sys/mips/mips/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  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  20  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  21  *    without specific prior written permission.
  22  *
  23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  24  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  25  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  26  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  27  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  28  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  29  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  30  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  31  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  32  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  33  * SUCH DAMAGE.
  34  *
  35  *      from: @(#)vm_machdep.c  7.3 (Berkeley) 5/13/91
  36  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  37  *      from: src/sys/i386/i386/vm_machdep.c,v 1.132.2.2 2000/08/26 04:19:26 yokota
  38  *      JNPR: vm_machdep.c,v 1.8.2.2 2007/08/16 15:59:17 girish
  39  */
  40
  41 #include <sys/cdefs.h>
  42 __FBSDID("$FreeBSD$");
  43
  44 #include <sys/param.h>
  45 #include <sys/systm.h>
  46 #include <sys/malloc.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/buf.h>
  49 #include <sys/vnode.h>
  50 #include <sys/vmmeter.h>
  51 #include <sys/kernel.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53 #include <sys/unistd.h>
  54
  55 #include <machine/clock.h>
  56 #include <machine/cpu.h>
  57 #include <machine/md_var.h>
  58 #include <machine/pcb.h>
  59 #include <machine/pltfm.h>
  60
  61 #include <vm/vm.h>
  62 #include <vm/vm_param.h>
  63 #include <sys/lock.h>
  64 #include <vm/vm_kern.h>
  65 #include <vm/vm_page.h>
  66 #include <vm/vm_map.h>
  67 #include <vm/vm_extern.h>
  68
  69 #include <sys/user.h>
  70 #include <sys/mbuf.h>
  71 #include <sys/sf_buf.h>
  72
  73 #ifndef NSFBUFS
  74 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
  75 #endif
  76
  77 static void     sf_buf_init(void *arg);
  78 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
  79
  80 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
  81
  82
  83 /*
  84  * A hash table of active sendfile(2) buffers
  85  */
  86 static struct sf_head *sf_buf_active;
  87 static u_long sf_buf_hashmask;
  88
  89 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
  90
  91 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
  92 static u_int    sf_buf_alloc_want;
  93
  94 /*
  95  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
  96  */
  97 static struct mtx sf_buf_lock;
  98
  99 /*
 100  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 101  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 102  * ready to run and return to user mode.
 103  */
 104 void
 105 cpu_fork(register struct thread *td1,register struct proc *p2,
 106     struct thread *td2,int flags)
 107 {
 108         register struct proc *p1;
 109         struct pcb *pcb2;
 110
 111         p1 = td1->td_proc;
 112         if ((flags & RFPROC) == 0)
 113                 return;
 114         /* It is assumed that the vm_thread_alloc called
 115          * cpu_thread_alloc() before cpu_fork is called.
 116          */
 117
 118         /* Point the pcb to the top of the stack */
 119         pcb2 = td2->td_pcb;
 120
 121         /* Copy p1's pcb, note that in this case
 122          * our pcb also includes the td_frame being copied
 123          * too. The older mips2 code did an additional copy
 124          * of the td_frame, for us thats not needed any
 125          * longer (this copy does them both
 126          */
 127         bcopy(td1->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 128
 129         /* Point mdproc and then copy over td1's contents
 130          * md_proc is empty for MIPS
 131          */
 132         td2->td_md.md_flags = td1->td_md.md_flags & MDTD_FPUSED;
 133
 134         /*
 135          * Set up return-value registers as fork() libc stub expects.
 136          */
 137         td2->td_frame->v0 = 0;
 138         td2->td_frame->v1 = 1;
 139         td2->td_frame->a3 = 0;
 140
 141         if (td1 == PCPU_GET(fpcurthread))
 142                 MipsSaveCurFPState(td1);
 143
 144         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_RA] = (register_t)fork_trampoline;
 145         /* Make sp 64-bit aligned */
 146         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_SP] = (register_t)(((vm_offset_t)td2->td_pcb &
 147             ~(sizeof(__int64_t) - 1)) - STAND_FRAME_SIZE);
 148         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_S0] = (register_t)fork_return;
 149         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_S1] = (register_t)td2;
 150         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_S2] = (register_t)td2->td_frame;
 151         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_SR] = SR_INT_MASK;
 152         /*
 153          * FREEBSD_DEVELOPERS_FIXME:
 154          * Setup any other CPU-Specific registers (Not MIPS Standard)
 155          * and/or bits in other standard MIPS registers (if CPU-Specific)
 156          *  that are needed.
