dsched - Periph.: call dsched_exit on thread exit
[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  * $DragonFly: src/sys/platform/vkernel/i386/vm_machdep.c,v 1.10 2008/08/02 05:22:21 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 #include <sys/dsched.h>
60
61 #include <machine/clock.h>
62 #include <machine/cpu.h>
63 #include <machine/md_var.h>
64 #include <machine/smp.h>
65 #include <machine/pcb.h>
66 #include <machine/pcb_ext.h>
67 #include <machine/vm86.h>
68 #include <machine/segments.h>
69 #include <machine/globaldata.h> /* npxthread */
70
71 #include <vm/vm.h>
72 #include <vm/vm_param.h>
73 #include <sys/lock.h>
74 #include <vm/vm_kern.h>
75 #include <vm/vm_page.h>
76 #include <vm/vm_map.h>
77 #include <vm/vm_extern.h>
78
79 #include <sys/user.h>
80
81 #include <sys/thread2.h>
82 #include <sys/mplock2.h>
83
84 #include <bus/isa/isa.h>
85
86 #include <stdio.h>
87 #include <stdlib.h>
88
89 char machine[] = MACHINE;
90 SYSCTL_STRING(_hw, HW_MACHINE, machine, CTLFLAG_RD,
91               machine, 0, "Machine class");
92
93 char cpu_vendor[] = "DragonFly";        /* XXX */
94 u_int cpu_id = 0x80000000;              /* XXX */
95
96 /*
97  * Finish a fork operation, with lwp lp2 nearly set up.
98  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
99  * ready to run and return to user mode.
100  */
101 void
102 cpu_fork(struct lwp *lp1, struct lwp *lp2, int flags)
103 {
104         struct pcb *pcb2;
105
106         if ((flags & RFPROC) == 0) {
107                 if ((flags & RFMEM) == 0) {
108                         /* unshare user LDT */
109                         struct pcb *pcb1 = lp1->lwp_thread->td_pcb;
110                         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb1->pcb_ldt;
111                         if (pcb_ldt && pcb_ldt->ldt_refcnt > 1) {
112                                 pcb_ldt = user_ldt_alloc(pcb1,pcb_ldt->ldt_len);
113                                 user_ldt_free(pcb1);
114                                 pcb1->pcb_ldt = pcb_ldt;
115                                 set_user_ldt(pcb1);
116                         }
117                 }
118                 return;
119         }
120
121 #if NNPX > 0
122         /* Ensure that lp1's pcb is up to date. */
123         if (mdcpu->gd_npxthread == lp1->lwp_thread)
124                 npxsave(lp1->lwp_thread->td_savefpu);
125 #endif
126         
127         /*
128          * Copy lp1's PCB.  This really only applies to the
129          * debug registers and FP state, but its faster to just copy the
130          * whole thing.  Because we only save the PCB at switchout time,
131          * the register state may not be current.
132          */
133         pcb2 = lp2->lwp_thread->td_pcb;
134         *pcb2 = *lp1->lwp_thread->td_pcb;
135
136         /*
137          * Create a new fresh stack for the new process.
138          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
139          * syscall.  This copies the user mode register values.  The
140          * 16 byte offset saves space for vm86, and must match 
141          * common_tss.esp0 (kernel stack pointer on entry from user mode)
142          *
143          * pcb_esp must allocate an additional call-return pointer below
144          * the trap frame which will be restored by cpu_restore from
145          * PCB_EIP, and the thread's td_sp pointer must allocate an
146          * additonal two worsd below the pcb_esp call-return pointer to
147          * hold the LWKT restore function pointer and eflags.
148          *
149          * The LWKT restore function pointer must be set to cpu_restore,
150          * which is our standard heavy weight process switch-in function.
151          * YYY eventually we should shortcut fork_return and fork_trampoline
152          * to use the LWKT restore function directly so we can get rid of
153          * all the extra crap we are setting up.
154          */
155         lp2->lwp_md.md_regs = (struct trapframe *)((char *)pcb2 - 16) - 1;
156         bcopy(lp1->lwp_md.md_regs, lp2->lwp_md.md_regs, sizeof(*lp2->lwp_md.md_regs));
157
158         /*
159          * Set registers for trampoline to user mode.  Leave space for the
160          * return address on stack.  These are the kernel mode register values.
