sys/vm/vm_mmap.c

   1 /*
   2  * (MPSAFE)
   3  *
   4  * Copyright (c) 1988 University of Utah.
   5  * Copyright (c) 1991, 1993
   6  *      The Regents of the University of California.  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.
  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: Utah $Hdr: vm_mmap.c 1.6 91/10/21$
  41  *
  42  *      @(#)vm_mmap.c   8.4 (Berkeley) 1/12/94
  43  * $FreeBSD: src/sys/vm/vm_mmap.c,v 1.108.2.6 2002/07/02 20:06:19 dillon Exp $
  44  * $DragonFly: src/sys/vm/vm_mmap.c,v 1.39 2007/04/30 07:18:57 dillon Exp $
  45  */
  46
  47 /*
  48  * Mapped file (mmap) interface to VM
  49  */
  50
  51 #include <sys/param.h>
  52 #include <sys/kernel.h>
  53 #include <sys/systm.h>
  54 #include <sys/sysproto.h>
  55 #include <sys/filedesc.h>
  56 #include <sys/kern_syscall.h>
  57 #include <sys/proc.h>
  58 #include <sys/priv.h>
  59 #include <sys/resource.h>
  60 #include <sys/resourcevar.h>
  61 #include <sys/vnode.h>
  62 #include <sys/fcntl.h>
  63 #include <sys/file.h>
  64 #include <sys/mman.h>
  65 #include <sys/conf.h>
  66 #include <sys/stat.h>
  67 #include <sys/vmmeter.h>
  68 #include <sys/sysctl.h>
  69
  70 #include <vm/vm.h>
  71 #include <vm/vm_param.h>
  72 #include <sys/lock.h>
  73 #include <vm/pmap.h>
  74 #include <vm/vm_map.h>
  75 #include <vm/vm_object.h>
  76 #include <vm/vm_page.h>
  77 #include <vm/vm_pager.h>
  78 #include <vm/vm_pageout.h>
  79 #include <vm/vm_extern.h>
  80 #include <vm/vm_page.h>
  81 #include <vm/vm_kern.h>
  82
  83 #include <sys/file2.h>
  84 #include <sys/thread.h>
  85 #include <sys/thread2.h>
  86
  87 static int max_proc_mmap;
  88 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, max_proc_mmap, CTLFLAG_RW, &max_proc_mmap, 0, "");
  89 int vkernel_enable;
  90 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, vkernel_enable, CTLFLAG_RW, &vkernel_enable, 0, "");
  91
  92 /*
  93  * Set the maximum number of vm_map_entry structures per process.  Roughly
  94  * speaking vm_map_entry structures are tiny, so allowing them to eat 1/100
  95  * of our KVM malloc space still results in generous limits.  We want a
  96  * default that is good enough to prevent the kernel running out of resources
  97  * if attacked from compromised user account but generous enough such that
  98  * multi-threaded processes are not unduly inconvenienced.
  99  */
 100
 101 static void vmmapentry_rsrc_init (void *);
 102 SYSINIT(vmmersrc, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_ANY, vmmapentry_rsrc_init, NULL)
 103
 104 static void
 105 vmmapentry_rsrc_init(void *dummy)
 106 {
 107     max_proc_mmap = KvaSize / sizeof(struct vm_map_entry);
 108     max_proc_mmap /= 100;
 109 }
 110
 111 /*
 112  * MPSAFE
 113  */
 114 int
 115 sys_sbrk(struct sbrk_args *uap)
 116 {
 117         /* Not yet implemented */
 118         return (EOPNOTSUPP);
 119 }
 120
 121 /*
 122  * sstk_args(int incr)
 123  *
 124  * MPSAFE
 125  */
 126 int
 127 sys_sstk(struct sstk_args *uap)
 128 {
 129         /* Not yet implemented */
 130         return (EOPNOTSUPP);
 131 }
 132
 133 /*
 134  * mmap_args(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd,
 135  *              long pad, off_t pos)
 136  *
 137  * Memory Map (mmap) system call.  Note that the file offset
 138  * and address are allowed to be NOT page aligned, though if
 139  * the MAP_FIXED flag it set, both must have the same remainder
 140  * modulo the PAGE_SIZE (POSIX 1003.1b).  If the address is not
 141  * page-aligned, the actual mapping starts at trunc_page(addr)
 142  * and the return value is adjusted up by the page offset.
 143  *
 144  * Generally speaking, only character devices which are themselves
 145  * memory-based, such as a video framebuffer, can be mmap'd.  Otherwise
 146  * there would be no cache coherency between a descriptor and a VM mapping
 147  * both to the same character device.
 148  *
 149  * Block devices can be mmap'd no matter what they represent.  Cache coherency
 150  * is maintained as long as you do not write directly to the underlying
 151  * character device.
 152  *
 153  * No requirements; sys_mmap path holds the vm_token
 154  */
 155 int
 156 kern_mmap(struct vmspace *vms, caddr_t uaddr, size_t ulen,
 157           int uprot, int uflags, int fd, off_t upos, void **res)
 158 {
 159         struct thread *td = curthread;
 160         struct proc *p = td->td_proc;
 161         struct file *fp = NULL;
 162         struct vnode *vp;
 163         vm_offset_t addr;
 164         vm_offset_t tmpaddr;
 165         vm_size_t size, pageoff;
 166         vm_prot_t prot, maxprot;
 167         void *handle;
 168         int flags, error;
 169         off_t pos;
 170         vm_object_t obj;
 171
 172         KKASSERT(p);
 173
 174         addr = (vm_offset_t) uaddr;
 175         size = ulen;
 176         prot = uprot & VM_PROT_ALL;
 177         flags = uflags;
 178         pos = upos;
 179
 180         /*
 181          * Make sure mapping fits into numeric range etc.