 157          */
 158
 159         td2->td_md.md_saved_intr = MIPS_SR_INT_IE;
 160         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 161 #ifdef TARGET_OCTEON
 162         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_SR] |= MIPS_SR_COP_2_BIT | MIPS32_SR_PX | MIPS_SR_UX | MIPS_SR_KX | MIPS_SR_SX;
 163 #endif
 164
 165 }
 166
 167 /*
 168  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 169  * been scheduled yet.
 170  *
 171  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 172  */
 173 void
 174 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func) __P((void *)), void *arg)
 175 {
 176         /*
 177          * Note that the trap frame follows the args, so the function
 178          * is really called like this:  func(arg, frame);
 179          */
 180         td->td_pcb->pcb_context.val[PCB_REG_S0] = (register_t) func;
 181         td->td_pcb->pcb_context.val[PCB_REG_S1] = (register_t) arg;
 182 }
 183
 184 void
 185 cpu_exit(struct thread *td)
 186 {
 187 }
 188
 189 void
 190 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 191 {
 192
 193         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td)
 194                 PCPU_GET(fpcurthread) = (struct thread *)0;
 195 }
 196
 197 void
 198 cpu_thread_free(struct thread *td)
 199 {
 200 }
 201
 202 void
 203 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 204 {
 205 }
 206
 207 void
 208 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 209 {
 210         pt_entry_t *pte;
 211         int i;
 212
 213         /*
 214          * The kstack may be at a different physical address now.
 215          * Cache the PTEs for the Kernel stack in the machine dependent
 216          * part of the thread struct so cpu_switch() can quickly map in
 217          * the pcb struct and kernel stack.
 218          */
 219         if (!(pte = pmap_segmap(kernel_pmap, td->td_md.md_realstack)))
 220                 panic("cpu_thread_swapin: invalid segmap");
 221         pte += ((vm_offset_t)td->td_md.md_realstack >> PGSHIFT) & (NPTEPG - 1);
 222
 223         for (i = 0; i < KSTACK_PAGES - 1; i++) {
 224                 td->td_md.md_upte[i] = *pte & ~(PTE_RO|PTE_WIRED);
 225                 pte++;
 226         }
 227 }
 228
 229 void
 230 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 231 {
 232 }
 233
 234 void
 235 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 236 {
 237         pt_entry_t *pte;
 238         int i;
 239
 240         if(td->td_kstack & (1 << PAGE_SHIFT))
 241                 td->td_md.md_realstack = td->td_kstack + PAGE_SIZE;
 242         else
 243                 td->td_md.md_realstack = td->td_kstack;
 244
 245         td->td_pcb = (struct pcb *)(td->td_md.md_realstack +
 246             (td->td_kstack_pages - 1) * PAGE_SIZE) - 1;
 247         td->td_frame = &td->td_pcb->pcb_regs;
 248
 249         if (!(pte = pmap_segmap(kernel_pmap, td->td_md.md_realstack)))
 250                 panic("cpu_thread_alloc: invalid segmap");
 251         pte += ((vm_offset_t)td->td_md.md_realstack >> PGSHIFT) & (NPTEPG - 1);
 252
 253         for (i = 0; i < KSTACK_PAGES - 1; i++) {
 254                 td->td_md.md_upte[i] = *pte & ~(PTE_RO|PTE_WIRED);
 255                 pte++;
 256         }
 257 }
 258
 259 /*
 260  * Initialize machine state (pcb and trap frame) for a new thread about to
 261  * upcall. Put enough state in the new thread's PCB to get it to go back
 262  * userret(), where we can intercept it again to set the return (upcall)
 263  * Address and stack, along with those from upcals that are from other sources
 264  * such as those generated in thread_userret() itself.
 265  */
 266 void
 267 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 268 {
 269         struct pcb *pcb2;
 270
 271         /* Point the pcb to the top of the stack. */
 272         pcb2 = td->td_pcb;
 273
 274         /*
 275          * Copy the upcall pcb.  This loads kernel regs.
