dsched - Periph.: call dsched_exit on thread exit
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / 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  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
10  * Science Department, and William Jolitz.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *      from: @(#)vm_machdep.c  7.3 (Berkeley) 5/13/91
41  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
42  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/vm_machdep.c,v 1.132.2.9 2003/01/25 19:02:23 dillon Exp $
43  */
44
45 #include <sys/param.h>
46 #include <sys/systm.h>
47 #include <sys/malloc.h>
48 #include <sys/proc.h>
49 #include <sys/buf.h>
50 #include <sys/interrupt.h>
51 #include <sys/vnode.h>
52 #include <sys/vmmeter.h>
53 #include <sys/kernel.h>
54 #include <sys/sysctl.h>
55 #include <sys/unistd.h>
56 #include <sys/dsched.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/segments.h>
65 #include <machine/globaldata.h> /* npxthread */
66
67 #include <vm/vm.h>
68 #include <vm/vm_param.h>
69 #include <sys/lock.h>
70 #include <vm/vm_kern.h>
71 #include <vm/vm_page.h>
72 #include <vm/vm_map.h>
73 #include <vm/vm_extern.h>
74
75 #include <sys/thread2.h>
76 #include <sys/mplock2.h>
77
78 #include <bus/isa/isa.h>
79
80 static void     cpu_reset_real (void);
81 /*
82  * Finish a fork operation, with lwp lp2 nearly set up.
83  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
84  * ready to run and return to user mode.
85  */
86 void
87 cpu_fork(struct lwp *lp1, struct lwp *lp2, int flags)
88 {
89         struct pcb *pcb2;
90
91         if ((flags & RFPROC) == 0) {
92                 if ((flags & RFMEM) == 0) {
93                         /* unshare user LDT */
94                         struct pcb *pcb1 = lp1->lwp_thread->td_pcb;
95                         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb1->pcb_ldt;
96                         if (pcb_ldt && pcb_ldt->ldt_refcnt > 1) {
97                                 pcb_ldt = user_ldt_alloc(pcb1,pcb_ldt->ldt_len);
98                                 user_ldt_free(pcb1);
99                                 pcb1->pcb_ldt = pcb_ldt;
100                                 set_user_ldt(pcb1);
101                         }
102                 }
103                 return;
104         }
105
106         /* Ensure that lp1's pcb is up to date. */
107         if (mdcpu->gd_npxthread == lp1->lwp_thread)
108                 npxsave(lp1->lwp_thread->td_savefpu);
109         
110         /*
111          * Copy lp1's PCB.  This really only applies to the
112          * debug registers and FP state, but its faster to just copy the
113          * whole thing.  Because we only save the PCB at switchout time,
114          * the register state may not be current.
115          */
116         pcb2 = lp2->lwp_thread->td_pcb;
117         *pcb2 = *lp1->lwp_thread->td_pcb;
118
119         /*
120          * Create a new fresh stack for the new process.
121          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
122          * syscall.  This copies the user mode register values.
123          *
124          * pcb_rsp must allocate an additional call-return pointer below
125          * the trap frame which will be restored by cpu_heavy_restore from
126          * PCB_RIP, and the thread's td_sp pointer must allocate an
127          * additonal two quadwords below the pcb_rsp call-return pointer to
128          * hold the LWKT restore function pointer and rflags.
129          *
130          * The LWKT restore function pointer must be set to cpu_heavy_restore,
131          * which is our standard heavy-weight process switch-in function.
132          * YYY eventually we should shortcut fork_return and fork_trampoline
133          * to use the LWKT restore function directly so we can get rid of
134          * all the extra crap we are setting up.
135          */
136         lp2->lwp_md.md_regs = (struct trapframe *)pcb2 - 1;
137         bcopy(lp1->lwp_md.md_regs, lp2->lwp_md.md_regs, sizeof(*lp2->lwp_md.md_regs));
138
139         /*
140          * Set registers for trampoline to user mode.  Leave space for the
141          * return address on stack.  These are the kernel mode register values.
