sys/vm/vm_mmap.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1988 University of Utah.
   3  * Copyright (c) 1991, 1993
   4  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
   8  * Science Department.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  19  *    must display the following acknowledgement:
  20  *      This product includes software developed by the University of
  21  *      California, Berkeley and its contributors.
  22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  24  *    without specific prior written permission.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  36  * SUCH DAMAGE.
  37  *
  38  * from: Utah $Hdr: vm_mmap.c 1.6 91/10/21$
  39  *
  40  *      @(#)vm_mmap.c   8.4 (Berkeley) 1/12/94
  41  * $FreeBSD: src/sys/vm/vm_mmap.c,v 1.108.2.6 2002/07/02 20:06:19 dillon Exp $
  42  * $DragonFly: src/sys/vm/vm_mmap.c,v 1.39 2007/04/30 07:18:57 dillon Exp $
  43  */
  44
  45 /*
  46  * Mapped file (mmap) interface to VM
  47  */
  48
  49 #include <sys/param.h>
  50 #include <sys/kernel.h>
  51 #include <sys/systm.h>
  52 #include <sys/sysproto.h>
  53 #include <sys/filedesc.h>
  54 #include <sys/kern_syscall.h>
  55 #include <sys/proc.h>
  56 #include <sys/priv.h>
  57 #include <sys/resource.h>
  58 #include <sys/resourcevar.h>
  59 #include <sys/vnode.h>
  60 #include <sys/fcntl.h>
  61 #include <sys/file.h>
  62 #include <sys/mman.h>
  63 #include <sys/conf.h>
  64 #include <sys/stat.h>
  65 #include <sys/vmmeter.h>
  66 #include <sys/sysctl.h>
  67
  68 #include <vm/vm.h>
  69 #include <vm/vm_param.h>
  70 #include <sys/lock.h>
  71 #include <vm/pmap.h>
  72 #include <vm/vm_map.h>
  73 #include <vm/vm_object.h>
  74 #include <vm/vm_page.h>
  75 #include <vm/vm_pager.h>
  76 #include <vm/vm_pageout.h>
  77 #include <vm/vm_extern.h>
  78 #include <vm/vm_page.h>
  79 #include <vm/vm_kern.h>
  80
  81 #include <sys/file2.h>
  82 #include <sys/thread.h>
  83 #include <sys/thread2.h>
  84
  85 static int max_proc_mmap;
  86 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, max_proc_mmap, CTLFLAG_RW, &max_proc_mmap, 0, "");
  87 int vkernel_enable;
  88 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, vkernel_enable, CTLFLAG_RW, &vkernel_enable, 0, "");
  89
  90 /*
  91  * Set the maximum number of vm_map_entry structures per process.  Roughly
  92  * speaking vm_map_entry structures are tiny, so allowing them to eat 1/100
  93  * of our KVM malloc space still results in generous limits.  We want a
  94  * default that is good enough to prevent the kernel running out of resources
  95  * if attacked from compromised user account but generous enough such that
  96  * multi-threaded processes are not unduly inconvenienced.
  97  */
  98
  99 static void vmmapentry_rsrc_init (void *);
 100 SYSINIT(vmmersrc, SI_BOOT1_POST, SI_ORDER_ANY, vmmapentry_rsrc_init, NULL)
 101
 102 static void
 103 vmmapentry_rsrc_init(void *dummy)
 104 {
 105     max_proc_mmap = KvaSize / sizeof(struct vm_map_entry);
 106     max_proc_mmap /= 100;
 107 }
 108
 109 /*
 110  * MPSAFE
 111  */
 112 int
 113 sys_sbrk(struct sbrk_args *uap)
 114 {
 115         /* Not yet implemented */
 116         return (EOPNOTSUPP);
 117 }
 118
 119 /*
 120  * sstk_args(int incr)
 121  *
 122  * MPSAFE
 123  */
 124 int
 125 sys_sstk(struct sstk_args *uap)
 126 {
 127         /* Not yet implemented */
 128         return (EOPNOTSUPP);
 129 }
 130
 131 /*
 132  * mmap_args(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd,
 133  *              long pad, off_t pos)
 134  *
 135  * Memory Map (mmap) system call.  Note that the file offset
 136  * and address are allowed to be NOT page aligned, though if
 137  * the MAP_FIXED flag it set, both must have the same remainder
 138  * modulo the PAGE_SIZE (POSIX 1003.1b).  If the address is not
 139  * page-aligned, the actual mapping starts at trunc_page(addr)
 140  * and the return value is adjusted up by the page offset.
 141  *
 142  * Generally speaking, only character devices which are themselves
 143  * memory-based, such as a video framebuffer, can be mmap'd.  Otherwise
 144  * there would be no cache coherency between a descriptor and a VM mapping
 145  * both to the same character device.
 146  *
 147  * Block devices can be mmap'd no matter what they represent.  Cache coherency
 148  * is maintained as long as you do not write directly to the underlying
 149  * character device.
 150  *
 151  * Requires caller to hold vm_token.
 152  */
 153 int
 154 kern_mmap(struct vmspace *vms, caddr_t uaddr, size_t ulen,
 155           int uprot, int uflags, int fd, off_t upos, void **res)
 156 {
 157         struct thread *td = curthread;
 158         struct proc *p = td->td_proc;
 159         struct file *fp = NULL;
 160         struct vnode *vp;
 161         vm_offset_t addr;
 162         vm_offset_t tmpaddr;
 163         vm_size_t size, pageoff;
 164         vm_prot_t prot, maxprot;
 165         void *handle;
 166         int flags, error;
 167         off_t pos;
 168         vm_object_t obj;
 169
 170         KKASSERT(p);
 171         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
 172
 173         addr = (vm_offset_t) uaddr;
 174         size = ulen;
 175         prot = uprot & VM_PROT_ALL;
 176         flags = uflags;
 177         pos = upos;
 178
 179         /*
 180          * Make sure mapping fits into numeric range etc.
