sys/platform/vkernel/i386/vm_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1989, 1990 William Jolitz
   4  * Copyright (c) 1994 John Dyson
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   8  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
   9  * Science Department, and William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  *      from: @(#)vm_machdep.c  7.3 (Berkeley) 5/13/91
  40  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  41  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/vm_machdep.c,v 1.132.2.9 2003/01/25 19:02:23 dillon Exp $
  42  * $DragonFly: src/sys/platform/vkernel/i386/vm_machdep.c,v 1.3 2007/01/08 03:33:43 dillon Exp $
  43  */
  44
  45 #include "use_npx.h"
  46 #include "use_isa.h"
  47
  48 #include <sys/param.h>
  49 #include <sys/systm.h>
  50 #include <sys/malloc.h>
  51 #include <sys/proc.h>
  52 #include <sys/buf.h>
  53 #include <sys/interrupt.h>
  54 #include <sys/vnode.h>
  55 #include <sys/vmmeter.h>
  56 #include <sys/kernel.h>
  57 #include <sys/sysctl.h>
  58 #include <sys/unistd.h>
  59
  60 #include <machine/clock.h>
  61 #include <machine/cpu.h>
  62 #include <machine/md_var.h>
  63 #include <machine/smp.h>
  64 #include <machine/pcb.h>
  65 #include <machine/pcb_ext.h>
  66 #include <machine/vm86.h>
  67 #include <machine/segments.h>
  68 #include <machine/globaldata.h> /* npxthread */
  69
  70 #include <vm/vm.h>
  71 #include <vm/vm_param.h>
  72 #include <sys/lock.h>
  73 #include <vm/vm_kern.h>
  74 #include <vm/vm_page.h>
  75 #include <vm/vm_map.h>
  76 #include <vm/vm_extern.h>
  77
  78 #include <sys/user.h>
  79 #include <sys/thread2.h>
  80
  81 #include <bus/isa/i386/isa.h>
  82
  83 #include <stdio.h>
  84 #include <stdlib.h>
  85
  86 char machine[] = MACHINE_CPU;
  87 SYSCTL_STRING(_hw, HW_MACHINE, machine, CTLFLAG_RD,
  88               machine, 0, "Machine class");
  89
  90 char cpu_vendor[] = "DragonFly";        /* XXX */
  91 u_int cpu_id = 0x80000000;              /* XXX */
  92
  93 /*
  94  * Finish a fork operation, with lwp lp2 nearly set up.
  95  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
  96  * ready to run and return to user mode.
  97  */
  98 void
  99 cpu_fork(struct lwp *lp1, struct lwp *lp2, int flags)
 100 {
 101         struct pcb *pcb2;
 102
 103         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 104                 if ((flags & RFMEM) == 0) {
 105                         /* unshare user LDT */
 106                         struct pcb *pcb1 = lp1->lwp_thread->td_pcb;
 107                         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb1->pcb_ldt;
 108                         if (pcb_ldt && pcb_ldt->ldt_refcnt > 1) {
 109                                 pcb_ldt = user_ldt_alloc(pcb1,pcb_ldt->ldt_len);
 110                                 user_ldt_free(pcb1);
 111                                 pcb1->pcb_ldt = pcb_ldt;
 112                                 set_user_ldt(pcb1);
 113                         }
 114                 }
 115                 return;
 116         }
 117
 118 #if NNPX > 0
 119         /* Ensure that lp1's pcb is up to date. */
 120         if (mdcpu->gd_npxthread == lp1->lwp_thread)
 121                 npxsave(lp1->lwp_thread->td_savefpu);
 122 #endif
 123
 124         /*
 125          * Copy lp1's PCB.  This really only applies to the
 126          * debug registers and FP state, but its faster to just copy the
 127          * whole thing.  Because we only save the PCB at switchout time,
 128          * the register state may not be current.
 129          */
 130         pcb2 = lp2->lwp_thread->td_pcb;
 131         *pcb2 = *lp1->lwp_thread->td_pcb;
 132
 133         /*
 134          * Create a new fresh stack for the new process.
 135          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 136          * syscall.  This copies the user mode register values.  The
 137          * 16 byte offset saves space for vm86, and must match
 138          * common_tss.esp0 (kernel stack pointer on entry from user mode)
 139          *
 140          * pcb_esp must allocate an additional call-return pointer below
 141          * the trap frame which will be restored by cpu_restore from
 142          * PCB_EIP, and the thread's td_sp pointer must allocate an
 143          * additonal two worsd below the pcb_esp call-return pointer to
 144          * hold the LWKT restore function pointer and eflags.
 145          *
 146          * The LWKT restore function pointer must be set to cpu_restore,
 147          * which is our standard heavy weight process switch-in function.