 182          *
 183          * NOTE: We support the full unsigned range for size now.
 184          */
 185         if (((flags & MAP_ANON) && (fd != -1 || pos != 0)))
 186                 return (EINVAL);
 187
 188         if (flags & MAP_STACK) {
 189                 if ((fd != -1) ||
 190                     ((prot & (PROT_READ | PROT_WRITE)) != (PROT_READ | PROT_WRITE)))
 191                         return (EINVAL);
 192                 flags |= MAP_ANON;
 193                 pos = 0;
 194         }
 195
 196         /*
 197          * Virtual page tables cannot be used with MAP_STACK.  Apart from
 198          * it not making any sense, the aux union is used by both
 199          * types.
 200          *
 201          * Because the virtual page table is stored in the backing object
 202          * and might be updated by the kernel, the mapping must be R+W.
 203          */
 204         if (flags & MAP_VPAGETABLE) {
 205                 if (vkernel_enable == 0)
 206                         return (EOPNOTSUPP);
 207                 if (flags & MAP_STACK)
 208                         return (EINVAL);
 209                 if ((prot & (PROT_READ|PROT_WRITE)) != (PROT_READ|PROT_WRITE))
 210                         return (EINVAL);
 211         }
 212
 213         /*
 214          * Align the file position to a page boundary,
 215          * and save its page offset component.
 216          */
 217         pageoff = (pos & PAGE_MASK);
 218         pos -= pageoff;
 219
 220         /* Adjust size for rounding (on both ends). */
 221         size += pageoff;                        /* low end... */
 222         size = (vm_size_t) round_page(size);    /* hi end */
 223         if (size < ulen)                        /* wrap */
 224                 return(EINVAL);
 225
 226         /*
 227          * Check for illegal addresses.  Watch out for address wrap... Note
 228          * that VM_*_ADDRESS are not constants due to casts (argh).
 229          */
 230         if (flags & (MAP_FIXED | MAP_TRYFIXED)) {
 231                 /*
 232                  * The specified address must have the same remainder
 233                  * as the file offset taken modulo PAGE_SIZE, so it
 234                  * should be aligned after adjustment by pageoff.
 235                  */
 236                 addr -= pageoff;
 237                 if (addr & PAGE_MASK)
 238                         return (EINVAL);
 239
 240                 /*
 241                  * Address range must be all in user VM space and not wrap.
 242                  */
 243                 tmpaddr = addr + size;
 244                 if (tmpaddr < addr)
 245                         return (EINVAL);
 246                 if (VM_MAX_USER_ADDRESS > 0 && tmpaddr > VM_MAX_USER_ADDRESS)
 247                         return (EINVAL);
 248                 if (VM_MIN_USER_ADDRESS > 0 && addr < VM_MIN_USER_ADDRESS)
 249                         return (EINVAL);
 250         } else {
 251                 /*
 252                  * Set a reasonable start point for the hint if it was
 253                  * not specified or if it falls within the heap space.
 254                  * Hinted mmap()s do not allocate out of the heap space.
 255                  */
 256                 if (addr == 0 ||
 257                     (addr >= round_page((vm_offset_t)vms->vm_taddr) &&
 258                      addr < round_page((vm_offset_t)vms->vm_daddr + maxdsiz)))
 259                         addr = round_page((vm_offset_t)vms->vm_daddr + maxdsiz);
 260         }
 261
 262         if (flags & MAP_ANON) {
 263                 /*
 264                  * Mapping blank space is trivial.
 265                  */
 266                 handle = NULL;
 267                 maxprot = VM_PROT_ALL;
 268         } else {
 269                 /*
 270                  * Mapping file, get fp for validation. Obtain vnode and make
 271                  * sure it is of appropriate type.
 272                  */
 273                 fp = holdfp(p->p_fd, fd, -1);
 274                 if (fp == NULL)
 275                         return (EBADF);
 276                 if (fp->f_type != DTYPE_VNODE) {
 277                         error = EINVAL;
 278                         goto done;
 279                 }
 280                 /*
 281                  * POSIX shared-memory objects are defined to have
 282                  * kernel persistence, and are not defined to support
 283                  * read(2)/write(2) -- or even open(2).  Thus, we can
 284                  * use MAP_ASYNC to trade on-disk coherence for speed.
 285                  * The shm_open(3) library routine turns on the FPOSIXSHM
 286                  * flag to request this behavior.
 287                  */
 288                 if (fp->f_flag & FPOSIXSHM)
 289                         flags |= MAP_NOSYNC;
 290                 vp = (struct vnode *) fp->f_data;
 291
 292                 /*
 293                  * Validate the vnode for the operation.
 294                  */
 295                 switch(vp->v_type) {
 296                 case VREG:
 297                         /*
 298                          * Get the proper underlying object
 299                          */
 300                         if ((obj = vp->v_object) == NULL) {
 301                                 error = EINVAL;
 302                                 goto done;
 303                         }
 304                         KKASSERT((struct vnode *)obj->handle == vp);
 305                         break;
 306                 case VCHR:
 307                         /*
 308                          * Make sure a device has not been revoked.
 309                          * Mappability is handled by the device layer.
 310                          */
 311                         if (vp->v_rdev == NULL) {
 312                                 error = EBADF;
 313                                 goto done;
 314                         }
 315                         break;
 316                 default:
 317                         /*
 318                          * Nothing else is mappable.
 319                          */
 320                         error = EINVAL;
 321                         goto done;
 322                 }
 323
 324                 /*
 325                  * XXX hack to handle use of /dev/zero to map anon memory (ala
 326                  * SunOS).
