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  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  21  *    must display the following acknowledgement:
  22  *      This product includes software developed by the University of
  23  *      California, Berkeley and its contributors.
  24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  26  *    without specific prior written permission.
  27  *
  28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  38  * SUCH DAMAGE.
  39  *
  40  *      from: @(#)vm_machdep.c  7.3 (Berkeley) 5/13/91
  41  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  42  *      from: FreeBSD: src/sys/i386/i386/vm_machdep.c,v 1.167 2001/07/12
  43  * $FreeBSD$
  44  */
  45
  46 #include "opt_pmap.h"
  47
  48 #include <sys/param.h>
  49 #include <sys/systm.h>
  50 #include <sys/malloc.h>
  51 #include <sys/proc.h>
  52 #include <sys/bio.h>
  53 #include <sys/buf.h>
  54 #include <sys/kernel.h>
  55 #include <sys/linker_set.h>
  56 #include <sys/mbuf.h>
  57 #include <sys/mutex.h>
  58 #include <sys/sf_buf.h>
  59 #include <sys/sysctl.h>
  60 #include <sys/unistd.h>
  61 #include <sys/vmmeter.h>
  62
  63 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  64
  65 #include <vm/vm.h>
  66 #include <vm/vm_extern.h>
  67 #include <vm/pmap.h>
  68 #include <vm/vm_kern.h>
  69 #include <vm/vm_map.h>
  70 #include <vm/vm_page.h>
  71 #include <vm/vm_pageout.h>
  72 #include <vm/vm_param.h>
  73 #include <vm/uma.h>
  74 #include <vm/uma_int.h>
  75
  76 #include <machine/cache.h>
  77 #include <machine/bus.h>
  78 #include <machine/cpu.h>
  79 #include <machine/fp.h>
  80 #include <machine/fsr.h>
  81 #include <machine/frame.h>
  82 #include <machine/md_var.h>
  83 #include <machine/ofw_machdep.h>
  84 #include <machine/ofw_mem.h>
  85 #include <machine/pcb.h>
  86 #include <machine/tlb.h>
  87 #include <machine/tstate.h>
  88
  89 #ifndef NSFBUFS
  90 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
  91 #endif
  92
  93 static void     sf_buf_init(void *arg);
  94 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
  95
  96 /*
  97  * Expanded sf_freelist head. Really an SLIST_HEAD() in disguise, with the
  98  * sf_freelist head with the sf_lock mutex.
  99  */
 100 static struct {
 101         SLIST_HEAD(, sf_buf) sf_head;
 102         struct mtx sf_lock;
 103 } sf_freelist;
 104
 105 static u_int    sf_buf_alloc_want;
 106
 107 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_alloc);
 108 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_alloc_oc);
 109 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_free);
 110
 111 void
 112 cpu_exit(struct thread *td)
 113 {
 114         struct proc *p;
 115
 116         p = td->td_proc;
 117         p->p_md.md_sigtramp = NULL;
 118         if (p->p_md.md_utrap != NULL) {
 119                 utrap_free(p->p_md.md_utrap);
 120                 p->p_md.md_utrap = NULL;
 121         }
 122 }
 123
 124 void
 125 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 126 {
 127 }
 128
 129 void
 130 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 131 {
 132 }
 133
 134 void
 135 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 136 {
 137         struct pcb *pcb;
 138
 139         pcb = (struct pcb *)((td->td_kstack + td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE -
 140             sizeof(struct pcb)) & ~0x3fUL);
 141         pcb->pcb_nsaved = 0;
 142         td->td_frame = (struct trapframe *)pcb - 1;
 143         td->td_pcb = pcb;
 144 }
 145
 146 void
 147 cpu_thread_free(struct thread *td)
 148 {
 149 }
 150
 151 void
 152 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 153 {
 154 }
 155
 156 void
 157 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 158 {
 159 }
 160
 161 void
