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  */
  43
  44 #include "use_npx.h"
  45
  46 #include <sys/param.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/malloc.h>
  49 #include <sys/proc.h>
  50 #include <sys/buf.h>
  51 #include <sys/interrupt.h>
  52 #include <sys/vnode.h>
  53 #include <sys/vmmeter.h>
  54 #include <sys/kernel.h>
  55 #include <sys/sysctl.h>
  56 #include <sys/unistd.h>
  57
  58 #include <machine/clock.h>
  59 #include <machine/cpu.h>
  60 #include <machine/md_var.h>
  61 #include <machine/smp.h>
  62 #include <machine/pcb.h>
  63 #include <machine/pcb_ext.h>
  64 #include <machine/vm86.h>
  65 #include <machine/segments.h>
  66 #include <machine/globaldata.h> /* npxthread */
  67
  68 #include <vm/vm.h>
  69 #include <vm/vm_param.h>
  70 #include <sys/lock.h>
  71 #include <vm/vm_kern.h>
  72 #include <vm/vm_page.h>
  73 #include <vm/vm_map.h>
  74 #include <vm/vm_extern.h>
  75
  76 #include <sys/user.h>
  77
  78 #include <sys/thread2.h>
  79 #include <sys/mplock2.h>
  80
  81 #include <bus/isa/isa.h>
  82
  83 #include <stdio.h>
  84 #include <stdlib.h>
  85
  86 char machine[] = MACHINE;
  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_vendor_id = 0;                /* XXX */
  92 u_int cpu_id = 0x80000000;              /* XXX */
  93
  94 /*
  95  * Finish a fork operation, with lwp lp2 nearly set up.
  96  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
  97  * ready to run and return to user mode.
  98  */
  99 void
 100 cpu_fork(struct lwp *lp1, struct lwp *lp2, int flags)
 101 {
 102         struct pcb *pcb2;
 103
 104         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 105                 if ((flags & RFMEM) == 0) {
 106                         /* unshare user LDT */
 107                         struct pcb *pcb1 = lp1->lwp_thread->td_pcb;
 108                         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb1->pcb_ldt;
 109                         if (pcb_ldt && pcb_ldt->ldt_refcnt > 1) {
 110                                 pcb_ldt = user_ldt_alloc(pcb1,pcb_ldt->ldt_len);
 111                                 user_ldt_free(pcb1);
 112                                 pcb1->pcb_ldt = pcb_ldt;
 113                                 set_user_ldt(pcb1);
 114                         }
 115                 }
 116                 return;
 117         }
 118
 119 #if NNPX > 0
 120         /* Ensure that lp1's pcb is up to date. */
 121         if (mdcpu->gd_npxthread == lp1->lwp_thread)
 122                 npxsave(lp1->lwp_thread->td_savefpu);
 123 #endif
 124
 125         /*
 126          * Copy lp1's PCB.  This really only applies to the
 127          * debug registers and FP state, but its faster to just copy the
 128          * whole thing.  Because we only save the PCB at switchout time,
 129          * the register state may not be current.
 130          */
 131         pcb2 = lp2->lwp_thread->td_pcb;
 132         *pcb2 = *lp1->lwp_thread->td_pcb;
 133
 134         /*
 135          * Create a new fresh stack for the new process.
 136          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 137          * syscall.  This copies the user mode register values.  The
 138          * 16 byte offset saves space for vm86, and must match
 139          * common_tss.esp0 (kernel stack pointer on entry from user mode)
 140          *
 141          * pcb_esp must allocate an additional call-return pointer below
 142          * the trap frame which will be restored by cpu_restore from
 143          * PCB_EIP, and the thread's td_sp pointer must allocate an
 144          * additonal two worsd below the pcb_esp call-return pointer to
 145          * hold the LWKT restore function pointer and eflags.
 146          *
 147          * The LWKT restore function pointer must be set to cpu_restore,
 148          * which is our standard heavy weight process switch-in function.
 149          * YYY eventually we should shortcut fork_return and fork_trampoline
 150          * to use the LWKT restore function directly so we can get rid of
 151          * all the extra crap we are setting up.
 152          */
 153         lp2->lwp_md.md_regs = (struct trapframe *)((char *)pcb2 - 16) - 1;
 154         bcopy(lp1->lwp_md.md_regs, lp2->lwp_md.md_regs, sizeof(*lp2->lwp_md.md_regs));
 155
 156         /*
 157          * Set registers for trampoline to user mode.  Leave space for the
 158          * return address on stack.  These are the kernel mode register values.