 181          *
 182          * NOTE: We support the full unsigned range for size now.
 183          */
 184         if (((flags & MAP_ANON) && (fd != -1 || pos != 0)))
 185                 return (EINVAL);
 186
 187         if (flags & MAP_STACK) {
 188                 if ((fd != -1) ||
 189                     ((prot & (PROT_READ | PROT_WRITE)) != (PROT_READ | PROT_WRITE)))
 190                         return (EINVAL);
 191                 flags |= MAP_ANON;
 192                 pos = 0;
 193         }
 194
 195         /*
 196          * Virtual page tables cannot be used with MAP_STACK.  Apart from
 197          * it not making any sense, the aux union is used by both
 198          * types.
 199          *
 200          * Because the virtual page table is stored in the backing object
 201          * and might be updated by the kernel, the mapping must be R+W.
 202          */
 203         if (flags & MAP_VPAGETABLE) {
 204                 if (vkernel_enable == 0)
 205                         return (EOPNOTSUPP);
 206                 if (flags & MAP_STACK)
 207                         return (EINVAL);
 208                 if ((prot & (PROT_READ|PROT_WRITE)) != (PROT_READ|PROT_WRITE))
 209                         return (EINVAL);
 210         }
 211
 212         /*
 213          * Align the file position to a page boundary,
 214          * and save its page offset component.
 215          */
 216         pageoff = (pos & PAGE_MASK);
 217         pos -= pageoff;
 218
 219         /* Adjust size for rounding (on both ends). */
 220         size += pageoff;                        /* low end... */
 221         size = (vm_size_t) round_page(size);    /* hi end */
 222         if (size < ulen)                        /* wrap */
 223                 return(EINVAL);
 224
 225         /*
 226          * Check for illegal addresses.  Watch out for address wrap... Note
 227          * that VM_*_ADDRESS are not constants due to casts (argh).
 228          */
 229         if (flags & (MAP_FIXED | MAP_TRYFIXED)) {
 230                 /*
 231                  * The specified address must have the same remainder
 232                  * as the file offset taken modulo PAGE_SIZE, so it
 233                  * should be aligned after adjustment by pageoff.
 234                  */
 235                 addr -= pageoff;
 236                 if (addr & PAGE_MASK)
 237                         return (EINVAL);
 238
 239                 /*
 240                  * Address range must be all in user VM space and not wrap.
 241                  */
 242                 tmpaddr = addr + size;
 243                 if (tmpaddr < addr)
 244                         return (EINVAL);
 245                 if (VM_MAX_USER_ADDRESS > 0 && tmpaddr > VM_MAX_USER_ADDRESS)
 246                         return (EINVAL);
 247                 if (VM_MIN_USER_ADDRESS > 0 && addr < VM_MIN_USER_ADDRESS)
 248                         return (EINVAL);
 249         } else {
 250                 /*
 251                  * Set a reasonable start point for the hint if it was
 252                  * not specified or if it falls within the heap space.
 253                  * Hinted mmap()s do not allocate out of the heap space.
 254                  */
 255                 if (addr == 0 ||
 256                     (addr >= round_page((vm_offset_t)vms->vm_taddr) &&
 257                      addr < round_page((vm_offset_t)vms->vm_daddr + maxdsiz)))
 258                         addr = round_page((vm_offset_t)vms->vm_daddr + maxdsiz);
 259         }
 260
 261         if (flags & MAP_ANON) {
 262                 /*
 263                  * Mapping blank space is trivial.
 264                  */
 265                 handle = NULL;
 266                 maxprot = VM_PROT_ALL;
 267         } else {
 268                 /*
 269                  * Mapping file, get fp for validation. Obtain vnode and make
 270                  * sure it is of appropriate type.
 271                  */
 272                 fp = holdfp(p->p_fd, fd, -1);
 273                 if (fp == NULL)
 274                         return (EBADF);
 275                 if (fp->f_type != DTYPE_VNODE) {
 276                         error = EINVAL;
 277                         goto done;
 278                 }
 279                 /*
 280                  * POSIX shared-memory objects are defined to have
 281                  * kernel persistence, and are not defined to support
 282                  * read(2)/write(2) -- or even open(2).  Thus, we can
 283                  * use MAP_ASYNC to trade on-disk coherence for speed.
 284                  * The shm_open(3) library routine turns on the FPOSIXSHM
 285                  * flag to request this behavior.
 286                  */
 287                 if (fp->f_flag & FPOSIXSHM)
 288                         flags |= MAP_NOSYNC;
 289                 vp = (struct vnode *) fp->f_data;
 290
 291                 /*
 292                  * Validate the vnode for the operation.
 293                  */
 294                 switch(vp->v_type) {
 295                 case VREG:
 296                         /*
 297                          * Get the proper underlying object
 298                          */
 299                         if ((obj = vp->v_object) == NULL) {
 300                                 error = EINVAL;
 301                                 goto done;
 302                         }
 303                         KKASSERT((struct vnode *)obj->handle == vp);
 304                         break;
 305                 case VCHR:
 306                         /*
 307                          * Make sure a device has not been revoked.
 308                          * Mappability is handled by the device layer.
 309                          */
 310                         if (vp->v_rdev == NULL) {
 311                                 error = EBADF;
 312                                 goto done;
 313                         }
 314                         break;
 315                 default:
 316                         /*
 317                          * Nothing else is mappable.
