Pmap ops: perm->settings
[akaros.git] / kern / src / mm.c
1 /* Copyright (c) 2009, 2010 The Regents of the University of California
2  * Barret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
3  * See LICENSE for details.
4  *
5  * Virtual memory management functions.  Creation, modification, etc, of virtual
6  * memory regions (VMRs) as well as mmap(), mprotect(), and munmap().
7  *
8  * In general, error checking / bounds checks are done in the main function
9  * (e.g. mmap()), and the work is done in a do_ function (e.g. do_mmap()).
10  * Versions of those functions that are called when the vmr lock is already held
11  * begin with __ (e.g. __do_munmap()).
12  *
13  * Note that if we were called from kern/src/syscall.c, we probably don't have
14  * an edible reference to p. */
15
16 #include <frontend.h>
17 #include <ros/common.h>
18 #include <pmap.h>
19 #include <mm.h>
20 #include <process.h>
21 #include <stdio.h>
22 #include <syscall.h>
23 #include <slab.h>
24 #include <kmalloc.h>
25 #include <vfs.h>
26 #include <smp.h>
27
28 struct kmem_cache *vmr_kcache;
29
30 static int __vmr_free_pgs(struct proc *p, pte_t pte, void *va, void *arg);
31 /* minor helper, will ease the file->chan transition */
32 static struct page_map *file2pm(struct file *file)
33 {
34         return file->f_mapping;
35 }
36
37 void vmr_init(void)
38 {
39         vmr_kcache = kmem_cache_create("vm_regions", sizeof(struct vm_region),
40                                        __alignof__(struct dentry), 0, 0, 0);
41 }
42
43 /* For now, the caller will set the prot, flags, file, and offset.  In the
44  * future, we may put those in here, to do clever things with merging vm_regions
45  * that are the same.
46  *
47  * TODO: take a look at solari's vmem alloc.  And consider keeping these in a
48  * tree of some sort for easier lookups. */
49 struct vm_region *create_vmr(struct proc *p, uintptr_t va, size_t len)
50 {
51         struct vm_region *vmr = 0, *vm_i, *vm_next;
52         uintptr_t gap_end;
53
54         assert(!PGOFF(va));
55         assert(!PGOFF(len));
56         assert(va + len <= UMAPTOP);
57         /* Is there room before the first one: */
58         vm_i = TAILQ_FIRST(&p->vm_regions);
59         /* This works for now, but if all we have is BRK_END ones, we'll start
60          * growing backwards (TODO) */
61         if (!vm_i || (va + len <= vm_i->vm_base)) {
62                 vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
63                 if (!vmr)
64                         panic("EOM!");
65                 memset(vmr, 0, sizeof(struct vm_region));
66                 vmr->vm_base = va;
67                 TAILQ_INSERT_HEAD(&p->vm_regions, vmr, vm_link);
68         } else {
69                 TAILQ_FOREACH(vm_i, &p->vm_regions, vm_link) {
70                         vm_next = TAILQ_NEXT(vm_i, vm_link);
71                         gap_end = vm_next ? vm_next->vm_base : UMAPTOP;
72                         /* skip til we get past the 'hint' va */
73                         if (va >= gap_end)
74                                 continue;
75                         /* Find a gap that is big enough */
76                         if (gap_end - vm_i->vm_end >= len) {
77                                 vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
78                                 if (!vmr)
79                                         panic("EOM!");
80                                 memset(vmr, 0, sizeof(struct vm_region));
81                                 /* if we can put it at va, let's do that.  o/w, put it so it
82                                  * fits */
83                                 if ((gap_end >= va + len) && (va >= vm_i->vm_end))
84                                         vmr->vm_base = va;
85                                 else
86                                         vmr->vm_base = vm_i->vm_end;
87                                 TAILQ_INSERT_AFTER(&p->vm_regions, vm_i, vmr, vm_link);
88                                 break;
89                         }
90                 }
91         }
92         /* Finalize the creation, if we got one */
93         if (vmr) {
94                 vmr->vm_proc = p;
95                 vmr->vm_end = vmr->vm_base + len;
96         }
97         if (!vmr)
98                 warn("Not making a VMR, wanted %p, + %p = %p", va, len, va + len);
99         return vmr;
100 }
101
102 /* Split a VMR at va, returning the new VMR.  It is set up the same way, with
103  * file offsets fixed accordingly.  'va' is the beginning of the new one, and
104  * must be page aligned. */
105 struct vm_region *split_vmr(struct vm_region *old_vmr, uintptr_t va)
106 {
107         struct vm_region *new_vmr;
108
109         assert(!PGOFF(va));
110         if ((old_vmr->vm_base >= va) || (old_vmr->vm_end <= va))
111                 return 0;
112         new_vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
113         TAILQ_INSERT_AFTER(&old_vmr->vm_proc->vm_regions, old_vmr, new_vmr,
114                            vm_link);
115         new_vmr->vm_proc = old_vmr->vm_proc;
116         new_vmr->vm_base = va;
117         new_vmr->vm_end = old_vmr->vm_end;
118         old_vmr->vm_end = va;
119         new_vmr->vm_prot = old_vmr->vm_prot;
120         new_vmr->vm_flags = old_vmr->vm_flags;
121         if (old_vmr->vm_file) {
122                 kref_get(&old_vmr->vm_file->f_kref, 1);
123                 new_vmr->vm_file = old_vmr->vm_file;
124                 new_vmr->vm_foff = old_vmr->vm_foff +
125                                       old_vmr->vm_end - old_vmr->vm_base;
126                 pm_add_vmr(file2pm(old_vmr->vm_file), new_vmr);
127         } else {
128                 new_vmr->vm_file = 0;
129                 new_vmr->vm_foff = 0;
130         }
131         return new_vmr;
132 }
133
134 /* Merges two vm regions.  For now, it will check to make sure they are the
135  * same.  The second one will be destroyed. */
136 int merge_vmr(struct vm_region *first, struct vm_region *second)
137 {
138         assert(first->vm_proc == second->vm_proc);
139         if ((first->vm_end != second->vm_base) ||
140             (first->vm_prot != second->vm_prot) ||
141             (first->vm_flags != second->vm_flags) ||
142             (first->vm_file != second->vm_file))
143                 return -1;
144         if ((first->vm_file) && (second->vm_foff != first->vm_foff +
145                                  first->vm_end - first->vm_base))
146                 return -1;
147         first->vm_end = second->vm_end;
148         destroy_vmr(second);
149         return 0;
150 }
151
152 /* Attempts to merge vmr with adjacent VMRs, returning a ptr to be used for vmr.