 162 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 163 {
 164         struct trapframe *tf;
 165         struct frame *fr;
 166         struct pcb *pcb;
 167
 168         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 169
 170         pcb = td->td_pcb;
 171         tf = td->td_frame;
 172         fr = (struct frame *)tf - 1;
 173         fr->fr_local[0] = (u_long)fork_return;
 174         fr->fr_local[1] = (u_long)td;
 175         fr->fr_local[2] = (u_long)tf;
 176         pcb->pcb_pc = (u_long)fork_trampoline - 8;
 177         pcb->pcb_sp = (u_long)fr - SPOFF;
 178
 179         /* Setup to release the spin count in fork_exit(). */
 180         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 181         td->td_md.md_saved_pil = 0;
 182 }
 183
 184 void
 185 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 186         stack_t *stack)
 187 {
 188         struct trapframe *tf;
 189         uint64_t sp;
 190
 191         if (td == curthread)
 192                 flushw();
 193         tf = td->td_frame;
 194         sp = (uint64_t)stack->ss_sp + stack->ss_size;
 195         tf->tf_out[0] = (uint64_t)arg;
 196         tf->tf_out[6] = sp - SPOFF - sizeof(struct frame);
 197         tf->tf_tpc = (uint64_t)entry;
 198         tf->tf_tnpc = tf->tf_tpc + 4;
 199
 200         td->td_retval[0] = tf->tf_out[0];
 201         td->td_retval[1] = tf->tf_out[1];
 202 }
 203
 204 int
 205 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 206 {
 207
 208         if (td == curthread)
 209                 flushw();
 210         td->td_frame->tf_global[7] = (uint64_t) tls_base;
 211         return (0);
 212 }
 213
 214 /*
 215  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 216  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 217  * ready to run and return to user mode.
 218  */
 219 void
 220 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 221 {
 222         struct trapframe *tf;
 223         struct frame *fp;
 224         struct pcb *pcb1;
 225         struct pcb *pcb2;
 226         vm_offset_t sp;
 227         int error;
 228         int i;
 229
 230         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 231             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 232
 233         if ((flags & RFPROC) == 0)
 234                 return;
 235
 236         p2->p_md.md_sigtramp = td1->td_proc->p_md.md_sigtramp;
 237         p2->p_md.md_utrap = utrap_hold(td1->td_proc->p_md.md_utrap);
 238
 239         /* The pcb must be aligned on a 64-byte boundary. */
 240         pcb1 = td1->td_pcb;
 241         pcb2 = (struct pcb *)((td2->td_kstack + td2->td_kstack_pages *
 242             PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x3fUL);
 243         td2->td_pcb = pcb2;
 244
 245         /*
 246          * Ensure that p1's pcb is up to date.
 247          */
 248         critical_enter();
 249         if ((td1->td_frame->tf_fprs & FPRS_FEF) != 0)
 250                 savefpctx(pcb1->pcb_ufp);
 251         critical_exit();
 252         /* Make sure the copied windows are spilled. */
 253         flushw();
 254         /* Copy the pcb (this will copy the windows saved in the pcb, too). */
 255         bcopy(pcb1, pcb2, sizeof(*pcb1));
 256
 257         /*
 258          * If we're creating a new user process and we're sharing the address
 259          * space, the parent's top most frame must be saved in the pcb.  The
 260          * child will pop the frame when it returns to user mode, and may
 261          * overwrite it with its own data causing much suffering for the
 262          * parent.  We check if its already in the pcb, and if not copy it
 263          * in.  Its unlikely that the copyin will fail, but if so there's not
 264          * much we can do.  The parent will likely crash soon anyway in that
 265          * case.