 318                          */
 319                         error = EINVAL;
 320                         goto done;
 321                 }
 322
 323                 /*
 324                  * XXX hack to handle use of /dev/zero to map anon memory (ala
 325                  * SunOS).
 326                  */
 327                 if (vp->v_type == VCHR && iszerodev(vp->v_rdev)) {
 328                         handle = NULL;
 329                         maxprot = VM_PROT_ALL;
 330                         flags |= MAP_ANON;
 331                         pos = 0;
 332                 } else {
 333                         /*
 334                          * cdevs does not provide private mappings of any kind.
 335                          */
 336                         if (vp->v_type == VCHR &&
 337                             (flags & (MAP_PRIVATE|MAP_COPY))) {
 338                                 error = EINVAL;
 339                                 goto done;
 340                         }
 341                         /*
 342                          * Ensure that file and memory protections are
 343                          * compatible.  Note that we only worry about
 344                          * writability if mapping is shared; in this case,
 345                          * current and max prot are dictated by the open file.
 346                          * XXX use the vnode instead?  Problem is: what
 347                          * credentials do we use for determination? What if
 348                          * proc does a setuid?
 349                          */
 350                         maxprot = VM_PROT_EXECUTE;      /* ??? */
 351                         if (fp->f_flag & FREAD) {
 352                                 maxprot |= VM_PROT_READ;
 353                         } else if (prot & PROT_READ) {
 354                                 error = EACCES;
 355                                 goto done;
 356                         }
 357                         /*
 358                          * If we are sharing potential changes (either via
 359                          * MAP_SHARED or via the implicit sharing of character
 360                          * device mappings), and we are trying to get write
 361                          * permission although we opened it without asking
 362                          * for it, bail out.  Check for superuser, only if
 363                          * we're at securelevel < 1, to allow the XIG X server
 364                          * to continue to work.
 365                          */
 366                         if ((flags & MAP_SHARED) != 0 || vp->v_type == VCHR) {
 367                                 if ((fp->f_flag & FWRITE) != 0) {
 368                                         struct vattr va;
 369                                         if ((error = VOP_GETATTR(vp, &va))) {
 370                                                 goto done;
 371                                         }
 372                                         if ((va.va_flags &
 373                                             (IMMUTABLE|APPEND)) == 0) {
 374                                                 maxprot |= VM_PROT_WRITE;
 375                                         } else if (prot & PROT_WRITE) {
 376                                                 error = EPERM;
 377                                                 goto done;
 378                                         }
 379                                 } else if ((prot & PROT_WRITE) != 0) {
 380                                         error = EACCES;
 381                                         goto done;
 382                                 }
 383                         } else {
 384                                 maxprot |= VM_PROT_WRITE;
 385                         }
 386                         handle = (void *)vp;
 387                 }
 388         }
 389
 390         /*
 391          * Do not allow more then a certain number of vm_map_entry structures
 392          * per process.  Scale with the number of rforks sharing the map
 393          * to make the limit reasonable for threads.
 394          */
 395         if (max_proc_mmap &&
 396             vms->vm_map.nentries >= max_proc_mmap * vms->vm_sysref.refcnt) {
 397                 error = ENOMEM;
 398                 goto done;
 399         }
 400
 401         error = vm_mmap(&vms->vm_map, &addr, size, prot, maxprot,
 402                         flags, handle, pos);
 403         if (error == 0)
 404                 *res = (void *)(addr + pageoff);
 405 done:
 406         if (fp)
 407                 fdrop(fp);
 408         return (error);
 409 }
 410
 411 /*
 412  * mmap system call handler
 413  *
 414  * No requirements.
 415  */
 416 int
 417 sys_mmap(struct mmap_args *uap)
 418 {
 419         int error;
 420
 421         lwkt_gettoken(&vm_token);
 422         error = kern_mmap(curproc->p_vmspace, uap->addr, uap->len,
 423                           uap->prot, uap->flags,
 424                           uap->fd, uap->pos, &uap->sysmsg_resultp);
 425         lwkt_reltoken(&vm_token);
 426
 427         return (error);
 428 }
 429
 430 /*
 431  * msync system call handler
 432  *
 433  * msync_args(void *addr, size_t len, int flags)
 434  *
 435  * No requirements
 436  */
 437 int
 438 sys_msync(struct msync_args *uap)
 439 {
 440         struct proc *p = curproc;
 441         vm_offset_t addr;
 442         vm_offset_t tmpaddr;
 443         vm_size_t size, pageoff;
 444         int flags;
 445         vm_map_t map;
 446         int rv;
 447
 448         addr = (vm_offset_t) uap->addr;
 449         size = uap->len;
 450         flags = uap->flags;
 451
 452         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
 453         addr -= pageoff;
 454         size += pageoff;
 455         size = (vm_size_t) round_page(size);
 456         if (size < uap->len)            /* wrap */
 457                 return(EINVAL);
 458         tmpaddr = addr + size;          /* workaround gcc4 opt */
 459         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
 460                 return(EINVAL);
 461
 462         if ((flags & (MS_ASYNC|MS_INVALIDATE)) == (MS_ASYNC|MS_INVALIDATE))
 463                 return (EINVAL);
 464
 465         lwkt_gettoken(&vm_token);
 466         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 467
 468         /*
 469          * XXX Gak!  If size is zero we are supposed to sync "all modified
 470          * pages with the region containing addr".  Unfortunately, we don't
 471          * really keep track of individual mmaps so we approximate by flushing
 472          * the range of the map entry containing addr. This can be incorrect
 473          * if the region splits or is coalesced with a neighbor.