 327                  */
 328                 if (vp->v_type == VCHR && iszerodev(vp->v_rdev)) {
 329                         handle = NULL;
 330                         maxprot = VM_PROT_ALL;
 331                         flags |= MAP_ANON;
 332                         pos = 0;
 333                 } else {
 334                         /*
 335                          * cdevs does not provide private mappings of any kind.
 336                          */
 337                         if (vp->v_type == VCHR &&
 338                             (flags & (MAP_PRIVATE|MAP_COPY))) {
 339                                 error = EINVAL;
 340                                 goto done;
 341                         }
 342                         /*
 343                          * Ensure that file and memory protections are
 344                          * compatible.  Note that we only worry about
 345                          * writability if mapping is shared; in this case,
 346                          * current and max prot are dictated by the open file.
 347                          * XXX use the vnode instead?  Problem is: what
 348                          * credentials do we use for determination? What if
 349                          * proc does a setuid?
 350                          */
 351                         maxprot = VM_PROT_EXECUTE;      /* ??? */
 352                         if (fp->f_flag & FREAD) {
 353                                 maxprot |= VM_PROT_READ;
 354                         } else if (prot & PROT_READ) {
 355                                 error = EACCES;
 356                                 goto done;
 357                         }
 358                         /*
 359                          * If we are sharing potential changes (either via
 360                          * MAP_SHARED or via the implicit sharing of character
 361                          * device mappings), and we are trying to get write
 362                          * permission although we opened it without asking
 363                          * for it, bail out.  Check for superuser, only if
 364                          * we're at securelevel < 1, to allow the XIG X server
 365                          * to continue to work.
 366                          */
 367                         if ((flags & MAP_SHARED) != 0 || vp->v_type == VCHR) {
 368                                 if ((fp->f_flag & FWRITE) != 0) {
 369                                         struct vattr va;
 370                                         if ((error = VOP_GETATTR(vp, &va))) {
 371                                                 goto done;
 372                                         }
 373                                         if ((va.va_flags &
 374                                             (IMMUTABLE|APPEND)) == 0) {
 375                                                 maxprot |= VM_PROT_WRITE;
 376                                         } else if (prot & PROT_WRITE) {
 377                                                 error = EPERM;
 378                                                 goto done;
 379                                         }
 380                                 } else if ((prot & PROT_WRITE) != 0) {
 381                                         error = EACCES;
 382                                         goto done;
 383                                 }
 384                         } else {
 385                                 maxprot |= VM_PROT_WRITE;
 386                         }
 387                         handle = (void *)vp;
 388                 }
 389         }
 390
 391         /* Token serializes access to vm_map.nentries against vm_mmap */
 392         lwkt_gettoken(&vm_token);
 393
 394         /*
 395          * Do not allow more then a certain number of vm_map_entry structures
 396          * per process.  Scale with the number of rforks sharing the map
 397          * to make the limit reasonable for threads.
 398          */
 399         if (max_proc_mmap &&
 400             vms->vm_map.nentries >= max_proc_mmap * vms->vm_sysref.refcnt) {
 401                 error = ENOMEM;
 402                 lwkt_reltoken(&vm_token);
 403                 goto done;
 404         }
 405
 406         error = vm_mmap(&vms->vm_map, &addr, size, prot, maxprot,
 407                         flags, handle, pos);
 408         if (error == 0)
 409                 *res = (void *)(addr + pageoff);
 410
 411         lwkt_reltoken(&vm_token);
 412 done:
 413         if (fp)
 414                 fdrop(fp);
 415
 416         return (error);
 417 }
 418
 419 /*
 420  * mmap system call handler
 421  *
 422  * No requirements.
 423  */
 424 int
 425 sys_mmap(struct mmap_args *uap)
 426 {
 427         int error;
 428
 429         error = kern_mmap(curproc->p_vmspace, uap->addr, uap->len,
 430                           uap->prot, uap->flags,
 431                           uap->fd, uap->pos, &uap->sysmsg_resultp);
 432
 433         return (error);
 434 }
 435
 436 /*
 437  * msync system call handler
 438  *
 439  * msync_args(void *addr, size_t len, int flags)
 440  *
 441  * No requirements
 442  */
 443 int
 444 sys_msync(struct msync_args *uap)
 445 {
 446         struct proc *p = curproc;
 447         vm_offset_t addr;
 448         vm_offset_t tmpaddr;
 449         vm_size_t size, pageoff;
 450         int flags;
 451         vm_map_t map;
 452         int rv;
 453
 454         addr = (vm_offset_t) uap->addr;
 455         size = uap->len;
 456         flags = uap->flags;
 457
 458         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
 459         addr -= pageoff;
 460         size += pageoff;
 461         size = (vm_size_t) round_page(size);
 462         if (size < uap->len)            /* wrap */
 463                 return(EINVAL);
 464         tmpaddr = addr + size;          /* workaround gcc4 opt */
 465         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
 466                 return(EINVAL);
 467
 468         if ((flags & (MS_ASYNC|MS_INVALIDATE)) == (MS_ASYNC|MS_INVALIDATE))
 469                 return (EINVAL);
 470
 471         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 472
 473         /*
 474          * vm_token serializes extracting the address range for size == 0
 475          * msyncs with the vm_map_clean call; if the token were not held
 476          * across the two calls, an intervening munmap/mmap pair, for example,
 477          * could cause msync to occur on a wrong region.
 478          */
 479         lwkt_gettoken(&vm_token);
 480
 481         /*
 482          * XXX Gak!  If size is zero we are supposed to sync "all modified
 483          * pages with the region containing addr".  Unfortunately, we don't
 484          * really keep track of individual mmaps so we approximate by flushing
 485          * the range of the map entry containing addr. This can be incorrect
 486          * if the region splits or is coalesced with a neighbor.
