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/syscall.h>
 117 #include <sys/sysctl.h>
 118 #include <sys/sysent.h>
 119 #include <sys/unistd.h>
 120
 121 #include <machine/clock.h>
 122 #include <machine/cpu.h>
 123 #include <machine/frame.h>
 124 #include <machine/md_var.h>
 125 #include <machine/pcb.h>
 126 #include <machine/spr.h>
 127 #include <machine/platform.h>
 128
 129 #include <vm/vm.h>
 130 #include <vm/vm_param.h>
 131 #include <vm/vm_kern.h>
 132 #include <vm/vm_page.h>
 133 #include <vm/vm_map.h>
 134 #include <vm/vm_extern.h>
 135
 136 #ifndef NSFBUFS
 137 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
 138 #endif
 139
 140 static void sf_buf_init(void *arg);
 141 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 142
 143 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
 144
 145 /* A hash table of active sendfile(2) buffers */
 146 static struct sf_head *sf_buf_active;
 147 static u_long sf_buf_hashmask;
 148
 149 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
 150
 151 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
 152 static u_int sf_buf_alloc_want;
 153
 154 /*
 155  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
 156  */
 157 static struct mtx sf_buf_lock;
 158
 159 /*
 160  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 161  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 162  * ready to run and return to user mode.
 163  */
 164 void
 165 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 166 {
 167         struct proc *p1;
 168         struct trapframe *tf;
 169         struct callframe *cf;
 170         struct pcb *pcb;
 171
 172         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 173             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 174         CTR3(KTR_PROC, "cpu_fork: called td1=%08x p2=%08x flags=%x", (u_int)td1,
 175             (u_int)p2, flags);
 176
 177         if ((flags & RFPROC) == 0)
 178                 return;
 179
 180         p1 = td1->td_proc;
 181
 182         pcb = (struct pcb *)((td2->td_kstack +
 183             td2->td_kstack_pages * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x3fU);
 184         td2->td_pcb = pcb;
 185
 186         /* Copy the pcb */
 187         bcopy(td1->td_pcb, pcb, sizeof(struct pcb));
 188
 189         /*
 190          * Create a fresh stack for the new process.
 191          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 192          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 193          */
 194         tf = (struct trapframe *)pcb - 1;
 195         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 196
 197         /* Set up trap frame. */
 198         tf->fixreg[FIRSTARG] = 0;
 199         tf->fixreg[FIRSTARG + 1] = 0;
 200         tf->cr &= ~0x10000000;
 201
 202         td2->td_frame = tf;
 203
 204         cf = (struct callframe *)tf - 1;
 205         memset(cf, 0, sizeof(struct callframe));
 206         cf->cf_func = (register_t)fork_return;
 207         cf->cf_arg0 = (register_t)td2;
 208         cf->cf_arg1 = (register_t)tf;
 209
 210         pcb->pcb_sp = (register_t)cf;
 211         pcb->pcb_lr = (register_t)fork_trampoline;
 212
 213         /* Setup to release sched_lock in fork_exit(). */
 214         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 215         td2->td_md.md_saved_msr = PSL_KERNSET;
 216
 217         /*
 218          * Now cpu_switch() can schedule the new process.
 219          */
 220 }
 221
 222 /*
 223  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 224  * been scheduled yet.
 225  *
 226  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 227  */
 228 void
 229 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 230 {
 231         struct callframe *cf;
 232
 233         CTR3(KTR_PROC, "cpu_set_fork_handler: called with td=%08x func=%08x arg=%08x",
 234             (u_int)td, (u_int)func, (u_int)arg);
 235
 236         cf = (struct callframe *)td->td_pcb->pcb_sp;
 237
 238         cf->cf_func = (register_t)func;
 239         cf->cf_arg0 = (register_t)arg;
 240 }
 241
 242 void
 243 cpu_exit(struct thread *td)
 244 {
 245
 246 }
 247
 248 /*
 249  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 250  */
 251 static void
 252 sf_buf_init(void *arg)
 253 {
 254         struct sf_buf *sf_bufs;
 255         vm_offset_t sf_base;
 256         int i;
 257
 258         nsfbufs = NSFBUFS;
 259         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 260
 261         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 262         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 263         sf_base = kmem_alloc_nofault(kernel_map, nsfbufs * PAGE_SIZE);
 264         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP, M_NOWAIT | M_ZERO);
 265
 266         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 267                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 268                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 269         }
 270         sf_buf_alloc_want = 0;
 271         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 272 }
 273
 274 /*
 275  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
 276  */
 277 struct sf_buf *
 278 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 279 {
 280         struct sf_head *hash_list;
 281         struct sf_buf *sf;
 282         int error;
 283
 284         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 285         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 286         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 287                 if (sf->m == m) {
 288                         sf->ref_count++;
 289                         if (sf->ref_count == 1) {
 290                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 291                                 nsfbufsused++;
 292                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 293                         }
 294                         goto done;
 295                 }
 296         }
 297
 298         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 299                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 300                         goto done;
 301
 302                 sf_buf_alloc_want++;
 303                 mbstat.sf_allocwait++;
 304                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 305                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 306                 sf_buf_alloc_want--;
 307
 308                 /*
 309                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 310                  */
 311                 if (error)
 312                         goto done;
 313         }
 314
 315         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 316         if (sf->m != NULL)
 317                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 318
 319         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 320         sf->ref_count = 1;
 321         sf->m = m;
 322         nsfbufsused++;
 323         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 324         pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 325 done:
 326         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 327         return (sf);
 328 }
 329
 330 /*
 331  * Detach mapped page and release resources back to the system.
 332  *
 333  * Remove a reference from the given sf_buf, adding it to the free
 334  * list when its reference count reaches zero. A freed sf_buf still,
 335  * however, retains its virtual-to-physical mapping until it is
 336  * recycled or reactivated by sf_buf_alloc(9).
 337  */
 338 void
 339 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 340 {
 341
 342         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 343         sf->ref_count--;
 344         if (sf->ref_count == 0) {
 345                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 346                 nsfbufsused--;
 347
 348                 if (sf_buf_alloc_want > 0)
 349                         wakeup(&sf_buf_freelist);
 350         }
 351         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 352 }
 353
 354 /*
 355  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
 356  */
 357 void
 358 swi_vm(void *dummy)
 359 {
 360
 361         if (busdma_swi_pending != 0)
 362                 busdma_swi();
 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 int
 372 is_physical_memory(vm_offset_t addr)
 373 {
 374
 375         /*
 376          * stuff other tests for known memory-mapped devices (PCI?)
 377          * here
 378          */
 379         return (1);
 380 }
 381
 382 /*
 383  * CPU threading functions related to VM.
 384  */
 385
 386 void
 387 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 388 {
 389
 390 }
 391
 392 void
 393 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 394 {
 395
 396 }
 397