 474          */
 475         if (size == 0) {
 476                 vm_map_entry_t entry;
 477
 478                 vm_map_lock_read(map);
 479                 rv = vm_map_lookup_entry(map, addr, &entry);
 480                 if (rv == FALSE) {
 481                         vm_map_unlock_read(map);
 482                         rv = KERN_INVALID_ADDRESS;
 483                         goto done;
 484                 }
 485                 addr = entry->start;
 486                 size = entry->end - entry->start;
 487                 vm_map_unlock_read(map);
 488         }
 489
 490         /*
 491          * Clean the pages and interpret the return value.
 492          */
 493         rv = vm_map_clean(map, addr, addr + size, (flags & MS_ASYNC) == 0,
 494                           (flags & MS_INVALIDATE) != 0);
 495 done:
 496         lwkt_reltoken(&vm_token);
 497
 498         switch (rv) {
 499         case KERN_SUCCESS:
 500                 break;
 501         case KERN_INVALID_ADDRESS:
 502                 return (EINVAL);        /* Sun returns ENOMEM? */
 503         case KERN_FAILURE:
 504                 return (EIO);
 505         default:
 506                 return (EINVAL);
 507         }
 508
 509         return (0);
 510 }
 511
 512 /*
 513  * munmap system call handler
 514  *
 515  * munmap_args(void *addr, size_t len)
 516  *
 517  * No requirements
 518  */
 519 int
 520 sys_munmap(struct munmap_args *uap)
 521 {
 522         struct proc *p = curproc;
 523         vm_offset_t addr;
 524         vm_offset_t tmpaddr;
 525         vm_size_t size, pageoff;
 526         vm_map_t map;
 527
 528         addr = (vm_offset_t) uap->addr;
 529         size = uap->len;
 530
 531         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
 532         addr -= pageoff;
 533         size += pageoff;
 534         size = (vm_size_t) round_page(size);
 535         if (size < uap->len)            /* wrap */
 536                 return(EINVAL);
 537         tmpaddr = addr + size;          /* workaround gcc4 opt */
 538         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
 539                 return(EINVAL);
 540
 541         if (size == 0)
 542                 return (0);
 543
 544         /*
 545          * Check for illegal addresses.  Watch out for address wrap... Note
 546          * that VM_*_ADDRESS are not constants due to casts (argh).
 547          */
 548         if (VM_MAX_USER_ADDRESS > 0 && tmpaddr > VM_MAX_USER_ADDRESS)
 549                 return (EINVAL);
 550         if (VM_MIN_USER_ADDRESS > 0 && addr < VM_MIN_USER_ADDRESS)
 551                 return (EINVAL);
 552
 553         lwkt_gettoken(&vm_token);
 554         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 555         /*
 556          * Make sure entire range is allocated.
 557          */
 558         if (!vm_map_check_protection(map, addr, addr + size,
 559                                      VM_PROT_NONE, FALSE)) {
 560                 lwkt_reltoken(&vm_token);
 561                 return (EINVAL);
 562         }
 563         /* returns nothing but KERN_SUCCESS anyway */
 564         vm_map_remove(map, addr, addr + size);
 565         lwkt_reltoken(&vm_token);
 566         return (0);
 567 }
 568
 569 /*
 570  * mprotect_args(const void *addr, size_t len, int prot)
 571  *
 572  * MPALMOSTSAFE
 573  */
 574 int
 575 sys_mprotect(struct mprotect_args *uap)
 576 {
 577         struct proc *p = curproc;
 578         vm_offset_t addr;
 579         vm_offset_t tmpaddr;
 580         vm_size_t size, pageoff;
 581         vm_prot_t prot;
 582         int error;
 583
 584         addr = (vm_offset_t) uap->addr;
 585         size = uap->len;
 586         prot = uap->prot & VM_PROT_ALL;
 587 #if defined(VM_PROT_READ_IS_EXEC)
 588         if (prot & VM_PROT_READ)
 589                 prot |= VM_PROT_EXECUTE;
 590 #endif
 591
 592         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
 593         addr -= pageoff;
 594         size += pageoff;
 595         size = (vm_size_t) round_page(size);
 596         if (size < uap->len)            /* wrap */
 597                 return(EINVAL);
 598         tmpaddr = addr + size;          /* workaround gcc4 opt */
 599         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
 600                 return(EINVAL);
 601
 602         lwkt_gettoken(&vm_token);
 603         switch (vm_map_protect(&p->p_vmspace->vm_map, addr, addr + size,
 604                                prot, FALSE)) {
 605         case KERN_SUCCESS:
 606                 error = 0;
 607                 break;
 608         case KERN_PROTECTION_FAILURE:
 609                 error = EACCES;
 610                 break;
 611         default:
 612                 error = EINVAL;
 613                 break;
 614         }
 615         lwkt_reltoken(&vm_token);
 616         return (error);
 617 }
 618
 619 /*
 620  * minherit system call handler
 621  *
 622  * minherit_args(void *addr, size_t len, int inherit)
 623  *
 624  * No requirements.
 625  */
 626 int
 627 sys_minherit(struct minherit_args *uap)
 628 {
 629         struct proc *p = curproc;
 630         vm_offset_t addr;
 631         vm_offset_t tmpaddr;
 632         vm_size_t size, pageoff;
 633         vm_inherit_t inherit;
 634         int error;
 635
 636         addr = (vm_offset_t)uap->addr;
 637         size = uap->len;
 638         inherit = uap->inherit;
 639
 640         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
 641         addr -= pageoff;
 642         size += pageoff;
 643         size = (vm_size_t) round_page(size);
 644         if (size < uap->len)            /* wrap */
 645                 return(EINVAL);
 646         tmpaddr = addr + size;          /* workaround gcc4 opt */
 647         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
 648                 return(EINVAL);
 649
 650         lwkt_gettoken(&vm_token);
 651
 652         switch (vm_map_inherit(&p->p_vmspace->vm_map, addr,
 653                                addr + size, inherit)) {
 654         case KERN_SUCCESS:
 655                 error = 0;
 656                 break;
 657         case KERN_PROTECTION_FAILURE:
 658                 error = EACCES;
 659                 break;
 660         default:
 661                 error = EINVAL;
 662                 break;
 663         }
 664         lwkt_reltoken(&vm_token);
 665         return (error);
 666 }
 667
 668 /*
 669  * madvise system call handler
 670  *
 671  * madvise_args(void *addr, size_t len, int behav)
 672  *
 673  * No requirements.
