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  */
  44
  45 #include <sys/cdefs.h>
  46 __FBSDID("$FreeBSD$");
  47
  48 #include "opt_pmap.h"
  49
  50 #include <sys/param.h>
  51 #include <sys/systm.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/malloc.h>
  57 #include <sys/mbuf.h>
  58 #include <sys/mutex.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/sysent.h>
  61 #include <sys/sf_buf.h>
  62 #include <sys/sched.h>
  63 #include <sys/sysctl.h>
  64 #include <sys/unistd.h>
  65 #include <sys/vmmeter.h>
  66
  67 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  68
  69 #include <vm/vm.h>
  70 #include <vm/vm_extern.h>
  71 #include <vm/pmap.h>
  72 #include <vm/vm_kern.h>
  73 #include <vm/vm_map.h>
  74 #include <vm/vm_page.h>
  75 #include <vm/vm_pageout.h>
  76 #include <vm/vm_param.h>
  77 #include <vm/uma.h>
  78 #include <vm/uma_int.h>
  79
  80 #include <machine/cache.h>
  81 #include <machine/cpu.h>
  82 #include <machine/fp.h>
  83 #include <machine/frame.h>
  84 #include <machine/fsr.h>
  85 #include <machine/md_var.h>
  86 #include <machine/ofw_machdep.h>
  87 #include <machine/ofw_mem.h>
  88 #include <machine/pcb.h>
  89 #include <machine/tlb.h>
  90 #include <machine/tstate.h>
  91
  92 #ifndef NSFBUFS
  93 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
  94 #endif
  95
  96 static void     sf_buf_init(void *arg);
  97 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
  98
  99 /*
 100  * Expanded sf_freelist head.  Really an SLIST_HEAD() in disguise, with the
 101  * sf_freelist head with the sf_lock mutex.
 102  */
 103 static struct {
 104         SLIST_HEAD(, sf_buf) sf_head;
 105         struct mtx sf_lock;
 106 } sf_freelist;
 107
 108 static u_int    sf_buf_alloc_want;
 109
 110 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_alloc);
 111 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_alloc_oc);
 112 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_free);
 113
 114 void
 115 cpu_exit(struct thread *td)
 116 {
 117         struct proc *p;
 118
 119         p = td->td_proc;
 120         p->p_md.md_sigtramp = NULL;
 121         if (p->p_md.md_utrap != NULL) {
 122                 utrap_free(p->p_md.md_utrap);
 123                 p->p_md.md_utrap = NULL;
 124         }
 125 }
 126
 127 void
 128 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 129 {
 130
 131 }
 132
 133 void
 134 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 135 {
 136
 137 }
 138
 139 void
 140 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 141 {
 142         struct pcb *pcb;
 143
 144         pcb = (struct pcb *)((td->td_kstack + td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE -
 145             sizeof(struct pcb)) & ~0x3fUL);
 146         pcb->pcb_nsaved = 0;
 147         td->td_frame = (struct trapframe *)pcb - 1;
 148         td->td_pcb = pcb;
 149 }
 150
 151 void
 152 cpu_thread_free(struct thread *td)
 153 {
 154
 155 }
 156
 157 void
 158 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 159 {
 160
 161 }
 162
 163 void
 164 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 165 {
 166
 167 }
 168
 169 void
 170 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 171 {
 172
 173         switch (error) {
 174         case 0:
 175                 td->td_frame->tf_out[0] = td->td_retval[0];
 176                 td->td_frame->tf_out[1] = td->td_retval[1];
 177                 td->td_frame->tf_tstate &= ~TSTATE_XCC_C;
 178                 break;
 179
 180         case ERESTART:
 181                 /*
 182                  * Undo the tpc advancement we have done on syscall
 183                  * enter, we want to reexecute the system call.