 266          */
 267         if ((flags & RFMEM) != 0 && td1 != &thread0) {
 268                 sp = td1->td_frame->tf_sp;
 269                 for (i = 0; i < pcb1->pcb_nsaved; i++) {
 270                         if (pcb1->pcb_rwsp[i] == sp)
 271                                 break;
 272                 }
 273                 if (i == pcb1->pcb_nsaved) {
 274                         error = copyin((caddr_t)sp + SPOFF, &pcb1->pcb_rw[i],
 275                             sizeof(struct rwindow));
 276                         if (error == 0) {
 277                                 pcb1->pcb_rwsp[i] = sp;
 278                                 pcb1->pcb_nsaved++;
 279                         }
 280                 }
 281         }
 282
 283         /*
 284          * Create a new fresh stack for the new process.
 285          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 286          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 287          */
 288         tf = (struct trapframe *)pcb2 - 1;
 289         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 290
 291         tf->tf_out[0] = 0;                      /* Child returns zero */
 292         tf->tf_out[1] = 0;
 293         tf->tf_tstate &= ~TSTATE_XCC_C;         /* success */
 294         tf->tf_fprs = 0;
 295
 296         td2->td_frame = tf;
 297         fp = (struct frame *)tf - 1;
 298         fp->fr_local[0] = (u_long)fork_return;
 299         fp->fr_local[1] = (u_long)td2;
 300         fp->fr_local[2] = (u_long)tf;
 301         /* Terminate stack traces at this frame. */
 302         fp->fr_pc = fp->fr_fp = 0;
 303         pcb2->pcb_sp = (u_long)fp - SPOFF;
 304         pcb2->pcb_pc = (u_long)fork_trampoline - 8;
 305
 306         /* Setup to release the spin count in fork_exit(). */
 307         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 308         td2->td_md.md_saved_pil = 0;
 309
 310         /*
 311          * Now, cpu_switch() can schedule the new process.
 312          */
 313 }
 314
 315 void
 316 cpu_reset(void)
 317 {
 318         static char bspec[64] = "";
 319         phandle_t chosen;
 320         static struct {
 321                 cell_t  name;
 322                 cell_t  nargs;
 323                 cell_t  nreturns;
 324                 cell_t  bootspec;
 325         } args = {
 326                 (cell_t)"boot",
 327                 1,
 328                 0,
 329                 (cell_t)bspec
 330         };
 331         if ((chosen = OF_finddevice("/chosen")) != 0) {
 332                 if (OF_getprop(chosen, "bootpath", bspec, sizeof(bspec)) == -1)
 333                         bspec[0] = '\0';
 334                 bspec[sizeof(bspec) - 1] = '\0';
 335         }
 336
 337         openfirmware_exit(&args);
 338 }
 339
 340 /*
 341  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 342  * been scheduled yet.
 343  *
 344  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 345  */
 346 void
 347 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 348 {
 349         struct frame *fp;
 350         struct pcb *pcb;
 351
 352         pcb = td->td_pcb;
 353         fp = (struct frame *)(pcb->pcb_sp + SPOFF);
 354         fp->fr_local[0] = (u_long)func;
 355         fp->fr_local[1] = (u_long)arg;
 356 }
 357
 358 int
 359 is_physical_memory(vm_paddr_t addr)
 360 {
 361         struct ofw_mem_region *mr;
 362
 363         for (mr = sparc64_memreg; mr < sparc64_memreg + sparc64_nmemreg; mr++)
 364                 if (addr >= mr->mr_start && addr < mr->mr_start + mr->mr_size)
 365                         return (1);
 366         return (0);
 367 }
 368
 369 /*
 370  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 371  */
 372 static void
 373 sf_buf_init(void *arg)
 374 {
 375         struct sf_buf *sf_bufs;
 376         vm_offset_t sf_base;
 377         int i;
 378
 379         nsfbufs = NSFBUFS;
 380         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 381
 382         mtx_init(&sf_freelist.sf_lock, "sf_bufs list lock", NULL, MTX_DEF);
 383         SLIST_INIT(&sf_freelist.sf_head);
 384         sf_base = kmem_alloc_nofault(kernel_map, nsfbufs * PAGE_SIZE);
 385         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
 386             M_NOWAIT | M_ZERO);
 387         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 388                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 389                 SLIST_INSERT_HEAD(&sf_freelist.sf_head, &sf_bufs[i], free_list);
