proc_destroy() refcnting issues dealt with
[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 memory lock (proc_lock
11  * for now) is already held 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 <ros/mman.h>
19 #include <pmap.h>
20 #include <mm.h>
21 #include <process.h>
22 #include <stdio.h>
23 #include <syscall.h>
24 #include <slab.h>
25 #include <kmalloc.h>
26 #include <vfs.h>
27 #include <smp.h>
28
29 struct kmem_cache *vmr_kcache;
30
31 void vmr_init(void)
32 {
33         vmr_kcache = kmem_cache_create("vm_regions", sizeof(struct vm_region),
34                                        __alignof__(struct dentry), 0, 0, 0);
35 }
36
37 /* For now, the caller will set the prot, flags, file, and offset.  In the
38  * future, we may put those in here, to do clever things with merging vm_regions
39  * that are the same.
40  *
41  * TODO: take a look at solari's vmem alloc.  And consider keeping these in a
42  * tree of some sort for easier lookups. */
43 struct vm_region *create_vmr(struct proc *p, uintptr_t va, size_t len)
44 {
45         struct vm_region *vmr = 0, *vm_i, *vm_next;
46         uintptr_t gap_end;
47
48         assert(!PGOFF(va));
49         assert(!PGOFF(len));
50         assert(va + len <= UMAPTOP);
51
52         /* Is there room before the first one: */
53         vm_i = TAILQ_FIRST(&p->vm_regions);
54         if (!vm_i || (va + len < vm_i->vm_base)) {
55                 vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
56                 if (!vmr)
57                         panic("EOM!");
58                 vmr->vm_base = va;
59                 TAILQ_INSERT_HEAD(&p->vm_regions, vmr, vm_link);
60         } else {
61                 TAILQ_FOREACH(vm_i, &p->vm_regions, vm_link) {
62                         vm_next = TAILQ_NEXT(vm_i, vm_link);
63                         gap_end = vm_next ? vm_next->vm_base : UMAPTOP;
64                         /* skip til we get past the 'hint' va */
65                         if (va >= gap_end)
66                                 continue;
67                         /* Find a gap that is big enough */
68                         if (gap_end - vm_i->vm_end >= len) {
69                                 vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
70                                 /* if we can put it at va, let's do that.  o/w, put it so it
71                                  * fits */
72                                 if ((gap_end >= va + len) && (va >= vm_i->vm_end))
73                                         vmr->vm_base = va;
74                                 else
75                                         vmr->vm_base = vm_i->vm_end;
76                                 TAILQ_INSERT_AFTER(&p->vm_regions, vm_i, vmr, vm_link);
77                                 break;
78                         }
79                 }
80         }
81         /* Finalize the creation, if we got one */
82         if (vmr) {
83                 vmr->vm_proc = p;
84                 vmr->vm_end = vmr->vm_base + len;
85         }
86         if (!vmr)
87                 warn("Not making a VMR, wanted %08p, + %p = %p", va, len, va + len);
88         return vmr;
89 }
90
91 /* Split a VMR at va, returning the new VMR.  It is set up the same way, with
92  * file offsets fixed accordingly.  'va' is the beginning of the new one, and
93  * must be page aligned. */
94 struct vm_region *split_vmr(struct vm_region *old_vmr, uintptr_t va)
95 {
96         struct vm_region *new_vmr;
97
98         assert(!PGOFF(va));
99         if ((old_vmr->vm_base >= va) || (old_vmr->vm_end <= va))
100                 return 0;
101         new_vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
102         TAILQ_INSERT_AFTER(&old_vmr->vm_proc->vm_regions, old_vmr, new_vmr,
103                            vm_link);
104         new_vmr->vm_proc = old_vmr->vm_proc;
105         new_vmr->vm_base = va;
106         new_vmr->vm_end = old_vmr->vm_end;
107         old_vmr->vm_end = va;
108         new_vmr->vm_prot = old_vmr->vm_prot;
109         new_vmr->vm_flags = old_vmr->vm_flags;
110         if (old_vmr->vm_file) {
111                 kref_get(&old_vmr->vm_file->f_kref, 1);
112                 new_vmr->vm_file = old_vmr->vm_file;
113                 new_vmr->vm_foff = old_vmr->vm_foff +
114                                       old_vmr->vm_end - old_vmr->vm_base;
115         } else {
116                 new_vmr->vm_file = 0;
117                 new_vmr->vm_foff = 0;
118         }
119         return new_vmr;
120 }
121
122 /* Merges two vm regions.  For now, it will check to make sure they are the
123  * same.  The second one will be destroyed. */
124 int merge_vmr(struct vm_region *first, struct vm_region *second)
125 {
126         assert(first->vm_proc == second->vm_proc);
127         if ((first->vm_end != second->vm_base) ||
128             (first->vm_prot != second->vm_prot) ||
129             (first->vm_flags != second->vm_flags) ||
130             (first->vm_file != second->vm_file))
131                 return -1;
132         if ((first->vm_file) && (second->vm_foff != first->vm_foff +
133                                  first->vm_end - first->vm_base))
134                 return -1;
135         first->vm_end = second->vm_end;
136         destroy_vmr(second);
137         return 0;
138 }
139
140 /* Attempts to merge vmr with adjacent VMRs, returning a ptr to be used for vmr.
