sys/powerpc/aim/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/unistd.h>
  86
  87 #include <machine/cpu.h>
  88 #include <machine/fpu.h>
  89 #include <machine/frame.h>
  90 #include <machine/md_var.h>
  91 #include <machine/pcb.h>
  92
  93 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  94
  95 #include <vm/vm.h>
  96 #include <vm/vm_param.h>
  97 #include <vm/vm_kern.h>
  98 #include <vm/vm_page.h>
  99 #include <vm/vm_map.h>
 100 #include <vm/vm_extern.h>
 101
 102 /*
 103  * On systems without a direct mapped region (e.g. PPC64),
 104  * we use the same code as the Book E implementation. Since
 105  * we need to have runtime detection of this, define some machinery
 106  * for sf_bufs in this case, and ignore it on systems with direct maps.
 107  */
 108
 109 #ifndef NSFBUFS
 110 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
 111 #endif
 112
 113 static void sf_buf_init(void *arg);
 114 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 115
 116 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
 117
 118 /* A hash table of active sendfile(2) buffers */
 119 static struct sf_head *sf_buf_active;
 120 static u_long sf_buf_hashmask;
 121
 122 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
 123
 124 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
 125 static u_int sf_buf_alloc_want;
 126
 127 /*
 128  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
 129  */
 130 static struct mtx sf_buf_lock;
 131
 132
 133 /*
 134  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 135  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 136  * ready to run and return to user mode.
 137  */
 138 void
 139 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 140 {
 141         struct  proc *p1;
 142         struct  trapframe *tf;
 143         struct  callframe *cf;
 144         struct  pcb *pcb;
 145
 146         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 147             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 148         CTR3(KTR_PROC, "cpu_fork: called td1=%08x p2=%08x flags=%x", (u_int)td1, (u_int)p2, flags);
 149
 150         if ((flags & RFPROC) == 0)
 151                 return;
 152
 153         p1 = td1->td_proc;
 154
 155         pcb = (struct pcb *)((td2->td_kstack +
 156             td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x2fU);
 157         td2->td_pcb = pcb;
 158
 159         /* Copy the pcb */
 160         bcopy(td1->td_pcb, pcb, sizeof(struct pcb));
 161
 162         /*
 163          * Create a fresh stack for the new process.
 164          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 165          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 166          */
 167         tf = (struct trapframe *)pcb - 1;
 168         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 169
 170         /* Set up trap frame. */
 171         tf->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 172         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = 0;
 173         tf->cr &= ~0x10000000;
 174
 175         td2->td_frame = tf;
 176
 177         cf = (struct callframe *)tf - 1;
 178         memset(cf, 0, sizeof(struct callframe));
 179         cf->cf_func = (register_t)fork_return;
 180         cf->cf_arg0 = (register_t)td2;
 181         cf->cf_arg1 = (register_t)tf;
 182
 183         pcb->pcb_sp = (register_t)cf;
 184         pcb->pcb_lr = (register_t)fork_trampoline;
 185         pcb->pcb_cpu.aim.usr = kernel_pmap->pm_sr[USER_SR];
 186
 187         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 188         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 189         td2->td_md.md_saved_msr = PSL_KERNSET;
 190
 191         /*
 192          * Now cpu_switch() can schedule the new process.
 193          */
 194 }
 195
 196 /*
 197  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 198  * been scheduled yet.
 199  *
 200  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 201  */
 202 void
 203 cpu_set_fork_handler(td, func, arg)
 204         struct thread *td;
 205         void (*func)(void *);
 206         void *arg;
 207 {
 208         struct  callframe *cf;
 209
 210         CTR4(KTR_PROC, "%s called with td=%08x func=%08x arg=%08x",
 211             __func__, (u_int)td, (u_int)func, (u_int)arg);
 212
 213         cf = (struct callframe *)td->td_pcb->pcb_sp;
 214
 215         cf->cf_func = (register_t)func;
 216         cf->cf_arg0 = (register_t)arg;
 217 }
 218
 219 void
 220 cpu_exit(td)
 221         register struct thread *td;
 222 {
 223 }
 224
 225 /*
 226  * Reset back to firmware.
 227  */
 228 void
 229 cpu_reset()
 230 {
 231         OF_reboot();
 232 }
 233
 234 /*
 235  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 236  */
 237 static void
 238 sf_buf_init(void *arg)
 239 {
 240         struct sf_buf *sf_bufs;
 241         vm_offset_t sf_base;
 242         int i;
 243
 244         /* Don't bother on systems with a direct map */
 245
 246         if (hw_direct_map)
 247                 return;
 248
 249         nsfbufs = NSFBUFS;
 250         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 251
 252         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 253         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 254         sf_base = kmem_alloc_nofault(kernel_map, nsfbufs * PAGE_SIZE);
 255         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP, M_NOWAIT | M_ZERO);
 256
 257         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 258                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 259                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 260         }
 261         sf_buf_alloc_want = 0;
 262         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
 267  */
 268 struct sf_buf *
 269 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 270 {
 271         struct sf_head *hash_list;
 272         struct sf_buf *sf;
 273         int error;
 274
 275         if (hw_direct_map) {
 276                 /* Shortcut the direct mapped case */
 277
 278                 return ((struct sf_buf *)m);
 279         }
 280
 281         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 282         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 283         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 284                 if (sf->m == m) {
 285                         sf->ref_count++;
 286                         if (sf->ref_count == 1) {
 287                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 288                                 nsfbufsused++;
 289                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 290                         }
 291                         goto done;
 292                 }
 293         }
 294
 295         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 296                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 297                         goto done;
 298
 299                 sf_buf_alloc_want++;
 300                 mbstat.sf_allocwait++;
 301                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 302                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 303                 sf_buf_alloc_want--;
 304
 305                 /*
 306                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 307                  */
 308                 if (error)
 309                         goto done;
 310         }
 311
 312         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 313         if (sf->m != NULL)
 314                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 315
 316         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 317         sf->ref_count = 1;
 318         sf->m = m;
 319         nsfbufsused++;
 320         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 321         pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 322 done:
 323         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 324         return (sf);
 325 }
 326
 327 /*
 328  * Detatch mapped page and release resources back to the system.