 674  */
 675 int
 676 sys_madvise(struct madvise_args *uap)
 677 {
 678         struct proc *p = curproc;
 679         vm_offset_t start, end;
 680         vm_offset_t tmpaddr = (vm_offset_t)uap->addr + uap->len;
 681         int error;
 682
 683         /*
 684          * Check for illegal behavior
 685          */
 686         if (uap->behav < 0 || uap->behav >= MADV_CONTROL_END)
 687                 return (EINVAL);
 688         /*
 689          * Check for illegal addresses.  Watch out for address wrap... Note
 690          * that VM_*_ADDRESS are not constants due to casts (argh).
 691          */
 692         if (tmpaddr < (vm_offset_t)uap->addr)
 693                 return (EINVAL);
 694         if (VM_MAX_USER_ADDRESS > 0 && tmpaddr > VM_MAX_USER_ADDRESS)
 695                 return (EINVAL);
 696         if (VM_MIN_USER_ADDRESS > 0 && uap->addr < VM_MIN_USER_ADDRESS)
 697                 return (EINVAL);
 698
 699         /*
 700          * Since this routine is only advisory, we default to conservative
 701          * behavior.
 702          */
 703         start = trunc_page((vm_offset_t)uap->addr);
 704         end = round_page(tmpaddr);
 705
 706         lwkt_gettoken(&vm_token);
 707         error = vm_map_madvise(&p->p_vmspace->vm_map, start, end,
 708                                uap->behav, 0);
 709         lwkt_reltoken(&vm_token);
 710         return (error);
 711 }
 712
 713 /*
 714  * mcontrol system call handler
 715  *
 716  * mcontrol_args(void *addr, size_t len, int behav, off_t value)
 717  *
 718  * No requirements
 719  */
 720 int
 721 sys_mcontrol(struct mcontrol_args *uap)
 722 {
 723         struct proc *p = curproc;
 724         vm_offset_t start, end;
 725         vm_offset_t tmpaddr = (vm_offset_t)uap->addr + uap->len;
 726         int error;
 727
 728         /*
 729          * Check for illegal behavior
 730          */
 731         if (uap->behav < 0 || uap->behav > MADV_CONTROL_END)
 732                 return (EINVAL);
 733         /*
 734          * Check for illegal addresses.  Watch out for address wrap... Note
 735          * that VM_*_ADDRESS are not constants due to casts (argh).
 736          */
 737         if (tmpaddr < (vm_offset_t) uap->addr)
 738                 return (EINVAL);
 739         if (VM_MAX_USER_ADDRESS > 0 && tmpaddr > VM_MAX_USER_ADDRESS)
 740                 return (EINVAL);
 741         if (VM_MIN_USER_ADDRESS > 0 && uap->addr < VM_MIN_USER_ADDRESS)
 742                 return (EINVAL);
 743
 744         /*
 745          * Since this routine is only advisory, we default to conservative
 746          * behavior.
 747          */
 748         start = trunc_page((vm_offset_t)uap->addr);
 749         end = round_page(tmpaddr);
 750
 751         lwkt_gettoken(&vm_token);
 752         error = vm_map_madvise(&p->p_vmspace->vm_map, start, end,
 753                                uap->behav, uap->value);
 754         lwkt_reltoken(&vm_token);
 755         return (error);
 756 }
 757
 758
 759 /*
 760  * mincore system call handler
 761  *
 762  * mincore_args(const void *addr, size_t len, char *vec)
 763  *
 764  * No requirements
 765  */
 766 int
 767 sys_mincore(struct mincore_args *uap)
 768 {
 769         struct proc *p = curproc;
 770         vm_offset_t addr, first_addr;
 771         vm_offset_t end, cend;
 772         pmap_t pmap;
 773         vm_map_t map;
 774         char *vec;
 775         int error;
 776         int vecindex, lastvecindex;
 777         vm_map_entry_t current;
 778         vm_map_entry_t entry;
 779         int mincoreinfo;
 780         unsigned int timestamp;
 781
 782         /*
 783          * Make sure that the addresses presented are valid for user
 784          * mode.
 785          */
 786         first_addr = addr = trunc_page((vm_offset_t) uap->addr);
 787         end = addr + (vm_size_t)round_page(uap->len);
 788         if (end < addr)
 789                 return (EINVAL);
 790         if (VM_MAX_USER_ADDRESS > 0 && end > VM_MAX_USER_ADDRESS)
 791                 return (EINVAL);
 792
 793         /*
 794          * Address of byte vector
 795          */
 796         vec = uap->vec;
 797
 798         map = &p->p_vmspace->vm_map;
 799         pmap = vmspace_pmap(p->p_vmspace);
 800
 801         lwkt_gettoken(&vm_token);
 802         vm_map_lock_read(map);
 803 RestartScan:
 804         timestamp = map->timestamp;
 805
 806         if (!vm_map_lookup_entry(map, addr, &entry))
 807                 entry = entry->next;
 808
 809         /*
 810          * Do this on a map entry basis so that if the pages are not
 811          * in the current processes address space, we can easily look
 812          * up the pages elsewhere.
