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/syscall.h>
  85 #include <sys/sysctl.h>
  86 #include <sys/sysent.h>
  87 #include <sys/unistd.h>
  88
  89 #include <machine/cpu.h>
  90 #include <machine/fpu.h>
  91 #include <machine/frame.h>
  92 #include <machine/md_var.h>
  93 #include <machine/pcb.h>
  94
  95 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  96
  97 #include <vm/vm.h>
  98 #include <vm/vm_param.h>
  99 #include <vm/vm_kern.h>
 100 #include <vm/vm_page.h>
 101 #include <vm/vm_map.h>
 102 #include <vm/vm_extern.h>
 103
 104 /*
 105  * On systems without a direct mapped region (e.g. PPC64),
 106  * we use the same code as the Book E implementation. Since
 107  * we need to have runtime detection of this, define some machinery
 108  * for sf_bufs in this case, and ignore it on systems with direct maps.
 109  */
 110
 111 #ifndef NSFBUFS
 112 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
 113 #endif
 114
 115 static void sf_buf_init(void *arg);
 116 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 117
 118 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
 119
 120 /* A hash table of active sendfile(2) buffers */
 121 static struct sf_head *sf_buf_active;
 122 static u_long sf_buf_hashmask;
 123
 124 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
 125
 126 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
 127 static u_int sf_buf_alloc_want;
 128
 129 /*
 130  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
 131  */
 132 static struct mtx sf_buf_lock;
 133
 134
 135 /*
 136  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 137  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 138  * ready to run and return to user mode.
 139  */
 140 void
 141 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 142 {
 143         struct  proc *p1;
 144         struct  trapframe *tf;
 145         struct  callframe *cf;
 146         struct  pcb *pcb;
 147
 148         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 149             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 150         CTR3(KTR_PROC, "cpu_fork: called td1=%08x p2=%08x flags=%x", (u_int)td1, (u_int)p2, flags);
 151
 152         if ((flags & RFPROC) == 0)
 153                 return;
 154
 155         p1 = td1->td_proc;
 156
 157         pcb = (struct pcb *)((td2->td_kstack +
 158             td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x2fU);
 159         td2->td_pcb = pcb;
 160
 161         /* Copy the pcb */
 162         bcopy(td1->td_pcb, pcb, sizeof(struct pcb));
 163
 164         /*
 165          * Create a fresh stack for the new process.
 166          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 167          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 168          */
 169         tf = (struct trapframe *)pcb - 1;
 170         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 171
 172         /* Set up trap frame. */
 173         tf->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 174         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = 0;
 175         tf->cr &= ~0x10000000;
 176
 177         td2->td_frame = tf;
 178
 179         cf = (struct callframe *)tf - 1;
 180         memset(cf, 0, sizeof(struct callframe));
 181         cf->cf_func = (register_t)fork_return;
 182         cf->cf_arg0 = (register_t)td2;
 183         cf->cf_arg1 = (register_t)tf;
 184
 185         pcb->pcb_sp = (register_t)cf;
 186         pcb->pcb_lr = (register_t)fork_trampoline;
 187         pcb->pcb_cpu.aim.usr = kernel_pmap->pm_sr[USER_SR];
 188
 189         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 190         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 191         td2->td_md.md_saved_msr = PSL_KERNSET;
 192
 193         /*
 194          * Now cpu_switch() can schedule the new process.
 195          */
 196 }
 197
 198 /*
 199  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 200  * been scheduled yet.
 201  *
 202  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 203  */
 204 void
 205 cpu_set_fork_handler(td, func, arg)
 206         struct thread *td;
 207         void (*func)(void *);
 208         void *arg;
 209 {
 210         struct  callframe *cf;
 211
 212         CTR4(KTR_PROC, "%s called with td=%08x func=%08x arg=%08x",
 213             __func__, (u_int)td, (u_int)func, (u_int)arg);
 214
 215         cf = (struct callframe *)td->td_pcb->pcb_sp;
 216
 217         cf->cf_func = (register_t)func;
 218         cf->cf_arg0 = (register_t)arg;
 219 }
 220
 221 void
 222 cpu_exit(td)
 223         register struct thread *td;
 224 {
 225 }
 226
 227 /*
 228  * Reset back to firmware.