153  * It could be the same struct vmr, or possibly another one (usually lower in
154  * the address space. */
155 struct vm_region *merge_me(struct vm_region *vmr)
156 {
157         struct vm_region *vmr_temp;
158         /* Merge will fail if it cannot do it.  If it succeeds, the second VMR is
159          * destroyed, so we need to be a bit careful. */
160         vmr_temp = TAILQ_PREV(vmr, vmr_tailq, vm_link);
161         if (vmr_temp)
162                 if (!merge_vmr(vmr_temp, vmr))
163                         vmr = vmr_temp;
164         vmr_temp = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
165         if (vmr_temp)
166                 merge_vmr(vmr, vmr_temp);
167         return vmr;
168 }
169
170 /* Grows the vm region up to (and not including) va.  Fails if another is in the
171  * way, etc. */
172 int grow_vmr(struct vm_region *vmr, uintptr_t va)
173 {
174         assert(!PGOFF(va));
175         struct vm_region *next = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
176         if (next && next->vm_base < va)
177                 return -1;
178         if (va <= vmr->vm_end)
179                 return -1;
180         vmr->vm_end = va;
181         return 0;
182 }
183
184 /* Shrinks the vm region down to (and not including) va.  Whoever calls this
185  * will need to sort out the page table entries. */
186 int shrink_vmr(struct vm_region *vmr, uintptr_t va)
187 {
188         assert(!PGOFF(va));
189         if ((va < vmr->vm_base) || (va > vmr->vm_end))
190                 return -1;
191         vmr->vm_end = va;
192         return 0;
193 }
194
195 /* Called by the unmapper, just cleans up.  Whoever calls this will need to sort
196  * out the page table entries. */
197 void destroy_vmr(struct vm_region *vmr)
198 {
199         if (vmr->vm_file) {
200                 pm_remove_vmr(file2pm(vmr->vm_file), vmr);
201                 kref_put(&vmr->vm_file->f_kref);
202         }
203         TAILQ_REMOVE(&vmr->vm_proc->vm_regions, vmr, vm_link);
204         kmem_cache_free(vmr_kcache, vmr);
205 }
206
207 /* Given a va and a proc (later an mm, possibly), returns the owning vmr, or 0
208  * if there is none. */
209 struct vm_region *find_vmr(struct proc *p, uintptr_t va)
210 {
211         struct vm_region *vmr;
212         /* ugly linear seach */
213         TAILQ_FOREACH(vmr, &p->vm_regions, vm_link) {
214                 if ((vmr->vm_base <= va) && (vmr->vm_end > va))
215                         return vmr;
216         }
217         return 0;
218 }
219
220 /* Finds the first vmr after va (including the one holding va), or 0 if there is
221  * none. */
222 struct vm_region *find_first_vmr(struct proc *p, uintptr_t va)
223 {
224         struct vm_region *vmr;
225         /* ugly linear seach */
226         TAILQ_FOREACH(vmr, &p->vm_regions, vm_link) {
227                 if ((vmr->vm_base <= va) && (vmr->vm_end > va))
228                         return vmr;
229                 if (vmr->vm_base > va)
230                         return vmr;
231         }
232         return 0;
233 }
234
235 /* Makes sure that no VMRs cross either the start or end of the given region
236  * [va, va + len), splitting any VMRs that are on the endpoints. */
237 void isolate_vmrs(struct proc *p, uintptr_t va, size_t len)
238 {
239         struct vm_region *vmr;
240         if ((vmr = find_vmr(p, va)))
241                 split_vmr(vmr, va);
242         /* TODO: don't want to do another find (linear search) */
243         if ((vmr = find_vmr(p, va + len)))
244                 split_vmr(vmr, va + len);
245 }
246
247 void unmap_and_destroy_vmrs(struct proc *p)
248 {
249         struct vm_region *vmr_i, *vmr_temp;
250         /* this only gets called from __proc_free, so there should be no sync
251          * concerns.  still, better safe than sorry. */
252         spin_lock(&p->vmr_lock);
253         p->vmr_history++;
254         spin_lock(&p->pte_lock);
255         TAILQ_FOREACH(vmr_i, &p->vm_regions, vm_link) {
256                 /* note this CB sets the PTE = 0, regardless of if it was P or not */
257                 env_user_mem_walk(p, (void*)vmr_i->vm_base,
258                                   vmr_i->vm_end - vmr_i->vm_base, __vmr_free_pgs, 0);
259         }
260         spin_unlock(&p->pte_lock);
261         /* need the safe style, since destroy_vmr modifies the list.  also, we want
262          * to do this outside the pte lock, since it grabs the pm lock. */
263         TAILQ_FOREACH_SAFE(vmr_i, &p->vm_regions, vm_link, vmr_temp)
264                 destroy_vmr(vmr_i);
265         spin_unlock(&p->vmr_lock);
266 }
267
268 /* Helper: copies the contents of pages from p to new p.  For pages that aren't
269  * present, once we support swapping or CoW, we can do something more
270  * intelligent.  0 on success, -ERROR on failure.  Can't handle jumbos. */
271 static int copy_pages(struct proc *p, struct proc *new_p, uintptr_t va_start,
272                       uintptr_t va_end)
273 {
274         /* Sanity checks.  If these fail, we had a screwed up VMR.
275          * Check for: alignment, wraparound, or userspace addresses */
276         if ((PGOFF(va_start)) ||
277             (PGOFF(va_end)) ||
278             (va_end < va_start) ||      /* now, start > UMAPTOP -> end > UMAPTOP */
279             (va_end > UMAPTOP)) {
280                 warn("VMR mapping is probably screwed up (%p - %p)", va_start,
281                      va_end);
282                 return -EINVAL;
283         }
284         int copy_page(struct proc *p, pte_t pte, void *va, void *arg) {
285                 struct proc *new_p = (struct proc*)arg;
286                 struct page *pp;
287                 if (pte_is_unmapped(pte))
288                         return 0;
289                 /* pages could be !P, but right now that's only for file backed VMRs
290                  * undergoing page removal, which isn't the caller of copy_pages. */
291                 if (pte_is_mapped(pte)) {
292                         /* TODO: check for jumbos */
293                         if (upage_alloc(new_p, &pp, 0))
294                                 return -ENOMEM;
295                         if (page_insert(new_p->env_pgdir, pp, va, pte_get_settings(pte))) {
296                                 page_decref(pp);
297                                 return -ENOMEM;
298                         }
299                         memcpy(page2kva(pp), KADDR(pte_get_paddr(pte)), PGSIZE);
300                         page_decref(pp);
301                 } else if (pte_is_paged_out(pte)) {
302                         /* TODO: (SWAP) will need to either make a copy or CoW/refcnt the
303                          * backend store.  For now, this PTE will be the same as the
304                          * original PTE */
305                         panic("Swapping not supported!");
306                 } else {
307                         panic("Weird PTE %p in %s!", pte_print(pte), __FUNCTION__);
308                 }
309                 return 0;
310         }
311         return env_user_mem_walk(p, (void*)va_start, va_end - va_start, &copy_page,
312                                  new_p);
313 }
314
315 /* This will make new_p have the same VMRs as p, and it will make sure all
316  * physical pages are copied over, with the exception of MAP_SHARED files.