 487          */
 488         if (size == 0) {
 489                 vm_map_entry_t entry;
 490
 491                 vm_map_lock_read(map);
 492                 rv = vm_map_lookup_entry(map, addr, &entry);
 493                 if (rv == FALSE) {
 494                         vm_map_unlock_read(map);
 495                         rv = KERN_INVALID_ADDRESS;
 496                         goto done;
 497                 }
 498                 addr = entry->start;
 499                 size = entry->end - entry->start;
 500                 vm_map_unlock_read(map);
 501         }
 502
 503         /*
 504          * Clean the pages and interpret the return value.
 505          */
 506         rv = vm_map_clean(map, addr, addr + size, (flags & MS_ASYNC) == 0,
 507                           (flags & MS_INVALIDATE) != 0);
 508 done:
 509         lwkt_reltoken(&vm_token);
 510
 511         switch (rv) {
 512         case KERN_SUCCESS:
 513                 break;
 514         case KERN_INVALID_ADDRESS:
 515                 return (EINVAL);        /* Sun returns ENOMEM? */
 516         case KERN_FAILURE:
 517                 return (EIO);
 518         default:
 519                 return (EINVAL);
 520         }
 521
 522         return (0);
 523 }
 524
 525 /*
 526  * munmap system call handler
 527  *
 528  * munmap_args(void *addr, size_t len)
 529  *
 530  * No requirements
 531  */
 532 int
 533 sys_munmap(struct munmap_args *uap)
 534 {
 535         struct proc *p = curproc;
 536         vm_offset_t addr;
 537         vm_offset_t tmpaddr;
 538         vm_size_t size, pageoff;
 539         vm_map_t map;
 540
 541         addr = (vm_offset_t) uap->addr;
 542         size = uap->len;
 543
 544         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
 545         addr -= pageoff;
 546         size += pageoff;
 547         size = (vm_size_t) round_page(size);
 548         if (size < uap->len)            /* wrap */
 549                 return(EINVAL);
 550         tmpaddr = addr + size;          /* workaround gcc4 opt */
 551         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
 552                 return(EINVAL);
 553
 554         if (size == 0)
 555                 return (0);
 556
 557         /*
 558          * Check for illegal addresses.  Watch out for address wrap... Note
 559          * that VM_*_ADDRESS are not constants due to casts (argh).
 560          */
 561         if (VM_MAX_USER_ADDRESS > 0 && tmpaddr > VM_MAX_USER_ADDRESS)
 562                 return (EINVAL);
 563         if (VM_MIN_USER_ADDRESS > 0 && addr < VM_MIN_USER_ADDRESS)
 564                 return (EINVAL);
 565
 566         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 567
 568         /* vm_token serializes between the map check and the actual unmap */
 569         lwkt_gettoken(&vm_token);
 570
 571         /*
 572          * Make sure entire range is allocated.
 573          */
 574         if (!vm_map_check_protection(map, addr, addr + size,
 575                                      VM_PROT_NONE, FALSE)) {
 576                 lwkt_reltoken(&vm_token);
 577                 return (EINVAL);
 578         }
 579         /* returns nothing but KERN_SUCCESS anyway */
 580         vm_map_remove(map, addr, addr + size);
 581         lwkt_reltoken(&vm_token);
 582         return (0);
 583 }
 584
 585 /*
 586  * mprotect_args(const void *addr, size_t len, int prot)
 587  *
 588  * No requirements.
 589  */
 590 int
 591 sys_mprotect(struct mprotect_args *uap)
 592 {
 593         struct proc *p = curproc;
 594         vm_offset_t addr;
 595         vm_offset_t tmpaddr;
 596         vm_size_t size, pageoff;
 597         vm_prot_t prot;
 598         int error;
 599
 600         addr = (vm_offset_t) uap->addr;
 601         size = uap->len;
 602         prot = uap->prot & VM_PROT_ALL;
 603 #if defined(VM_PROT_READ_IS_EXEC)
 604         if (prot & VM_PROT_READ)
 605                 prot |= VM_PROT_EXECUTE;
 606 #endif
 607
 608         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
 609         addr -= pageoff;
 610         size += pageoff;
 611         size = (vm_size_t) round_page(size);
 612         if (size < uap->len)            /* wrap */
 613                 return(EINVAL);
 614         tmpaddr = addr + size;          /* workaround gcc4 opt */
 615         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
 616                 return(EINVAL);
 617
 618         switch (vm_map_protect(&p->p_vmspace->vm_map, addr, addr + size,
 619                                prot, FALSE)) {
 620         case KERN_SUCCESS:
 621                 error = 0;
 622                 break;
 623         case KERN_PROTECTION_FAILURE:
 624                 error = EACCES;
 625                 break;
 626         default:
 627                 error = EINVAL;
 628                 break;
 629         }
 630         return (error);
 631 }
 632
 633 /*
 634  * minherit system call handler
 635  *
 636  * minherit_args(void *addr, size_t len, int inherit)
 637  *
 638  * No requirements.