 229  */
 230 void
 231 cpu_reset()
 232 {
 233         OF_reboot();
 234 }
 235
 236 /*
 237  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 238  */
 239 static void
 240 sf_buf_init(void *arg)
 241 {
 242         struct sf_buf *sf_bufs;
 243         vm_offset_t sf_base;
 244         int i;
 245
 246         /* Don't bother on systems with a direct map */
 247
 248         if (hw_direct_map)
 249                 return;
 250
 251         nsfbufs = NSFBUFS;
 252         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 253
 254         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 255         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 256         sf_base = kmem_alloc_nofault(kernel_map, nsfbufs * PAGE_SIZE);
 257         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP, M_NOWAIT | M_ZERO);
 258
 259         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 260                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 261                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 262         }
 263         sf_buf_alloc_want = 0;
 264         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 265 }
 266
 267 /*
 268  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
 269  */
 270 struct sf_buf *
 271 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 272 {
 273         struct sf_head *hash_list;
 274         struct sf_buf *sf;
 275         int error;
 276
 277         if (hw_direct_map) {
 278                 /* Shortcut the direct mapped case */
 279
 280                 return ((struct sf_buf *)m);
 281         }
 282
 283         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 284         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 285         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 286                 if (sf->m == m) {
 287                         sf->ref_count++;
 288                         if (sf->ref_count == 1) {
 289                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 290                                 nsfbufsused++;
 291                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 292                         }
 293                         goto done;
 294                 }
 295         }
 296
 297         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 298                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 299                         goto done;
 300
 301                 sf_buf_alloc_want++;
 302                 mbstat.sf_allocwait++;
 303                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 304                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 305                 sf_buf_alloc_want--;
 306
 307                 /*
 308                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 309                  */
 310                 if (error)
 311                         goto done;
 312         }
 313
 314         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 315         if (sf->m != NULL)
 316                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 317
 318         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 319         sf->ref_count = 1;
 320         sf->m = m;
 321         nsfbufsused++;
 322         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 323         pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 324 done:
 325         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 326         return (sf);
 327 }
 328
 329 /*
 330  * Detatch mapped page and release resources back to the system.
 331  *
 332  * Remove a reference from the given sf_buf, adding it to the free
 333  * list when its reference count reaches zero. A freed sf_buf still,
 334  * however, retains its virtual-to-physical mapping until it is
 335  * recycled or reactivated by sf_buf_alloc(9).
 336  */
 337 void
 338 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 339 {
 340         if (hw_direct_map)
 341                 return;
 342
 343         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 344         sf->ref_count--;
 345         if (sf->ref_count == 0) {
 346                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 347                 nsfbufsused--;
 348
 349                 if (sf_buf_alloc_want > 0)
 350                         wakeup_one(&sf_buf_freelist);
 351         }
 352         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 353 }
 354
 355 /*
 356  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 357  */
 358 void
 359 swi_vm(void *dummy)
 360 {
 361 #if 0 /* XXX: Don't have busdma stuff yet */
 362         if (busdma_swi_pending != 0)
 363                 busdma_swi();
 364 #endif
 365 }
 366
 367 /*
 368  * Tell whether this address is in some physical memory region.
 369  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
 370  * dumping the ``ISA memory hole'' which could cause indefinite hangs,
 371  * or other unpredictable behaviour.
 372  */
 373
 374
 375 int
 376 is_physical_memory(addr)
 377         vm_offset_t addr;
 378 {
 379         /*
 380          * stuff other tests for known memory-mapped devices (PCI?)
