sys/arm/arm/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  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   8  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
   9  * Science Department, and William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary :forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  *      from: @(#)vm_machdep.c  7.3 (Berkeley) 5/13/91
  40  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  41  */
  42
  43 #include <sys/cdefs.h>
  44 __FBSDID("$FreeBSD$");
  45
  46 #include <sys/param.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/kernel.h>
  49 #include <sys/malloc.h>
  50 #include <sys/mbuf.h>
  51 #include <sys/proc.h>
  52 #include <sys/socketvar.h>
  53 #include <sys/sf_buf.h>
  54 #include <sys/syscall.h>
  55 #include <sys/sysctl.h>
  56 #include <sys/sysent.h>
  57 #include <sys/unistd.h>
  58 #include <machine/cpu.h>
  59 #include <machine/frame.h>
  60 #include <machine/pcb.h>
  61 #include <machine/sysarch.h>
  62 #include <sys/lock.h>
  63 #include <sys/mutex.h>
  64
  65 #include <vm/vm.h>
  66 #include <vm/pmap.h>
  67 #include <vm/vm_extern.h>
  68 #include <vm/vm_kern.h>
  69 #include <vm/vm_page.h>
  70 #include <vm/vm_map.h>
  71 #include <vm/vm_param.h>
  72 #include <vm/vm_pageout.h>
  73 #include <vm/uma.h>
  74 #include <vm/uma_int.h>
  75
  76 #include <machine/md_var.h>
  77 #include <machine/vfp.h>
  78
  79 /*
  80  * struct switchframe and trapframe must both be a multiple of 8
  81  * for correct stack alignment.
  82  */
  83 CTASSERT(sizeof(struct switchframe) == 48);
  84 CTASSERT(sizeof(struct trapframe) == 80);
  85
  86 #ifndef NSFBUFS
  87 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
  88 #endif
  89
  90 static int nsfbufs;
  91 static int nsfbufspeak;
  92 static int nsfbufsused;
  93
  94 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufs, CTLFLAG_RDTUN, &nsfbufs, 0,
  95     "Maximum number of sendfile(2) sf_bufs available");
  96 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufspeak, CTLFLAG_RD, &nsfbufspeak, 0,
  97     "Number of sendfile(2) sf_bufs at peak usage");
  98 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufsused, CTLFLAG_RD, &nsfbufsused, 0,
  99     "Number of sendfile(2) sf_bufs in use");
 100
 101 static void     sf_buf_init(void *arg);
 102 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 103
 104 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
 105
 106 /*
 107  * A hash table of active sendfile(2) buffers
 108  */
 109 static struct sf_head *sf_buf_active;
 110 static u_long sf_buf_hashmask;
 111
 112 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
 113
 114 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
 115 static u_int    sf_buf_alloc_want;
 116
 117 /*
 118  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
 119  */
 120 static struct mtx sf_buf_lock;
 121
 122 /*
 123  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 124  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 125  * ready to run and return to user mode.
 126  */
 127 void
 128 cpu_fork(register struct thread *td1, register struct proc *p2,
 129     struct thread *td2, int flags)
 130 {
 131         struct pcb *pcb2;
 132         struct trapframe *tf;
 133         struct mdproc *mdp2;
 134
 135         if ((flags & RFPROC) == 0)
 136                 return;
 137
 138         /* Point the pcb to the top of the stack */
 139         pcb2 = (struct pcb *)
 140             (td2->td_kstack + td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE) - 1;
 141 #ifdef __XSCALE__
 142 #ifndef CPU_XSCALE_CORE3
 143         pmap_use_minicache(td2->td_kstack, td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE);
 144 #endif
 145 #endif
 146         td2->td_pcb = pcb2;
 147
 148         /* Clone td1's pcb */
 149         bcopy(td1->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 150
 151         /* Point to mdproc and then copy over td1's contents */
 152         mdp2 = &p2->p_md;
 153         bcopy(&td1->td_proc->p_md, mdp2, sizeof(*mdp2));
 154
 155         /* Point the frame to the stack in front of pcb and copy td1's frame */
 156         td2->td_frame = (struct trapframe *)pcb2 - 1;
 157         *td2->td_frame = *td1->td_frame;
 158
 159         /*
 160          * Create a new fresh stack for the new process.