141  * It could be the same struct vmr, or possibly another one (usually lower in
142  * the address space. */
143 struct vm_region *merge_me(struct vm_region *vmr)
144 {
145         struct vm_region *vmr_temp;
146         /* Merge will fail if it cannot do it.  If it succeeds, the second VMR is
147          * destroyed, so we need to be a bit careful. */
148         vmr_temp = TAILQ_PREV(vmr, vmr_tailq, vm_link);
149         if (vmr_temp)
150                 if (!merge_vmr(vmr_temp, vmr))
151                         vmr = vmr_temp;
152         vmr_temp = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
153         if (vmr_temp)
154                 merge_vmr(vmr, vmr_temp);
155         return vmr;
156 }
157
158 /* Grows the vm region up to (and not including) va.  Fails if another is in the
159  * way, etc. */
160 int grow_vmr(struct vm_region *vmr, uintptr_t va)
161 {
162         assert(!PGOFF(va));
163         struct vm_region *next = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
164         if (next && next->vm_base < va)
165                 return -1;
166         if (va <= vmr->vm_end)
167                 return -1;
168         vmr->vm_end = va;
169         return 0;
170 }
171
172 /* Shrinks the vm region down to (and not including) va.  Whoever calls this
173  * will need to sort out the page table entries. */
174 int shrink_vmr(struct vm_region *vmr, uintptr_t va)
175 {
176         assert(!PGOFF(va));
177         if ((va < vmr->vm_base) || (va > vmr->vm_end))
178                 return -1;
179         vmr->vm_end = va;
180         return 0;
181 }
182
183 /* Called by the unmapper, just cleans up.  Whoever calls this will need to sort
184  * out the page table entries. */
185 void destroy_vmr(struct vm_region *vmr)
186 {
187         if (vmr->vm_file)
188                 kref_put(&vmr->vm_file->f_kref);
189         TAILQ_REMOVE(&vmr->vm_proc->vm_regions, vmr, vm_link);
190         kmem_cache_free(vmr_kcache, vmr);
191 }
192
193 /* Given a va and a proc (later an mm, possibly), returns the owning vmr, or 0
194  * if there is none. */
195 struct vm_region *find_vmr(struct proc *p, uintptr_t va)
196 {
197         struct vm_region *vmr;
198         /* ugly linear seach */
199         TAILQ_FOREACH(vmr, &p->vm_regions, vm_link) {
200                 if ((vmr->vm_base <= va) && (vmr->vm_end > va))
201                         return vmr;
202         }
203         return 0;
204 }
205
206 /* Finds the first vmr after va (including the one holding va), or 0 if there is
207  * none. */
208 struct vm_region *find_first_vmr(struct proc *p, uintptr_t va)
209 {
210         struct vm_region *vmr;
211         /* ugly linear seach */
212         TAILQ_FOREACH(vmr, &p->vm_regions, vm_link) {
213                 if ((vmr->vm_base <= va) && (vmr->vm_end > va))
214                         return vmr;
215                 if (vmr->vm_base > va)
216                         return vmr;
217         }
218         return 0;
219 }
220
221 /* Makes sure that no VMRs cross either the start or end of the given region
222  * [va, va + len), splitting any VMRs that are on the endpoints. */
223 void isolate_vmrs(struct proc *p, uintptr_t va, size_t len)
224 {
225         struct vm_region *vmr;
226         if ((vmr = find_vmr(p, va)))
227                 split_vmr(vmr, va);
228         /* TODO: don't want to do another find (linear search) */
229         if ((vmr = find_vmr(p, va + len)))
230                 split_vmr(vmr, va + len);
231 }
232
233 /* Destroys all vmrs of a process - important for when files are mmap()d and
234  * probably later when we share memory regions */
235 void destroy_vmrs(struct proc *p)
236 {
237         struct vm_region *vm_i;
238         TAILQ_FOREACH(vm_i, &p->vm_regions, vm_link)
239                 destroy_vmr(vm_i);
240 }
241
242 /* This will make new_p have the same VMRs as p, though it does nothing to
243  * ensure the physical pages or whatever are shared/mapped/copied/whatever.