 381          * here
 382          */
 383
 384         return 1;
 385 }
 386
 387 /*
 388  * Threading functions
 389  */
 390 void
 391 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 392 {
 393 }
 394
 395 void
 396 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 397 {
 398 }
 399
 400 void
 401 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 402 {
 403         struct pcb *pcb;
 404
 405         pcb = (struct pcb *)((td->td_kstack + td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE -
 406             sizeof(struct pcb)) & ~0x2fU);
 407         td->td_pcb = pcb;
 408         td->td_frame = (struct trapframe *)pcb - 1;
 409 }
 410
 411 void
 412 cpu_thread_free(struct thread *td)
 413 {
 414 }
 415
 416 void
 417 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 418 {
 419 }
 420
 421 void
 422 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 423 {
 424 }
 425
 426 void
 427 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 428 {
 429         struct proc *p;
 430         struct trapframe *tf;
 431         int fixup;
 432
 433         if (error == EJUSTRETURN)
 434                 return;
 435
 436         p = td->td_proc;
 437         tf = td->td_frame;
 438
 439         if (tf->fixreg[0] == SYS___syscall) {
 440                 int code = tf->fixreg[FIRSTARG + 1];
 441                 if (p->p_sysent->sv_mask)
 442                         code &= p->p_sysent->sv_mask;
 443                 fixup = (code != SYS_freebsd6_lseek && code != SYS_lseek) ?
 444                     1 : 0;
 445         } else
 446                 fixup = 0;
 447
 448         switch (error) {
 449         case 0:
 450                 if (fixup) {
 451                         /*
 452                          * 64-bit return, 32-bit syscall. Fixup byte order
 453                          */
 454                         tf->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 455                         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[0];
 456                 } else {
 457                         tf->fixreg[FIRSTARG] = td->td_retval[0];
 458                         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = td->td_retval[1];
 459                 }
 460                 tf->cr &= ~0x10000000;          /* XXX: Magic number */
 461                 break;
 462         case ERESTART:
 463                 /*
 464                  * Set user's pc back to redo the system call.
 465                  */
 466                 tf->srr0 -= 4;
 467                 break;
 468         default:
 469                 if (p->p_sysent->sv_errsize) {
 470                         error = (error < p->p_sysent->sv_errsize) ?
 471                             p->p_sysent->sv_errtbl[error] : -1;
 472                 }
 473                 tf->fixreg[FIRSTARG] = error;
 474                 tf->cr |= 0x10000000;           /* XXX: Magic number */
 475                 break;
 476         }
 477 }
 478
 479 void
 480 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 481 {
 482         struct pcb *pcb2;
 483         struct trapframe *tf;
 484         struct callframe *cf;
 485
 486         pcb2 = td->td_pcb;
 487
 488         /* Copy the upcall pcb */
 489         bcopy(td0->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 490
 491         /* Create a stack for the new thread */
 492         tf = td->td_frame;
 493         bcopy(td0->td_frame, tf, sizeof(struct trapframe));
 494         tf->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 495         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = 0;
 496         tf->cr &= ~0x10000000;
 497
 498         /* Set registers for trampoline to user mode. */
 499         cf = (struct callframe *)tf - 1;
 500         memset(cf, 0, sizeof(struct callframe));
 501         cf->cf_func = (register_t)fork_return;
 502         cf->cf_arg0 = (register_t)td;
 503         cf->cf_arg1 = (register_t)tf;
 504
 505         pcb2->pcb_sp = (register_t)cf;
 506         pcb2->pcb_lr = (register_t)fork_trampoline;
 507         pcb2->pcb_cpu.aim.usr = kernel_pmap->pm_sr[USER_SR];
 508
 509         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 510         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 511         td->td_md.md_saved_msr = PSL_KERNSET;
 512 }
 513
 514 void
 515 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 516         stack_t *stack)
 517 {
 518         struct trapframe *tf;
 519         uint32_t sp;
 520
 521         tf = td->td_frame;
 522         /* align stack and alloc space for frame ptr and saved LR */
 523         sp = ((uint32_t)stack->ss_sp + stack->ss_size - sizeof(uint64_t)) &
 524             ~0x1f;
 525         bzero(tf, sizeof(struct trapframe));
 526
 527         tf->fixreg[1] = (register_t)sp;
 528         tf->fixreg[3] = (register_t)arg;
 529         tf->srr0 = (register_t)entry;
 530         tf->srr1 = PSL_MBO | PSL_USERSET | PSL_FE_DFLT;
 531         td->td_pcb->pcb_flags = 0;
 532
 533         td->td_retval[0] = (register_t)entry;
 534         td->td_retval[1] = 0;
 535 }
 536
 537 int
 538 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 539 {
 540
 541         td->td_frame->fixreg[2] = (register_t)tls_base + 0x7008;
 542         return (0);
 543 }