sys/powerpc/powerpc/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  * $FreeBSD$
  42  */
  43 /*-
  44  * Copyright (c) 1994, 1995, 1996 Carnegie-Mellon University.
  45  * All rights reserved.
  46  *
  47  * Author: Chris G. Demetriou
  48  *
  49  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
  50  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
  51  * notice and this permission notice appear in all copies of the
  52  * software, derivative works or modified versions, and any portions
  53  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
  54  *
  55  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
  56  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
  57  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
  58  *
  59  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
  60  *
  61  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
  62  *  School of Computer Science
  63  *  Carnegie Mellon University
  64  *  Pittsburgh PA 15213-3890
  65  *
  66  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
  67  * rights to redistribute these changes.
  68  */
  69
  70 #include <sys/param.h>
  71 #include <sys/systm.h>
  72 #include <sys/proc.h>
  73 #include <sys/malloc.h>
  74 #include <sys/bio.h>
  75 #include <sys/buf.h>
  76 #include <sys/ktr.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <sys/mutex.h>
  79 #include <sys/vnode.h>
  80 #include <sys/vmmeter.h>
  81 #include <sys/kernel.h>
  82 #include <sys/mbuf.h>
  83 #include <sys/sf_buf.h>
  84 #include <sys/sysctl.h>
  85 #include <sys/sysent.h>
  86 #include <sys/unistd.h>
  87
  88 #include <machine/cpu.h>
  89 #include <machine/fpu.h>
  90 #include <machine/frame.h>
  91 #include <machine/md_var.h>
  92 #include <machine/pcb.h>
  93
  94 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  95
  96 #include <vm/vm.h>
  97 #include <vm/vm_param.h>
  98 #include <vm/vm_kern.h>
  99 #include <vm/vm_page.h>
 100 #include <vm/vm_map.h>
 101 #include <vm/vm_extern.h>
 102
 103 /*
 104  * On systems without a direct mapped region (e.g. PPC64),
 105  * we use the same code as the Book E implementation. Since
 106  * we need to have runtime detection of this, define some machinery
 107  * for sf_bufs in this case, and ignore it on systems with direct maps.
 108  */
 109
 110 #ifndef NSFBUFS
 111 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
 112 #endif
 113
 114 static int nsfbufs;
 115 static int nsfbufspeak;
 116 static int nsfbufsused;
 117
 118 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufs, CTLFLAG_RDTUN, &nsfbufs, 0,
 119     "Maximum number of sendfile(2) sf_bufs available");
 120 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufspeak, CTLFLAG_RD, &nsfbufspeak, 0,
 121     "Number of sendfile(2) sf_bufs at peak usage");
 122 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufsused, CTLFLAG_RD, &nsfbufsused, 0,
 123     "Number of sendfile(2) sf_bufs in use");
 124
 125 static void sf_buf_init(void *arg);
 126 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 127
 128 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
 129
 130 /* A hash table of active sendfile(2) buffers */
 131 static struct sf_head *sf_buf_active;
 132 static u_long sf_buf_hashmask;
 133
 134 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
 135
 136 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
 137 static u_int sf_buf_alloc_want;
 138
 139 /*
 140  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
 141  */
 142 static struct mtx sf_buf_lock;
 143
 144 #ifdef __powerpc64__
 145 extern uintptr_t tocbase;
 146 #endif
 147
 148
 149 /*
 150  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 151  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 152  * ready to run and return to user mode.
 153  */
 154 void
 155 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 156 {
 157         struct  trapframe *tf;
 158         struct  callframe *cf;
 159         struct  pcb *pcb;
 160
 161         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 162             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 163         CTR3(KTR_PROC, "cpu_fork: called td1=%p p2=%p flags=%x",
 164             td1, p2, flags);
 165
 166         if ((flags & RFPROC) == 0)
 167                 return;
 168
 169         pcb = (struct pcb *)((td2->td_kstack +
 170             td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x2fUL);
 171         td2->td_pcb = pcb;
 172
 173         /* Copy the pcb */
 174         bcopy(td1->td_pcb, pcb, sizeof(struct pcb));
 175
 176         /*
 177          * Create a fresh stack for the new process.