 159          */
 160         pcb2->pcb_unused01 = 0;
 161         pcb2->pcb_edi = 0;
 162         pcb2->pcb_esi = (int)fork_return;       /* fork_trampoline argument */
 163         pcb2->pcb_ebp = 0;
 164         pcb2->pcb_esp = (int)lp2->lwp_md.md_regs - sizeof(void *);
 165         pcb2->pcb_ebx = (int)lp2;               /* fork_trampoline argument */
 166         pcb2->pcb_eip = (int)fork_trampoline;
 167         lp2->lwp_thread->td_sp = (char *)(pcb2->pcb_esp - sizeof(void *));
 168         *(u_int32_t *)lp2->lwp_thread->td_sp = PSL_USER;
 169         lp2->lwp_thread->td_sp -= sizeof(void *);
 170         *(void **)lp2->lwp_thread->td_sp = (void *)cpu_heavy_restore;
 171
 172         /*
 173          * pcb2->pcb_ldt:       duplicated below, if necessary.
 174          * pcb2->pcb_savefpu:   cloned above.
 175          * pcb2->pcb_flags:     cloned above (always 0 here?).
 176          * pcb2->pcb_onfault:   cloned above (always NULL here?).
 177          */
 178
 179         /*
 180          * XXX don't copy the i/o pages.  this should probably be fixed.
 181          */
 182         pcb2->pcb_ext = 0;
 183
 184         /* Copy the LDT, if necessary. */
 185         if (pcb2->pcb_ldt != 0) {
 186                 if (flags & RFMEM) {
 187                         pcb2->pcb_ldt->ldt_refcnt++;
 188                 } else {
 189                         pcb2->pcb_ldt = user_ldt_alloc(pcb2,
 190                                 pcb2->pcb_ldt->ldt_len);
 191                 }
 192         }
 193         bcopy(&lp1->lwp_thread->td_tls, &lp2->lwp_thread->td_tls,
 194               sizeof(lp2->lwp_thread->td_tls));
 195         /*
 196          * Now, cpu_switch() can schedule the new process.
 197          * pcb_esp is loaded pointing to the cpu_switch() stack frame
 198          * containing the return address when exiting cpu_switch.
 199          * This will normally be to fork_trampoline(), which will have
 200          * %ebx loaded with the new proc's pointer.  fork_trampoline()
 201          * will set up a stack to call fork_return(p, frame); to complete
 202          * the return to user-mode.
 203          */
 204 }
 205
 206 /*
 207  * Prepare new lwp to return to the address specified in params.
 208  */
 209 int
 210 cpu_prepare_lwp(struct lwp *lp, struct lwp_params *params)
 211 {
 212         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 213         void *bad_return = NULL;
 214         int error;
 215
 216         regs->tf_eip = (int)params->func;
 217         regs->tf_esp = (int)params->stack;
 218         /* Set up argument for function call */
 219         regs->tf_esp -= sizeof(params->arg);
 220         error = copyout(&params->arg, (void *)regs->tf_esp,
 221                         sizeof(params->arg));
 222         if (error)
 223                 return (error);
 224         /*
 225          * Set up fake return address.  As the lwp function may never return,
 226          * we simply copy out a NULL pointer and force the lwp to receive
 227          * a SIGSEGV if it returns anyways.
 228          */
 229         regs->tf_esp -= sizeof(void *);
 230         error = copyout(&bad_return, (void *)regs->tf_esp,
 231                         sizeof(bad_return));
 232         if (error)
 233                 return (error);
 234
 235         cpu_set_fork_handler(lp,
 236             (void (*)(void *, struct trapframe *))generic_lwp_return, lp);
 237         return (0);
 238 }
 239
 240 /*
 241  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 242  * been scheduled yet.
 243  *
 244  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 245  */
 246 void
 247 cpu_set_fork_handler(struct lwp *lp, void (*func)(void *, struct trapframe *),
 248                      void *arg)
 249 {
 250         /*
 251          * Note that the trap frame follows the args, so the function
 252          * is really called like this:  func(arg, frame);
 253          */
 254         lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_esi = (int) func;   /* function */
 255         lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ebx = (int) arg;    /* first arg */
 256 }
 257
 258 void
 259 cpu_set_thread_handler(thread_t td, void (*rfunc)(void), void *func, void *arg)
 260 {
 261         td->td_pcb->pcb_esi = (int)func;
 262         td->td_pcb->pcb_ebx = (int) arg;
 263         td->td_switch = cpu_lwkt_switch;
 264         td->td_sp -= sizeof(void *);
 265         *(void **)td->td_sp = rfunc;    /* exit function on return */
 266         td->td_sp -= sizeof(void *);
 267         *(void **)td->td_sp = cpu_kthread_restore;
 268 }
 269
 270 void
 271 cpu_lwp_exit(void)
 272 {
 273         struct thread *td = curthread;
 274         struct pcb *pcb;
 275         struct pcb_ext *ext;
 276
 277 #if NNPX > 0
 278         npxexit();
 279 #endif  /* NNPX */
 280
 281         /*
 282          * If we were using a private TSS do a forced-switch to ourselves
 283          * to switch back to the common TSS before freeing it.