317  * This is used by fork().
318  *
319  * Note that if you are working on a VMR that is a file, you'll want to be
320  * careful about how it is mapped (SHARED, PRIVATE, etc). */
321 int duplicate_vmrs(struct proc *p, struct proc *new_p)
322 {
323         int ret = 0;
324         struct vm_region *vmr, *vm_i;
325         TAILQ_FOREACH(vm_i, &p->vm_regions, vm_link) {
326                 vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
327                 if (!vmr)
328                         return -ENOMEM;
329                 vmr->vm_proc = new_p;
330                 vmr->vm_base = vm_i->vm_base;
331                 vmr->vm_end = vm_i->vm_end;
332                 vmr->vm_prot = vm_i->vm_prot;   
333                 vmr->vm_flags = vm_i->vm_flags; 
334                 vmr->vm_file = vm_i->vm_file;
335                 vmr->vm_foff = vm_i->vm_foff;
336                 if (vm_i->vm_file) {
337                         kref_get(&vm_i->vm_file->f_kref, 1);
338                         pm_add_vmr(file2pm(vm_i->vm_file), vmr);
339                 }
340                 if (!vmr->vm_file || vmr->vm_flags & MAP_PRIVATE) {
341                         assert(!(vmr->vm_flags & MAP_SHARED));
342                         /* Copy over the memory from one VMR to the other */
343                         if ((ret = copy_pages(p, new_p, vmr->vm_base, vmr->vm_end)))
344                                 return ret;
345                 }
346                 TAILQ_INSERT_TAIL(&new_p->vm_regions, vmr, vm_link);
347         }
348         return 0;
349 }
350
351 void print_vmrs(struct proc *p)
352 {
353         int count = 0;
354         struct vm_region *vmr;
355         printk("VM Regions for proc %d\n", p->pid);
356         TAILQ_FOREACH(vmr, &p->vm_regions, vm_link)
357                 printk("%02d: (%p - %p): 0x%08x, 0x%08x, %p, %p\n", count++,
358                        vmr->vm_base, vmr->vm_end, vmr->vm_prot, vmr->vm_flags,
359                        vmr->vm_file, vmr->vm_foff);
360 }
361
362 /* Error values aren't quite comprehensive - check man mmap() once we do better
363  * with the FS.
364  *
365  * The mmap call's offset is in units of PGSIZE (like Linux's mmap2()), but
366  * internally, the offset is tracked in bytes.  The reason for the PGSIZE is for
367  * 32bit apps to enumerate large files, but a full 64bit system won't need that.
368  * We track things internally in bytes since that is how file pointers work, vmr
369  * bases and ends, and similar math.  While it's not a hard change, there's no
370  * need for it, and ideally we'll be a fully 64bit system before we deal with
371  * files that large. */
372 void *mmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot, int flags,
373            int fd, size_t offset)
374 {
375         struct file *file = NULL;
376         offset <<= PGSHIFT;
377         printd("mmap(addr %x, len %x, prot %x, flags %x, fd %x, off %x)\n", addr,
378                len, prot, flags, fd, offset);
379         if (fd >= 0 && (flags & MAP_ANON)) {
380                 set_errno(EBADF);
381                 return MAP_FAILED;
382         }
383         if (!len) {
384                 set_errno(EINVAL);
385                 return MAP_FAILED;
386         }
387         if (fd != -1) {
388                 file = get_file_from_fd(&p->open_files, fd);
389                 if (!file) {
390                         set_errno(EBADF);
391                         return MAP_FAILED;
392                 }
393         }
394         /* If they don't care where to put it, we'll start looking after the break.
395          * We could just have userspace handle this (in glibc's mmap), so we don't
396          * need to know about BRK_END, but this will work for now (and may avoid
397          * bugs).  Note that this limits mmap(0) a bit.  Keep this in sync with
398          * __do_mmap()'s check.  (Both are necessary).  */
399         if (addr == 0)
400                 addr = BRK_END;
401         /* Still need to enforce this: */
402         addr = MAX(addr, MMAP_LOWEST_VA);
403         /* Need to check addr + len, after we do our addr adjustments */
404         if ((addr + len > UMAPTOP) || (PGOFF(addr))) {
405                 set_errno(EINVAL);
406                 return MAP_FAILED;
407         }
408         void *result = do_mmap(p, addr, len, prot, flags, file, offset);
409         if (file)
410                 kref_put(&file->f_kref);
411         return result;
412 }
413
414 /* Helper: returns TRUE if the VMR is allowed to access the file with prot.
415  * This is a bit ghetto still: messes with the file mode and assumes it can walk
416  * the dentry/inode paths without locking.  It also ignores the CoW stuff we'll
417  * need to do eventually. */
418 static bool check_file_perms(struct vm_region *vmr, struct file *file, int prot)
419 {
420         assert(file);
421         if (prot & PROT_READ) {
422                 if (check_perms(file->f_dentry->d_inode, S_IRUSR))
423                         goto out_error;
424         }
425         if (prot & PROT_WRITE) {
426                 /* if vmr maps a file as MAP_SHARED, then we need to make sure the
427                  * protection change is in compliance with the open mode of the
428                  * file. */
429                 if (vmr->vm_flags & MAP_SHARED) {
430                         if (!(file->f_mode & S_IWUSR)) {
431                                 /* at this point, we have a file opened in the wrong mode,
432                                  * but we may be allowed to access it still. */
433                                 if (check_perms(file->f_dentry->d_inode, S_IWUSR)) {
434                                         goto out_error;
435                                 } else {
436                                         /* it is okay, though we need to change the file mode. (note
437                                          * the lack of a lock/protection (TODO) */
438                                         file->f_mode |= S_IWUSR;
439                                 }
440                         }
441                 } else {        /* PRIVATE mapping */
442                         /* TODO: we want a CoW mapping (like we want in handle_page_fault()),
443                          * since there is a concern of a process having the page already
444                          * mapped in to a file it does not have permissions to, and then
445                          * mprotecting it so it can access it.  So we can't just change
446                          * the prot, and we don't know yet if a page is mapped in.  To
447                          * handle this, we ought to sort out the CoW bit, and then this
448                          * will be easy.  Til then, just do a permissions check.  If we
449                          * start having weird issues with libc overwriting itself (since
450                          * procs mprotect that W), then change this. */
451                         if (check_perms(file->f_dentry->d_inode, S_IWUSR))
452                                 goto out_error;
453                 }
454         }
455         return TRUE;
456 out_error:      /* for debugging */
457         printk("[kernel] mmap perm check failed for %s for access %d\n",
458                file_name(file), prot);