 148          * YYY eventually we should shortcut fork_return and fork_trampoline
 149          * to use the LWKT restore function directly so we can get rid of
 150          * all the extra crap we are setting up.
 151          */
 152         lp2->lwp_md.md_regs = (struct trapframe *)((char *)pcb2 - 16) - 1;
 153         bcopy(lp1->lwp_md.md_regs, lp2->lwp_md.md_regs, sizeof(*lp2->lwp_md.md_regs));
 154
 155         /*
 156          * Set registers for trampoline to user mode.  Leave space for the
 157          * return address on stack.  These are the kernel mode register values.
 158          */
 159         pcb2->pcb_cr3 = vtophys(vmspace_pmap(lp2->lwp_proc->p_vmspace)->pm_pdir);
 160         pcb2->pcb_edi = 0;
 161         pcb2->pcb_esi = (int)fork_return;       /* fork_trampoline argument */
 162         pcb2->pcb_ebp = 0;
 163         pcb2->pcb_esp = (int)lp2->lwp_md.md_regs - sizeof(void *);
 164         pcb2->pcb_ebx = (int)lp2;               /* fork_trampoline argument */
 165         pcb2->pcb_eip = (int)fork_trampoline;
 166         lp2->lwp_thread->td_sp = (char *)(pcb2->pcb_esp - sizeof(void *));
 167         *(u_int32_t *)lp2->lwp_thread->td_sp = PSL_USER;
 168         lp2->lwp_thread->td_sp -= sizeof(void *);
 169         *(void **)lp2->lwp_thread->td_sp = (void *)cpu_heavy_restore;
 170
 171         /*
 172          * pcb2->pcb_ldt:       duplicated below, if necessary.
 173          * pcb2->pcb_savefpu:   cloned above.
 174          * pcb2->pcb_flags:     cloned above (always 0 here?).
 175          * pcb2->pcb_onfault:   cloned above (always NULL here?).
 176          */
 177
 178         /*
 179          * XXX don't copy the i/o pages.  this should probably be fixed.
 180          */
 181         pcb2->pcb_ext = 0;
 182
 183         /* Copy the LDT, if necessary. */
 184         if (pcb2->pcb_ldt != 0) {
 185                 if (flags & RFMEM) {
 186                         pcb2->pcb_ldt->ldt_refcnt++;
 187                 } else {
 188                         pcb2->pcb_ldt = user_ldt_alloc(pcb2,
 189                                 pcb2->pcb_ldt->ldt_len);
 190                 }
 191         }
 192         bcopy(&lp1->lwp_thread->td_tls, &lp2->lwp_thread->td_tls,
 193               sizeof(lp2->lwp_thread->td_tls));
 194         /*
 195          * Now, cpu_switch() can schedule the new process.
 196          * pcb_esp is loaded pointing to the cpu_switch() stack frame
 197          * containing the return address when exiting cpu_switch.
 198          * This will normally be to fork_trampoline(), which will have
 199          * %ebx loaded with the new proc's pointer.  fork_trampoline()
 200          * will set up a stack to call fork_return(p, frame); to complete
 201          * the return to user-mode.
 202          */
 203 }
 204
 205 /*
 206  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 207  * been scheduled yet.
 208  *
 209  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 210  */
 211 void
 212 cpu_set_fork_handler(struct lwp *lp, void (*func)(void *), void *arg)
 213 {
 214         /*
 215          * Note that the trap frame follows the args, so the function
 216          * is really called like this:  func(arg, frame);
 217          */
 218         lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_esi = (int) func;   /* function */
 219         lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ebx = (int) arg;    /* first arg */
 220 }
 221
 222 void
 223 cpu_set_thread_handler(thread_t td, void (*rfunc)(void), void *func, void *arg)
 224 {
 225         td->td_pcb->pcb_esi = (int)func;
 226         td->td_pcb->pcb_ebx = (int) arg;
 227         td->td_switch = cpu_lwkt_switch;
 228         td->td_sp -= sizeof(void *);
 229         *(void **)td->td_sp = rfunc;    /* exit function on return */
 230         td->td_sp -= sizeof(void *);
 231         *(void **)td->td_sp = cpu_kthread_restore;
 232 }
 233
 234 void
 235 cpu_proc_exit(void)
 236 {
 237         struct thread *td = curthread;
 238         struct pcb *pcb;
 239         struct pcb_ext *ext;
 240
 241 #if NNPX > 0
 242         npxexit();
 243 #endif  /* NNPX */
 244
 245         /*
 246          * If we were using a private TSS do a forced-switch to ourselves
 247          * to switch back to the common TSS before freeing it.
