sys/powerpc/booke/vm_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 2006 Semihalf, Marian Balakowicz <m8@semihalf.com>
   3  * Copyright (C) 2006 Semihalf, Rafal Jaworowski <raj@semihalf.com>
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Adapted for Freescale's e500 core CPUs.
   7  * sf_buf implementation was derived from sys/arm/arm/vm_machdep.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  *
  18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  19  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  20  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN
  21  * NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  22  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED
  23  * TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
  24  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
  25  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
  26  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
  27  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  *      from: $FreeBSD$
  30  */
  31 /*-
  32  * Copyright (c) 1982, 1986 The Regents of the University of California.
  33  * Copyright (c) 1989, 1990 William Jolitz
  34  * Copyright (c) 1994 John Dyson
  35  * All rights reserved.
  36  *
  37  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  38  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  39  * Science Department, and William Jolitz.
  40  *
  41  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  42  * modification, are permitted provided that the following conditions
  43  * are met:
  44  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  45  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  46  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  47  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  48  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  49  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  50  *    must display the following acknowledgement:
  51  *    This product includes software developed by the University of
  52  *    California, Berkeley and its contributors.
  53  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  54  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  55  *    without specific prior written permission.
  56  *
  57  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  58  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  59  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  60  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  61  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  62  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  63  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  64  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  65  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  66  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  67  * SUCH DAMAGE.
  68  *
  69  *      from: @(#)vm_machdep.c 7.3 (Berkeley) 5/13/91
  70  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  71  */
  72 /*-
  73  * Copyright (c) 1994, 1995, 1996 Carnegie-Mellon University.
  74  * All rights reserved.
  75  *
  76  * Author: Chris G. Demetriou
  77  *
  78  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
  79  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
  80  * notice and this permission notice appear in all copies of the
  81  * software, derivative works or modified versions, and any portions
  82  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
  83  *
  84  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
  85  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
  86  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
  87  *
  88  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
  89  *
  90  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
  91  *  School of Computer Science
  92  *  Carnegie Mellon University
  93  *  Pittsburgh PA 15213-3890
  94  *
  95  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
  96  * rights to redistribute these changes.
  97  */
  98
  99 #include <sys/cdefs.h>
 100 __FBSDID("$FreeBSD$");
 101
 102 #include <sys/param.h>
 103 #include <sys/systm.h>
 104 #include <sys/proc.h>
 105 #include <sys/malloc.h>
 106 #include <sys/bio.h>
 107 #include <sys/buf.h>
 108 #include <sys/ktr.h>
 109 #include <sys/lock.h>
 110 #include <sys/mutex.h>
 111 #include <sys/vnode.h>
 112 #include <sys/vmmeter.h>
 113 #include <sys/kernel.h>
 114 #include <sys/mbuf.h>
 115 #include <sys/sf_buf.h>
 116 #include <sys/sysctl.h>
 117 #include <sys/unistd.h>
 118
 119 #include <machine/clock.h>
 120 #include <machine/cpu.h>
 121 #include <machine/frame.h>
 122 #include <machine/md_var.h>
 123 #include <machine/pcb.h>
 124 #include <machine/spr.h>
 125 #include <machine/platform.h>
 126
 127 #include <vm/vm.h>
 128 #include <vm/vm_param.h>
 129 #include <vm/vm_kern.h>
 130 #include <vm/vm_page.h>
 131 #include <vm/vm_map.h>
 132 #include <vm/vm_extern.h>
 133
 134 #ifndef NSFBUFS
 135 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
 136 #endif
 137
 138 static void sf_buf_init(void *arg);
 139 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 140
 141 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
 142
 143 /* A hash table of active sendfile(2) buffers */
 144 static struct sf_head *sf_buf_active;
 145 static u_long sf_buf_hashmask;
 146
 147 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
 148
 149 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
 150 static u_int sf_buf_alloc_want;
 151
 152 /*
 153  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
 154  */
 155 static struct mtx sf_buf_lock;
 156
 157 /*
 158  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 159  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 160  * ready to run and return to user mode.