244  * This is used by fork().
245  *
246  * Note that if you are working on a VMR that is a file, you'll want to be
247  * careful about how it is mapped (SHARED, PRIVATE, etc). */
248 void duplicate_vmrs(struct proc *p, struct proc *new_p)
249 {
250         struct vm_region *vmr, *vm_i;
251         TAILQ_FOREACH(vm_i, &p->vm_regions, vm_link) {
252                 vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
253                 if (!vmr)
254                         panic("EOM!");
255                 vmr->vm_proc = new_p;
256                 vmr->vm_base = vm_i->vm_base;
257                 vmr->vm_end = vm_i->vm_end;
258                 vmr->vm_prot = vm_i->vm_prot;   
259                 vmr->vm_flags = vm_i->vm_flags; 
260                 if (vm_i->vm_file)
261                         kref_get(&vm_i->vm_file->f_kref, 1);
262                 vmr->vm_file = vm_i->vm_file;
263                 vmr->vm_foff = vm_i->vm_foff;
264                 TAILQ_INSERT_TAIL(&new_p->vm_regions, vmr, vm_link);
265         }
266 }
267
268 void print_vmrs(struct proc *p)
269 {
270         int count = 0;
271         struct vm_region *vmr;
272         printk("VM Regions for proc %d\n", p->pid);
273         TAILQ_FOREACH(vmr, &p->vm_regions, vm_link)
274                 printk("%02d: (0x%08x - 0x%08x): %08p, %08p, %08p, %08p\n", count++,
275                        vmr->vm_base, vmr->vm_end, vmr->vm_prot, vmr->vm_flags,
276                        vmr->vm_file, vmr->vm_foff);
277 }
278
279
280 /* Error values aren't quite comprehensive - check man mmap() once we do better
281  * with the FS.
282  *
283  * The mmap call's offset is in units of PGSIZE (like Linux's mmap2()), but
284  * internally, the offset is tracked in bytes.  The reason for the PGSIZE is for
285  * 32bit apps to enumerate large files, but a full 64bit system won't need that.
286  * We track things internally in bytes since that is how file pointers work, vmr
287  * bases and ends, and similar math.  While it's not a hard change, there's no
288  * need for it, and ideally we'll be a fully 64bit system before we deal with
289  * files that large. */
290 void *mmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot, int flags,
291            int fd, size_t offset)
292 {
293         struct file *file = NULL;
294         offset <<= PGSHIFT;
295         printd("mmap(addr %x, len %x, prot %x, flags %x, fd %x, off %x)\n", addr,
296                len, prot, flags, fd, offset);
297         if (fd >= 0 && (flags & MAP_ANON)) {
298                 set_errno(EBADF);
299                 return MAP_FAILED;
300         }
301         if ((addr + len > UMAPTOP) || (PGOFF(addr))) {
302                 set_errno(EINVAL);
303                 return MAP_FAILED;
304         }
305         if (!len) {
306                 set_errno(EINVAL);
307                 return MAP_FAILED;
308         }
309         if (fd != -1) {
310                 file = get_file_from_fd(&p->open_files, fd);
311                 if (!file) {
312                         set_errno(EBADF);
313                         return MAP_FAILED;
314                 }
315         }
316         addr = MAX(addr, MMAP_LOWEST_VA);
317         void *result = do_mmap(p, addr, len, prot, flags, file, offset);
318         if (file)
319                 kref_put(&file->f_kref);
320         return result;
321 }
322
323 void *do_mmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot, int flags,
324               struct file *file, size_t offset)
325 {
326         // TODO: grab the appropriate mm_lock
327         spin_lock(&p->proc_lock);
328         void *ret = __do_mmap(p, addr, len, prot, flags, file, offset);
329         spin_unlock(&p->proc_lock);
330         return ret;
331 }
332
333 void *__do_mmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot, int flags,
334                 struct file *file, size_t offset)
335 {
336         len = ROUNDUP(len, PGSIZE);
337         int num_pages = len / PGSIZE;
338         int retval;
339
340         struct vm_region *vmr, *vmr_temp;
341
342 #ifndef __CONFIG_DEMAND_PAGING__
343         flags |= MAP_POPULATE;
344 #endif
345         /* Need to make sure nothing is in our way when we want a FIXED location.