 284          */
 285         pcb = td->td_pcb;
 286         if ((ext = pcb->pcb_ext) != NULL) {
 287                 crit_enter();
 288                 pcb->pcb_ext = NULL;
 289                 td->td_switch(td);
 290                 crit_exit();
 291                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)ext, ctob(IOPAGES + 1));
 292         }
 293         user_ldt_free(pcb);
 294         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 295                 /*
 296                  * disable all hardware breakpoints
 297                  */
 298                 reset_dbregs();
 299                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 300         }
 301         td->td_gd->gd_cnt.v_swtch++;
 302
 303         crit_enter_quick(td);
 304         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ)
 305                 tsleep_remove(td);
 306         lwkt_deschedule_self(td);
 307         lwkt_remove_tdallq(td);
 308         cpu_thread_exit();
 309 }
 310
 311 /*
 312  * Terminate the current thread.  The caller must have already acquired
 313  * the thread's rwlock and placed it on a reap list or otherwise notified
 314  * a reaper of its existance.  We set a special assembly switch function which
 315  * releases td_rwlock after it has cleaned up the MMU state and switched
 316  * out the stack.
 317  *
 318  * Must be caller from a critical section and with the thread descheduled.
 319  */
 320 void
 321 cpu_thread_exit(void)
 322 {
 323         curthread->td_switch = cpu_exit_switch;
 324         curthread->td_flags |= TDF_EXITING;
 325         lwkt_switch();
 326         panic("cpu_exit");
 327 }
 328
 329 /*
 330  * Process Reaper.  Called after the caller has acquired the thread's
 331  * rwlock and removed it from the reap list.
 332  */
 333 void
 334 cpu_proc_wait(struct proc *p)
 335 {
 336         /* drop per-process resources */
 337         pmap_dispose_proc(p);
 338 }
 339
 340 #ifdef notyet
 341 static void
 342 setredzone(u_short *pte, caddr_t vaddr)
 343 {
 344 /* eventually do this by setting up an expand-down stack segment
 345    for ss0: selector, allowing stack access down to top of u.
 346    this means though that protection violations need to be handled
 347    thru a double fault exception that must do an integral task
 348    switch to a known good context, within which a dump can be
 349    taken. a sensible scheme might be to save the initial context
 350    used by sched (that has physical memory mapped 1:1 at bottom)
 351    and take the dump while still in mapped mode */
 352 }
 353 #endif
 354
 355 /*
 356  * Convert kernel VA to physical address
 357  */
 358 vm_paddr_t
 359 kvtop(void *addr)
 360 {
 361         vm_paddr_t pa;
 362
 363         pa = pmap_kextract((vm_offset_t)addr);
 364         if (pa == 0)
 365                 panic("kvtop: zero page frame");
 366         return (pa);
 367 }
 368
 369 SYSCTL_DECL(_vm_stats_misc);
 370
 371 /*
 372  * Tell whether this address is in some physical memory region.
 373  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
 374  * dumping the ``ISA memory hole'' which could cause indefinite hangs,
 375  * or other unpredictable behaviour.
 376  */
 377
 378 int
 379 is_physical_memory(vm_offset_t addr)
 380 {
 381         return 1;
 382 }
 383
 384 /*
 385  * Used by /dev/kmem to determine if we can safely read or write
 386  * the requested KVA range.  Some portions of kernel memory are
 387  * not governed by our virtual page table.
 388  */
 389 extern int32_t _end;
 390 extern void _start(void);
 391
 392 int
 393 kvm_access_check(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr, int prot)
 394 {
 395         vm_offset_t addr;
 396
 397         if (saddr >= trunc_page((vm_offset_t)&_start) && eaddr <= round_page((vm_offset_t)&_end))
 398                 return 0;
 399         if (saddr < KvaStart)
 400                 return EFAULT;
 401         if (eaddr >= KvaEnd)
 402                 return EFAULT;
 403         for (addr = saddr; addr < eaddr; addr += PAGE_SIZE)  {
 404                 if (pmap_extract(&kernel_pmap, addr) == 0)
 405                         return EFAULT;
 406         }
 407         if (!kernacc((caddr_t)saddr, eaddr - saddr, prot))
 408                 return EFAULT;
 409         return 0;
 410 }
 411