 276          * Those not loaded individually below get their default
 277          * values here.
 278          *
 279          * XXXKSE It might be a good idea to simply skip this as
 280          * the values of the other registers may be unimportant.
 281          * This would remove any requirement for knowing the KSE
 282          * at this time (see the matching comment below for
 283          * more analysis) (need a good safe default).
 284          * In MIPS, the trapframe is the first element of the PCB
 285          * and gets copied when we copy the PCB. No seperate copy
 286          * is needed.
 287          */
 288         bcopy(td0->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 289
 290         /*
 291          * Set registers for trampoline to user mode.
 292          */
 293
 294         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_RA] = (register_t)fork_trampoline;
 295         /* Make sp 64-bit aligned */
 296         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_SP] = (register_t)(((vm_offset_t)td->td_pcb &
 297             ~(sizeof(__int64_t) - 1)) - STAND_FRAME_SIZE);
 298         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_S0] = (register_t)fork_return;
 299         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_S1] = (register_t)td;
 300         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_S2] = (register_t)td->td_frame;
 301
 302
 303         /* Dont set IE bit in SR. sched lock release will take care of it */
 304 /* idle_mask is jmips pcb2->pcb_context.val[11] = (ALL_INT_MASK & idle_mask); */
 305         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_SR] = SR_INT_MASK;
 306 #ifdef TARGET_OCTEON
 307         pcb2->pcb_context.val[PCB_REG_SR] |= MIPS_SR_COP_2_BIT | MIPS_SR_COP_0_BIT |
 308           MIPS32_SR_PX | MIPS_SR_UX | MIPS_SR_KX | MIPS_SR_SX;
 309 #endif
 310
 311         /*
 312          * FREEBSD_DEVELOPERS_FIXME:
 313          * Setup any other CPU-Specific registers (Not MIPS Standard)
 314          * that are needed.
 315          */
 316
 317         /* SMP Setup to release sched_lock in fork_exit(). */
 318         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 319         td->td_md.md_saved_intr = MIPS_SR_INT_IE;
 320 #if 0
 321             /* Maybe we need to fix this? */
 322         td->td_md.md_saved_sr = ( (MIPS_SR_COP_2_BIT | MIPS_SR_COP_0_BIT) |
 323                                   (MIPS32_SR_PX | MIPS_SR_UX | MIPS_SR_KX | MIPS_SR_SX) |
 324                                   (MIPS_SR_INT_IE | MIPS_HARD_INT_MASK));
 325 #endif
 326 }
 327
 328 /*
 329  * Set that machine state for performing an upcall that has to
 330  * be done in thread_userret() so that those upcalls generated
 331  * in thread_userret() itself can be done as well.
 332  */
 333 void
 334 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 335     stack_t *stack)
 336 {
 337         struct trapframe *tf;
 338         u_int32_t sp;
 339
 340         /*
 341         * At the point where a function is called, sp must be 8
 342         * byte aligned[for compatibility with 64-bit CPUs]
 343         * in ``See MIPS Run'' by D. Sweetman, p. 269
 344         * align stack */
 345         sp = ((uint32_t)(stack->ss_sp + stack->ss_size) & ~0x7) -
 346             STAND_FRAME_SIZE;
 347
 348         /*
 349          * Set the trap frame to point at the beginning of the uts
 350          * function.
 351          */
 352         tf = td->td_frame;
 353         bzero(tf, sizeof(struct trapframe));
 354         tf->sp = (register_t)sp;
 355         tf->pc = (register_t)entry;
 356         tf->a0 = (register_t)arg;
 357
 358         tf->sr = SR_KSU_USER | SR_EXL;
 359 #ifdef TARGET_OCTEON
 360         tf->sr |=  MIPS_SR_INT_IE | MIPS_SR_COP_0_BIT | MIPS_SR_UX |
 361           MIPS_SR_KX;
 362 #endif
 363 /*      tf->sr |= (ALL_INT_MASK & idle_mask) | SR_INT_ENAB; */
 364         /**XXX the above may now be wrong -- mips2 implements this as panic */
 365         /*
 366          * FREEBSD_DEVELOPERS_FIXME:
 367          * Setup any other CPU-Specific registers (Not MIPS Standard)
 368          * that are needed.