 329  *
 330  * Remove a reference from the given sf_buf, adding it to the free
 331  * list when its reference count reaches zero. A freed sf_buf still,
 332  * however, retains its virtual-to-physical mapping until it is
 333  * recycled or reactivated by sf_buf_alloc(9).
 334  */
 335 void
 336 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 337 {
 338         if (hw_direct_map)
 339                 return;
 340
 341         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 342         sf->ref_count--;
 343         if (sf->ref_count == 0) {
 344                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 345                 nsfbufsused--;
 346
 347                 if (sf_buf_alloc_want > 0)
 348                         wakeup_one(&sf_buf_freelist);
 349         }
 350         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 351 }
 352
 353 /*
 354  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 355  */
 356 void
 357 swi_vm(void *dummy)
 358 {
 359 #if 0 /* XXX: Don't have busdma stuff yet */
 360         if (busdma_swi_pending != 0)
 361                 busdma_swi();
 362 #endif
 363 }
 364
 365 /*
 366  * Tell whether this address is in some physical memory region.
 367  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
 368  * dumping the ``ISA memory hole'' which could cause indefinite hangs,
 369  * or other unpredictable behaviour.
 370  */
 371
 372
 373 int
 374 is_physical_memory(addr)
 375         vm_offset_t addr;
 376 {
 377         /*
 378          * stuff other tests for known memory-mapped devices (PCI?)
 379          * here
 380          */
 381
 382         return 1;
 383 }
 384
 385 /*
 386  * Threading functions
 387  */
 388 void
 389 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 390 {
 391 }
 392
 393 void
 394 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 395 {
 396 }
 397
 398 void
 399 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 400 {
 401         struct pcb *pcb;
 402
 403         pcb = (struct pcb *)((td->td_kstack + td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE -
 404             sizeof(struct pcb)) & ~0x2fU);
 405         td->td_pcb = pcb;
 406         td->td_frame = (struct trapframe *)pcb - 1;
 407 }
 408
 409 void
 410 cpu_thread_free(struct thread *td)
 411 {
 412 }
 413
 414 void
 415 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 416 {
 417 }
 418
 419 void
 420 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 421 {
 422 }
 423
 424 void
 425 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 426 {
 427         struct pcb *pcb2;
 428         struct trapframe *tf;
 429         struct callframe *cf;
 430
 431         pcb2 = td->td_pcb;
 432
 433         /* Copy the upcall pcb */
 434         bcopy(td0->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 435
 436         /* Create a stack for the new thread */
 437         tf = td->td_frame;
 438         bcopy(td0->td_frame, tf, sizeof(struct trapframe));
 439         tf->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 440         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = 0;
 441         tf->cr &= ~0x10000000;
 442
 443         /* Set registers for trampoline to user mode. */
 444         cf = (struct callframe *)tf - 1;
 445         memset(cf, 0, sizeof(struct callframe));
 446         cf->cf_func = (register_t)fork_return;
 447         cf->cf_arg0 = (register_t)td;
 448         cf->cf_arg1 = (register_t)tf;
 449
 450         pcb2->pcb_sp = (register_t)cf;
 451         pcb2->pcb_lr = (register_t)fork_trampoline;
 452         pcb2->pcb_cpu.aim.usr = kernel_pmap->pm_sr[USER_SR];
 453
 454         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 455         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 456         td->td_md.md_saved_msr = PSL_KERNSET;
 457 }
 458
 459 void
 460 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 461         stack_t *stack)
 462 {
 463         struct trapframe *tf;
 464         uint32_t sp;
 465
 466         tf = td->td_frame;
 467         /* align stack and alloc space for frame ptr and saved LR */
 468         sp = ((uint32_t)stack->ss_sp + stack->ss_size - sizeof(uint64_t)) &
 469             ~0x1f;
 470         bzero(tf, sizeof(struct trapframe));
 471
 472         tf->fixreg[1] = (register_t)sp;
 473         tf->fixreg[3] = (register_t)arg;
 474         tf->srr0 = (register_t)entry;
 475         tf->srr1 = PSL_MBO | PSL_USERSET | PSL_FE_DFLT;
 476         td->td_pcb->pcb_flags = 0;
 477
 478         td->td_retval[0] = (register_t)entry;
 479         td->td_retval[1] = 0;
 480 }
 481
 482 int
 483 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 484 {
 485
 486         td->td_frame->fixreg[2] = (register_t)tls_base + 0x7008;
 487         return (0);
 488 }