up to date.
 297          */
 298         critical_enter();
 299         if ((td1->td_frame->tf_fprs & FPRS_FEF) != 0)
 300                 savefpctx(pcb1->pcb_ufp);
 301         critical_exit();
 302         /* Make sure the copied windows are spilled. */
 303         flushw();
 304         /* Copy the pcb (this will copy the windows saved in the pcb, too). */
 305         bcopy(pcb1, pcb2, sizeof(*pcb1));
 306
 307         /*
 308          * If we're creating a new user process and we're sharing the address
 309          * space, the parent's top most frame must be saved in the pcb.  The
 310          * child will pop the frame when it returns to user mode, and may
 311          * overwrite it with its own data causing much suffering for the
 312          * parent.  We check if its already in the pcb, and if not copy it
 313          * in.  Its unlikely that the copyin will fail, but if so there's not
 314          * much we can do.  The parent will likely crash soon anyway in that
 315          * case.
 316          */
 317         if ((flags & RFMEM) != 0 && td1 != &thread0) {
 318                 sp = td1->td_frame->tf_sp;
 319                 for (i = 0; i < pcb1->pcb_nsaved; i++) {
 320                         if (pcb1->pcb_rwsp[i] == sp)
 321                                 break;
 322                 }
 323                 if (i == pcb1->pcb_nsaved) {
 324                         error = copyin((caddr_t)sp + SPOFF, &pcb1->pcb_rw[i],
 325                             sizeof(struct rwindow));
 326                         if (error == 0) {
 327                                 pcb1->pcb_rwsp[i] = sp;
 328                                 pcb1->pcb_nsaved++;
 329                         }
 330                 }
 331         }
 332
 333         /*
 334          * Create a new fresh stack for the new process.
 335          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 336          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 337          */
 338         tf = (struct trapframe *)pcb2 - 1;
 339         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 340
 341         tf->tf_out[0] = 0;                      /* Child returns zero */
 342         tf->tf_out[1] = 0;
 343         tf->tf_tstate &= ~TSTATE_XCC_C;         /* success */
 344         tf->tf_fprs = 0;
 345
 346         td2->td_frame = tf;
 347         fp = (struct frame *)tf - 1;
 348         fp->fr_local[0] = (u_long)fork_return;
 349         fp->fr_local[1] = (u_long)td2;
 350         fp->fr_local[2] = (u_long)tf;
 351         /* Terminate stack traces at this frame. */
 352         fp->fr_pc = fp->fr_fp = 0;
 353         pcb2->pcb_sp = (u_long)fp - SPOFF;
 354         pcb2->pcb_pc = (u_long)fork_trampoline - 8;
 355
 356         /* Setup to release the spin count in fork_exit(). */
 357         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 358         td2->td_md.md_saved_pil = 0;
 359
 360         /*
 361          * Now, cpu_switch() can schedule the new process.
 362          */
 363 }
 364
 365 void
 366 cpu_reset(void)
 367 {
 368         static char bspec[64] = "";
 369         phandle_t chosen;
 370         static struct {
 371                 cell_t  name;
 372                 cell_t  nargs;
 373                 cell_t  nreturns;
 374                 cell_t  bootspec;
 375         } args = {
 376                 (cell_t)"boot",
 377                 1,
 378                 0,
 379                 (cell_t)bspec
 380         };
 381
 382         if ((chosen = OF_finddevice("/chosen")) != -1) {
 383                 if (OF_getprop(chosen, "bootpath", bspec, sizeof(bspec)) == -1)
 384                         bspec[0] = '\0';
 385                 bspec[sizeof(bspec) - 1] = '\0';
 386         }
 387
 388         cpu_shutdown(&args);
 389 }
 390
 391 /*
 392  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 393  * been scheduled yet.