 161  */
 162 void
 163 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 164 {
 165         struct proc *p1;
 166         struct trapframe *tf;
 167         struct callframe *cf;
 168         struct pcb *pcb;
 169
 170         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 171             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 172         CTR3(KTR_PROC, "cpu_fork: called td1=%08x p2=%08x flags=%x", (u_int)td1,
 173             (u_int)p2, flags);
 174
 175         if ((flags & RFPROC) == 0)
 176                 return;
 177
 178         p1 = td1->td_proc;
 179
 180         pcb = (struct pcb *)((td2->td_kstack +
 181             td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x3fU);
 182         td2->td_pcb = pcb;
 183
 184         /* Copy the pcb */
 185         bcopy(td1->td_pcb, pcb, sizeof(struct pcb));
 186
 187         /*
 188          * Create a fresh stack for the new process.
 189          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 190          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 191          */
 192         tf = (struct trapframe *)pcb - 1;
 193         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 194
 195         /* Set up trap frame. */
 196         tf->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 197         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = 0;
 198         tf->cr &= ~0x10000000;
 199
 200         td2->td_frame = tf;
 201
 202         cf = (struct callframe *)tf - 1;
 203         memset(cf, 0, sizeof(struct callframe));
 204         cf->cf_func = (register_t)fork_return;
 205         cf->cf_arg0 = (register_t)td2;
 206         cf->cf_arg1 = (register_t)tf;
 207
 208         pcb->pcb_sp = (register_t)cf;
 209         pcb->pcb_lr = (register_t)fork_trampoline;
 210
 211         /* Setup to release sched_lock in fork_exit(). */
 212         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 213         td2->td_md.md_saved_msr = PSL_KERNSET;
 214
 215         /*
 216          * Now cpu_switch() can schedule the new process.
 217          */
 218 }
 219
 220 /*
 221  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 222  * been scheduled yet.
 223  *
 224  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 225  */
 226 void
 227 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 228 {
 229         struct callframe *cf;
 230
 231         CTR3(KTR_PROC, "cpu_set_fork_handler: called with td=%08x func=%08x arg=%08x",
 232             (u_int)td, (u_int)func, (u_int)arg);
 233
 234         cf = (struct callframe *)td->td_pcb->pcb_sp;
 235
 236         cf->cf_func = (register_t)func;
 237         cf->cf_arg0 = (register_t)arg;
 238 }
 239
 240 void
 241 cpu_exit(struct thread *td)
 242 {
 243
 244 }
 245
 246 /*
 247  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 248  */
 249 static void
 250 sf_buf_init(void *arg)
 251 {
 252         struct sf_buf *sf_bufs;
 253         vm_offset_t sf_base;
 254         int i;
 255
 256         nsfbufs = NSFBUFS;
 257         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 258
 259         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 260         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 261         sf_base = kmem_alloc_nofault(kernel_map, nsfbufs * PAGE_SIZE);
 262         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP, M_NOWAIT | M_ZERO);
 263
 264         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 265                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 266                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 267         }
 268         sf_buf_alloc_want = 0;
 269         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 270 }
 271
 272 /*
 273  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
 274  */
 275 struct sf_buf *
 276 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 277 {
 278         struct sf_head *hash_list;
 279         struct sf_buf *sf;
 280         int error;
 281
 282         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 283         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 284         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 285                 if (sf->m == m) {
 286                         sf->ref_count++;
 287                         if (sf->ref_count == 1) {
 288                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 289                                 nsfbufsused++;
 290                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 291                         }
 292                         goto done;
 293                 }
 294         }
 295
 296         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 297                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 298                         goto done;
 299
 300                 sf_buf_alloc_want++;
 301                 mbstat.sf_allocwait++;
 302                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 303                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 304                 sf_buf_alloc_want--;
 305
 306                 /*
 307                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 308                  */
 309                 if (error)
 310                         goto done;
 311         }
 312
 313         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 314         if (sf->m != NULL)
 315                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 316
 317         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 318         sf->ref_count = 1;
 319         sf->m = m;
 320         nsfbufsused++;
 321         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 322         pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 323 done:
 324         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 325         return (sf);
 326 }
 327
 328 /*
 329  * Detach mapped page and release resources back to the system.
