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  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  21  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  22  *    without specific prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  *      from: @(#)vm_machdep.c  7.3 (Berkeley) 5/13/91
  37  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  38  *      from: FreeBSD: src/sys/i386/i386/vm_machdep.c,v 1.167 2001/07/12
  39  */
  40
  41 #include <sys/cdefs.h>
  42 __FBSDID("$FreeBSD$");
  43
  44 #include "opt_pmap.h"
  45
  46 #include <sys/param.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/bio.h>
  49 #include <sys/buf.h>
  50 #include <sys/kernel.h>
  51 #include <sys/malloc.h>
  52 #include <sys/mbuf.h>
  53 #include <sys/mutex.h>
  54 #include <sys/proc.h>
  55 #include <sys/sysent.h>
  56 #include <sys/sf_buf.h>
  57 #include <sys/sched.h>
  58 #include <sys/sysctl.h>
  59 #include <sys/unistd.h>
  60 #include <sys/vmmeter.h>
  61
  62 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  63
  64 #include <vm/vm.h>
  65 #include <vm/vm_extern.h>
  66 #include <vm/pmap.h>
  67 #include <vm/vm_kern.h>
  68 #include <vm/vm_map.h>
  69 #include <vm/vm_page.h>
  70 #include <vm/vm_pageout.h>
  71 #include <vm/vm_param.h>
  72 #include <vm/uma.h>
  73 #include <vm/uma_int.h>
  74
  75 #include <machine/cache.h>
  76 #include <machine/cpu.h>
  77 #include <machine/fp.h>
  78 #include <machine/frame.h>
  79 #include <machine/fsr.h>
  80 #include <machine/md_var.h>
  81 #include <machine/ofw_machdep.h>
  82 #include <machine/ofw_mem.h>
  83 #include <machine/pcb.h>
  84 #include <machine/tlb.h>
  85 #include <machine/tstate.h>
  86
  87 #ifndef NSFBUFS
  88 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
  89 #endif
  90
  91 static void     sf_buf_init(void *arg);
  92 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
  93
  94 /*
  95  * Expanded sf_freelist head.  Really an SLIST_HEAD() in disguise, with the
  96  * sf_freelist head with the sf_lock mutex.
  97  */
  98 static struct {
  99         SLIST_HEAD(, sf_buf) sf_head;
 100         struct mtx sf_lock;
 101 } sf_freelist;
 102
 103 static u_int    sf_buf_alloc_want;
 104
 105 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_alloc);
 106 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_alloc_oc);
 107 PMAP_STATS_VAR(uma_nsmall_free);
 108
 109 void
 110 cpu_exit(struct thread *td)
 111 {
 112         struct proc *p;
 113
 114         p = td->td_proc;
 115         p->p_md.md_sigtramp = NULL;
 116         if (p->p_md.md_utrap != NULL) {
 117                 utrap_free(p->p_md.md_utrap);
 118                 p->p_md.md_utrap = NULL;
 119         }
 120 }
 121
 122 void
 123 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 124 {
 125
 126 }
 127
 128 void
 129 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 130 {
 131
 132 }
 133
 134 void
 135 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 136 {
 137         struct pcb *pcb;
 138
 139         pcb = (struct pcb *)((td->td_kstack + td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE -
 140             sizeof(struct pcb)) & ~0x3fUL);
 141         pcb->pcb_nsaved = 0;
 142         td->td_frame = (struct trapframe *)pcb - 1;
 143         td->td_pcb = pcb;
 144 }
 145
 146 void
 147 cpu_thread_free(struct thread *td)
 148 {
 149
 150 }
 151
 152 void
 153 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 154 {
 155
 156 }
 157
 158 void
 159 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 160 {
 161
 162 }
 163
 164 void
 165 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 166 {
 167
 168         switch (error) {
 169         case 0:
 170                 td->td_frame->tf_out[0] = td->td_retval[0];
 171                 td->td_frame->tf_out[1] = td->td_retval[1];
 172                 td->td_frame->tf_tstate &= ~TSTATE_XCC_C;
 173                 break;
 174
 175         case ERESTART:
 176                 /*
 177                  * Undo the tpc advancement we have done on syscall
 178                  * enter, we want to reexecute the system call.