161          */
162         pcb2->pcb_unused01 = 0;
163         pcb2->pcb_edi = 0;
164         pcb2->pcb_esi = (int)fork_return;       /* fork_trampoline argument */
165         pcb2->pcb_ebp = 0;
166         pcb2->pcb_esp = (int)lp2->lwp_md.md_regs - sizeof(void *);
167         pcb2->pcb_ebx = (int)lp2;               /* fork_trampoline argument */
168         pcb2->pcb_eip = (int)fork_trampoline;
169         lp2->lwp_thread->td_sp = (char *)(pcb2->pcb_esp - sizeof(void *));
170         *(u_int32_t *)lp2->lwp_thread->td_sp = PSL_USER;
171         lp2->lwp_thread->td_sp -= sizeof(void *);
172         *(void **)lp2->lwp_thread->td_sp = (void *)cpu_heavy_restore;
173
174         /*
175          * pcb2->pcb_ldt:       duplicated below, if necessary.
176          * pcb2->pcb_savefpu:   cloned above.
177          * pcb2->pcb_flags:     cloned above (always 0 here?).
178          * pcb2->pcb_onfault:   cloned above (always NULL here?).
179          */
180
181         /*
182          * XXX don't copy the i/o pages.  this should probably be fixed.
183          */
184         pcb2->pcb_ext = 0;
185
186         /* Copy the LDT, if necessary. */
187         if (pcb2->pcb_ldt != 0) {
188                 if (flags & RFMEM) {
189                         pcb2->pcb_ldt->ldt_refcnt++;
190                 } else {
191                         pcb2->pcb_ldt = user_ldt_alloc(pcb2,
192                                 pcb2->pcb_ldt->ldt_len);
193                 }
194         }
195         bcopy(&lp1->lwp_thread->td_tls, &lp2->lwp_thread->td_tls,
196               sizeof(lp2->lwp_thread->td_tls));
197         /*
198          * Now, cpu_switch() can schedule the new process.
199          * pcb_esp is loaded pointing to the cpu_switch() stack frame
200          * containing the return address when exiting cpu_switch.
201          * This will normally be to fork_trampoline(), which will have
202          * %ebx loaded with the new proc's pointer.  fork_trampoline()
203          * will set up a stack to call fork_return(p, frame); to complete
204          * the return to user-mode.
205          */
206 }
207
208 /*
209  * Prepare new lwp to return to the address specified in params.
210  */
211 int
212 cpu_prepare_lwp(struct lwp *lp, struct lwp_params *params)
213 {
214         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
215         void *bad_return = NULL;
216         int error;
217
218         regs->tf_eip = (int)params->func;
219         regs->tf_esp = (int)params->stack;
220         /* Set up argument for function call */
221         regs->tf_esp -= sizeof(params->arg);
222         error = copyout(&params->arg, (void *)regs->tf_esp,
223                         sizeof(params->arg));
224         if (error)
225                 return (error);
226         /*
227          * Set up fake return address.  As the lwp function may never return,
228          * we simply copy out a NULL pointer and force the lwp to receive
229          * a SIGSEGV if it returns anyways.
230          */
231         regs->tf_esp -= sizeof(void *);
232         error = copyout(&bad_return, (void *)regs->tf_esp,
233                         sizeof(bad_return));
234         if (error)
235                 return (error);
236
237         cpu_set_fork_handler(lp,
238             (void (*)(void *, struct trapframe *))generic_lwp_return, lp);
239         return (0);
240 }
241
242 /*
243  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
244  * been scheduled yet.
245  *
246  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
247  */
248 void
249 cpu_set_fork_handler(struct lwp *lp, void (*func)(void *, struct trapframe *),
250                      void *arg)
251 {
252         /*
253          * Note that the trap frame follows the args, so the function
254          * is really called like this:  func(arg, frame);
255          */
256         lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_esi = (int) func;   /* function */
257         lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ebx = (int) arg;    /* first arg */
258 }
259
260 void
261 cpu_set_thread_handler(thread_t td, void (*rfunc)(void), void *func, void *arg)
262 {
263         td->td_pcb->pcb_esi = (int)func;
264         td->td_pcb->pcb_ebx = (int) arg;
265         td->td_switch = cpu_lwkt_switch;
266         td->td_sp -= sizeof(void *);
267         *(void **)td->td_sp = rfunc;    /* exit function on return */
268         td->td_sp -= sizeof(void *);
269         *(void **)td->td_sp = cpu_kthread_restore;
270 }
271
272 void
273 cpu_lwp_exit(void)
274 {
275         struct thread *td = curthread;
276         struct pcb *pcb;
277         struct pcb_ext *ext;
278
279 #if NNPX > 0
280         npxexit();
281 #endif  /* NNPX */
282
283         /*
284          * If we were using a private TSS do a forced-switch to ourselves
285          * to switch back to the common TSS before freeing it.