346          * We just need to split on the end points (if they exist), and then remove
347          * everything in between.  __do_munmap() will do this. */
348         if (flags & MAP_FIXED)
349                 __do_munmap(p, addr, len);
350         vmr = create_vmr(p, addr, len);
351         if (!vmr) {
352                 printk("[kernel] do_mmap() aborted for %08p + %d!\n", addr, len);
353                 set_errno(ENOMEM);
354                 return MAP_FAILED;              /* TODO: error propagation for mmap() */
355         }
356         vmr->vm_prot = prot;
357         vmr->vm_flags = flags;
358         if (file)
359                 kref_get(&file->f_kref, 1);
360         vmr->vm_file = file;
361         vmr->vm_foff = offset;
362         /* Prep the FS to make sure it can mmap the file.  Slightly weird semantics:
363          * they will have a hole in their VM now. */
364         if (file && file->f_op->mmap(file, vmr)) {
365                 destroy_vmr(vmr);
366                 set_errno(EACCES);      /* not quite */
367                 return MAP_FAILED;
368         }
369         addr = vmr->vm_base;            /* so we know which pages to populate later */
370         vmr = merge_me(vmr);            /* attempts to merge with neighbors */
371         /* Fault in pages now if MAP_POPULATE.  We want to populate the region
372          * requested, but we need to be careful and only populate the requested
373          * length and not any merged regions, which is why we set addr above and use
374          * it here.
375          *
376          * If HPF errors out, we'll warn for now, since it is likely a bug in
377          * userspace, though since POPULATE is an opportunistic thing, we don't need
378          * to actually kill the process.  If we do kill them, make sure to
379          * incref/decref around proc_destroy, since we likely don't have an edible
380          * reference to p. */
381         if (flags & MAP_POPULATE)
382                 for (int i = 0; i < num_pages; i++) {
383                         retval = __handle_page_fault(p, addr + i * PGSIZE, vmr->vm_prot);
384                         if (retval) {
385                                 warn("do_mmap() failing (%d) on addr %08p with prot %p\n",
386                                      retval, addr + i * PGSIZE,  vmr->vm_prot);
387                                 break;
388                         }
389                 }
390         return (void*SAFE)TC(addr);
391 }
392
393 int mprotect(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot)
394 {
395         printd("mprotect: (addr %08p, len %08p, prot %08p)\n", addr, len, prot);
396         if (!len)
397                 return 0;
398         if ((addr % PGSIZE) || (addr < MMAP_LOWEST_VA)) {
399                 set_errno(EINVAL);
400                 return -1;
401         }
402         uintptr_t end = ROUNDUP(addr + len, PGSIZE);
403         if (end > UMAPTOP || addr > end) {
404                 set_errno(ENOMEM);
405                 return -1;
406         }
407         spin_lock(&p->proc_lock);
408         int ret = __do_mprotect(p, addr, len, prot);
409         spin_unlock(&p->proc_lock);
410         return ret;
411 }
412
413 /* This does not care if the region is not mapped.  POSIX says you should return
414  * ENOMEM if any part of it is unmapped.  Can do this later if we care, based on
415  * the VMRs, not the actual page residency. */
416 int __do_mprotect(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot)
417 {
418         struct vm_region *vmr, *next_vmr;
419         pte_t *pte;
420         bool shootdown_needed = FALSE;
421         int pte_prot = (prot & PROT_WRITE) ? PTE_USER_RW :
422                        (prot & (PROT_READ|PROT_EXEC)) ? PTE_USER_RO : 0;
423         /* TODO: this is aggressively splitting, when we might not need to if the
424          * prots are the same as the previous.  Plus, there are three excessive
425          * scans.  Finally, we might be able to merge when we are done. */
426         isolate_vmrs(p, addr, len);
427         vmr = find_first_vmr(p, addr);
428         while (vmr && vmr->vm_base < addr + len) {
429                 if (vmr->vm_prot == prot)
430                         continue;
431                 if (vmr->vm_file && (prot & PROT_WRITE)) {
432                         /* if vmr maps a file as MAP_SHARED, then we need to make sure the
433                          * protection change is in compliance with the open mode of the
434                          * file. */
435                     if (vmr->vm_flags & MAP_SHARED) {
436                                 if (!(vmr->vm_file->f_mode & S_IWUSR)) {
437                                         /* at this point, we have a file opened in the wrong mode,
438                                          * but we may be allowed to access it still. */
439                                         if (check_perms(vmr->vm_file->f_dentry->d_inode, S_IWUSR)) {
440                                                 set_errno(EACCES);
441                                                 return -1;
442                                         } else {
443                                                 /* it is okay, though we need to change the file mode.