 390         }
 391         sf_buf_alloc_want = 0;
 392 }
 393
 394 /*
 395  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
 396  */
 397 struct sf_buf *
 398 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 399 {
 400         struct sf_buf *sf;
 401         int error;
 402
 403         mtx_lock(&sf_freelist.sf_lock);
 404         while ((sf = SLIST_FIRST(&sf_freelist.sf_head)) == NULL) {
 405                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 406                         break;
 407                 sf_buf_alloc_want++;
 408                 mbstat.sf_allocwait++;
 409                 error = msleep(&sf_freelist, &sf_freelist.sf_lock,
 410                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 411                 sf_buf_alloc_want--;
 412
 413                 /*
 414                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 415                  */
 416                 if (error)
 417                         break;
 418         }
 419         if (sf != NULL) {
 420                 SLIST_REMOVE_HEAD(&sf_freelist.sf_head, free_list);
 421                 sf->m = m;
 422                 nsfbufsused++;
 423                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 424                 pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 425         }
 426         mtx_unlock(&sf_freelist.sf_lock);
 427         return (sf);
 428 }
 429
 430 /*
 431  * Release resources back to the system.
 432  */
 433 void
 434 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 435 {
 436
 437         pmap_qremove(sf->kva, 1);
 438         mtx_lock(&sf_freelist.sf_lock);
 439         SLIST_INSERT_HEAD(&sf_freelist.sf_head, sf, free_list);
 440         nsfbufsused--;
 441         if (sf_buf_alloc_want > 0)
 442                 wakeup_one(&sf_freelist);
 443         mtx_unlock(&sf_freelist.sf_lock);
 444 }
 445
 446 void
 447 swi_vm(void *v)
 448 {
 449
 450         /*
 451          * Nothing to do here yet - busdma bounce buffers are not yet
 452          * implemented.
 453          */
 454 }
 455
 456 void *
 457 uma_small_alloc(uma_zone_t zone, int bytes, u_int8_t *flags, int wait)
 458 {
 459         static vm_pindex_t color;
 460         vm_paddr_t pa;
 461         vm_page_t m;
 462         int pflags;
 463         void *va;
 464
 465         PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_alloc);
 466
 467         *flags = UMA_SLAB_PRIV;
 468
 469         if ((wait & (M_NOWAIT|M_USE_RESERVE)) == M_NOWAIT)
 470                 pflags = VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_WIRED;
 471         else
 472                 pflags = VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED;
 473
 474         if (wait & M_ZERO)
 475                 pflags |= VM_ALLOC_ZERO;
 476
 477         for (;;) {
 478                 m = vm_page_alloc(NULL, color++, pflags | VM_ALLOC_NOOBJ);
 479                 if (m == NULL) {
 480                         if (wait & M_NOWAIT)
 481                                 return (NULL);
 482                         else
 483                                 VM_WAIT;
 484                 } else
 485                         break;
 486         }
 487
 488         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
 489         if (m->md.color != DCACHE_COLOR(pa)) {
 490                 KASSERT(m->md.colors[0] == 0 && m->md.colors[1] == 0,
 491                     ("uma_small_alloc: free page still has mappings!"));
 492                 PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_alloc_oc);
 493                 m->md.color = DCACHE_COLOR(pa);
 494                 dcache_page_inval(pa);
 495         }
 496         va = (void *)TLB_PHYS_TO_DIRECT(pa);
 497         if ((wait & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 498                 bzero(va, PAGE_SIZE);
 499         return (va);
 500 }
 501
 502 void
 503 uma_small_free(void *mem, int size, u_int8_t flags)
 504 {
 505         vm_page_t m;
 506
 507         PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_free);
 508         m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLB_DIRECT_TO_PHYS((vm_offset_t)mem));
 509         m->wire_count--;
 510         vm_page_free(m);
 511         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
 512 }