 184                  */
 185                 td->td_frame->tf_tpc = td->td_pcb->pcb_tpc;
 186                 td->td_frame->tf_tnpc -= 4;
 187                 break;
 188
 189         case EJUSTRETURN:
 190                 break;
 191
 192         default:
 193                 if (td->td_proc->p_sysent->sv_errsize) {
 194                         if (error >= td->td_proc->p_sysent->sv_errsize)
 195                                 error = -1;     /* XXX */
 196                         else
 197                                 error = td->td_proc->p_sysent->sv_errtbl[error];
 198                 }
 199                 td->td_frame->tf_out[0] = error;
 200                 td->td_frame->tf_tstate |= TSTATE_XCC_C;
 201                 break;
 202         }
 203 }
 204
 205 void
 206 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 207 {
 208         struct trapframe *tf;
 209         struct frame *fr;
 210         struct pcb *pcb;
 211
 212         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 213
 214         pcb = td->td_pcb;
 215         tf = td->td_frame;
 216         fr = (struct frame *)tf - 1;
 217         fr->fr_local[0] = (u_long)fork_return;
 218         fr->fr_local[1] = (u_long)td;
 219         fr->fr_local[2] = (u_long)tf;
 220         pcb->pcb_pc = (u_long)fork_trampoline - 8;
 221         pcb->pcb_sp = (u_long)fr - SPOFF;
 222
 223         /* Setup to release the spin count in fork_exit(). */
 224         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 225         td->td_md.md_saved_pil = 0;
 226 }
 227
 228 void
 229 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 230         stack_t *stack)
 231 {
 232         struct trapframe *tf;
 233         uint64_t sp;
 234
 235         if (td == curthread)
 236                 flushw();
 237         tf = td->td_frame;
 238         sp = (uint64_t)stack->ss_sp + stack->ss_size;
 239         tf->tf_out[0] = (uint64_t)arg;
 240         tf->tf_out[6] = sp - SPOFF - sizeof(struct frame);
 241         tf->tf_tpc = (uint64_t)entry;
 242         tf->tf_tnpc = tf->tf_tpc + 4;
 243
 244         td->td_retval[0] = tf->tf_out[0];
 245         td->td_retval[1] = tf->tf_out[1];
 246 }
 247
 248 int
 249 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 250 {
 251
 252         if (td == curthread)
 253                 flushw();
 254         td->td_frame->tf_global[7] = (uint64_t) tls_base;
 255         return (0);
 256 }
 257
 258 /*
 259  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 260  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 261  * ready to run and return to user mode.
 262  */
 263 void
 264 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 265 {
 266         struct trapframe *tf;
 267         struct frame *fp;
 268         struct pcb *pcb1;
 269         struct pcb *pcb2;
 270         vm_offset_t sp;
 271         int error;
 272         int i;
 273
 274         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 275             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 276
 277         if ((flags & RFPROC) == 0)
 278                 return;
 279
 280         p2->p_md.md_sigtramp = td1->td_proc->p_md.md_sigtramp;
 281         p2->p_md.md_utrap = utrap_hold(td1->td_proc->p_md.md_utrap);
 282
 283         /* The pcb must be aligned on a 64-byte boundary. */
 284         pcb1 = td1->td_pcb;
 285         pcb2 = (struct pcb *)((td2->td_kstack + td2->td_kstack_pages *
 286             PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x3fUL);
 287         td2->td_pcb = pcb2;
 288
 289         /*
 290          * Ensure that p1's pcb is up to date.
 291          */
 292         critical_enter();
 293         if ((td1->td_frame->tf_fprs & FPRS_FEF) != 0)
 294                 savefpctx(pcb1->pcb_ufp);
 295         critical_exit();
 296         /* Make sure the copied windows are spilled. */
 297         flushw();
 298         /* Copy the pcb (this will copy the windows saved in the pcb, too). */
 299         bcopy(pcb1, pcb2, sizeof(*pcb1));
 300
 301         /*
 302          * If we're creating a new user process and we're sharing the address
 303          * space, the parent's top most frame must be saved in the pcb.  The
 304          * child will pop the frame when it returns to user mode, and may
 305          * overwrite it with its own data causing much suffering for the
 306          * parent.  We check if its already in the pcb, and if not copy it
 307          * in.  Its unlikely that the copyin will fail, but if so there's not
 308          * much we can do.  The parent will likely crash soon anyway in that
 309          * case.