 813          */
 814         lastvecindex = -1;
 815         for(current = entry;
 816                 (current != &map->header) && (current->start < end);
 817                 current = current->next) {
 818
 819                 /*
 820                  * ignore submaps (for now) or null objects
 821                  */
 822                 if (current->maptype != VM_MAPTYPE_NORMAL &&
 823                     current->maptype != VM_MAPTYPE_VPAGETABLE) {
 824                         continue;
 825                 }
 826                 if (current->object.vm_object == NULL)
 827                         continue;
 828
 829                 /*
 830                  * limit this scan to the current map entry and the
 831                  * limits for the mincore call
 832                  */
 833                 if (addr < current->start)
 834                         addr = current->start;
 835                 cend = current->end;
 836                 if (cend > end)
 837                         cend = end;
 838
 839                 /*
 840                  * scan this entry one page at a time
 841                  */
 842                 while (addr < cend) {
 843                         /*
 844                          * Check pmap first, it is likely faster, also
 845                          * it can provide info as to whether we are the
 846                          * one referencing or modifying the page.
 847                          *
 848                          * If we have to check the VM object, only mess
 849                          * around with normal maps.  Do not mess around
 850                          * with virtual page tables (XXX).
 851                          */
 852                         mincoreinfo = pmap_mincore(pmap, addr);
 853                         if (mincoreinfo == 0 &&
 854                             current->maptype == VM_MAPTYPE_NORMAL) {
 855                                 vm_pindex_t pindex;
 856                                 vm_ooffset_t offset;
 857                                 vm_page_t m;
 858
 859                                 /*
 860                                  * calculate the page index into the object
 861                                  */
 862                                 offset = current->offset + (addr - current->start);
 863                                 pindex = OFF_TO_IDX(offset);
 864
 865                                 /*
 866                                  * if the page is resident, then gather
 867                                  * information about it.  spl protection is
 868                                  * required to maintain the object
 869                                  * association.  And XXX what if the page is
 870                                  * busy?  What's the deal with that?
 871                                  */
 872                                 crit_enter();
 873                                 m = vm_page_lookup(current->object.vm_object,
 874                                                     pindex);
 875                                 if (m && m->valid) {
 876                                         mincoreinfo = MINCORE_INCORE;
 877                                         if (m->dirty ||
 878                                                 pmap_is_modified(m))
 879                                                 mincoreinfo |= MINCORE_MODIFIED_OTHER;
 880                                         if ((m->flags & PG_REFERENCED) ||
 881                                                 pmap_ts_referenced(m)) {
 882                                                 vm_page_flag_set(m, PG_REFERENCED);
 883                                                 mincoreinfo |= MINCORE_REFERENCED_OTHER;
 884                                         }
 885                                 }
 886                                 crit_exit();
 887                         }
 888
 889                         /*
 890                          * subyte may page fault.  In case it needs to modify
 891                          * the map, we release the lock.
 892                          */
 893                         vm_map_unlock_read(map);
 894
 895                         /*
 896                          * calculate index into user supplied byte vector
 897                          */
 898                         vecindex = OFF_TO_IDX(addr - first_addr);
 899
 900                         /*
 901                          * If we have skipped map entries, we need to make sure that
 902                          * the byte vector is zeroed for those skipped entries.
 903                          */
 904                         while((lastvecindex + 1) < vecindex) {
 905                                 error = subyte( vec + lastvecindex, 0);
 906                                 if (error) {
 907                                         error = EFAULT;
 908                                         goto done;
 909                                 }
 910                                 ++lastvecindex;
 911                         }
 912
 913                         /*
 914                          * Pass the page information to the user
 915                          */
 916                         error = subyte( vec + vecindex, mincoreinfo);
 917                         if (error) {
 918                                 error = EFAULT;
 919                                 goto done;
 920                         }
 921
 922                         /*
 923                          * If the map has changed, due to the subyte, the previous
 924                          * output may be invalid.
 925                          */
 926                         vm_map_lock_read(map);
 927                         if (timestamp != map->timestamp)
 928                                 goto RestartScan;
 929
 930                         lastvecindex = vecindex;
 931                         addr += PAGE_SIZE;
 932                 }
 933         }
 934
 935         /*
 936          * subyte may page fault.  In case it needs to modify
 937          * the map, we release the lock.
 938          */
 939         vm_map_unlock_read(map);
 940
 941         /*
 942          * Zero the last entries in the byte vector.
 943          */
 944         vecindex = OFF_TO_IDX(end - first_addr);
 945         while((lastvecindex + 1) < vecindex) {
 946                 error = subyte( vec + lastvecindex, 0);
 947                 if (error) {
 948                         error = EFAULT;
 949                         goto done;
 950                 }
 951                 ++lastvecindex;
 952         }
 953
 954         /*
 955          * If the map has changed, due to the subyte, the previous
 956          * output may be invalid.