 179                  */
 180                 td->td_frame->tf_tpc = td->td_pcb->pcb_tpc;
 181                 td->td_frame->tf_tnpc -= 4;
 182                 break;
 183
 184         case EJUSTRETURN:
 185                 break;
 186
 187         default:
 188                 if (td->td_proc->p_sysent->sv_errsize) {
 189                         if (error >= td->td_proc->p_sysent->sv_errsize)
 190                                 error = -1;     /* XXX */
 191                         else
 192                                 error = td->td_proc->p_sysent->sv_errtbl[error];
 193                 }
 194                 td->td_frame->tf_out[0] = error;
 195                 td->td_frame->tf_tstate |= TSTATE_XCC_C;
 196                 break;
 197         }
 198 }
 199
 200 void
 201 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 202 {
 203         struct trapframe *tf;
 204         struct frame *fr;
 205         struct pcb *pcb;
 206
 207         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 208
 209         pcb = td->td_pcb;
 210         tf = td->td_frame;
 211         fr = (struct frame *)tf - 1;
 212         fr->fr_local[0] = (u_long)fork_return;
 213         fr->fr_local[1] = (u_long)td;
 214         fr->fr_local[2] = (u_long)tf;
 215         pcb->pcb_pc = (u_long)fork_trampoline - 8;
 216         pcb->pcb_sp = (u_long)fr - SPOFF;
 217
 218         /* Setup to release the spin count in fork_exit(). */
 219         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 220         td->td_md.md_saved_pil = 0;
 221 }
 222
 223 void
 224 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 225     stack_t *stack)
 226 {
 227         struct trapframe *tf;
 228         uint64_t sp;
 229
 230         if (td == curthread)
 231                 flushw();
 232         tf = td->td_frame;
 233         sp = (uint64_t)stack->ss_sp + stack->ss_size;
 234         tf->tf_out[0] = (uint64_t)arg;
 235         tf->tf_out[6] = sp - SPOFF - sizeof(struct frame);
 236         tf->tf_tpc = (uint64_t)entry;
 237         tf->tf_tnpc = tf->tf_tpc + 4;
 238
 239         td->td_retval[0] = tf->tf_out[0];
 240         td->td_retval[1] = tf->tf_out[1];
 241 }
 242
 243 int
 244 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 245 {
 246
 247         if (td == curthread)
 248                 flushw();
 249         td->td_frame->tf_global[7] = (uint64_t)tls_base;
 250         return (0);
 251 }
 252
 253 /*
 254  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 255  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 256  * ready to run and return to user mode.
 257  */
 258 void
 259 cpu_fork(struct thread *td1, struct proc *p2, struct thread *td2, int flags)
 260 {
 261         struct trapframe *tf;
 262         struct frame *fp;
 263         struct pcb *pcb1;
 264         struct pcb *pcb2;
 265         vm_offset_t sp;
 266         int error;
 267         int i;
 268
 269         KASSERT(td1 == curthread || td1 == &thread0,
 270             ("cpu_fork: p1 not curproc and not proc0"));
 271
 272         if ((flags & RFPROC) == 0)
 273                 return;
 274
 275         p2->p_md.md_sigtramp = td1->td_proc->p_md.md_sigtramp;
 276         p2->p_md.md_utrap = utrap_hold(td1->td_proc->p_md.md_utrap);
 277
 278         /* The pcb must be aligned on a 64-byte boundary. */
 279         pcb1 = td1->td_pcb;
 280         pcb2 = (struct pcb *)((td2->td_kstack + td2->td_kstack_pages *
 281             PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb)) & ~0x3fUL);
 282         td2->td_pcb = pcb2;
 283
 284         /*
 285          * Ensure that p1's pcb is up to date.
 286          */
 287         critical_enter();
 288         if ((td1->td_frame->tf_fprs & FPRS_FEF) != 0)
 289                 savefpctx(pcb1->pcb_ufp);
 290         critical_exit();
 291         /* Make sure the copied windows are spilled. */
 292         flushw();
 293         /* Copy the pcb (this will copy the windows saved in the pcb, too). */
 294         bcopy(pcb1, pcb2, sizeof(*pcb1));
 295
 296         /*
 297          * If we're creating a new user process and we're sharing the address
 298          * space, the parent's top most frame must be saved in the pcb.  The
 299          * child will pop the frame when it returns to user mode, and may
 300          * overwrite it with its own data causing much suffering for the
 301          * parent.  We check if its already in the pcb, and if not copy it
 302          * in.  Its unlikely that the copyin will fail, but if so there's not
 303          * much we can do.  The parent will likely crash soon anyway in that
 304          * case.
