Fix the VKERNEL build.
[dragonfly.git] / 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