sys/kern/kern_sfbuf.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1998 David Greenman.  All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  11  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  12  *
  13  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  14  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  15  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  16  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  17  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  18  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  19  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  20  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  21  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  22  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  23  * SUCH DAMAGE.
  24  *
  25  * $DragonFly: src/sys/kern/kern_sfbuf.c,v 1.4 2004/04/29 17:31:02 dillon Exp $
  26  */
  27
  28 #include <sys/param.h>
  29 #include <sys/types.h>
  30 #include <sys/systm.h>
  31 #include <sys/kernel.h>
  32 #include <sys/malloc.h>
  33 #include <sys/queue.h>
  34 #include <sys/sfbuf.h>
  35 #include <sys/globaldata.h>
  36 #include <sys/thread.h>
  37 #include <sys/sysctl.h>
  38 #include <vm/vm.h>
  39 #include <vm/vm_extern.h>
  40 #include <vm/vm_kern.h>
  41 #include <vm/vm_page.h>
  42 #include <vm/pmap.h>
  43 #include <sys/thread2.h>
  44
  45 static void sf_buf_init(void *arg);
  46 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL)
  47
  48 LIST_HEAD(sf_buf_list, sf_buf);
  49
  50 /*
  51  * A hash table of active sendfile(2) buffers
  52  */
  53 static struct sf_buf_list *sf_buf_hashtable;
  54 static u_long sf_buf_hashmask;
  55
  56 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
  57 static u_int sf_buf_alloc_want;
  58
  59 static vm_offset_t sf_base;
  60 static struct sf_buf *sf_bufs;
  61
  62 static int sfbuf_quick = 1;
  63 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, sfbuf_quick, CTLFLAG_RW, &sfbuf_quick, 0, "");
  64
  65 static __inline
  66 int
  67 sf_buf_hash(vm_page_t m)
  68 {
  69     int hv;
  70
  71     hv = ((int)m / sizeof(vm_page_t)) + ((int)m >> 12);
  72     return(hv & sf_buf_hashmask);
  73 }
  74
  75 /*
  76  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
  77  */
  78 static void
  79 sf_buf_init(void *arg)
  80 {
  81         int i;
  82
  83         sf_buf_hashtable = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
  84         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
  85         sf_base = kmem_alloc_nofault(kernel_map, nsfbufs * PAGE_SIZE);
  86         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
  87             M_NOWAIT | M_ZERO);
  88         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
  89                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
  90                 sf_bufs[i].flags |= SFBA_ONFREEQ;
  91                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
  92         }
  93 }
  94
  95 /*
  96  * Get an sf_buf from the freelist. Will block if none are available.
  97  */
  98 struct sf_buf *
  99 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 100 {
 101         struct sf_buf_list *hash_chain;
 102         struct sf_buf *sf;
 103         globaldata_t gd;
 104         int error;
 105         int pflags;
 106
 107         gd = mycpu;
 108         crit_enter();
 109         hash_chain = &sf_buf_hashtable[sf_buf_hash(m)];
 110         LIST_FOREACH(sf, hash_chain, list_entry) {
 111                 if (sf->m == m) {
 112                         /*
 113                          * cache hit
 114                          *
 115                          * We must invalidate the TLB entry based on whether
 116                          * it need only be valid on the local cpu (SFBA_QUICK),
 117                          * or on all cpus.  This is conditionalized and in
 118                          * most cases no system-wide invalidation should be
 119                          * needed.
 120                          *
 121                          * Note: we do not remove the entry from the freelist
 122                          * on the 0->1 transition.