 310          */
 311         if ((flags & RFMEM) != 0 && td1 != &thread0) {
 312                 sp = td1->td_frame->tf_sp;
 313                 for (i = 0; i < pcb1->pcb_nsaved; i++) {
 314                         if (pcb1->pcb_rwsp[i] == sp)
 315                                 break;
 316                 }
 317                 if (i == pcb1->pcb_nsaved) {
 318                         error = copyin((caddr_t)sp + SPOFF, &pcb1->pcb_rw[i],
 319                             sizeof(struct rwindow));
 320                         if (error == 0) {
 321                                 pcb1->pcb_rwsp[i] = sp;
 322                                 pcb1->pcb_nsaved++;
 323                         }
 324                 }
 325         }
 326
 327         /*
 328          * Create a new fresh stack for the new process.
 329          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 330          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 331          */
 332         tf = (struct trapframe *)pcb2 - 1;
 333         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 334
 335         tf->tf_out[0] = 0;                      /* Child returns zero */
 336         tf->tf_out[1] = 0;
 337         tf->tf_tstate &= ~TSTATE_XCC_C;         /* success */
 338         tf->tf_fprs = 0;
 339
 340         td2->td_frame = tf;
 341         fp = (struct frame *)tf - 1;
 342         fp->fr_local[0] = (u_long)fork_return;
 343         fp->fr_local[1] = (u_long)td2;
 344         fp->fr_local[2] = (u_long)tf;
 345         /* Terminate stack traces at this frame. */
 346         fp->fr_pc = fp->fr_fp = 0;
 347         pcb2->pcb_sp = (u_long)fp - SPOFF;
 348         pcb2->pcb_pc = (u_long)fork_trampoline - 8;
 349
 350         /* Setup to release the spin count in fork_exit(). */
 351         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 352         td2->td_md.md_saved_pil = 0;
 353
 354         /*
 355          * Now, cpu_switch() can schedule the new process.
 356          */
 357 }
 358
 359 void
 360 cpu_reset(void)
 361 {
 362         static char bspec[64] = "";
 363         phandle_t chosen;
 364         static struct {
 365                 cell_t  name;
 366                 cell_t  nargs;
 367                 cell_t  nreturns;
 368                 cell_t  bootspec;
 369         } args = {
 370                 (cell_t)"boot",
 371                 1,
 372                 0,
 373                 (cell_t)bspec
 374         };
 375
 376         if ((chosen = OF_finddevice("/chosen")) != 0) {
 377                 if (OF_getprop(chosen, "bootpath", bspec, sizeof(bspec)) == -1)
 378                         bspec[0] = '\0';
 379                 bspec[sizeof(bspec) - 1] = '\0';
 380         }
 381
 382         cpu_shutdown(&args);
 383 }
 384
 385 /*
 386  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 387  * been scheduled yet.
 388  *
 389  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 390  */
 391 void
 392 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 393 {
 394         struct frame *fp;
 395         struct pcb *pcb;
 396
 397         pcb = td->td_pcb;
 398         fp = (struct frame *)(pcb->pcb_sp + SPOFF);
 399         fp->fr_local[0] = (u_long)func;
 400         fp->fr_local[1] = (u_long)arg;
 401 }
 402
 403 int
 404 is_physical_memory(vm_paddr_t addr)
 405 {
 406         struct ofw_mem_region *mr;
 407
 408         for (mr = sparc64_memreg; mr < sparc64_memreg + sparc64_nmemreg; mr++)
 409                 if (addr >= mr->mr_start && addr < mr->mr_start + mr->mr_size)
 410                         return (1);
 411         return (0);
 412 }
 413
 414 /*
 415  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 416  */
 417 static void
 418 sf_buf_init(void *arg)
 419 {
 420         struct sf_buf *sf_bufs;
 421         vm_offset_t sf_base;
 422         int i;
 423
 424         nsfbufs = NSFBUFS;
 425         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 426
 427         mtx_init(&sf_freelist.sf_lock, "sf_bufs list lock", NULL, MTX_DEF);
 428         SLIST_INIT(&sf_freelist.sf_head);
 429         sf_base = kmem_alloc_nofault(kernel_map, nsfbufs * PAGE_SIZE);
 430         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
 431             M_NOWAIT | M_ZERO);
 432         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 433                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 434                 SLIST_INSERT_HEAD(&sf_freelist.sf_head, &sf_bufs[i], free_list);
 435         }
 436         sf_buf_alloc_want = 0;
 437 }
 438
 439 /*
 440  * Get an sf_buf from the freelist.  Will block if none are available.
