dsched - Periph.: call dsched_exit on thread exit
[dragonfly.git] / sys / platform / vkernel64 / 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  * $DragonFly: src/sys/platform/pc64/amd64/vm_machdep.c,v 1.3 2008/08/29 17:07:10 dillon Exp $
44  */
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 #include <sys/dsched.h>
58
59 #include <machine/clock.h>
60 #include <machine/cpu.h>
61 #include <machine/md_var.h>
62 #include <machine/smp.h>
63 #include <machine/pcb.h>
64 #include <machine/pcb_ext.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/thread2.h>
77
78 #include <bus/isa/isa.h>
79
80 char machine[] = MACHINE;
81 SYSCTL_STRING(_hw, HW_MACHINE, machine, CTLFLAG_RD,
82               machine, 0, "Machine class");
83
84 /*
85  * Finish a fork operation, with lwp lp2 nearly set up.
86  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
87  * ready to run and return to user mode.
88  */
89 void
90 cpu_fork(struct lwp *lp1, struct lwp *lp2, int flags)
91 {
92         struct pcb *pcb2;
93
94         if ((flags & RFPROC) == 0) {
95                 if ((flags & RFMEM) == 0) {
96                         /* unshare user LDT */
97                         struct pcb *pcb1 = lp1->lwp_thread->td_pcb;
98                         struct pcb_ldt *pcb_ldt = pcb1->pcb_ldt;
99                         if (pcb_ldt && pcb_ldt->ldt_refcnt > 1) {
100                                 pcb_ldt = user_ldt_alloc(pcb1,pcb_ldt->ldt_len);
101                                 user_ldt_free(pcb1);
102                                 pcb1->pcb_ldt = pcb_ldt;
103                                 set_user_ldt(pcb1);
104                         }
105                 }
106                 return;
107         }
108
109         /* Ensure that lp1's pcb is up to date. */
110         if (mdcpu->gd_npxthread == lp1->lwp_thread)
111                 npxsave(lp1->lwp_thread->td_savefpu);
112
113         /*
114          * Copy lp1's PCB.  This really only applies to the
115          * debug registers and FP state, but its faster to just copy the
116          * whole thing.  Because we only save the PCB at switchout time,
117          * the register state may not be current.
118          */
119         pcb2 = lp2->lwp_thread->td_pcb;
120         *pcb2 = *lp1->lwp_thread->td_pcb;
121
122         /*
123          * Create a new fresh stack for the new process.
124          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
125          * syscall.  This copies the user mode register values.
126          *
127          * pcb_rsp must allocate an additional call-return pointer below
128          * the trap frame which will be restored by cpu_heavy_restore from
129          * PCB_RIP, and the thread's td_sp pointer must allocate an
130          * additonal two quadwords below the pcb_rsp call-return pointer to
131          * hold the LWKT restore function pointer and rflags.
132          *
133          * The LWKT restore function pointer must be set to cpu_heavy_restore,
134          * which is our standard heavy-weight process switch-in function.
135          * YYY eventually we should shortcut fork_return and fork_trampoline
136          * to use the LWKT restore function directly so we can get rid of
137          * all the extra crap we are setting up.
138          */
139         lp2->lwp_md.md_regs = (struct trapframe *)pcb2 - 1;
140         bcopy(lp1->lwp_md.md_regs, lp2->lwp_md.md_regs, sizeof(*lp2->lwp_md.md_regs));
141
142         /*
143          * Set registers for trampoline to user mode.  Leave space for the
144          * return address on stack.  These are the kernel mode register values.
145          */
146         pcb2->pcb_unused01 = 0;
147         pcb2->pcb_rbx = (unsigned long)fork_return;     /* fork_trampoline argument */
148         pcb2->pcb_rbp = 0;
149         pcb2->pcb_rsp = (unsigned long)lp2->lwp_md.md_regs - sizeof(void *);
150         pcb2->pcb_r12 = (unsigned long)lp2;             /* fork_trampoline argument */
151         pcb2->pcb_r13 = 0;
152         pcb2->pcb_r14 = 0;
153         pcb2->pcb_r15 = 0;
154         pcb2->pcb_rip = (unsigned long)fork_trampoline;
155         lp2->lwp_thread->td_sp = (char *)(pcb2->pcb_rsp - sizeof(void *));
156         *(u_int64_t *)lp2->lwp_thread->td_sp = PSL_USER;
157         lp2->lwp_thread->td_sp -= sizeof(void *);
158         *(void **)lp2->lwp_thread->td_sp = (void *)cpu_heavy_restore;
159
160         /*
161          * pcb2->pcb_ldt:       duplicated below, if necessary.
162          * pcb2->pcb_savefpu:   cloned above.
163          * pcb2->pcb_flags:     cloned above (always 0 here?).
164          * pcb2->pcb_onfault:   cloned above (always NULL here?).
165          */
166
167         /*
168          * XXX don't copy the i/o pages.  this should probably be fixed.