444                                                  */
445                                                 vmr->vm_file->f_mode |= S_IWUSR;
446                                         }
447                                 }
448                         } else {        /* PRIVATE mapping */
449                                 /* TODO: we want a CoW mapping (like we want in handle_page_fault()),
450                                  * since there is a concern of a process having the page already
451                                  * mapped in to a file it does not have permissions to, and then
452                                  * mprotecting it so it can access it.  So we can't just change
453                                  * the prot, and we don't know yet if a page is mapped in.  To
454                                  * handle this, we ought to sort out the CoW bit, and then this
455                                  * will be easy.  Til then, just do a permissions check.  If we
456                                  * start having weird issues with libc overwriting itself (since
457                                  * procs mprotect that W), then change this. */
458                                 if (check_perms(vmr->vm_file->f_dentry->d_inode, S_IWUSR)) {
459                                         set_errno(EACCES);
460                                         return -1;
461                                 }
462                         }
463                 }
464                 vmr->vm_prot = prot;
465                 for (uintptr_t va = vmr->vm_base; va < vmr->vm_end; va += PGSIZE) { 
466                         pte = pgdir_walk(p->env_pgdir, (void*)va, 0);
467                         if (pte && PAGE_PRESENT(*pte)) {
468                                 *pte = (*pte & ~PTE_PERM) | pte_prot;
469                                 shootdown_needed = TRUE;
470                         }
471                 }
472                 next_vmr = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
473                 vmr = next_vmr;
474         }
475         if (shootdown_needed)
476                 __proc_tlbshootdown(p, addr, addr + len);
477         return 0;
478 }
479
480 int munmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len)
481 {
482         printd("munmap(addr %x, len %x, prot %x)\n", addr, len, prot);
483         if (!len)
484                 return 0;
485         if ((addr % PGSIZE) || (addr < MMAP_LOWEST_VA)) {
486                 set_errno(EINVAL);
487                 return -1;
488         }
489         uintptr_t end = ROUNDUP(addr + len, PGSIZE);
490         if (end > UMAPTOP || addr > end) {
491                 set_errno(EINVAL);
492                 return -1;
493         }
494         spin_lock(&p->proc_lock);
495         int ret = __do_munmap(p, addr, len);
496         spin_unlock(&p->proc_lock);
497         return ret;
498 }
499
500 int __do_munmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len)
501 {
502         struct vm_region *vmr, *next_vmr;
503         pte_t *pte;
504         bool shootdown_needed = FALSE;
505
506         /* TODO: this will be a bit slow, since we end up doing three linear
507          * searches (two in isolate, one in find_first). */
508         isolate_vmrs(p, addr, len);
509         vmr = find_first_vmr(p, addr);
510         while (vmr && vmr->vm_base < addr + len) {
511                 for (uintptr_t va = vmr->vm_base; va < vmr->vm_end; va += PGSIZE) { 
512                         pte = pgdir_walk(p->env_pgdir, (void*)va, 0);
513                         if (!pte)
514                                 continue;
515                         if (PAGE_PRESENT(*pte)) {
516                                 /* TODO: (TLB) race here, where the page can be given out before
517                                  * the shootdown happened.  Need to put it on a temp list. */
518                                 page_t *page = ppn2page(PTE2PPN(*pte));
519                                 *pte = 0;
520                                 page_decref(page);
521                                 shootdown_needed = TRUE;
522                         } else if (PAGE_PAGED_OUT(*pte)) {
523                                 /* TODO: (SWAP) mark free in the swapfile or whatever.  For now,
524                                  * PAGED_OUT is also being used to mean "hasn't been mapped
525                                  * yet".  Note we now allow PAGE_UNMAPPED, unlike older
526                                  * versions of mmap(). */
527                                 panic("Swapping not supported!");
528                                 *pte = 0;
529                         }
530                 }
531                 next_vmr = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
532                 destroy_vmr(vmr);
533                 vmr = next_vmr;
534         }
535         if (shootdown_needed)
536                 __proc_tlbshootdown(p, addr, addr + len);
537         return 0;
538 }
539
540 int handle_page_fault(struct proc* p, uintptr_t va, int prot)
541 {
542         va = ROUNDDOWN(va,PGSIZE);
543
544         if (prot != PROT_READ && prot != PROT_WRITE && prot != PROT_EXEC)
545                 panic("bad prot!");
546         spin_lock(&p->proc_lock);
547         int ret = __handle_page_fault(p, va, prot);
548         spin_unlock(&p->proc_lock);
549         return ret;
550 }
551
552 /* Returns 0 on success, or an appropriate -error code.  Assumes you hold the
553  * appropriate lock.