142          */
143         pcb2->pcb_cr3 = vtophys(vmspace_pmap(lp2->lwp_proc->p_vmspace)->pm_pml4);
144         pcb2->pcb_cr3 |= PG_RW | PG_U | PG_V;
145         pcb2->pcb_rbx = (unsigned long)fork_return;     /* fork_trampoline argument */
146         pcb2->pcb_rbp = 0;
147         pcb2->pcb_rsp = (unsigned long)lp2->lwp_md.md_regs - sizeof(void *);
148         pcb2->pcb_r12 = (unsigned long)lp2;             /* fork_trampoline argument */
149         pcb2->pcb_r13 = 0;
150         pcb2->pcb_r14 = 0;
151         pcb2->pcb_r15 = 0;
152         pcb2->pcb_rip = (unsigned long)fork_trampoline;
153         lp2->lwp_thread->td_sp = (char *)(pcb2->pcb_rsp - sizeof(void *));
154         *(u_int64_t *)lp2->lwp_thread->td_sp = PSL_USER;
155         lp2->lwp_thread->td_sp -= sizeof(void *);
156         *(void **)lp2->lwp_thread->td_sp = (void *)cpu_heavy_restore;
157
158         /*
159          * pcb2->pcb_ldt:       duplicated below, if necessary.
160          * pcb2->pcb_savefpu:   cloned above.
161          * pcb2->pcb_flags:     cloned above (always 0 here?).
162          * pcb2->pcb_onfault:   cloned above (always NULL here?).
163          */
164
165         /*
166          * XXX don't copy the i/o pages.  this should probably be fixed.
167          */
168         pcb2->pcb_ext = 0;
169
170         /* Copy the LDT, if necessary. */
171         if (pcb2->pcb_ldt != 0) {
172                 if (flags & RFMEM) {
173                         pcb2->pcb_ldt->ldt_refcnt++;
174                 } else {
175                         pcb2->pcb_ldt = user_ldt_alloc(pcb2,
176                                 pcb2->pcb_ldt->ldt_len);
177                 }
178         }
179         bcopy(&lp1->lwp_thread->td_tls, &lp2->lwp_thread->td_tls,
180               sizeof(lp2->lwp_thread->td_tls));
181         /*
182          * Now, cpu_switch() can schedule the new lwp.
183          * pcb_rsp is loaded pointing to the cpu_switch() stack frame
184          * containing the return address when exiting cpu_switch.
185          * This will normally be to fork_trampoline(), which will have
186          * %rbx loaded with the new lwp's pointer.  fork_trampoline()
187          * will set up a stack to call fork_return(lp, frame); to complete
188          * the return to user-mode.
189          */
190 }
191
192 /*
193  * Prepare new lwp to return to the address specified in params.
194  */
195 int
196 cpu_prepare_lwp(struct lwp *lp, struct lwp_params *params)
197 {
198         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
199         void *bad_return = NULL;
200         int error;
201
202         regs->tf_rip = (long)params->func;
203         regs->tf_rsp = (long)params->stack;
204         /* Set up argument for function call */
205         regs->tf_rdi = (long)params->arg; /* JG Can this be in userspace addresses? */
206         /*
207          * Set up fake return address.  As the lwp function may never return,
208          * we simply copy out a NULL pointer and force the lwp to receive
209          * a SIGSEGV if it returns anyways.
210          */
211         regs->tf_rsp -= sizeof(void *);
212         error = copyout(&bad_return, (void *)regs->tf_rsp, sizeof(bad_return));
213         if (error)
214                 return (error);
215
216         cpu_set_fork_handler(lp,
217             (void (*)(void *, struct trapframe *))generic_lwp_return, lp);
218         return (0);
219 }
220
221 /*
222  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
223  * been scheduled yet.
224  *
225  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
226  */
227 void
228 cpu_set_fork_handler(struct lwp *lp, void (*func)(void *, struct trapframe *),
229                      void *arg)
230 {
231         /*
232          * Note that the trap frame follows the args, so the function
233          * is really called like this:  func(arg, frame);
234          */
235         lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_rbx = (long)func;   /* function */
236         lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_r12 = (long)arg;    /* first arg */
237 }
238
239 void
240 cpu_set_thread_handler(thread_t td, void (*rfunc)(void), void *func, void *arg)
241 {
242         td->td_pcb->pcb_rbx = (long)func;
243         td->td_pcb->pcb_r12 = (long)arg;
244         td->td_switch = cpu_lwkt_switch;
245         td->td_sp -= sizeof(void *);
246         *(void **)td->td_sp = rfunc;    /* exit function on return */
247         td->td_sp -= sizeof(void *);
248         *(void **)td->td_sp = cpu_kthread_restore;
249 }
250
251 void
252 cpu_lwp_exit(void)
253 {
254         struct thread *td = curthread;
255         struct pcb *pcb;
256         npxexit();
257         pcb = td->td_pcb;
258         KKASSERT(pcb->pcb_ext == NULL); /* Some i386 functionality was dropped */
259         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
260                 /*
261                  * disable all hardware breakpoints
262                  */
263                 reset_dbregs();
264                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
265         }
266         td->td_gd->gd_cnt.v_swtch++;
267
268         dsched_exit_thread(td);
269         crit_enter_quick(td);
270         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ)
271                 tsleep_remove(td);
272         lwkt_deschedule_self(td);
273         lwkt_remove_tdallq(td);
274         cpu_thread_exit();
275 }
276
277 /*
278  * Terminate the current thread.  The caller must have already acquired
279  * the thread's rwlock and placed it on a reap list or otherwise notified
280  * a reaper of its existance.  We set a special assembly switch function which
281  * releases td_rwlock after it has cleaned up the MMU state and switched
282  * out the stack.