459         return FALSE;
460 }
461
462 /* Helper, maps in page at addr, but only if nothing is mapped there.  Returns
463  * 0 on success.  If this is called by non-PM code, we'll store your ref in the
464  * PTE. */
465 static int map_page_at_addr(struct proc *p, struct page *page, uintptr_t addr,
466                             int prot)
467 {
468         pte_t pte;
469         spin_lock(&p->pte_lock);        /* walking and changing PTEs */
470         /* find offending PTE (prob don't read this in).  This might alloc an
471          * intermediate page table page. */
472         pte = pgdir_walk(p->env_pgdir, (void*)addr, TRUE);
473         if (!pte_walk_okay(pte)) {
474                 spin_unlock(&p->pte_lock);
475                 return -ENOMEM;
476         }
477         /* a spurious, valid PF is possible due to a legit race: the page might have
478          * been faulted in by another core already (and raced on the memory lock),
479          * in which case we should just return. */
480         if (pte_is_present(pte)) {
481                 spin_unlock(&p->pte_lock);
482                 /* callers expect us to eat the ref if we succeed. */
483                 page_decref(page);
484                 return 0;
485         }
486         if (pte_is_mapped(pte)) {
487                 /* we're clobbering an old entry.  if we're just updating the prot, then
488                  * it's no big deal.  o/w, there might be an issue. */
489                 if (page2pa(page) != pte_get_paddr(pte)) {
490                         warn_once("Clobbered a PTE mapping (%p -> %p)\n", pte_print(pte),
491                                   page2pa(page) | prot);
492                 }
493                 page_decref(pa2page(pte_get_paddr(pte)));
494         }
495         /* preserve the dirty bit - pm removal could be looking concurrently */
496         prot |= (pte_is_dirty(pte) ? PTE_D : 0);
497         /* We have a ref to page, which we are storing in the PTE */
498         pte_write(pte, page2pa(page), prot);
499         spin_unlock(&p->pte_lock);
500         return 0;
501 }
502
503 /* Helper: copies *pp's contents to a new page, replacing your page pointer.  If
504  * this succeeds, you'll have a non-PM page, which matters for how you put it.*/
505 static int __copy_and_swap_pmpg(struct proc *p, struct page **pp)
506 {
507         struct page *new_page, *old_page = *pp;
508         if (upage_alloc(p, &new_page, FALSE))
509                 return -ENOMEM;
510         memcpy(page2kva(new_page), page2kva(old_page), PGSIZE);
511         pm_put_page(old_page);
512         *pp = new_page;
513         return 0;
514 }
515
516 /* Hold the VMR lock when you call this - it'll assume the entire VA range is
517  * mappable, which isn't true if there are concurrent changes to the VMRs. */
518 static int populate_anon_va(struct proc *p, uintptr_t va, unsigned long nr_pgs,
519                             int pte_prot)
520 {
521         struct page *page;
522         int ret;
523         for (long i = 0; i < nr_pgs; i++) {
524                 if (upage_alloc(p, &page, TRUE))
525                         return -ENOMEM;
526                 /* could imagine doing a memwalk instead of a for loop */
527                 ret = map_page_at_addr(p, page, va + i * PGSIZE, pte_prot);
528                 if (ret) {
529                         page_decref(page);
530                         return ret;
531                 }
532         }
533         return 0;
534 }
535
536 /* This will periodically unlock the vmr lock. */
537 static int populate_pm_va(struct proc *p, uintptr_t va, unsigned long nr_pgs,
538                           int pte_prot, struct page_map *pm, size_t offset,
539                           int flags, bool exec)
540 {
541         int ret = 0;
542         unsigned long pm_idx0 = offset >> PGSHIFT;
543         int vmr_history = ACCESS_ONCE(p->vmr_history);
544         struct page *page;
545
546         /* locking rules: start the loop holding the vmr lock, enter and exit the
547          * entire func holding the lock. */
548         for (long i = 0; i < nr_pgs; i++) {
549                 ret = pm_load_page_nowait(pm, pm_idx0 + i, &page);
550                 if (ret) {
551                         if (ret != -EAGAIN)
552                                 break;
553                         spin_unlock(&p->vmr_lock);
554                         /* might block here, can't hold the spinlock */
555                         ret = pm_load_page(pm, pm_idx0 + i, &page);
556                         spin_lock(&p->vmr_lock);
557                         if (ret)
558                                 break;
559                         /* while we were sleeping, the VMRs could have changed on us. */
560                         if (vmr_history != ACCESS_ONCE(p->vmr_history)) {
561                                 pm_put_page(page);
562                                 printk("[kernel] FYI: VMR changed during populate\n");
563                                 break;
564                         }
565                 }
566                 if (flags & MAP_PRIVATE) {
567                         ret = __copy_and_swap_pmpg(p, &page);
568                         if (ret) {
569                                 pm_put_page(page);
570                                 break;
571                         }
572                 }
573                 /* if this is an executable page, we might have to flush the
574                  * instruction cache if our HW requires it.
575                  * TODO: is this still needed?  andrew put this in a while ago*/
576                 if (exec)
577                         icache_flush_page(0, page2kva(page));
578                 ret = map_page_at_addr(p, page, va + i * PGSIZE, pte_prot);
579                 if (atomic_read(&page->pg_flags) & PG_PAGEMAP)
580                         pm_put_page(page);
581                 if (ret)
582                         break;
583         }
584         return ret;
585 }
586
587 void *do_mmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot, int flags,
588               struct file *file, size_t offset)
589 {
590         len = ROUNDUP(len, PGSIZE);
591         struct vm_region *vmr, *vmr_temp;
592
593         /* read/write vmr lock (will change the tree) */
594         spin_lock(&p->vmr_lock);
595         p->vmr_history++;
596         /* Sanity check, for callers that bypass mmap().  We want addr for anon
597          * memory to start above the break limit (BRK_END), but not 0.  Keep this in
598          * sync with BRK_END in mmap(). */
599         if (addr == 0)
600                 addr = BRK_END;
601         assert(!PGOFF(offset));
602
603         /* MCPs will need their code and data pinned.  This check will start to fail
604          * after uthread_slim_init(), at which point userspace should have enough
605          * control over its mmaps (i.e. no longer done by LD or load_elf) that it
606          * can ask for pinned and populated pages.  Except for dl_opens(). */
607         struct preempt_data *vcpd = &p->procdata->vcore_preempt_data[0];
608         if (file && (atomic_read(&vcpd->flags) & VC_SCP_NOVCCTX))
609                 flags |= MAP_POPULATE | MAP_LOCKED;
610         /* Need to make sure nothing is in our way when we want a FIXED location.