 305          */
 306         if ((flags & RFMEM) != 0 && td1 != &thread0) {
 307                 sp = td1->td_frame->tf_sp;
 308                 for (i = 0; i < pcb1->pcb_nsaved; i++) {
 309                         if (pcb1->pcb_rwsp[i] == sp)
 310                                 break;
 311                 }
 312                 if (i == pcb1->pcb_nsaved) {
 313                         error = copyin((caddr_t)sp + SPOFF, &pcb1->pcb_rw[i],
 314                             sizeof(struct rwindow));
 315                         if (error == 0) {
 316                                 pcb1->pcb_rwsp[i] = sp;
 317                                 pcb1->pcb_nsaved++;
 318                         }
 319                 }
 320         }
 321
 322         /*
 323          * Create a new fresh stack for the new process.
 324          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 325          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 326          */
 327         tf = (struct trapframe *)pcb2 - 1;
 328         bcopy(td1->td_frame, tf, sizeof(*tf));
 329
 330         tf->tf_out[0] = 0;                      /* Child returns zero */
 331         tf->tf_out[1] = 0;
 332         tf->tf_tstate &= ~TSTATE_XCC_C;         /* success */
 333         tf->tf_fprs = 0;
 334
 335         td2->td_frame = tf;
 336         fp = (struct frame *)tf - 1;
 337         fp->fr_local[0] = (u_long)fork_return;
 338         fp->fr_local[1] = (u_long)td2;
 339         fp->fr_local[2] = (u_long)tf;
 340         /* Terminate stack traces at this frame. */
 341         fp->fr_pc = fp->fr_fp = 0;
 342         pcb2->pcb_sp = (u_long)fp - SPOFF;
 343         pcb2->pcb_pc = (u_long)fork_trampoline - 8;
 344
 345         /* Setup to release the spin count in fork_exit(). */
 346         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 347         td2->td_md.md_saved_pil = 0;
 348
 349         /*
 350          * Now, cpu_switch() can schedule the new process.
 351          */
 352 }
 353
 354 void
 355 cpu_reset(void)
 356 {
 357         static char bspec[64] = "";
 358         phandle_t chosen;
 359         static struct {
 360                 cell_t  name;
 361                 cell_t  nargs;
 362                 cell_t  nreturns;
 363                 cell_t  bootspec;
 364         } args = {
 365                 (cell_t)"boot",
 366                 1,
 367                 0,
 368                 (cell_t)bspec
 369         };
 370
 371         if ((chosen = OF_finddevice("/chosen")) != 0) {
 372                 if (OF_getprop(chosen, "bootpath", bspec, sizeof(bspec)) == -1)
 373                         bspec[0] = '\0';
 374                 bspec[sizeof(bspec) - 1] = '\0';
 375         }
 376
 377         cpu_shutdown(&args);
 378 }
 379
 380 /*
 381  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 382  * been scheduled yet.
 383  *
 384  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 385  */
 386 void
 387 cpu_set_fork_handler(struct thread *td, void (*func)(void *), void *arg)
 388 {
 389         struct frame *fp;
 390         struct pcb *pcb;
 391
 392         pcb = td->td_pcb;
 393         fp = (struct frame *)(pcb->pcb_sp + SPOFF);
 394         fp->fr_local[0] = (u_long)func;
 395         fp->fr_local[1] = (u_long)arg;
 396 }
 397
 398 int
 399 is_physical_memory(vm_paddr_t addr)
 400 {
 401         struct ofw_mem_region *mr;
 402
 403         for (mr = sparc64_memreg; mr < sparc64_memreg + sparc64_nmemreg; mr++)
 404                 if (addr >= mr->mr_start && addr < mr->mr_start + mr->mr_size)
 405                         return (1);
 406         return (0);
 407 }
 408
 409 /*
 410  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 411  */
 412 static void
 413 sf_buf_init(void *arg)
 414 {
 415         struct sf_buf *sf_bufs;
 416         vm_offset_t sf_base;
 417         int i;
 418
 419         nsfbufs = NSFBUFS;
 420         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 421
 422         mtx_init(&sf_freelist.sf_lock, "sf_bufs list lock", NULL, MTX_DEF);
 423         SLIST_INIT(&sf_freelist.sf_head);
 424         sf_base = kmem_alloc_nofault(kernel_map, nsfbufs * PAGE_SIZE);
 425         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
 426             M_NOWAIT | M_ZERO);
 427         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 428                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 429                 SLIST_INSERT_HEAD(&sf_freelist.sf_head, &sf_bufs[i], free_list);
 430         }
 431         sf_buf_alloc_want = 0;
 432 }
 433
 434 /*
 435  * Get an sf_buf from the freelist.  Will block if none are available.