 248          */
 249         pcb = td->td_pcb;
 250         if ((ext = pcb->pcb_ext) != NULL) {
 251                 crit_enter();
 252                 pcb->pcb_ext = NULL;
 253                 td->td_switch(td);
 254                 crit_exit();
 255                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)ext, ctob(IOPAGES + 1));
 256         }
 257         user_ldt_free(pcb);
 258         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 259                 /*
 260                  * disable all hardware breakpoints
 261                  */
 262                 reset_dbregs();
 263                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 264         }
 265         td->td_gd->gd_cnt.v_swtch++;
 266
 267         crit_enter_quick(td);
 268         lwkt_deschedule_self(td);
 269         lwkt_remove_tdallq(td);
 270         cpu_thread_exit();
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Terminate the current thread.  The caller must have already acquired
 275  * the thread's rwlock and placed it on a reap list or otherwise notified
 276  * a reaper of its existance.  We set a special assembly switch function which
 277  * releases td_rwlock after it has cleaned up the MMU state and switched
 278  * out the stack.
 279  *
 280  * Must be caller from a critical section and with the thread descheduled.
 281  */
 282 void
 283 cpu_thread_exit(void)
 284 {
 285         curthread->td_switch = cpu_exit_switch;
 286         curthread->td_flags |= TDF_EXITING;
 287         lwkt_switch();
 288         panic("cpu_exit");
 289 }
 290
 291 /*
 292  * Process Reaper.  Called after the caller has acquired the thread's
 293  * rwlock and removed it from the reap list.
 294  */
 295 void
 296 cpu_proc_wait(struct proc *p)
 297 {
 298         struct thread *td;
 299
 300         /* drop per-process resources */
 301         td = pmap_dispose_proc(p);
 302         if (td)
 303                 lwkt_free_thread(td);
 304 }
 305
 306 /*
 307  * Dump the machine specific header information at the start of a core dump.
 308  */
 309 int
 310 cpu_coredump(struct thread *td, struct vnode *vp, struct ucred *cred)
 311 {
 312         struct proc *p = td->td_proc;
 313         int error;
 314         caddr_t tempuser;
 315
 316         KKASSERT(p);
 317         tempuser = kmalloc(ctob(UPAGES), M_TEMP, M_WAITOK);
 318         if (!tempuser)
 319                 return EINVAL;
 320
 321         bzero(tempuser, ctob(UPAGES));
 322         bcopy(p->p_addr, tempuser, sizeof(struct user));
 323         bcopy(p->p_md.md_regs,
 324               tempuser + ((caddr_t) p->p_md.md_regs - (caddr_t) p->p_addr),
 325               sizeof(struct trapframe));
 326         bcopy(p->p_thread->td_pcb, tempuser + ((char *)p->p_thread->td_pcb - (char *)p->p_addr), sizeof(struct pcb));
 327
 328         error = vn_rdwr(UIO_WRITE, vp, (caddr_t) tempuser, ctob(UPAGES),
 329                         (off_t)0, UIO_SYSSPACE, IO_UNIT, cred, (int *)NULL);
 330
 331         kfree(tempuser, M_TEMP);
 332
 333         return error;
 334 }
 335
 336 #ifdef notyet
 337 static void
 338 setredzone(u_short *pte, caddr_t vaddr)
 339 {
 340 /* eventually do this by setting up an expand-down stack segment
 341    for ss0: selector, allowing stack access down to top of u.
 342    this means though that protection violations need to be handled
 343    thru a double fault exception that must do an integral task
 344    switch to a known good context, within which a dump can be
 345    taken. a sensible scheme might be to save the initial context
 346    used by sched (that has physical memory mapped 1:1 at bottom)
 347    and take the dump while still in mapped mode */
 348 }
 349 #endif
 350
 351 /*
 352  * Convert kernel VA to physical address
 353  */
 354 vm_paddr_t
 355 kvtop(void *addr)
 356 {
 357         vm_paddr_t pa;
 358
 359         pa = pmap_kextract((vm_offset_t)addr);
 360         if (pa == 0)
 361                 panic("kvtop: zero page frame");
 362         return (pa);
 363 }
 364
 365 int
 366 grow_stack(struct proc *p, u_int sp)
 367 {
 368         int rv;
 369
 370         rv = vm_map_growstack (p, sp);
 371         if (rv != KERN_SUCCESS)
 372                 return (0);
 373
 374         return (1);
 375 }
 376
 377 SYSCTL_DECL(_vm_stats_misc);
 378
 379 static int cnt_prezero;
 380
 381 SYSCTL_INT(_vm_stats_misc, OID_AUTO,
 382         cnt_prezero, CTLFLAG_RD, &cnt_prezero, 0, "");
 383
 384 /*
 385  * Tell whether this address is in some physical memory region.
 386  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
 387  * dumping the ``ISA memory hole'' which could cause indefinite hangs,
 388  * or other unpredictable behaviour.
 389  */
 390
 391 int
 392 is_physical_memory(vm_offset_t addr)
 393 {
 394         return 1;
 395 }
 396