 441  */
 442 struct sf_buf *
 443 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 444 {
 445         struct sf_buf *sf;
 446         int error;
 447
 448         mtx_lock(&sf_freelist.sf_lock);
 449         while ((sf = SLIST_FIRST(&sf_freelist.sf_head)) == NULL) {
 450                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 451                         break;
 452                 sf_buf_alloc_want++;
 453                 mbstat.sf_allocwait++;
 454                 error = msleep(&sf_freelist, &sf_freelist.sf_lock,
 455                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 456                 sf_buf_alloc_want--;
 457
 458                 /*
 459                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 460                  */
 461                 if (error)
 462                         break;
 463         }
 464         if (sf != NULL) {
 465                 SLIST_REMOVE_HEAD(&sf_freelist.sf_head, free_list);
 466                 sf->m = m;
 467                 nsfbufsused++;
 468                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 469                 pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 470         }
 471         mtx_unlock(&sf_freelist.sf_lock);
 472         return (sf);
 473 }
 474
 475 /*
 476  * Release resources back to the system.
 477  */
 478 void
 479 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 480 {
 481
 482         pmap_qremove(sf->kva, 1);
 483         mtx_lock(&sf_freelist.sf_lock);
 484         SLIST_INSERT_HEAD(&sf_freelist.sf_head, sf, free_list);
 485         nsfbufsused--;
 486         if (sf_buf_alloc_want > 0)
 487                 wakeup_one(&sf_freelist);
 488         mtx_unlock(&sf_freelist.sf_lock);
 489 }
 490
 491 void
 492 swi_vm(void *v)
 493 {
 494
 495         /*
 496          * Nothing to do here yet - busdma bounce buffers are not yet
 497          * implemented.
 498          */
 499 }
 500
 501 void *
 502 uma_small_alloc(uma_zone_t zone, int bytes, u_int8_t *flags, int wait)
 503 {
 504         static vm_pindex_t color;
 505         vm_paddr_t pa;
 506         vm_page_t m;
 507         int pflags;
 508         void *va;
 509
 510         PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_alloc);
 511
 512         *flags = UMA_SLAB_PRIV;
 513
 514         if ((wait & (M_NOWAIT|M_USE_RESERVE)) == M_NOWAIT)
 515                 pflags = VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_WIRED;
 516         else
 517                 pflags = VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED;
 518
 519         if (wait & M_ZERO)
 520                 pflags |= VM_ALLOC_ZERO;
 521
 522         for (;;) {
 523                 m = vm_page_alloc(NULL, color++, pflags | VM_ALLOC_NOOBJ);
 524                 if (m == NULL) {
 525                         if (wait & M_NOWAIT)
 526                                 return (NULL);
 527                         else
 528                                 VM_WAIT;
 529                 } else
 530                         break;
 531         }
 532
 533         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
 534         if (m->md.color != DCACHE_COLOR(pa)) {
 535                 KASSERT(m->md.colors[0] == 0 && m->md.colors[1] == 0,
 536                     ("uma_small_alloc: free page still has mappings!"));
 537                 PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_alloc_oc);
 538                 m->md.color = DCACHE_COLOR(pa);
 539                 dcache_page_inval(pa);
 540         }
 541         va = (void *)TLB_PHYS_TO_DIRECT(pa);
 542         if ((wait & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 543                 bzero(va, PAGE_SIZE);
 544         return (va);
 545 }
 546
 547 void
 548 uma_small_free(void *mem, int size, u_int8_t flags)
 549 {
 550         vm_page_t m;
 551
 552         PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_free);
 553         m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLB_DIRECT_TO_PHYS((vm_offset_t)mem));
 554         m->wire_count--;
 555         vm_page_free(m);
 556         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
 557 }