 957          */
 958         vm_map_lock_read(map);
 959         if (timestamp != map->timestamp)
 960                 goto RestartScan;
 961         vm_map_unlock_read(map);
 962
 963         error = 0;
 964 done:
 965         lwkt_reltoken(&vm_token);
 966         return (error);
 967 }
 968
 969 /*
 970  * mlock system call handler
 971  *
 972  * mlock_args(const void *addr, size_t len)
 973  *
 974  * No requirements
 975  */
 976 int
 977 sys_mlock(struct mlock_args *uap)
 978 {
 979         vm_offset_t addr;
 980         vm_offset_t tmpaddr;
 981         vm_size_t size, pageoff;
 982         struct thread *td = curthread;
 983         struct proc *p = td->td_proc;
 984         int error;
 985
 986         addr = (vm_offset_t) uap->addr;
 987         size = uap->len;
 988
 989         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
 990         addr -= pageoff;
 991         size += pageoff;
 992         size = (vm_size_t) round_page(size);
 993         if (size < uap->len)            /* wrap */
 994                 return(EINVAL);
 995         tmpaddr = addr + size;          /* workaround gcc4 opt */
 996         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
 997                 return (EINVAL);
 998
 999         if (atop(size) + vmstats.v_wire_count > vm_page_max_wired)
1000                 return (EAGAIN);
1001
1002         lwkt_gettoken(&vm_token);
1003 #ifdef pmap_wired_count
1004         if (size + ptoa(pmap_wired_count(vm_map_pmap(&p->p_vmspace->vm_map))) >
1005             p->p_rlimit[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur) {
1006                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1007                 return (ENOMEM);
1008         }
1009 #else
1010         error = priv_check_cred(td->td_ucred, PRIV_ROOT, 0);
1011         if (error) {
1012                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1013                 return (error);
1014         }
1015 #endif
1016         error = vm_map_unwire(&p->p_vmspace->vm_map, addr, addr + size, FALSE);
1017         lwkt_reltoken(&vm_token);
1018         return (error == KERN_SUCCESS ? 0 : ENOMEM);
1019 }
1020
1021 /*
1022  * mlockall_args(int how)
1023  *
1024  * Dummy routine, doesn't actually do anything.
1025  *
1026  * No requirements
1027  */
1028 int
1029 sys_mlockall(struct mlockall_args *uap)
1030 {
1031         return (ENOSYS);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * munlockall_args(void)
1036  *
1037  * Dummy routine, doesn't actually do anything.
1038  *
1039  * No requirements
1040  */
1041 int
1042 sys_munlockall(struct munlockall_args *uap)
1043 {
1044         return (ENOSYS);
1045 }
1046
1047 /*
1048  * munlock system call handler
1049  *
1050  * munlock_args(const void *addr, size_t len)
1051  *
1052  * No requirements
1053  */
1054 int
1055 sys_munlock(struct munlock_args *uap)
1056 {
1057         struct thread *td = curthread;
1058         struct proc *p = td->td_proc;
1059         vm_offset_t addr;
1060         vm_offset_t tmpaddr;
1061         vm_size_t size, pageoff;
1062         int error;
1063
1064         addr = (vm_offset_t) uap->addr;
1065         size = uap->len;
1066
1067         pageoff = (addr & PAGE_MASK);
1068         addr -= pageoff;
1069         size += pageoff;
1070         size = (vm_size_t) round_page(size);
1071
1072         tmpaddr = addr + size;
1073         if (tmpaddr < addr)             /* wrap */
1074                 return (EINVAL);
1075
1076 #ifndef pmap_wired_count
1077         error = priv_check(td, PRIV_ROOT);
1078         if (error)
1079                 return (error);
1080 #endif
1081
1082         lwkt_gettoken(&vm_token);
1083         error = vm_map_unwire(&p->p_vmspace->vm_map, addr, addr + size, TRUE);
1084         lwkt_reltoken(&vm_token);
1085         return (error == KERN_SUCCESS ? 0 : ENOMEM);
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Internal version of mmap.
1090  * Currently used by mmap, exec, and sys5 shared memory.
1091  * Handle is either a vnode pointer or NULL for MAP_ANON.
1092  *
1093  * Requires that the MP lock is held by the caller
1094  */
1095 int
1096 vm_mmap(vm_map_t map, vm_offset_t *addr, vm_size_t size, vm_prot_t prot,
1097         vm_prot_t maxprot, int flags, void *handle, vm_ooffset_t foff)
1098 {
1099         boolean_t fitit;
1100         vm_object_t object;
1101         vm_offset_t eaddr;
1102         vm_size_t   esize;
1103         struct vnode *vp;
1104         struct thread *td = curthread;
1105         struct proc *p;
1106         int rv = KERN_SUCCESS;
1107         off_t objsize;
1108         int docow;
1109
1110         if (size == 0)
1111                 return (0);
1112
1113         objsize = round_page(size);
1114         if (objsize < size)
1115                 return (EINVAL);
1116         size = objsize;
1117
1118         /*
1119          * XXX messy code, fixme
1120          *
1121          * NOTE: Overflow checks require discrete statements or GCC4
1122          * will optimize it out.
1123          */
1124         if ((p = curproc) != NULL && map == &p->p_vmspace->vm_map) {
1125                 esize = map->size + size;       /* workaround gcc4 opt */
1126                 if (esize < map->size ||
1127                     esize > p->p_rlimit[RLIMIT_VMEM].rlim_cur) {
1128                         return(ENOMEM);
1129                 }
1130         }
1131
1132         /*
1133          * We currently can only deal with page aligned file offsets.
1134          * The check is here rather than in the syscall because the
1135          * kernel calls this function internally for other mmaping
1136          * operations (such as in exec) and non-aligned offsets will
1137          * cause pmap inconsistencies...so we want to be sure to
1138          * disallow this in all cases.
1139          *
1140          * NOTE: Overflow checks require discrete statements or GCC4
1141          * will optimize it out.
1142          */
1143         if (foff & PAGE_MASK)
1144                 return (EINVAL);
1145
1146         if ((flags & (MAP_FIXED | MAP_TRYFIXED)) == 0) {
1147                 fitit = TRUE;
1148                 *addr = round_page(*addr);
1149         } else {
1150                 if (*addr != trunc_page(*addr))
1151                         return (EINVAL);
1152                 eaddr = *addr + size;
1153                 if (eaddr < *addr)
1154                         return (EINVAL);
1155                 fitit = FALSE;
1156                 if ((flags & MAP_TRYFIXED) == 0)
1157                         vm_map_remove(map, *addr, *addr + size);
1158         }
1159
1160         /*
1161          * Lookup/allocate object.