 436  */
 437 struct sf_buf *
 438 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 439 {
 440         struct sf_buf *sf;
 441         int error;
 442
 443         mtx_lock(&sf_freelist.sf_lock);
 444         while ((sf = SLIST_FIRST(&sf_freelist.sf_head)) == NULL) {
 445                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 446                         break;
 447                 sf_buf_alloc_want++;
 448                 mbstat.sf_allocwait++;
 449                 error = msleep(&sf_freelist, &sf_freelist.sf_lock,
 450                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 451                 sf_buf_alloc_want--;
 452
 453                 /*
 454                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 455                  */
 456                 if (error)
 457                         break;
 458         }
 459         if (sf != NULL) {
 460                 SLIST_REMOVE_HEAD(&sf_freelist.sf_head, free_list);
 461                 sf->m = m;
 462                 nsfbufsused++;
 463                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 464                 pmap_qenter(sf->kva, &sf->m, 1);
 465         }
 466         mtx_unlock(&sf_freelist.sf_lock);
 467         return (sf);
 468 }
 469
 470 /*
 471  * Release resources back to the system.
 472  */
 473 void
 474 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 475 {
 476
 477         pmap_qremove(sf->kva, 1);
 478         mtx_lock(&sf_freelist.sf_lock);
 479         SLIST_INSERT_HEAD(&sf_freelist.sf_head, sf, free_list);
 480         nsfbufsused--;
 481         if (sf_buf_alloc_want > 0)
 482                 wakeup(&sf_freelist);
 483         mtx_unlock(&sf_freelist.sf_lock);
 484 }
 485
 486 void
 487 swi_vm(void *v)
 488 {
 489
 490         /* Nothing to do here - busdma bounce buffers are not implemented. */
 491 }
 492
 493 void *
 494 uma_small_alloc(uma_zone_t zone, int bytes, u_int8_t *flags, int wait)
 495 {
 496         static vm_pindex_t color;
 497         vm_paddr_t pa;
 498         vm_page_t m;
 499         int pflags;
 500         void *va;
 501
 502         PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_alloc);
 503
 504         *flags = UMA_SLAB_PRIV;
 505
 506         if ((wait & (M_NOWAIT|M_USE_RESERVE)) == M_NOWAIT)
 507                 pflags = VM_ALLOC_INTERRUPT | VM_ALLOC_WIRED;
 508         else
 509                 pflags = VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED;
 510
 511         if (wait & M_ZERO)
 512                 pflags |= VM_ALLOC_ZERO;
 513
 514         for (;;) {
 515                 m = vm_page_alloc(NULL, color++, pflags | VM_ALLOC_NOOBJ);
 516                 if (m == NULL) {
 517                         if (wait & M_NOWAIT)
 518                                 return (NULL);
 519                         else
 520                                 VM_WAIT;
 521                 } else
 522                         break;
 523         }
 524
 525         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
 526         if (dcache_color_ignore == 0 && m->md.color != DCACHE_COLOR(pa)) {
 527                 KASSERT(m->md.colors[0] == 0 && m->md.colors[1] == 0,
 528                     ("uma_small_alloc: free page %p still has mappings!", m));
 529                 PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_alloc_oc);
 530                 m->md.color = DCACHE_COLOR(pa);
 531                 dcache_page_inval(pa);
 532         }
 533         va = (void *)TLB_PHYS_TO_DIRECT(pa);
 534         if ((wait & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 535                 cpu_block_zero(va, PAGE_SIZE);
 536         return (va);
 537 }
 538
 539 void
 540 uma_small_free(void *mem, int size, u_int8_t flags)
 541 {
 542         vm_page_t m;
 543
 544         PMAP_STATS_INC(uma_nsmall_free);
 545         m = PHYS_TO_VM_PAGE(TLB_DIRECT_TO_PHYS((vm_offset_t)mem));
 546         m->wire_count--;
 547         vm_page_free(m);
 548         atomic_subtract_int(&cnt.v_wire_count, 1);
 549 }