 394  *
 395  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 396  */
 397 void
 398 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 399 {
 400         struct frame *fp;
 401         struct pcb *pcb;
 402
 403         pcb = td->td_pcb;
 404         fp = (struct frame *)(pcb->pcb_sp + SPOFF);
 405         fp->fr_local[0] = (u_long)func;
 406         fp->fr_local[1] = (u_long)arg;
 407 }
 408
 409 int
 410 is_physical_memory(vm_paddr_t addr)
 411 {
 412         struct ofw_mem_region *mr;
 413
 414         for (mr = sparc64_memreg; mr < sparc64_memreg + sparc64_nmemreg; mr++)
 415                 if (addr >= mr->mr_start && addr < mr->mr_start + mr->mr_size)
 416                         return (1);
 417         return (0);
 418 }
 419
 420 /*
 421  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 422  */
 423 static void
 424 sf_buf_init(void *arg)
 425 {
 426         struct sf_buf *sf_bufs;
 427         vm_offset_t sf_base;
 428         int i;
 429
 430         nsfbufs = NSFBUFS;
 431         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 432
 433         mtx_init(&sf_freelist.sf_lock, "sf_bufs list lock", NULL, MTX_DEF);
 434         SLIST_INIT(&sf_freelist.sf_head);
 435         sf_base = kva_alloc(nsfbufs * PAGE_SIZE);
 436         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
 437             M_NOWAIT | M_ZERO);
 438         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 439                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 440                 SLIST_INSERT_HEAD(&sf_freelist.sf_head, &sf_bufs[i], free_list);
 441         }
 442         sf_buf_alloc_want = 0;
 443 }
 444
 445 /*
 446  * Get an sf_buf from the freelist.  Will block if none are available.
 447  */
 448 struct sf_buf *
 449 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 450 {
 451         struct sf_buf *sf;
 452         int error;
 453
 454         mtx_lock(&sf_freelist.sf_lock);
 455         while ((sf = SLIST_FIRST(&sf_freelist.sf_head)) == NULL) {
 456                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 457                         break;
 458                 sf_buf_alloc_want++;
 459                 SFSTAT_INC(sf_allocwait);
 460                 error = msleep(&sf_freelist, &sf_freelist.sf_lock,
 461                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 462                 sf_buf_alloc_want--;
 463
 464                 /*
 465                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 466                  */
 467                 if (error)
 468                         break;
 469         }
 470         if (sf != NULL) {
 471                 SLIST_REMOVE_HEAD(&sf_freelist.sf_head, free_list);
 472                 sf->m = m;
 473                 nsfbufsused++;
 474                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 475                 pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 476         }
 477         mtx_unlock(&sf_freelist.sf_lock);
 478         return (sf);
 479 }
 480
 481 /*
 482  * Release resources back to the system.
 483  */
 484 void
 485 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 486 {
 487
 488         pmap_qremove(sf->kva, 1);
 489         mtx_lock(&sf_freelist.sf_lock);
 490         SLIST_INSERT_HEAD(&sf_freelist.sf_head, sf, free_list);
 491         nsfbufsused--;
 492         if (sf_buf_alloc_want > 0)
 493                 wakeup(&sf_freelist);
 494         mtx_unlock(&sf_freelist.sf_lock);
 495 }
 496
 497 void
 498 swi_vm(void *v)
 499 {
 500
 501         /* Nothing to do here - busdma bounce buffers are not implemented. */
 502 }
 503
 504 void *
 505 uma_small_alloc(uma_zone_t zone, int bytes, u_int8_t *flags, int wait)
 506 {
 507         vm_paddr_t pa;
 508         vm_page_t m;
 509         int pflags;
 510         void *va;
 511
 512         PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_alloc);
 513
 514         *flags = UMA_SLAB_PRIV;
 515         pflags = malloc2vm_flags(wait) | VM_ALLOC_WIRED;
 516
 517         for (;;) {
 518                 m = vm_page_alloc(NULL, 0, pflags | VM_ALLOC_NOOBJ);
 519                 if (m == NULL) {
 520                         if (wait & M_NOWAIT)
 521                                 return (NULL);
 522                         else
 523                                 VM_WAIT;
 524                 } else
 525                         break;
 526         }
 527
 528         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
 529         if (dcache_color_ignore == 0 && m->md.color != DCACHE_COLOR(pa)) {
 530                 KASSERT(m->md.colors[0] == 0 && m->md.colors[1] == 0,
 531                     ("uma_small_alloc: free page %p still has mappings!", m));
 532                 PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_alloc_oc);
 533                 m->md.color = DCACHE_COLOR(pa);
 534                 dcache_page_inval(pa);
 535         }
 536         va = (void *)TLB_PHYS_TO_DIRECT(pa);
 537         if ((wait & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 538                 cpu_block_zero(va, PAGE_SIZE);
 539         return (va);
 540 }
 541
 542 void
 543 uma_small_free(void *mem, int size, u_int8_t flags)
 544 {
 545         vm_page_t m;
 546
 547         PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_free);
 548         m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLB_DIRECT_TO_PHYS((vm_offset_t)mem));
 549         m->wire_count--;
 550         vm_page_free(m);
 551         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
 552 }