611          * We just need to split on the end points (if they exist), and then remove
612          * everything in between.  __do_munmap() will do this.  Careful, this means
613          * an mmap can be an implied munmap() (not my call...). */
614         if (flags & MAP_FIXED)
615                 __do_munmap(p, addr, len);
616         vmr = create_vmr(p, addr, len);
617         if (!vmr) {
618                 printk("[kernel] do_mmap() aborted for %p + %d!\n", addr, len);
619                 set_errno(ENOMEM);
620                 spin_unlock(&p->vmr_lock);
621                 return MAP_FAILED;
622         }
623         addr = vmr->vm_base;
624         vmr->vm_prot = prot;
625         vmr->vm_flags = flags;
626         if (file) {
627                 if (!check_file_perms(vmr, file, prot)) {
628                         assert(!vmr->vm_file);
629                         destroy_vmr(vmr);
630                         set_errno(EACCES);
631                         spin_unlock(&p->vmr_lock);
632                         return MAP_FAILED;
633                 }
634                 /* TODO: consider locking the file while checking (not as manadatory as
635                  * in handle_page_fault() */
636                 if (nr_pages(offset + len) > nr_pages(file->f_dentry->d_inode->i_size)) {
637                         /* We're allowing them to set up the VMR, though if they attempt to
638                          * fault in any pages beyond the file's limit, they'll fail.  Since
639                          * they might not access the region, we need to make sure POPULATE
640                          * is off.  FYI, 64 bit glibc shared libs map in an extra 2MB of
641                          * unaligned space between their RO and RW sections, but then
642                          * immediately mprotect it to PROT_NONE. */
643                         flags &= ~MAP_POPULATE;
644                 }
645                 /* Prep the FS to make sure it can mmap the file.  Slightly weird
646                  * semantics: if we fail and had munmapped the space, they will have a
647                  * hole in their VM now. */
648                 if (file->f_op->mmap(file, vmr)) {
649                         assert(!vmr->vm_file);
650                         destroy_vmr(vmr);
651                         set_errno(EACCES);      /* not quite */
652                         spin_unlock(&p->vmr_lock);
653                         return MAP_FAILED;
654                 }
655                 kref_get(&file->f_kref, 1);
656                 pm_add_vmr(file2pm(file), vmr);
657         }
658         vmr->vm_file = file;
659         vmr->vm_foff = offset;
660         vmr = merge_me(vmr);            /* attempts to merge with neighbors */
661
662         if (flags & MAP_POPULATE && prot != PROT_NONE) {
663                 int pte_prot = (prot & PROT_WRITE) ? PTE_USER_RW :
664                            (prot & (PROT_READ|PROT_EXEC)) ? PTE_USER_RO : 0;
665                 unsigned long nr_pgs = len >> PGSHIFT;
666                 int ret = 0;
667                 if (!file) {
668                         ret = populate_anon_va(p, addr, nr_pgs, pte_prot);
669                 } else {
670                         /* Note: this will unlock if it blocks.  our refcnt on the file
671                          * keeps the pm alive when we unlock */
672                         ret = populate_pm_va(p, addr, nr_pgs, pte_prot, file->f_mapping,
673                                              offset, flags, prot & PROT_EXEC);
674                 }
675                 if (ret == -ENOMEM) {
676                         spin_unlock(&p->vmr_lock);
677                         printk("[kernel] ENOMEM, killing %d\n", p->pid);
678                         proc_destroy(p);
679                         return MAP_FAILED;      /* will never make it back to userspace */
680                 }
681         }
682         spin_unlock(&p->vmr_lock);
683         return (void*)addr;
684 }
685
686 int mprotect(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot)
687 {
688         printd("mprotect: (addr %p, len %p, prot 0x%x)\n", addr, len, prot);
689         if (!len)
690                 return 0;
691         if ((addr % PGSIZE) || (addr < MMAP_LOWEST_VA)) {
692                 set_errno(EINVAL);
693                 return -1;
694         }
695         uintptr_t end = ROUNDUP(addr + len, PGSIZE);
696         if (end > UMAPTOP || addr > end) {
697                 set_errno(ENOMEM);
698                 return -1;
699         }
700         /* read/write lock, will probably change the tree and settings */
701         spin_lock(&p->vmr_lock);
702         p->vmr_history++;
703         int ret = __do_mprotect(p, addr, len, prot);
704         spin_unlock(&p->vmr_lock);
705         return ret;
706 }
707
708 /* This does not care if the region is not mapped.  POSIX says you should return
709  * ENOMEM if any part of it is unmapped.  Can do this later if we care, based on
710  * the VMRs, not the actual page residency. */
711 int __do_mprotect(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot)
712 {
713         struct vm_region *vmr, *next_vmr;
714         pte_t pte;
715         bool shootdown_needed = FALSE;
716         int pte_prot = (prot & PROT_WRITE) ? PTE_USER_RW :
717                        (prot & (PROT_READ|PROT_EXEC)) ? PTE_USER_RO : PTE_NONE;
718         /* TODO: this is aggressively splitting, when we might not need to if the
719          * prots are the same as the previous.  Plus, there are three excessive
720          * scans.  Finally, we might be able to merge when we are done. */
721         isolate_vmrs(p, addr, len);
722         vmr = find_first_vmr(p, addr);
723         while (vmr && vmr->vm_base < addr + len) {
724                 if (vmr->vm_prot == prot)
725                         continue;
726                 if (vmr->vm_file && !check_file_perms(vmr, vmr->vm_file, prot)) {
727                         set_errno(EACCES);
728                         return -1;
729                 }
730                 vmr->vm_prot = prot;
731                 spin_lock(&p->pte_lock);        /* walking and changing PTEs */
732                 /* TODO: use a memwalk.  At a minimum, we need to change every existing
733                  * PTE that won't trigger a PF (meaning, present PTEs) to have the new
734                  * prot.  The others will fault on access, and we'll change the PTE
735                  * then.  In the off chance we have a mapped but not present PTE, we
736                  * might as well change it too, since we're already here. */
737                 for (uintptr_t va = vmr->vm_base; va < vmr->vm_end; va += PGSIZE) { 
738                         pte = pgdir_walk(p->env_pgdir, (void*)va, 0);
739                         if (pte_walk_okay(pte) && pte_is_mapped(pte)) {
740                                 pte_replace_perm(pte, pte_prot);
741                                 shootdown_needed = TRUE;
742                         }
743                 }
744                 spin_unlock(&p->pte_lock);
745                 next_vmr = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
746                 vmr = next_vmr;
747         }
748         if (shootdown_needed)
749                 proc_tlbshootdown(p, addr, addr + len);
750         return 0;
751 }
752
753 int munmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len)
754 {
755         printd("munmap(addr %x, len %x)\n", addr, len);
756         if (!len)
757                 return 0;
758         len = ROUNDUP(len, PGSIZE);
759
760         if ((addr % PGSIZE) || (addr < MMAP_LOWEST_VA)) {
761                 set_errno(EINVAL);
762                 return -1;
763         }
764         uintptr_t end = ROUNDUP(addr + len, PGSIZE);
765         if (end > UMAPTOP || addr > end) {
766                 set_errno(EINVAL);
767                 return -1;
768         }
769         /* read/write: changing the vmrs (trees, properties, and whatnot) */
770         spin_lock(&p->vmr_lock);
771         p->vmr_history++;
772         int ret = __do_munmap(p, addr, len);
773         spin_unlock(&p->vmr_lock);
774         return ret;
775 }
776
777 static int __munmap_mark_not_present(struct proc *p, pte_t pte, void *va,
778                                      void *arg)
779 {
780         bool *shootdown_needed = (bool*)arg;
781         /* could put in some checks here for !P and also !0 */
782         if (!pte_is_present(pte))       /* unmapped (== 0) *ptes are also not PTE_P */
783                 return 0;
784         pte_clear_present(pte);
785         *shootdown_needed = TRUE;
786         return 0;
787 }
788
789 /* If our page is actually in the PM, we don't do anything.  All a page map
790  * really needs is for our VMR to no longer track it (vmr being in the pm's
791  * list) and to not point at its pages (mark it 0, dude).