 161          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 162          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 163          */
 164         pmap_set_pcb_pagedir(vmspace_pmap(p2->p_vmspace), pcb2);
 165         pcb2->pcb_regs.sf_r4 = (register_t)fork_return;
 166         pcb2->pcb_regs.sf_r5 = (register_t)td2;
 167         pcb2->pcb_regs.sf_lr = (register_t)fork_trampoline;
 168         pcb2->pcb_regs.sf_sp = STACKALIGN(td2->td_frame);
 169
 170         pcb2->pcb_vfpcpu = -1;
 171         pcb2->pcb_vfpstate.fpscr = VFPSCR_DN | VFPSCR_FZ;
 172
 173         tf = td2->td_frame;
 174         tf->tf_spsr &= ~PSR_C;
 175         tf->tf_r0 = 0;
 176         tf->tf_r1 = 0;
 177
 178
 179         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 180         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 181         td2->td_md.md_saved_cspr = PSR_SVC32_MODE;;
 182 #ifdef ARM_TP_ADDRESS
 183         td2->td_md.md_tp = *(register_t *)ARM_TP_ADDRESS;
 184 #else
 185         td2->td_md.md_tp = td1->td_md.md_tp;
 186 #endif
 187 }
 188
 189 void
 190 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 191 {
 192 }
 193
 194 void
 195 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 196 {
 197 }
 198
 199 /*
 200  * Detatch mapped page and release resources back to the system.
 201  */
 202 void
 203 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 204 {
 205
 206          mtx_lock(&sf_buf_lock);
 207          sf->ref_count--;
 208          if (sf->ref_count == 0) {
 209                  TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 210                  nsfbufsused--;
 211                  pmap_kremove(sf->kva);
 212                  sf->m = NULL;
 213                  LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 214                  if (sf_buf_alloc_want > 0)
 215                          wakeup(&sf_buf_freelist);
 216          }
 217          mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 218 }
 219
 220 /*
 221  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 222  */
 223 static void
 224 sf_buf_init(void *arg)
 225 {
 226         struct sf_buf *sf_bufs;
 227         vm_offset_t sf_base;
 228         int i;
 229
 230         nsfbufs = NSFBUFS;
 231         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 232
 233         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 234         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 235         sf_base = kva_alloc(nsfbufs * PAGE_SIZE);
 236         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
 237             M_NOWAIT | M_ZERO);
 238         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 239                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 240                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 241         }
 242         sf_buf_alloc_want = 0;
 243         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 244 }
 245
 246 /*
 247  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
 248  */
 249 struct sf_buf *
 250 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 251 {
 252         struct sf_head *hash_list;
 253         struct sf_buf *sf;
 254         int error;
 255
 256         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 257         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 258         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 259                 if (sf->m == m) {
 260                         sf->ref_count++;
 261                         if (sf->ref_count == 1) {
 262                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 263                                 nsfbufsused++;
 264                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 265                         }
 266                         goto done;
 267                 }
 268         }
 269         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 270                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 271                         goto done;
 272                 sf_buf_alloc_want++;
 273                 SFSTAT_INC(sf_allocwait);
 274                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 275                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 276                 sf_buf_alloc_want--;
 277
 278
 279                 /*
 280                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 281                  */
 282                 if (error)
 283                         goto done;
 284         }
 285         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 286         if (sf->m != NULL)
 287                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 288         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 289         sf->ref_count = 1;
 290         sf->m = m;
 291         nsfbufsused++;
 292         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 293         pmap_kenter(sf->kva, VM_PAGE_TO_PHYS(sf->m));
 294 done:
 295         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 296         return (sf);
 297 }
 298
 299 void
 300 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 301 {
 302         struct trapframe *frame;
 303         int fixup;
 304 #ifdef __ARMEB__
 305         u_int call;
 306 #endif
 307
 308         frame = td->td_frame;
 309         fixup = 0;
 310
 311 #ifdef __ARMEB__
 312         /*
 313          * __syscall returns an off_t while most other syscalls return an
 314          * int. As an off_t is 64-bits and an int is 32-bits we need to
 315          * place the returned data into r1. As the lseek and frerebsd6_lseek
 316          * syscalls also return an off_t they do not need this fixup.
 317          */
 318 #ifdef __ARM_EABI__
 319         call = frame->tf_r7;
 320 #else
 321         call = *(u_int32_t *)(frame->tf_pc - INSN_SIZE) & 0x000fffff;
 322 #endif
 323         if (call == SYS___syscall) {
 324                 register_t *ap = &frame->tf_r0;
 325                 register_t code = ap[_QUAD_LOWWORD];
 326                 if (td->td_proc->p_sysent->sv_mask)
 327                         code &= td->td_proc->p_sysent->sv_mask;
 328                 fixup = (code != SYS_freebsd6_lseek && code != SYS_lseek)
 329                     ? 1 : 0;
 330         }
 331 #endif
 332
 333         switch (error) {
 334         case 0:
 335                 if (fixup) {
 336                         frame->tf_r0 = 0;
 337                         frame->tf_r1 = td->td_retval[0];
 338                 } else {
 339                         frame->tf_r0 = td->td_retval[0];
 340                         frame->tf_r1 = td->td_retval[1];
 341                 }
 342                 frame->tf_spsr &= ~PSR_C;   /* carry bit */
 343                 break;
 344         case ERESTART:
 345                 /*
 346                  * Reconstruct the pc to point at the swi.