1162          */
1163         if (flags & MAP_ANON) {
1164                 /*
1165                  * Unnamed anonymous regions always start at 0.
1166                  */
1167                 if (handle) {
1168                         /*
1169                          * Default memory object
1170                          */
1171                         object = default_pager_alloc(handle, objsize,
1172                                                      prot, foff);
1173                         if (object == NULL)
1174                                 return(ENOMEM);
1175                         docow = MAP_PREFAULT_PARTIAL;
1176                 } else {
1177                         /*
1178                          * Implicit single instance of a default memory
1179                          * object, so we don't need a VM object yet.
1180                          */
1181                         foff = 0;
1182                         object = NULL;
1183                         docow = 0;
1184                 }
1185                 vp = NULL;
1186         } else {
1187                 vp = (struct vnode *)handle;
1188                 if (vp->v_type == VCHR) {
1189                         /*
1190                          * Device mappings (device size unknown?).
1191                          * Force them to be shared.
1192                          */
1193                         handle = (void *)(intptr_t)vp->v_rdev;
1194                         object = dev_pager_alloc(handle, objsize, prot, foff);
1195                         if (object == NULL)
1196                                 return(EINVAL);
1197                         docow = MAP_PREFAULT_PARTIAL;
1198                         flags &= ~(MAP_PRIVATE|MAP_COPY);
1199                         flags |= MAP_SHARED;
1200                 } else {
1201                         /*
1202                          * Regular file mapping (typically).  The attribute
1203                          * check is for the link count test only.  Mmapble
1204                          * vnodes must already have a VM object assigned.
1205                          */
1206                         struct vattr vat;
1207                         int error;
1208
1209                         error = VOP_GETATTR(vp, &vat);
1210                         if (error)
1211                                 return (error);
1212                         docow = MAP_PREFAULT_PARTIAL;
1213                         object = vnode_pager_reference(vp);
1214                         if (object == NULL && vp->v_type == VREG) {
1215                                 kprintf("Warning: cannot mmap vnode %p, no "
1216                                         "object\n", vp);
1217                                 return(EINVAL);
1218                         }
1219
1220                         /*
1221                          * If it is a regular file without any references
1222                          * we do not need to sync it.
1223                          */
1224                         if (vp->v_type == VREG && vat.va_nlink == 0) {
1225                                 flags |= MAP_NOSYNC;
1226                         }
1227                 }
1228         }
1229
1230         /*
1231          * Deal with the adjusted flags
1232          */
1233         if ((flags & (MAP_ANON|MAP_SHARED)) == 0)
1234                 docow |= MAP_COPY_ON_WRITE;
1235         if (flags & MAP_NOSYNC)
1236                 docow |= MAP_DISABLE_SYNCER;
1237         if (flags & MAP_NOCORE)
1238                 docow |= MAP_DISABLE_COREDUMP;
1239
1240 #if defined(VM_PROT_READ_IS_EXEC)
1241         if (prot & VM_PROT_READ)
1242                 prot |= VM_PROT_EXECUTE;
1243
1244         if (maxprot & VM_PROT_READ)
1245                 maxprot |= VM_PROT_EXECUTE;
1246 #endif
1247
1248         /*
1249          * This may place the area in its own page directory if (size) is
1250          * large enough, otherwise it typically returns its argument.
1251          */
1252         if (fitit) {
1253                 *addr = pmap_addr_hint(object, *addr, size);
1254         }
1255
1256         /*
1257          * Stack mappings need special attention.
1258          *
1259          * Mappings that use virtual page tables will default to storing
1260          * the page table at offset 0.
1261          */
1262         if (flags & MAP_STACK) {
1263                 rv = vm_map_stack(map, *addr, size, flags,
1264                                   prot, maxprot, docow);
1265         } else if (flags & MAP_VPAGETABLE) {
1266                 rv = vm_map_find(map, object, foff, addr, size, PAGE_SIZE,
1267                                  fitit, VM_MAPTYPE_VPAGETABLE,
1268                                  prot, maxprot, docow);
1269         } else {
1270                 rv = vm_map_find(map, object, foff, addr, size, PAGE_SIZE,
1271                                  fitit, VM_MAPTYPE_NORMAL,
1272                                  prot, maxprot, docow);
1273         }
1274
1275         if (rv != KERN_SUCCESS) {
1276                 /*
1277                  * Lose the object reference. Will destroy the
1278                  * object if it's an unnamed anonymous mapping
1279                  * or named anonymous without other references.
1280                  */
1281                 vm_object_deallocate(object);
1282                 goto out;
1283         }
1284
1285         /*
1286          * Shared memory is also shared with children.
1287          */
1288         if (flags & (MAP_SHARED|MAP_INHERIT)) {
1289                 rv = vm_map_inherit(map, *addr, *addr + size, VM_INHERIT_SHARE);
1290                 if (rv != KERN_SUCCESS) {
1291                         vm_map_remove(map, *addr, *addr + size);
1292                         goto out;
1293                 }
1294         }
1295
1296         /*
1297          * Set the access time on the vnode
1298          */
1299         if (vp != NULL)
1300                 vn_mark_atime(vp, td);
1301 out:
1302         switch (rv) {
1303         case KERN_SUCCESS:
1304                 return (0);
1305         case KERN_INVALID_ADDRESS:
1306         case KERN_NO_SPACE:
1307                 return (ENOMEM);
1308         case KERN_PROTECTION_FAILURE:
1309                 return (EACCES);
1310         default:
1311                 return (EINVAL);
1312         }
1313 }