286          */
287         pcb = td->td_pcb;
288         if ((ext = pcb->pcb_ext) != NULL) {
289                 crit_enter();
290                 pcb->pcb_ext = NULL;
291                 td->td_switch(td);
292                 crit_exit();
293                 kmem_free(&kernel_map, (vm_offset_t)ext, ctob(IOPAGES + 1));
294         }
295         user_ldt_free(pcb);
296         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
297                 /*
298                  * disable all hardware breakpoints
299                  */
300                 reset_dbregs();
301                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
302         }
303         td->td_gd->gd_cnt.v_swtch++;
304
305         dsched_exit_thread(td);
306         crit_enter_quick(td);
307         if (td->td_flags & TDF_TSLEEPQ)
308                 tsleep_remove(td);
309         lwkt_deschedule_self(td);
310         lwkt_remove_tdallq(td);
311         cpu_thread_exit();
312 }
313
314 /*
315  * Terminate the current thread.  The caller must have already acquired
316  * the thread's rwlock and placed it on a reap list or otherwise notified
317  * a reaper of its existance.  We set a special assembly switch function which
318  * releases td_rwlock after it has cleaned up the MMU state and switched
319  * out the stack.
320  *
321  * Must be caller from a critical section and with the thread descheduled.
322  */
323 void
324 cpu_thread_exit(void)
325 {
326         curthread->td_switch = cpu_exit_switch;
327         curthread->td_flags |= TDF_EXITING;
328         lwkt_switch();
329         panic("cpu_exit");
330 }
331
332 /*
333  * Process Reaper.  Called after the caller has acquired the thread's
334  * rwlock and removed it from the reap list.
335  */
336 void
337 cpu_proc_wait(struct proc *p)
338 {
339         /* drop per-process resources */
340         pmap_dispose_proc(p);
341 }
342
343 #ifdef notyet
344 static void
345 setredzone(u_short *pte, caddr_t vaddr)
346 {
347 /* eventually do this by setting up an expand-down stack segment
348    for ss0: selector, allowing stack access down to top of u.
349    this means though that protection violations need to be handled
350    thru a double fault exception that must do an integral task
351    switch to a known good context, within which a dump can be
352    taken. a sensible scheme might be to save the initial context
353    used by sched (that has physical memory mapped 1:1 at bottom)
354    and take the dump while still in mapped mode */
355 }
356 #endif
357
358 /*
359  * Convert kernel VA to physical address
360  */
361 vm_paddr_t
362 kvtop(void *addr)
363 {
364         vm_paddr_t pa;
365
366         pa = pmap_kextract((vm_offset_t)addr);
367         if (pa == 0)
368                 panic("kvtop: zero page frame");
369         return (pa);
370 }
371
372 SYSCTL_DECL(_vm_stats_misc);
373
374 static int cnt_prezero;
375
376 SYSCTL_INT(_vm_stats_misc, OID_AUTO,
377         cnt_prezero, CTLFLAG_RD, &cnt_prezero, 0, "");
378
379 /*
380  * Tell whether this address is in some physical memory region.
381  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
382  * dumping the ``ISA memory hole'' which could cause indefinite hangs,
383  * or other unpredictable behaviour.
384  */
385
386 int
387 is_physical_memory(vm_offset_t addr)
388 {
389         return 1;
390 }
391
392 /*
393  * Used by /dev/kmem to determine if we can safely read or write
394  * the requested KVA range.  Some portions of kernel memory are
395  * not governed by our virtual page table.
396  */
397 extern int32_t _end;
398 extern void _start(void);
399
400 int
401 kvm_access_check(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr, int prot)
402 {
403         vm_offset_t addr;
404
405         if (saddr >= trunc_page((vm_offset_t)&_start) && eaddr <= round_page((vm_offset_t)&_end))
406                 return 0;
407         if (saddr < KvaStart)
408                 return EFAULT;
409         if (eaddr >= KvaEnd)
410                 return EFAULT;
411         for (addr = saddr; addr < eaddr; addr += PAGE_SIZE)  {
412                 if (pmap_extract(&kernel_pmap, addr) == 0)
413                         return EFAULT;
414         }
415         if (!kernacc((caddr_t)saddr, eaddr - saddr, prot))
416                 return EFAULT;
417         return 0;
418 }
419