 639  */
 640 int
 641 sys_minherit(struct minherit_args *uap)
 642 {
 643         struct proc *p = curproc;
 644         vm_offset_t addr;
 645         vm_offset_t tmpaddr;
 646         vm_size_t size, pageoff;
 647         vm_inherit_t inherit;
 648         int error;
 649
 650         addr = (vm_offset_t)uap->addr;
 651         size = uap->len;
 652         inherit = uap->inherit;
 653
 654         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
 655         addr -= pageoff;
 656         size += pageoff;
 657         size = (vm_size_t) round_page(size);
 658         if (size < uap->len)            /* wrap */
 659                 return(EINVAL);
 660         tmpaddr = addr + size;          /* workaround gcc4 opt */
 661         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
 662                 return(EINVAL);
 663
 664         switch (vm_map_inherit(&p->p_vmspace->vm_map, addr,
 665                                addr + size, inherit)) {
 666         case KERN_SUCCESS:
 667                 error = 0;
 668                 break;
 669         case KERN_PROTECTION_FAILURE:
 670                 error = EACCES;
 671                 break;
 672         default:
 673                 error = EINVAL;
 674                 break;
 675         }
 676         return (error);
 677 }
 678
 679 /*
 680  * madvise system call handler
 681  *
 682  * madvise_args(void *addr, size_t len, int behav)
 683  *
 684  * No requirements.
 685  */
 686 int
 687 sys_madvise(struct madvise_args *uap)
 688 {
 689         struct proc *p = curproc;
 690         vm_offset_t start, end;
 691         vm_offset_t tmpaddr = (vm_offset_t)uap->addr + uap->len;
 692         int error;
 693
 694         /*
 695          * Check for illegal behavior
 696          */
 697         if (uap->behav < 0 || uap->behav >= MADV_CONTROL_END)
 698                 return (EINVAL);
 699         /*
 700          * Check for illegal addresses.  Watch out for address wrap... Note
 701          * that VM_*_ADDRESS are not constants due to casts (argh).
 702          */
 703         if (tmpaddr < (vm_offset_t)uap->addr)
 704                 return (EINVAL);
 705         if (VM_MAX_USER_ADDRESS > 0 && tmpaddr > VM_MAX_USER_ADDRESS)
 706                 return (EINVAL);
 707         if (VM_MIN_USER_ADDRESS > 0 && uap->addr < VM_MIN_USER_ADDRESS)
 708                 return (EINVAL);
 709
 710         /*
 711          * Since this routine is only advisory, we default to conservative
 712          * behavior.
 713          */
 714         start = trunc_page((vm_offset_t)uap->addr);
 715         end = round_page(tmpaddr);
 716
 717         error = vm_map_madvise(&p->p_vmspace->vm_map, start, end,
 718                                uap->behav, 0);
 719         return (error);
 720 }
 721
 722 /*
 723  * mcontrol system call handler
 724  *
 725  * mcontrol_args(void *addr, size_t len, int behav, off_t value)
 726  *
 727  * No requirements
 728  */
 729 int
 730 sys_mcontrol(struct mcontrol_args *uap)
 731 {
 732         struct proc *p = curproc;
 733         vm_offset_t start, end;
 734         vm_offset_t tmpaddr = (vm_offset_t)uap->addr + uap->len;
 735         int error;
 736
 737         /*
 738          * Check for illegal behavior
 739          */
 740         if (uap->behav < 0 || uap->behav > MADV_CONTROL_END)
 741                 return (EINVAL);
 742         /*
 743          * Check for illegal addresses.  Watch out for address wrap... Note
 744          * that VM_*_ADDRESS are not constants due to casts (argh).
 745          */
 746         if (tmpaddr < (vm_offset_t) uap->addr)
 747                 return (EINVAL);
 748         if (VM_MAX_USER_ADDRESS > 0 && tmpaddr > VM_MAX_USER_ADDRESS)
 749                 return (EINVAL);
 750         if (VM_MIN_USER_ADDRESS > 0 && uap->addr < VM_MIN_USER_ADDRESS)
 751                 return (EINVAL);
 752
 753         /*
 754          * Since this routine is only advisory, we default to conservative
 755          * behavior.
 756          */
 757         start = trunc_page((vm_offset_t)uap->addr);
 758         end = round_page(tmpaddr);
 759
 760         error = vm_map_madvise(&p->p_vmspace->vm_map, start, end,
 761                                uap->behav, uap->value);
 762         return (error);
 763 }
 764
 765
 766 /*
 767  * mincore system call handler
 768  *
 769  * mincore_args(const void *addr, size_t len, char *vec)
 770  *
 771  * No requirements
 772  */
 773 int
 774 sys_mincore(struct mincore_args *uap)
 775 {
 776         struct proc *p = curproc;
 777         vm_offset_t addr, first_addr;
 778         vm_offset_t end, cend;
 779         pmap_t pmap;
 780         vm_map_t map;
 781         char *vec;
 782         int error;
 783         int vecindex, lastvecindex;
 784         vm_map_entry_t current;
 785         vm_map_entry_t entry;
 786         int mincoreinfo;
 787         unsigned int timestamp;
 788
 789         /*
 790          * Make sure that the addresses presented are valid for user
 791          * mode.
 792          */
 793         first_addr = addr = trunc_page((vm_offset_t) uap->addr);
 794         end = addr + (vm_size_t)round_page(uap->len);
 795         if (end < addr)
 796                 return (EINVAL);
 797         if (VM_MAX_USER_ADDRESS > 0 && end > VM_MAX_USER_ADDRESS)
 798                 return (EINVAL);
 799
 800         /*
 801          * Address of byte vector
 802          */
 803         vec = uap->vec;
 804
 805         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 806         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
 807
 808         lwkt_gettoken(&vm_token);
 809         vm_map_lock_read(map);
 810 RestartScan:
 811         timestamp = map->timestamp;
 812
 813         if (!vm_map_lookup_entry(map, addr, &entry))
 814                 entry = entry->next;
 815
 816         /*
 817          * Do this on a map entry basis so that if the pages are not
 818          * in the current processes address space, we can easily look
 819          * up the pages elsewhere.