792  *
793  * But private mappings mess with that a bit.  Luckily, we can tell by looking
794  * at a page whether the specific page is in the PM or not.  If it isn't, we
795  * still need to free our "VMR local" copy.
796  *
797  * For pages in a PM, we're racing with PM removers.  Both of us sync with the
798  * mm lock, so once we hold the lock, it's a matter of whether or not the PTE is
799  * 0 or not.  If it isn't, then we're still okay to look at the page.  Consider
800  * the PTE a weak ref on the page.  So long as you hold the mm lock, you can
801  * look at the PTE and know the page isn't being freed. */
802 static int __vmr_free_pgs(struct proc *p, pte_t pte, void *va, void *arg)
803 {
804         struct page *page;
805         if (pte_is_unmapped(pte))
806                 return 0;
807         page = pa2page(pte_get_paddr(pte));
808         pte_clear(pte);
809         if (!(atomic_read(&page->pg_flags) & PG_PAGEMAP))
810                 page_decref(page);
811         return 0;
812 }
813
814 int __do_munmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len)
815 {
816         struct vm_region *vmr, *next_vmr, *first_vmr;
817         bool shootdown_needed = FALSE;
818
819         /* TODO: this will be a bit slow, since we end up doing three linear
820          * searches (two in isolate, one in find_first). */
821         isolate_vmrs(p, addr, len);
822         first_vmr = find_first_vmr(p, addr);
823         vmr = first_vmr;
824         spin_lock(&p->pte_lock);        /* changing PTEs */
825         while (vmr && vmr->vm_base < addr + len) {
826                 env_user_mem_walk(p, (void*)vmr->vm_base, vmr->vm_end - vmr->vm_base,
827                                   __munmap_mark_not_present, &shootdown_needed);
828                 vmr = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
829         }
830         spin_unlock(&p->pte_lock);
831         /* we haven't freed the pages yet; still using the PTEs to store the them.
832          * There should be no races with inserts/faults, since we still hold the mm
833          * lock since the previous CB. */
834         if (shootdown_needed)
835                 proc_tlbshootdown(p, addr, addr + len);
836         vmr = first_vmr;
837         while (vmr && vmr->vm_base < addr + len) {
838                 /* there is rarely more than one VMR in this loop.  o/w, we'll need to
839                  * gather up the vmrs and destroy outside the pte_lock. */
840                 spin_lock(&p->pte_lock);        /* changing PTEs */
841                 env_user_mem_walk(p, (void*)vmr->vm_base, vmr->vm_end - vmr->vm_base,
842                                       __vmr_free_pgs, 0);
843                 spin_unlock(&p->pte_lock);
844                 next_vmr = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
845                 destroy_vmr(vmr);
846                 vmr = next_vmr;
847         }
848         return 0;
849 }
850
851 /* Helper - drop the page differently based on where it is from */
852 static void __put_page(struct page *page)
853 {
854         if (atomic_read(&page->pg_flags) & PG_PAGEMAP)
855                 pm_put_page(page);
856         else
857                 page_decref(page);
858 }
859
860 static int __hpf_load_page(struct proc *p, struct page_map *pm,
861                            unsigned long idx, struct page **page, bool first)
862 {
863         int ret = 0;
864         int coreid = core_id();
865         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
866         bool wake_scp = FALSE;
867         spin_lock(&p->proc_lock);
868         switch (p->state) {
869                 case (PROC_RUNNING_S):
870                         wake_scp = TRUE;
871                         __proc_set_state(p, PROC_WAITING);
872                         /* it's possible for HPF to loop a few times; we can only save the
873                          * first time, o/w we could clobber. */
874                         if (first) {
875                                 __proc_save_context_s(p, pcpui->cur_ctx);
876                                 __proc_save_fpu_s(p);
877                                 /* We clear the owner, since userspace doesn't run here
878                                  * anymore, but we won't abandon since the fault handler
879                                  * still runs in our process. */
880                                 clear_owning_proc(coreid);
881                         }
882                         /* other notes: we don't currently need to tell the ksched
883                          * we switched from running to waiting, though we probably
884                          * will later for more generic scheds. */
885                         break;
886                 case (PROC_RUNNABLE_M):
887                 case (PROC_RUNNING_M):
888                         spin_unlock(&p->proc_lock);
889                         return -EAGAIN; /* will get reflected back to userspace */
890                 case (PROC_DYING):
891                         spin_unlock(&p->proc_lock);
892                         return -EINVAL;
893                 default:
894                         /* shouldn't have any waitings, under the current yield style.  if
895                          * this becomes an issue, we can branch on is_mcp(). */
896                         printk("HPF unexpectecd state(%s)", procstate2str(p->state));
897                         spin_unlock(&p->proc_lock);
898                         return -EINVAL;
899         }
900         spin_unlock(&p->proc_lock);
901         ret = pm_load_page(pm, idx, page);
902         if (wake_scp)
903                 proc_wakeup(p);
904         if (ret) {
905                 printk("load failed with ret %d\n", ret);
906                 return ret;
907         }
908         /* need to put our old ref, next time around HPF will get another. */
909         pm_put_page(*page);
910         return 0;
911 }
912
913 /* Returns 0 on success, or an appropriate -error code. 