 347                  */
 348                 frame->tf_pc -= INSN_SIZE;
 349                 break;
 350         case EJUSTRETURN:
 351                 /* nothing to do */
 352                 break;
 353         default:
 354                 frame->tf_r0 = error;
 355                 frame->tf_spsr |= PSR_C;    /* carry bit */
 356                 break;
 357         }
 358 }
 359
 360 /*
 361  * Initialize machine state (pcb and trap frame) for a new thread about to
 362  * upcall. Put enough state in the new thread's PCB to get it to go back
 363  * userret(), where we can intercept it again to set the return (upcall)
 364  * Address and stack, along with those from upcals that are from other sources
 365  * such as those generated in thread_userret() itself.
 366  */
 367 void
 368 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 369 {
 370
 371         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 372         bcopy(td0->td_pcb, td->td_pcb, sizeof(struct pcb));
 373
 374         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r4 = (register_t)fork_return;
 375         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r5 = (register_t)td;
 376         td->td_pcb->pcb_regs.sf_lr = (register_t)fork_trampoline;
 377         td->td_pcb->pcb_regs.sf_sp = STACKALIGN(td->td_frame);
 378
 379         td->td_frame->tf_spsr &= ~PSR_C;
 380         td->td_frame->tf_r0 = 0;
 381
 382         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 383         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 384         td->td_md.md_saved_cspr = PSR_SVC32_MODE;
 385 }
 386
 387 /*
 388  * Set that machine state for performing an upcall that has to
 389  * be done in thread_userret() so that those upcalls generated
 390  * in thread_userret() itself can be done as well.
 391  */
 392 void
 393 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 394         stack_t *stack)
 395 {
 396         struct trapframe *tf = td->td_frame;
 397
 398         tf->tf_usr_sp = STACKALIGN((int)stack->ss_sp + stack->ss_size);
 399         tf->tf_pc = (int)entry;
 400         tf->tf_r0 = (int)arg;
 401         tf->tf_spsr = PSR_USR32_MODE;
 402 }
 403
 404 int
 405 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 406 {
 407
 408         td->td_md.md_tp = (register_t)tls_base;
 409         if (td == curthread) {
 410                 critical_enter();
 411 #ifdef ARM_TP_ADDRESS
 412                 *(register_t *)ARM_TP_ADDRESS = (register_t)tls_base;
 413 #else
 414                 set_tls(tls_base);
 415 #endif
 416                 critical_exit();
 417         }
 418         return (0);
 419 }
 420
 421 void
 422 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 423 {
 424 }
 425
 426 void
 427 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 428 {
 429         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_kstack + td->td_kstack_pages *
 430             PAGE_SIZE) - 1;
 431         /*
 432          * Ensure td_frame is aligned to an 8 byte boundary as it will be
 433          * placed into the stack pointer which must be 8 byte aligned in
 434          * the ARM EABI.
 435          */
 436         td->td_frame = (struct trapframe *)((caddr_t)td->td_pcb) - 1;
 437
 438 #ifdef __XSCALE__
 439 #ifndef CPU_XSCALE_CORE3
 440         pmap_use_minicache(td->td_kstack, td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE);
 441 #endif
 442 #endif
 443 }
 444
 445 void
 446 cpu_thread_free(struct thread *td)
 447 {
 448 }
 449
 450 void
 451 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 452 {
 453 }
 454
 455 /*
 456  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 457  * been scheduled yet.
 458  *
 459  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 460  */
 461 void
 462 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 463 {
 464         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r4 = (register_t)func;  /* function */
 465         td->td_pcb->pcb_regs.sf_r5 = (register_t)arg;   /* first arg */
 466 }
 467
 468 /*
 469  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 470  */
 471 void
 472 swi_vm(void *dummy)
 473 {
 474
 475         if (busdma_swi_pending)
 476                 busdma_swi();
 477 }
 478
 479 void
 480 cpu_exit(struct thread *td)
 481 {
 482 }
 483