 123                          */
 124                         ++sf->refcnt;
 125                         if ((flags & SFBA_QUICK) && sfbuf_quick) {
 126                                 if ((sf->cpumask & gd->gd_cpumask) == 0) {
 127                                         pmap_kenter_sync_quick(sf->kva);
 128                                         sf->cpumask |= gd->gd_cpumask;
 129                                 }
 130                         } else {
 131                                 if (sf->cpumask != (cpumask_t)-1) {
 132                                         pmap_kenter_sync(sf->kva);
 133                                         sf->cpumask = (cpumask_t)-1;
 134                                 }
 135                         }
 136                         goto done;      /* found existing mapping */
 137                 }
 138         }
 139
 140         /*
 141          * Didn't find old mapping.  Get a buffer off the freelist.  We
 142          * may have to remove and skip buffers with non-zero ref counts
 143          * that were lazily allocated.
 144          */
 145         for (;;) {
 146                 if ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 147                         pflags = (flags & SFBA_PCATCH) ? PCATCH : 0;
 148                         ++sf_buf_alloc_want;
 149                         error = tsleep(&sf_buf_freelist, pflags, "sfbufa", 0);
 150                         --sf_buf_alloc_want;
 151                         if (error)
 152                                 goto done;
 153                 } else {
 154                         /*
 155                          * We may have to do delayed removals for referenced
 156                          * sf_buf's here in addition to locating a sf_buf
 157                          * to reuse.  The sf_bufs must be removed.
 158                          *
 159                          * We are finished when we find an sf_buf with a
 160                          * refcnt of 0.  We theoretically do not have to
 161                          * remove it from the freelist but it's a good idea
 162                          * to do so to preserve LRU operation for the
 163                          * (1) never before seen before case and (2)
 164                          * accidently recycled due to prior cached uses not
 165                          * removing the buffer case.
 166                          */
 167                         KKASSERT(sf->flags & SFBA_ONFREEQ);
 168                         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 169                         sf->flags &= ~SFBA_ONFREEQ;
 170                         if (sf->refcnt == 0)
 171                                 break;
 172                 }
 173         }
 174         if (sf->m != NULL)      /* remove previous mapping from hash table */
 175                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 176         LIST_INSERT_HEAD(hash_chain, sf, list_entry);
 177         sf->refcnt = 1;
 178         sf->m = m;
 179         if ((flags & SFBA_QUICK) && sfbuf_quick) {
 180                 pmap_kenter_quick(sf->kva, sf->m->phys_addr);
 181                 sf->cpumask = gd->gd_cpumask;
 182         } else {
 183                 pmap_kenter(sf->kva, sf->m->phys_addr);
 184                 sf->cpumask = (cpumask_t)-1;
 185         }
 186 done:
 187         crit_exit();
 188         return (sf);
 189 }
 190
 191 #define dtosf(x)        (&sf_bufs[((uintptr_t)(x) - (uintptr_t)sf_base) >> PAGE_SHIFT])
 192
 193 struct sf_buf *
 194 sf_buf_tosf(caddr_t addr)
 195 {
 196         return(dtosf(addr));
 197 }
 198
 199 void
 200 sf_buf_ref(struct sf_buf *sf)
 201 {
 202         if (sf->refcnt == 0)
 203                 panic("sf_buf_ref: referencing a free sf_buf");
 204         sf->refcnt++;
 205 }
 206
 207 /*
 208  * Lose a reference to an sf_buf. When none left, detach mapped page
 209  * and release resources back to the system.  Note that the sfbuf's
 210  * removal from the freelist is delayed, so it may in fact already be
 211  * on the free list.  This is the optimal (and most likely) scenario.
 212  *
 213  * Must be called at splimp.
 214  */
 215 void
 216 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 217 {
 218         if (sf->refcnt == 0)
 219                 panic("sf_buf_free: freeing free sf_buf");
 220         sf->refcnt--;
 221         if (sf->refcnt == 0 && (sf->flags & SFBA_ONFREEQ) == 0) {
 222                 KKASSERT(sf->aux1 == 0 && sf->aux2 == 0);
 223                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 224                 sf->flags |= SFBA_ONFREEQ;
 225                 if (sf_buf_alloc_want > 0)
 226                         wakeup_one(&sf_buf_freelist);
 227         }
 228 }
 229