914  *
915  * Notes: if your TLB caches negative results, you'll need to flush the
916  * appropriate tlb entry.  Also, you could have a weird race where a present PTE
917  * faulted for a different reason (was mprotected on another core), and the
918  * shootdown is on its way.  Userspace should have waited for the mprotect to
919  * return before trying to write (or whatever), so we don't care and will fault
920  * them. */
921 int handle_page_fault(struct proc *p, uintptr_t va, int prot)
922 {
923         struct vm_region *vmr;
924         struct page *a_page;
925         unsigned int f_idx;     /* index of the missing page in the file */
926         int ret = 0;
927         bool first = TRUE;
928         va = ROUNDDOWN(va,PGSIZE);
929
930         if (prot != PROT_READ && prot != PROT_WRITE && prot != PROT_EXEC)
931                 panic("bad prot!");
932 refault:
933         /* read access to the VMRs TODO: RCU */
934         spin_lock(&p->vmr_lock);
935         /* Check the vmr's protection */
936         vmr = find_vmr(p, va);
937         if (!vmr) {                                                     /* not mapped at all */
938                 ret = -EFAULT;
939                 goto out;
940         }
941         if (!(vmr->vm_prot & prot)) {           /* wrong prots for this vmr */
942                 ret = -EPERM;
943                 goto out;
944         }
945         if (!vmr->vm_file) {
946                 /* No file - just want anonymous memory */
947                 if (upage_alloc(p, &a_page, TRUE)) {
948                         ret = -ENOMEM;
949                         goto out;
950                 }
951         } else {
952                 /* If this fails, either something got screwed up with the VMR, or the
953                  * permissions changed after mmap/mprotect.  Either way, I want to know
954                  * (though it's not critical). */
955                 if (!check_file_perms(vmr, vmr->vm_file, prot))
956                         printk("[kernel] possible issue with VMR prots on file %s!\n",
957                                file_name(vmr->vm_file));
958                 /* Load the file's page in the page cache.
959                  * TODO: (BLK) Note, we are holding the mem lock!  We need to rewrite
960                  * this stuff so we aren't hold the lock as excessively as we are, and
961                  * such that we can block and resume later. */
962                 assert(!PGOFF(va - vmr->vm_base + vmr->vm_foff));
963                 f_idx = (va - vmr->vm_base + vmr->vm_foff) >> PGSHIFT;
964                 /* TODO: need some sort of lock on the file to deal with someone
965                  * concurrently shrinking it.  Adding 1 to f_idx, since it is
966                  * zero-indexed */
967                 if (f_idx + 1 > nr_pages(vmr->vm_file->f_dentry->d_inode->i_size)) {
968                         /* We're asking for pages that don't exist in the file */
969                         /* TODO: unlock the file */
970                         ret = -ESPIPE; /* linux sends a SIGBUS at access time */
971                         goto out;
972                 }
973                 ret = pm_load_page_nowait(vmr->vm_file->f_mapping, f_idx, &a_page);
974                 if (ret) {
975                         if (ret != -EAGAIN)
976                                 goto out;
977                         /* keep the file alive after we unlock */
978                         kref_get(&vmr->vm_file->f_kref, 1);
979                         spin_unlock(&p->vmr_lock);
980                         ret = __hpf_load_page(p, vmr->vm_file->f_mapping, f_idx, &a_page,
981                                               first);
982                         first = FALSE;
983                         kref_put(&vmr->vm_file->f_kref);
984                         if (ret)
985                                 return ret;
986                         goto refault;
987                 }
988                 /* If we want a private map, we'll preemptively give you a new page.  We
989                  * used to just care if it was private and writable, but were running
990                  * into issues with libc changing its mapping (map private, then
991                  * mprotect to writable...)  In the future, we want to CoW this anyway,
992                  * so it's not a big deal. */
993                 if ((vmr->vm_flags & MAP_PRIVATE)) {
994                         ret = __copy_and_swap_pmpg(p, &a_page);
995                         if (ret)
996                                 goto out_put_pg;
997                 }
998                 /* if this is an executable page, we might have to flush the instruction
999                  * cache if our HW requires it. */
1000                 if (vmr->vm_prot & PROT_EXEC)
1001                         icache_flush_page((void*)va, page2kva(a_page));
1002         }
1003         /* update the page table TODO: careful with MAP_PRIVATE etc.  might do this
1004          * separately (file, no file) */
1005         int pte_prot = (vmr->vm_prot & PROT_WRITE) ? PTE_USER_RW :
1006                        (vmr->vm_prot & (PROT_READ|PROT_EXEC)) ? PTE_USER_RO : 0;
1007         ret = map_page_at_addr(p, a_page, va, pte_prot);
1008         /* fall through, even for errors */
1009 out_put_pg:
1010         /* the VMR's existence in the PM (via the mmap) allows us to have PTE point
1011          * to a_page without it magically being reallocated.  For non-PM memory
1012          * (anon memory or private pages) we transferred the ref to the PTE. */
1013         if (atomic_read(&a_page->pg_flags) & PG_PAGEMAP)
1014                 pm_put_page(a_page);
1015 out:
1016         spin_unlock(&p->vmr_lock);
1017         return ret;
1018 }
1019
1020 /* Attempts to populate the pages, as if there was a page faults.  Bails on
1021  * errors, and returns the number of pages populated.  */
1022 unsigned long populate_va(struct proc *p, uintptr_t va, unsigned long nr_pgs)
1023 {
1024         struct vm_region *vmr, vmr_copy;
1025         unsigned long nr_pgs_this_vmr;
1026         unsigned long nr_filled = 0;
1027         struct page *page;
1028         int pte_prot;
1029
1030         /* we can screw around with ways to limit the find_vmr calls (can do the
1031          * next in line if we didn't unlock, etc., but i don't expect us to do this
1032          * for more than a single VMR in most cases. */
1033         spin_lock(&p->vmr_lock);
1034         while (nr_pgs) {
1035                 vmr = find_vmr(p, va);
1036                 if (!vmr)
1037                         break;
1038                 if (vmr->vm_prot == PROT_NONE)
1039                         break;
1040                 pte_prot = (vmr->vm_prot & PROT_WRITE) ? PTE_USER_RW :
1041                            (vmr->vm_prot & (PROT_READ|PROT_EXEC)) ? PTE_USER_RO : 0;
1042                 nr_pgs_this_vmr = MIN(nr_pgs, (vmr->vm_end - va) >> PGSHIFT);
1043                 if (!vmr->vm_file) {
1044                         if (populate_anon_va(p, va, nr_pgs_this_vmr, pte_prot)) {
1045                                 /* on any error, we can just bail.  we might be underestimating
1046                                  * nr_filled. */
1047                                 break;
1048                         }
1049                 } else {
1050                         /* need to keep the file alive in case we unlock/block */
1051                         kref_get(&vmr->vm_file->f_kref, 1);
1052                         if (populate_pm_va(p, va, nr_pgs_this_vmr, pte_prot,
1053                                            vmr->vm_file->f_mapping,
1054                                            vmr->vm_foff - (va - vmr->vm_base),
1055                                                            vmr->vm_flags, vmr->vm_prot & PROT_EXEC)) {
1056                                 /* we might have failed if the underlying file doesn't cover the
1057                                  * mmap window, depending on how we'll deal with truncation. */
1058                                 break;
1059                         }
1060                         kref_put(&vmr->vm_file->f_kref);
1061                 }
1062                 nr_filled += nr_pgs_this_vmr;
1063                 va += nr_pgs_this_vmr << PGSHIFT;
1064                 nr_pgs -= nr_pgs_this_vmr;
1065         }
1066         spin_unlock(&p->vmr_lock);
1067         return nr_filled;
1068 }
1069
1070 /* Kernel Dynamic Memory Mappings */
1071 uintptr_t dyn_vmap_llim = KERN_DYN_TOP;
1072 spinlock_t dyn_vmap_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
1073
1074 /* Reserve space in the kernel dynamic memory map area */
1075 uintptr_t get_vmap_segment(unsigned long num_pages)
1076 {
1077         uintptr_t retval;
1078         spin_lock(&dyn_vmap_lock);
1079         retval = dyn_vmap_llim - num_pages * PGSIZE;
1080         if ((retval > ULIM) && (retval < KERN_DYN_TOP)) {
1081                 dyn_vmap_llim = retval;
1082         } else {
1083                 warn("[kernel] dynamic mapping failed!");
1084                 retval = 0;
1085         }
1086         spin_unlock(&dyn_vmap_lock);
1087         return retval;
1088 }
1089
1090 /* Give up your space.  Note this isn't supported yet */
1091 uintptr_t put_vmap_segment(uintptr_t vaddr, unsigned long num_pages)
1092 {
1093         /* TODO: use vmem regions for adjustable vmap segments */
1094         warn("Not implemented, leaking vmem space.\n");
1095         return 0;
1096 }
1097
1098 /* Map a virtual address chunk to physical addresses.  Make sure you got a vmap
1099  * segment before actually trying to do the mapping.