 330  *
 331  * Remove a reference from the given sf_buf, adding it to the free
 332  * list when its reference count reaches zero. A freed sf_buf still,
 333  * however, retains its virtual-to-physical mapping until it is
 334  * recycled or reactivated by sf_buf_alloc(9).
 335  */
 336 void
 337 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 338 {
 339
 340         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 341         sf->ref_count--;
 342         if (sf->ref_count == 0) {
 343                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 344                 nsfbufsused--;
 345
 346                 if (sf_buf_alloc_want > 0)
 347                         wakeup_one(&sf_buf_freelist);
 348         }
 349         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 350 }
 351
 352 /*
 353  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 354  */
 355 void
 356 swi_vm(void *dummy)
 357 {
 358 #if 0 /* XXX: Don't have busdma stuff yet */
 359         if (busdma_swi_pending != 0)
 360                 busdma_swi();
 361 #endif
 362 }
 363
 364 /*
 365  * Tell whether this address is in some physical memory region.
 366  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
 367  * dumping the ``ISA memory hole'' which could cause indefinite hangs,
 368  * or other unpredictable behaviour.
 369  */
 370 int
 371 is_physical_memory(vm_offset_t addr)
 372 {
 373
 374         /*
 375          * stuff other tests for known memory-mapped devices (PCI?)
 376          * here
 377          */
 378         return (1);
 379 }
 380
 381 /*
 382  * Thread functions
 383  */
 384 void
 385 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 386 {
 387
 388 }
 389
 390 void
 391 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 392 {
 393
 394 }
 395
 396 void
 397 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 398 {
 399         struct pcb *pcb;
 400
 401         pcb = (struct pcb *)((td->td_kstack + td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE -
 402             sizeof(struct pcb)) & ~0x3fU);
 403         td->td_pcb = pcb;
 404         td->td_frame = (struct trapframe *)pcb - 1;
 405 }
 406
 407 void
 408 cpu_thread_free(struct thread *td)
 409 {
 410
 411 }
 412
 413 void
 414 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 415 {
 416
 417 }
 418
 419 void
 420 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 421 {
 422
 423 }
 424
 425 void
 426 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 427 {
 428         struct pcb *pcb2;
 429         struct trapframe *tf;
 430         struct callframe *cf;
 431
 432         pcb2 = td->td_pcb;
 433
 434         /* Copy the upcall pcb */
 435         bcopy(td0->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 436
 437         /* Create a stack for the new thread */
 438         tf = td->td_frame;
 439         bcopy(td0->td_frame, tf, sizeof(struct trapframe));
 440         tf->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 441         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = 0;
 442         tf->cr &= ~0x10000000;
 443
 444         /* Set registers for trampoline to user mode. */
 445         cf = (struct callframe *)tf - 1;
 446         memset(cf, 0, sizeof(struct callframe));
 447         cf->cf_func = (register_t)fork_return;
 448         cf->cf_arg0 = (register_t)td;
 449         cf->cf_arg1 = (register_t)tf;
 450
 451         pcb2->pcb_sp = (register_t)cf;
 452         pcb2->pcb_lr = (register_t)fork_trampoline;
 453
 454         /* Setup to release sched_lock 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 -
 469             2 * sizeof(u_int32_t)) & ~0x3f;
 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
 476         tf->srr1 = PSL_USERSET;
 477         td->td_pcb->pcb_flags = 0;
 478
 479         td->td_retval[0] = (register_t)entry;
 480         td->td_retval[1] = 0;
 481 }
 482
 483 int
 484 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 485 {
 486
 487         td->td_frame->fixreg[2] = (register_t)tls_base + 0x7008;
 488         return (0);
 489 }