554  *
555  * Notes: if your TLB caches negative results, you'll need to flush the
556  * appropriate tlb entry.  Also, you could have a weird race where a present PTE
557  * faulted for a different reason (was mprotected on another core), and the
558  * shootdown is on its way.  Userspace should have waited for the mprotect to
559  * return before trying to write (or whatever), so we don't care and will fault
560  * them. */
561 int __handle_page_fault(struct proc *p, uintptr_t va, int prot)
562 {
563         struct vm_region *vmr;
564         struct page *a_page;
565         unsigned int f_idx;     /* index of the missing page in the file */
566         int retval;
567
568         /* Check the vmr's protection */
569         vmr = find_vmr(p, va);
570         if (!vmr)                                                       /* not mapped at all */
571                 return -EFAULT;
572         if (!(vmr->vm_prot & prot))                     /* wrong prots for this vmr */
573                 return -EPERM;
574         /* find offending PTE (prob don't read this in).  This might alloc an
575          * intermediate page table page. */
576         pte_t *pte = pgdir_walk(p->env_pgdir, (void*)va, 1);
577         if (!pte)
578                 return -ENOMEM;
579         /* a spurious, valid PF is possible due to a legit race: the page might have
580          * been faulted in by another core already (and raced on the memory lock),
581          * in which case we should just return. */
582         if (PAGE_PRESENT(*pte)) {
583                 return 0;
584         } else if (PAGE_PAGED_OUT(*pte)) {
585                 /* TODO: (SWAP) bring in the paged out frame. (BLK) */
586                 panic("Swapping not supported!");
587                 return -1;
588         }
589         if (!vmr->vm_file) {
590                 /* No file - just want anonymous memory */
591                 if (upage_alloc(p, &a_page, TRUE))
592                         return -ENOMEM;
593         } else {
594                 /* Load the file's page in the page cache.
595                  * TODO: (BLK) Note, we are holding the mem lock!  We need to rewrite
596                  * this stuff so we aren't hold the lock as excessively as we are, and
597                  * such that we can block and resume later. */
598                 f_idx = (va - vmr->vm_base + vmr->vm_foff) >> PGSHIFT;
599                 retval = pm_load_page(vmr->vm_file->f_mapping, f_idx, &a_page);
600                 if (retval)
601                         return retval;
602                 /* If we want a private map that is writable, we'll preemptively give
603                  * you a new page.  In the future, we want to CoW this. */
604                 if ((vmr->vm_flags |= MAP_PRIVATE) && (vmr->vm_prot |= PROT_WRITE)) {
605                         struct page *cache_page = a_page;
606                         if (upage_alloc(p, &a_page, FALSE)) {
607                                 page_decref(cache_page);        /* was the original a_page */
608                                 return -ENOMEM;
609                         }
610                         memcpy(page2kva(a_page), page2kva(cache_page), PGSIZE);
611                         page_decref(cache_page);                /* was the original a_page */
612                 }
613                 /* if this is an executable page, we might have to flush the instruction
614                  * cache if our HW requires it. */
615                 if (vmr->vm_prot & PROT_EXEC)
616                         icache_flush_page((void*)va, page2kva(a_page));
617         }
618         /* update the page table TODO: careful with MAP_PRIVATE etc.  might do this
619          * separately (file, no file) */
620         int pte_prot = (vmr->vm_prot & PROT_WRITE) ? PTE_USER_RW :
621                        (vmr->vm_prot & (PROT_READ|PROT_EXEC)) ? PTE_USER_RO : 0;
622         /* We have a ref to a_page, which we are storing in the PTE */
623         *pte = PTE(page2ppn(a_page), PTE_P | pte_prot);
624         return 0;
625 }