1100  *
1101  * Careful with more than one 'page', since it will assume your physical pages
1102  * are also contiguous.  Most callers will only use one page.
1103  *
1104  * Finally, note that this does not care whether or not there are real pages
1105  * being mapped, and will not attempt to incref your page (if there is such a
1106  * thing).  Handle your own refcnting for pages. */
1107 int map_vmap_segment(uintptr_t vaddr, uintptr_t paddr, unsigned long num_pages,
1108                      int perm)
1109 {
1110         /* For now, we only handle the root pgdir, and not any of the other ones
1111          * (like for processes).  To do so, we'll need to insert into every pgdir,
1112          * and send tlb shootdowns to those that are active (which we don't track
1113          * yet). */
1114         extern int booting;
1115         assert(booting);
1116
1117         /* TODO: (MM) you should lock on boot pgdir modifications.  A vm region lock
1118          * isn't enough, since there might be a race on outer levels of page tables.
1119          * For now, we'll just use the dyn_vmap_lock (which technically works). */
1120         spin_lock(&dyn_vmap_lock);
1121         pte_t pte;
1122 #ifdef CONFIG_X86
1123         perm |= PTE_G;
1124 #endif
1125         for (int i = 0; i < num_pages; i++) {
1126                 pte = pgdir_walk(boot_pgdir, (void*)(vaddr + i * PGSIZE), 1);
1127                 if (!pte_walk_okay(pte)) {
1128                         spin_unlock(&dyn_vmap_lock);
1129                         return -ENOMEM;
1130                 }
1131                 /* You probably should have unmapped first */
1132                 if (pte_is_mapped(pte))
1133                         warn("Existing PTE value %p\n", pte_print(pte));
1134                 pte_write(pte, paddr + i * PGSIZE, perm);
1135         }
1136         spin_unlock(&dyn_vmap_lock);
1137         return 0;
1138 }
1139
1140 /* Unmaps / 0's the PTEs of a chunk of vaddr space */
1141 int unmap_vmap_segment(uintptr_t vaddr, unsigned long num_pages)
1142 {
1143         /* Not a big deal - won't need this til we do something with kthreads */
1144         warn("Incomplete, don't call this yet.");
1145         spin_lock(&dyn_vmap_lock);
1146         /* TODO: For all pgdirs */
1147         pte_t pte;
1148         for (int i = 0; i < num_pages; i++) {
1149                 pte = pgdir_walk(boot_pgdir, (void*)(vaddr + i * PGSIZE), 1);
1150                 if (pte_walk_okay(pte))
1151                         pte_clear(pte);
1152         }
1153         /* TODO: TLB shootdown.  Also note that the global flag is set on the PTE
1154          * (for x86 for now), which requires a global shootdown.  bigger issue is
1155          * the TLB shootdowns for multiple pgdirs.  We'll need to remove from every
1156          * pgdir, and send tlb shootdowns to those that are active (which we don't
1157          * track yet). */
1158         spin_unlock(&dyn_vmap_lock);
1159         return 0;
1160 }
1161
1162 /* This can handle unaligned paddrs */
1163 static uintptr_t vmap_pmem_flags(uintptr_t paddr, size_t nr_bytes, int flags)
1164 {
1165         uintptr_t vaddr;
1166         unsigned long nr_pages;
1167         assert(nr_bytes && paddr);
1168         nr_bytes += PGOFF(paddr);
1169         nr_pages = ROUNDUP(nr_bytes, PGSIZE) >> PGSHIFT;
1170         vaddr = get_vmap_segment(nr_pages);
1171         if (!vaddr) {
1172                 warn("Unable to get a vmap segment");   /* probably a bug */
1173                 return 0;
1174         }
1175         /* it's not strictly necessary to drop paddr's pgoff, but it might save some
1176          * vmap heartache in the future. */
1177         if (map_vmap_segment(vaddr, PG_ADDR(paddr), nr_pages,
1178                              PTE_KERN_RW | flags)) {
1179                 warn("Unable to map a vmap segment");   /* probably a bug */
1180                 return 0;
1181         }
1182         return vaddr + PGOFF(paddr);
1183 }
1184
1185 uintptr_t vmap_pmem(uintptr_t paddr, size_t nr_bytes)
1186 {
1187         return vmap_pmem_flags(paddr, nr_bytes, 0);
1188 }
1189
1190 uintptr_t vmap_pmem_nocache(uintptr_t paddr, size_t nr_bytes)
1191 {
1192         return vmap_pmem_flags(paddr, nr_bytes, PTE_NOCACHE);
1193 }
1194
1195 int vunmap_vmem(uintptr_t vaddr, size_t nr_bytes)
1196 {
1197         unsigned long nr_pages = ROUNDUP(nr_bytes, PGSIZE) >> PGSHIFT;
1198         unmap_vmap_segment(vaddr, nr_pages);
1199         put_vmap_segment(vaddr, nr_pages);
1200         return 0;
1201 }