 178          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 179          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 180          */
 181         tf = (struct trapframe *)pcb - 1;
 182         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 183
 184         /* Set up trap frame. */
 185         tf->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 186         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = 0;
 187         tf->cr &= ~0x10000000;
 188
 189         td2->td_frame = tf;
 190
 191         cf = (struct callframe *)tf - 1;
 192         memset(cf, 0, sizeof(struct callframe));
 193         #ifdef __powerpc64__
 194         cf->cf_toc = tocbase;
 195         #endif
 196         cf->cf_func = (register_t)fork_return;
 197         cf->cf_arg0 = (register_t)td2;
 198         cf->cf_arg1 = (register_t)tf;
 199
 200         pcb->pcb_sp = (register_t)cf;
 201         KASSERT(pcb->pcb_sp % 16 == 0, ("stack misaligned"));
 202         #ifdef __powerpc64__
 203         pcb->pcb_lr = ((register_t *)fork_trampoline)[0];
 204         pcb->pcb_toc = ((register_t *)fork_trampoline)[1];
 205         #else
 206         pcb->pcb_lr = (register_t)fork_trampoline;
 207         #endif
 208         #ifdef AIM
 209         pcb->pcb_cpu.aim.usr_vsid = 0;
 210         #endif
 211
 212         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 213         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 214         td2->td_md.md_saved_msr = PSL_KERNSET;
 215
 216         /*
 217          * Now cpu_switch() can schedule the new process.
 218          */
 219 }
 220
 221 /*
 222  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 223  * been scheduled yet.
 224  *
 225  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 226  */
 227 void
 228 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 229 {
 230         struct callframe *cf;
 231
 232         CTR4(KTR_PROC, "%s called with td=%p func=%p arg=%p",
 233             __func__, td, func, arg);
 234
 235         cf = (struct callframe *)td->td_pcb->pcb_sp;
 236
 237         cf->cf_func = (register_t)func;
 238         cf->cf_arg0 = (register_t)arg;
 239 }
 240
 241 void
 242 cpu_exit(struct thread *td)
 243 {
 244
 245 }
 246
 247 /*
 248  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 249  */
 250 static void
 251 sf_buf_init(void *arg)
 252 {
 253         struct sf_buf *sf_bufs;
 254         vm_offset_t sf_base;
 255         int i;
 256
 257         /* Don't bother on systems with a direct map */
 258         if (hw_direct_map)
 259                 return;
 260
 261         nsfbufs = NSFBUFS;
 262         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 263
 264         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 265         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 266         sf_base = kva_alloc(nsfbufs * PAGE_SIZE);
 267         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
 268             M_NOWAIT | M_ZERO);
 269
 270         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 271                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 272                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 273         }
 274         sf_buf_alloc_want = 0;
 275         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
 280  */
 281 struct sf_buf *
 282 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 283 {
 284         struct sf_head *hash_list;
 285         struct sf_buf *sf;
 286         int error;
 287
 288         if (hw_direct_map) {
 289                 /* Shortcut the direct mapped case */
 290                 return ((struct sf_buf *)m);
 291         }
 292
 293         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 294         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 295         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 296                 if (sf->m == m) {
 297                         sf->ref_count++;
 298                         if (sf->ref_count == 1) {
 299                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 300                                 nsfbufsused++;
 301                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 302                         }
 303                         goto done;
 304                 }
 305         }
 306
 307         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 308                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 309                         goto done;
 310
 311                 sf_buf_alloc_want++;
 312                 SFSTAT_INC(sf_allocwait);
 313                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 314                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 315                 sf_buf_alloc_want--;
 316
 317                 /*
 318                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 319                  */
 320                 if (error)
 321                         goto done;
 322         }
 323
 324         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 325         if (sf->m != NULL)
 326                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 327
 328         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 329         sf->ref_count = 1;
 330         sf->m = m;
 331         nsfbufsused++;
 332         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 333         pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 334 done:
 335         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 336         return (sf);
 337 }
 338
 339 /*
 340  * Detach mapped page and release resources back to the system.
 341  *
 342  * Remove a reference from the given sf_buf, adding it to the free
 343  * list when its reference count reaches zero. A freed sf_buf still,
 344  * however, retains its virtual-to-physical mapping until it is
 345  * recycled or reactivated by sf_buf_alloc(9).
 346  */
 347 void
 348 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 349 {
 350         if (hw_direct_map)
 351                 return;
 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 the VM layer. These could be used
 395  * to map the SLB bits required for the kernel stack instead of forcing a
 396  * fixed-size KVA.
 397  */
 398
 399 void
 400 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 401 {
 402
 403 }
 404
 405 void
 406 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 407 {
 408
 409 }
 410