 369          */
 370 }
 371 /*
 372  * Convert kernel VA to physical address
 373  */
 374 u_long
 375 kvtop(void *addr)
 376 {
 377         vm_offset_t va;
 378
 379         va = pmap_kextract((vm_offset_t)addr);
 380         if (va == 0)
 381                 panic("kvtop: zero page frame");
 382         return((int)va);
 383 }
 384
 385 /*
 386  * Implement the pre-zeroed page mechanism.
 387  * This routine is called from the idle loop.
 388  */
 389
 390 #define ZIDLE_LO(v)     ((v) * 2 / 3)
 391 #define ZIDLE_HI(v)     ((v) * 4 / 5)
 392
 393 /*
 394  * Tell whether this address is in some physical memory region.
 395  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
 396  * dumping non-memory physical address space.
 397  */
 398 int
 399 is_physical_memory(vm_offset_t addr)
 400 {
 401         if (addr >= SDRAM_ADDR_START && addr <= SDRAM_ADDR_END)
 402                 return 1;
 403         else
 404                 return 0;
 405 }
 406
 407 int
 408 is_cacheable_mem(vm_offset_t pa)
 409 {
 410         if ((pa >= SDRAM_ADDR_START && pa <= SDRAM_ADDR_END) ||
 411 #ifdef FLASH_ADDR_START
 412             (pa >= FLASH_ADDR_START && pa <= FLASH_ADDR_END))
 413 #else
 414             0)
 415 #endif
 416                 return 1;
 417         else
 418                 return 0;
 419 }
 420
 421 /*
 422  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 423  */
 424 static void
 425 sf_buf_init(void *arg)
 426 {
 427         struct sf_buf *sf_bufs;
 428         vm_offset_t sf_base;
 429         int i;
 430
 431         nsfbufs = NSFBUFS;
 432         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 433
 434         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 435         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 436         sf_base = kmem_alloc_nofault(kernel_map, nsfbufs * PAGE_SIZE);
 437         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
 438             M_NOWAIT | M_ZERO);
 439         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 440                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 441                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 442         }
 443         sf_buf_alloc_want = 0;
 444         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 445 }
 446
 447 /*
 448  * Allocate an sf_buf for the given vm_page.  On this machine, however, there
 449  * is no sf_buf object.  Instead, an opaque pointer to the given vm_page is
 450  * returned.
 451  */
 452 struct sf_buf *
 453 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 454 {
 455         struct sf_head *hash_list;
 456         struct sf_buf *sf;
 457         int error;
 458
 459         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 460         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 461         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 462                 if (sf->m == m) {
 463                         sf->ref_count++;
 464                         if (sf->ref_count == 1) {
 465                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 466                                 nsfbufsused++;
 467                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 468                         }
 469                         goto done;
 470                 }
 471         }
 472         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 473                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 474                         goto done;
 475                 sf_buf_alloc_want++;
 476                 mbstat.sf_allocwait++;
 477                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 478                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 479                 sf_buf_alloc_want--;
 480
 481                 /*
 482                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 483                  */
 484                 if (error)
 485                         goto done;
 486         }
 487         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 488         if (sf->m != NULL)
 489                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 490         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 491         sf->ref_count = 1;
 492         sf->m = m;
 493         nsfbufsused++;
 494         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 495         pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 496 done:
 497         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 498         return (sf);
 499 }
 500
 501 /*
 502  * Free the sf_buf.  In fact, do nothing because there are no resources
 503  * associated with the sf_buf.
 504  */
 505 void
 506 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 507 {
 508         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 509         sf->ref_count--;
 510         if (sf->ref_count == 0) {
 511                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 512                 nsfbufsused--;
 513                 if (sf_buf_alloc_want > 0)
 514                         wakeup_one(&sf_buf_freelist);
 515         }
 516         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 517 }
 518
 519 /*
 520  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 521  */
 522 void
 523 swi_vm(void *dummy)
 524 {
 525 }
 526
 527 int
 528 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 529 {
 530
 531         /* TBD */
 532         return (0);
 533 }
 534
 535 void
 536 cpu_throw(struct thread *old, struct thread *new)
 537 {
 538
 539         func_2args_asmmacro(&mips_cpu_throw, old, new);
 540         panic("mips_cpu_throw() returned");
 541 }