169          */
170         pcb2->pcb_ext = 0;
171
172         /* Copy the LDT, if necessary. */
173         if (pcb2->pcb_ldt != 0) {
174                 if (flags & RFMEM) {
175                         pcb2->pcb_ldt->ldt_refcnt++;
176                 } else {
177                         pcb2->pcb_ldt = user_ldt_alloc(pcb2,
178                                 pcb2->pcb_ldt->ldt_len);
179                 }
180         }
181         bcopy(&lp1->lwp_thread->td_tls, &lp2->lwp_thread->td_tls,
182               sizeof(lp2->lwp_thread->td_tls));
183         /*
184          * Now, cpu_switch() can schedule the new lwp.
185          * pcb_rsp is loaded pointing to the cpu_switch() stack frame
186          * containing the return address when exiting cpu_switch.
187          * This will normally be to fork_trampoline(), which will have
188          * %rbx loaded with the new lwp's pointer.  fork_trampoline()
189          * will set up a stack to call fork_return(lp, frame); to complete
190          * the return to user-mode.
191          */
192 }
193
194 /*
195  * Prepare new lwp to return to the address specified in params.
196  */
197 int
198 cpu_prepare_lwp(struct lwp *lp, struct lwp_params *params)
199 {
200         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
201         void *bad_return = NULL;
202         int error;
203
204         regs->tf_rip = (long)params->func;
205         regs->tf_rsp = (long)params->stack;
206         /* Set up argument for function call */
207         regs->tf_rdi = (long)params->arg; /* JG Can this be in userspace addresses? */
208         /*
209          * Set up fake return address.  As the lwp function may never return,
210          * we simply copy out a NULL pointer and force the lwp to receive
211          * a SIGSEGV if it returns anyways.
212          */
213         regs->tf_rsp -= sizeof(void *);
214         error = copyout(&bad_return, (void *)regs->tf_rsp, sizeof(bad_return));
215         if (error)
216                 return (error);
217
218         cpu_set_fork_handler(lp,
219             (void (*)(void *, struct trapframe *))generic_lwp_return, lp);
220         return (0);
221 }
222
223 /*
224  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
225  * been scheduled yet.
226  *
227  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
228  */
229 void
230 cpu_set_fork_handler(struct lwp *lp, void (*func)(void *, struct trapframe *),
231                      void *arg)
232 {
233         /*
234          * Note that the trap frame follows the args, so the function
235          * is really called like this:  func(arg, frame);
236          */
237         lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_rbx = (long)func;   /* function */
238         lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_r12 = (long)arg;    /* first arg */
239 }
240
241 void
242 cpu_set_thread_handler(thread_t td, void (*rfunc)(void), void *func, void *arg)
243 {
244         td->td_pcb->pcb_rbx = (long)func;
245         td->td_pcb->pcb_r12 = (long)arg;
246         td->td_switch = cpu_lwkt_switch;
247         td->td_sp -= sizeof(void *);
248         *(void **)td->td_sp = rfunc;    /* exit function on return */
249         td->td_sp -= sizeof(void *);
250         *(void **)td->td_sp = cpu_kthread_restore;
251 }
252
253 void
254 cpu_lwp_exit(void)
255 {
256         struct thread *td = curthread;
257         struct pcb *pcb;
258         npxexit();
259         pcb = td->td_pcb;
260         KKASSERT(pcb->pcb_ext == NULL); /* Some i386 functionality was dropped */
261         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
262                 /*
263                  * disable all hardware breakpoints
264                  */
265                 reset_dbregs();
266                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
267         }
268         td->td_gd->gd_cnt.v_swtch++;
269
270         dsched_exit_thread(td);
271         crit_enter_quick(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 int
307 grow_stack(struct proc *p, u_long sp)
308 {
309         int rv;
310
311         rv = vm_map_growstack (p, sp);
312         if (rv != KERN_SUCCESS)
313                 return (0);
314
315         return (1);
316 }
317
318 /*
319  * Tell whether this address is in some physical memory region.
320  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
321  * dumping the ``ISA memory hole'' which could cause indefinite hangs,
322  * or other unpredictable behaviour.
323  */
324
325 int
326 is_physical_memory(vm_offset_t addr)
327 {
328         return 1;
329 }
330
331 /*
332  * Used by /dev/kmem to determine if we can safely read or write
333  * the requested KVA range.  Some portions of kernel memory are
334  * not governed by our virtual page table.
335  */
336 extern int64_t _end;
337 extern void _start(void);
338
339 int
340 kvm_access_check(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr, int prot)
341 {
342         vm_offset_t addr;
343
344         if (saddr >= trunc_page((vm_offset_t)&_start) && eaddr <= round_page((vm_offset_t)&_end))
345                 return 0;
346         if (saddr < KvaStart)
347                 return EFAULT;
348         if (eaddr >= KvaEnd)
349                 return EFAULT;
350         for (addr = saddr; addr < eaddr; addr += PAGE_SIZE)  {
351                 if (pmap_extract(&kernel_pmap, addr) == 0)
352                         return EFAULT;
353         }
354         if (!kernacc((caddr_t)saddr, eaddr - saddr, prot))
355                 return EFAULT;
356         return 0;
357 }