 820          */
 821         lastvecindex = -1;
 822         for(current = entry;
 823                 (current != &map->header) && (current->start < end);
 824                 current = current->next) {
 825
 826                 /*
 827                  * ignore submaps (for now) or null objects
 828                  */
 829                 if (current->maptype != VM_MAPTYPE_NORMAL &&
 830                     current->maptype != VM_MAPTYPE_VPAGETABLE) {
 831                         continue;
 832                 }
 833                 if (current->object.vm_object == NULL)
 834                         continue;
 835
 836                 /*
 837                  * limit this scan to the current map entry and the
 838                  * limits for the mincore call
 839                  */
 840                 if (addr < current->start)
 841                         addr = current->start;
 842                 cend = current->end;
 843                 if (cend > end)
 844                         cend = end;
 845
 846                 /*
 847                  * scan this entry one page at a time
 848                  */
 849                 while (addr < cend) {
 850                         /*
 851                          * Check pmap first, it is likely faster, also
 852                          * it can provide info as to whether we are the
 853                          * one referencing or modifying the page.
 854                          *
 855                          * If we have to check the VM object, only mess
 856                          * around with normal maps.  Do not mess around
 857                          * with virtual page tables (XXX).
 858                          */
 859                         mincoreinfo = pmap_mincore(pmap, addr);
 860                         if (mincoreinfo == 0 &&
 861                             current->maptype == VM_MAPTYPE_NORMAL) {
 862                                 vm_pindex_t pindex;
 863                                 vm_ooffset_t offset;
 864                                 vm_page_t m;
 865
 866                                 /*
 867                                  * calculate the page index into the object
 868                                  */
 869                                 offset = current->offset + (addr - current->start);
 870                                 pindex = OFF_TO_IDX(offset);
 871
 872                                 /*
 873                                  * if the page is resident, then gather
 874                                  * information about it.  spl protection is
 875                                  * required to maintain the object
 876                                  * association.  And XXX what if the page is
 877                                  * busy?  What's the deal with that?
 878                                  */
 879                                 crit_enter();
 880                                 m = vm_page_lookup(current->object.vm_object,
 881                                                     pindex);
 882                                 if (m && m->valid) {
 883                                         mincoreinfo = MINCORE_INCORE;
 884                                         if (m->dirty ||
 885                                                 pmap_is_modified(m))
 886                                                 mincoreinfo |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
 887                                         if ((m->flags & PG_REFERENCED) ||
 888                                                 pmap_ts_referenced(m)) {
 889                                                 vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
 890                                                 mincoreinfo |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
 891                                         }
 892                                 }
 893                                 crit_exit();
 894                         }
 895
 896                         /*
 897                          * subyte may page fault.  In case it needs to modify
 898                          * the map, we release the lock.
 899                          */
 900                         vm_map_unlock_read(map);
 901
 902                         /*
 903                          * calculate index into user supplied byte vector
 904                          */
 905                         vecindex = OFF_TO_IDX(addr - first_addr);
 906
 907                         /*
 908                          * If we have skipped map entries, we need to make sure that
 909                          * the byte vector is zeroed for those skipped entries.
 910                          */
 911                         while((lastvecindex + 1) < vecindex) {
 912                                 error = subyte( vec + lastvecindex, 0);
 913                                 if (error) {
 914                                         error = EFAULT;
 915                                         goto done;
 916                                 }
 917                                 ++lastvecindex;
 918                         }
 919
 920                         /*
 921                          * Pass the page information to the user
 922                          */
 923                         error = subyte( vec + vecindex, mincoreinfo);
 924                         if (error) {
 925                                 error = EFAULT;
 926                                 goto done;
 927                         }
 928
 929                         /*
 930                          * If the map has changed, due to the subyte, the previous
 931                          * output may be invalid.
 932                          */
 933                         vm_map_lock_read(map);
 934                         if (timestamp != map->timestamp)
 935                                 goto RestartScan;
 936
 937                         lastvecindex = vecindex;
 938                         addr += PAGE_SIZE;
 939                 }
 940         }
 941
 942         /*
 943          * subyte may page fault.  In case it needs to modify
 944          * the map, we release the lock.
 945          */
 946         vm_map_unlock_read(map);
 947
 948         /*
 949          * Zero the last entries in the byte vector.
 950          */
 951         vecindex = OFF_TO_IDX(end - first_addr);
 952         while((lastvecindex + 1) < vecindex) {
 953                 error = subyte( vec + lastvecindex, 0);
 954                 if (error) {
 955                         error = EFAULT;
 956                         goto done;
 957                 }
 958                 ++lastvecindex;
 959         }
 960
 961         /*
 962          * If the map has changed, due to the subyte, the previous
 963          * output may be invalid.
 964          */
 965         vm_map_lock_read(map);
 966         if (timestamp != map->timestamp)
 967                 goto RestartScan;
 968         vm_map_unlock_read(map);
 969
 970         error = 0;
 971 done:
 972         lwkt_reltoken(&vm_token);
 973         return (error);
 974 }
 975
 976 /*
 977  * mlock system call handler
 978  *
 979  * mlock_args(const void *addr, size_t len)
 980  *
 981  * No requirements
 982  */
 983 int
 984 sys_mlock(struct mlock_args *uap)
 985 {
 986         vm_offset_t addr;
 987         vm_offset_t tmpaddr;
 988         vm_size_t size, pageoff;
 989         struct thread *td = curthread;
 990         struct proc *p = td->td_proc;
 991         int error;
 992
 993         addr = (vm_offset_t) uap->addr;
 994         size = uap->len;
 995
 996         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
 997         addr -= pageoff;
 998         size += pageoff;
 999         size = (vm_size_t) round_page(size);
1000         if (size < uap->len)            /* wrap */
1001                 return(EINVAL);
1002         tmpaddr = addr + size;          /* workaround gcc4 opt */
1003         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
1004                 return (EINVAL);
1005
1006         if (atop(size) + vmstats.v_wire_count > vm_page_max_wired)
1007                 return (EAGAIN);
1008
1009         /*
1010          * We do not need to synchronize against other threads updating ucred;
1011          * they update p->ucred, which is synchronized into td_ucred ourselves.