283  *
284  * Must be caller from a critical section and with the thread descheduled.
285  */
286 void
287 cpu_thread_exit(void)
288 {
289         curthread->td_switch = cpu_exit_switch;
290         curthread->td_flags |= TDF_EXITING;
291         lwkt_switch();
292         panic("cpu_thread_exit: lwkt_switch() unexpectedly returned");
293 }
294
295 /*
296  * Process Reaper.  Called after the caller has acquired the thread's
297  * rwlock and removed it from the reap list.
298  */
299 void
300 cpu_proc_wait(struct proc *p)
301 {
302         /* drop per-process resources */
303         pmap_dispose_proc(p);
304 }
305
306 void
307 cpu_reset(void)
308 {
309         cpu_reset_real();
310 }
311
312 static void
313 cpu_reset_real(void)
314 {
315         /*
316          * Attempt to do a CPU reset via the keyboard controller,
317          * do not turn of the GateA20, as any machine that fails
318          * to do the reset here would then end up in no man's land.
319          */
320
321 #if !defined(BROKEN_KEYBOARD_RESET)
322         outb(IO_KBD + 4, 0xFE);
323         DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
324         kprintf("Keyboard reset did not work, attempting CPU shutdown\n");
325         DELAY(1000000); /* wait 1 sec for kprintf to complete */
326 #endif
327 #if JG
328         /* force a shutdown by unmapping entire address space ! */
329         bzero((caddr_t) PTD, PAGE_SIZE);
330 #endif
331
332         /* "good night, sweet prince .... <THUNK!>" */
333         cpu_invltlb();
334         /* NOTREACHED */
335         while(1);
336 }
337
338 /*
339  * Convert kernel VA to physical address
340  */
341 vm_paddr_t
342 kvtop(void *addr)
343 {
344         vm_paddr_t pa;
345
346         pa = pmap_kextract((vm_offset_t)addr);
347         if (pa == 0)
348                 panic("kvtop: zero page frame");
349         return (pa);
350 }
351
352 /*
353  * Tell whether this address is in some physical memory region.
354  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
355  * dumping the ``ISA memory hole'' which could cause indefinite hangs,
356  * or other unpredictable behaviour.
357  */
358
359 int
360 is_physical_memory(vm_offset_t addr)
361 {
362 #if NISA > 0
363         /* The ISA ``memory hole''. */
364         if (addr >= 0xa0000 && addr < 0x100000)
365                 return 0;
366 #endif
367         /*
368          * stuff other tests for known memory-mapped devices (PCI?)
369          * here
370          */
371
372         return 1;
373 }
374
375 /*
376  * platform-specific vmspace initialization (nothing for x86_64)
377  */
378 void
379 cpu_vmspace_alloc(struct vmspace *vm __unused)
380 {
381 }
382
383 void
384 cpu_vmspace_free(struct vmspace *vm __unused)
385 {
386 }
387
388 int
389 kvm_access_check(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr, int prot)
390 {
391         vm_offset_t addr;
392
393         if (saddr < KvaStart)
394                 return EFAULT;
395         if (eaddr >= KvaEnd)
396                 return EFAULT;
397         for (addr = saddr; addr < eaddr; addr += PAGE_SIZE)  {
398                 if (pmap_extract(&kernel_pmap, addr) == 0)
399                         return EFAULT;
400         }
401         if (!kernacc((caddr_t)saddr, eaddr - saddr, prot))
402                 return EFAULT;
403         return 0;
404 }
405