1012          */
1013 #ifdef pmap_wired_count
1014         if (size + ptoa(pmap_wired_count(vm_map_pmap(&p->p_vmspace->vm_map))) >
1015             p->p_rlimit[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur) {
1016                 return (ENOMEM);
1017         }
1018 #else
1019         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_ROOT, 0);
1020         if (error) {
1021                 return (error);
1022         }
1023 #endif
1024         error = vm_map_unwire(&p->p_vmspace->vm_map, addr, addr + size, FALSE);
1025         return (error == KERN_SUCCESS ? 0 : ENOMEM);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * mlockall_args(int how)
1030  *
1031  * Dummy routine, doesn't actually do anything.
1032  *
1033  * No requirements
1034  */
1035 int
1036 sys_mlockall(struct mlockall_args *uap)
1037 {
1038         return (ENOSYS);
1039 }
1040
1041 /*
1042  * munlockall_args(void)
1043  *
1044  * Dummy routine, doesn't actually do anything.
1045  *
1046  * No requirements
1047  */
1048 int
1049 sys_munlockall(struct munlockall_args *uap)
1050 {
1051         return (ENOSYS);
1052 }
1053
1054 /*
1055  * munlock system call handler
1056  *
1057  * munlock_args(const void *addr, size_t len)
1058  *
1059  * No requirements
1060  */
1061 int
1062 sys_munlock(struct munlock_args *uap)
1063 {
1064         struct thread *td = curthread;
1065         struct proc *p = td->td_proc;
1066         vm_offset_t addr;
1067         vm_offset_t tmpaddr;
1068         vm_size_t size, pageoff;
1069         int error;
1070
1071         addr = (vm_offset_t) uap->addr;
1072         size = uap->len;
1073
1074         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
1075         addr -= pageoff;
1076         size += pageoff;
1077         size = (vm_size_t) round_page(size);
1078
1079         tmpaddr = addr + size;
1080         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
1081                 return (EINVAL);
1082
1083 #ifndef pmap_wired_count
1084         error = priv_check(td, PRIV_ROOT);
1085         if (error)
1086                 return (error);
1087 #endif
1088
1089         error = vm_map_unwire(&p->p_vmspace->vm_map, addr, addr + size, TRUE);
1090         return (error == KERN_SUCCESS ? 0 : ENOMEM);
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Internal version of mmap.
1095  * Currently used by mmap, exec, and sys5 shared memory.
1096  * Handle is either a vnode pointer or NULL for MAP_ANON.
1097  *
1098  * No requirements; kern_mmap path holds the vm_token
1099  */
1100 int
1101 vm_mmap(vm_map_t map, vm_offset_t *addr, vm_size_t size, vm_prot_t prot,
1102         vm_prot_t maxprot, int flags, void *handle, vm_ooffset_t foff)
1103 {
1104         boolean_t fitit;
1105         vm_object_t object;
1106         vm_offset_t eaddr;
1107         vm_size_t   esize;
1108         struct vnode *vp;
1109         struct thread *td = curthread;
1110         struct proc *p;
1111         int rv = KERN_SUCCESS;
1112         off_t objsize;
1113         int docow;
1114
1115         if (size == 0)
1116                 return (0);
1117
1118         objsize = round_page(size);
1119         if (objsize < size)
1120                 return (EINVAL);
1121         size = objsize;
1122
1123         lwkt_gettoken(&vm_token);
1124
1125         /*
1126          * XXX messy code, fixme
1127          *
1128          * NOTE: Overflow checks require discrete statements or GCC4
1129          * will optimize it out.
1130          */
1131         if ((p = curproc) != NULL && map == &p->p_vmspace->vm_map) {
1132                 esize = map->size + size;       /* workaround gcc4 opt */
1133                 if (esize < map->size ||
1134                     esize > p->p_rlimit[RLIMIT_VMEM].rlim_cur) {
1135                         lwkt_reltoken(&vm_token);
1136                         return(ENOMEM);
1137                 }
1138         }
1139
1140         /*
1141          * We currently can only deal with page aligned file offsets.
1142          * The check is here rather than in the syscall because the
1143          * kernel calls this function internally for other mmaping
1144          * operations (such as in exec) and non-aligned offsets will
1145          * cause pmap inconsistencies...so we want to be sure to
1146          * disallow this in all cases.
1147          *
1148          * NOTE: Overflow checks require discrete statements or GCC4
1149          * will optimize it out.
1150          */
1151         if (foff & PAGE_MASK) {
1152                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1153                 return (EINVAL);
1154         }
1155
1156         if ((flags & (MAP_FIXED | MAP_TRYFIXED)) == 0) {
1157                 fitit = TRUE;
1158                 *addr = round_page(*addr);
1159         } else {
1160                 if (*addr != trunc_page(*addr)) {
1161                         lwkt_reltoken(&vm_token);
1162                         return (EINVAL);
1163                 }
1164                 eaddr = *addr + size;
1165                 if (eaddr < *addr) {
1166                         lwkt_reltoken(&vm_token);
1167                         return (EINVAL);
1168                 }
1169                 fitit = FALSE;
1170                 if ((flags & MAP_TRYFIXED) == 0)
1171                         vm_map_remove(map, *addr, *addr + size);
1172         }
1173
1174         /*
1175          * Lookup/allocate object.
1176          */
1177         if (flags & MAP_ANON) {
1178                 /*
1179                  * Unnamed anonymous regions always start at 0.
1180                  */
1181                 if (handle) {
1182                         /*
1183                          * Default memory object
1184                          */
1185                         object = default_pager_alloc(handle, objsize,
1186                                                      prot, foff);
1187                         if (object == NULL) {
1188                                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1189                                 return(ENOMEM);
1190                         }
1191                         docow = MAP_PREFAULT_PARTIAL;
1192                 } else {
1193                         /*
1194                          * Implicit single instance of a default memory
1195                          * object, so we don't need a VM object yet.
1196                          */
1197                         foff = 0;
1198                         object = NULL;
1199                         docow = 0;
1200                 }
1201                 vp = NULL;
1202         } else {
1203                 vp = (struct vnode *)handle;
1204                 if (vp->v_type == VCHR) {
1205                         /*
1206                          * Device mappings (device size unknown?).
1207                          * Force them to be shared.
1208                          */
1209                         handle = (void *)(intptr_t)vp->v_rdev;
1210                         object = dev_pager_alloc(handle, objsize, prot, foff);
1211                         if (object == NULL) {
1212                                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1213                                 return(EINVAL);
1214                         }
1215                         docow = MAP_PREFAULT_PARTIAL;
1216                         flags &= ~(MAP_PRIVATE|MAP_COPY);
1217                         flags |= MAP_SHARED;
1218                 } else {
1219                         /*
1220                          * Regular file mapping (typically).  The attribute
1221                          * check is for the link count test only.  Mmapble
1222                          * vnodes must already have a VM object assigned.
1223                          */
1224                         struct vattr vat;
1225                         int error;
1226
1227                         error = VOP_GETATTR(vp, &vat);
1228                         if (error) {
1229                                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1230                                 return (error);
1231                         }
1232                         docow = MAP_PREFAULT_PARTIAL;
1233                         object = vnode_pager_reference(vp);
1234                         if (object == NULL && vp->v_type == VREG) {
1235                                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1236                                 kprintf("Warning: cannot mmap vnode %p, no "
1237                                         "object\n", vp);
1238                                 return(EINVAL);
1239                         }
1240
1241                         /*
1242                          * If it is a regular file without any references
1243                          * we do not need to sync it.
1244                          */
1245                         if (vp->v_type == VREG && vat.va_nlink == 0) {
1246                                 flags |= MAP_NOSYNC;
1247                         }
1248                 }
1249         }
1250
1251         /*
1252          * Deal with the adjusted flags
1253          */
1254         if ((flags & (MAP_ANON|MAP_SHARED)) == 0)
1255                 docow |= MAP_COPY_ON_WRITE;
1256         if (flags & MAP_NOSYNC)
1257                 docow |= MAP_DISABLE_SYNCER;
1258         if (flags & MAP_NOCORE)
1259                 docow |= MAP_DISABLE_COREDUMP;
1260
1261 #if defined(VM_PROT_READ_IS_EXEC)
1262         if (prot & VM_PROT_READ)
1263                 prot |= VM_PROT_EXECUTE;
1264
1265         if (maxprot & VM_PROT_READ)
1266                 maxprot |= VM_PROT_EXECUTE;
1267 #endif
1268
1269         /*
1270          * This may place the area in its own page directory if (size) is
1271          * large enough, otherwise it typically returns its argument.
1272          */
1273         if (fitit) {
1274                 *addr = pmap_addr_hint(object, *addr, size);
1275         }
1276
1277         /*
1278          * Stack mappings need special attention.
1279          *
1280          * Mappings that use virtual page tables will default to storing
1281          * the page table at offset 0.
1282          */
1283         if (flags & MAP_STACK) {
1284                 rv = vm_map_stack(map, *addr, size, flags,
1285                                   prot, maxprot, docow);
1286         } else if (flags & MAP_VPAGETABLE) {
1287                 rv = vm_map_find(map, object, foff, addr, size, PAGE_SIZE,
1288                                  fitit, VM_MAPTYPE_VPAGETABLE,
1289                                  prot, maxprot, docow);
1290         } else {
1291                 rv = vm_map_find(map, object, foff, addr, size, PAGE_SIZE,
1292                                  fitit, VM_MAPTYPE_NORMAL,
1293                                  prot, maxprot, docow);
1294         }
1295
1296         if (rv != KERN_SUCCESS) {
1297                 /*
1298                  * Lose the object reference. Will destroy the
1299                  * object if it's an unnamed anonymous mapping
1300                  * or named anonymous without other references.
1301                  */
1302                 vm_object_deallocate(object);
1303                 goto out;
1304         }
1305
1306         /*
1307          * Shared memory is also shared with children.
1308          */
1309         if (flags & (MAP_SHARED|MAP_INHERIT)) {
1310                 rv = vm_map_inherit(map, *addr, *addr + size, VM_INHERIT_SHARE);
1311                 if (rv != KERN_SUCCESS) {
1312                         vm_map_remove(map, *addr, *addr + size);
1313                         goto out;
1314                 }
1315         }
1316
1317         /*
1318          * Set the access time on the vnode
1319          */
1320         if (vp != NULL)
1321                 vn_mark_atime(vp, td);
1322 out:
1323         lwkt_reltoken(&vm_token);
1324
1325         switch (rv) {
1326         case KERN_SUCCESS:
1327                 return (0);
1328         case KERN_INVALID_ADDRESS:
1329         case KERN_NO_SPACE:
1330                 return (ENOMEM);
1331         case KERN_PROTECTION_FAILURE:
1332                 return (EACCES);
1333         default:
1334                 return (EINVAL);
1335         }
1336 }