edda11a5d401f9e8d65438ee4dd899ed5b80d14f
[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         /* Is there room before the first one: */
52         vm_i = TAILQ_FIRST(&p->vm_regions);
53         /* This works for now, but if all we have is BRK_END ones, we'll start
54          * growing backwards (TODO) */
55         if (!vm_i || (va + len < vm_i->vm_base)) {
56                 vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
57                 if (!vmr)
58                         panic("EOM!");
59                 memset(vmr, 0, sizeof(struct vm_region));
60                 vmr->vm_base = va;
61                 TAILQ_INSERT_HEAD(&p->vm_regions, vmr, vm_link);
62         } else {
63                 TAILQ_FOREACH(vm_i, &p->vm_regions, vm_link) {
64                         vm_next = TAILQ_NEXT(vm_i, vm_link);
65                         gap_end = vm_next ? vm_next->vm_base : UMAPTOP;
66                         /* skip til we get past the 'hint' va */
67                         if (va >= gap_end)
68                                 continue;
69                         /* Find a gap that is big enough */
70                         if (gap_end - vm_i->vm_end >= len) {
71                                 vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
72                                 if (!vmr)
73                                         panic("EOM!");
74                                 memset(vmr, 0, sizeof(struct vm_region));
75                                 /* if we can put it at va, let's do that.  o/w, put it so it
76                                  * fits */
77                                 if ((gap_end >= va + len) && (va >= vm_i->vm_end))
78                                         vmr->vm_base = va;
79                                 else
80                                         vmr->vm_base = vm_i->vm_end;
81                                 TAILQ_INSERT_AFTER(&p->vm_regions, vm_i, vmr, vm_link);
82                                 break;
83                         }
84                 }
85         }
86         /* Finalize the creation, if we got one */
87         if (vmr) {
88                 vmr->vm_proc = p;
89                 vmr->vm_end = vmr->vm_base + len;
90         }
91         if (!vmr)
92                 warn("Not making a VMR, wanted %08p, + %p = %p", va, len, va + len);
93         return vmr;
94 }
95
96 /* Split a VMR at va, returning the new VMR.  It is set up the same way, with
97  * file offsets fixed accordingly.  'va' is the beginning of the new one, and
98  * must be page aligned. */
99 struct vm_region *split_vmr(struct vm_region *old_vmr, uintptr_t va)
100 {
101         struct vm_region *new_vmr;
102
103         assert(!PGOFF(va));
104         if ((old_vmr->vm_base >= va) || (old_vmr->vm_end <= va))
105                 return 0;
106         new_vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
107         TAILQ_INSERT_AFTER(&old_vmr->vm_proc->vm_regions, old_vmr, new_vmr,
108                            vm_link);
109         new_vmr->vm_proc = old_vmr->vm_proc;
110         new_vmr->vm_base = va;
111         new_vmr->vm_end = old_vmr->vm_end;
112         old_vmr->vm_end = va;
113         new_vmr->vm_prot = old_vmr->vm_prot;
114         new_vmr->vm_flags = old_vmr->vm_flags;
115         if (old_vmr->vm_file) {
116                 kref_get(&old_vmr->vm_file->f_kref, 1);
117                 new_vmr->vm_file = old_vmr->vm_file;
118                 new_vmr->vm_foff = old_vmr->vm_foff +
119                                       old_vmr->vm_end - old_vmr->vm_base;
120         } else {
121                 new_vmr->vm_file = 0;
122                 new_vmr->vm_foff = 0;
123         }
124         return new_vmr;
125 }
126
127 /* Merges two vm regions.  For now, it will check to make sure they are the
128  * same.  The second one will be destroyed. */
129 int merge_vmr(struct vm_region *first, struct vm_region *second)
130 {
131         assert(first->vm_proc == second->vm_proc);
132         if ((first->vm_end != second->vm_base) ||
133             (first->vm_prot != second->vm_prot) ||
134             (first->vm_flags != second->vm_flags) ||
135             (first->vm_file != second->vm_file))
136                 return -1;
137         if ((first->vm_file) && (second->vm_foff != first->vm_foff +
138                                  first->vm_end - first->vm_base))
139                 return -1;
140         first->vm_end = second->vm_end;
141         destroy_vmr(second);
142         return 0;
143 }
144
145 /* Attempts to merge vmr with adjacent VMRs, returning a ptr to be used for vmr.
146  * It could be the same struct vmr, or possibly another one (usually lower in
147  * the address space. */
148 struct vm_region *merge_me(struct vm_region *vmr)
149 {
150         struct vm_region *vmr_temp;
151         /* Merge will fail if it cannot do it.  If it succeeds, the second VMR is
152          * destroyed, so we need to be a bit careful. */
153         vmr_temp = TAILQ_PREV(vmr, vmr_tailq, vm_link);
154         if (vmr_temp)
155                 if (!merge_vmr(vmr_temp, vmr))
156                         vmr = vmr_temp;
157         vmr_temp = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
158         if (vmr_temp)
159                 merge_vmr(vmr, vmr_temp);
160         return vmr;
161 }
162
163 /* Grows the vm region up to (and not including) va.  Fails if another is in the
164  * way, etc. */
165 int grow_vmr(struct vm_region *vmr, uintptr_t va)
166 {
167         assert(!PGOFF(va));
168         struct vm_region *next = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
169         if (next && next->vm_base < va)
170                 return -1;
171         if (va <= vmr->vm_end)
172                 return -1;
173         vmr->vm_end = va;
174         return 0;
175 }
176
177 /* Shrinks the vm region down to (and not including) va.  Whoever calls this
178  * will need to sort out the page table entries. */
179 int shrink_vmr(struct vm_region *vmr, uintptr_t va)
180 {
181         assert(!PGOFF(va));
182         if ((va < vmr->vm_base) || (va > vmr->vm_end))
183                 return -1;
184         vmr->vm_end = va;
185         return 0;
186 }
187
188 /* Called by the unmapper, just cleans up.  Whoever calls this will need to sort
189  * out the page table entries. */
190 void destroy_vmr(struct vm_region *vmr)
191 {
192         if (vmr->vm_file)
193                 kref_put(&vmr->vm_file->f_kref);
194         TAILQ_REMOVE(&vmr->vm_proc->vm_regions, vmr, vm_link);
195         kmem_cache_free(vmr_kcache, vmr);
196 }
197
198 /* Given a va and a proc (later an mm, possibly), returns the owning vmr, or 0
199  * if there is none. */
200 struct vm_region *find_vmr(struct proc *p, uintptr_t va)
201 {
202         struct vm_region *vmr;
203         /* ugly linear seach */
204         TAILQ_FOREACH(vmr, &p->vm_regions, vm_link) {
205                 if ((vmr->vm_base <= va) && (vmr->vm_end > va))
206                         return vmr;
207         }
208         return 0;
209 }
210
211 /* Finds the first vmr after va (including the one holding va), or 0 if there is
212  * none. */
213 struct vm_region *find_first_vmr(struct proc *p, uintptr_t va)
214 {
215         struct vm_region *vmr;
216         /* ugly linear seach */
217         TAILQ_FOREACH(vmr, &p->vm_regions, vm_link) {
218                 if ((vmr->vm_base <= va) && (vmr->vm_end > va))
219                         return vmr;
220                 if (vmr->vm_base > va)
221                         return vmr;
222         }
223         return 0;
224 }
225
226 /* Makes sure that no VMRs cross either the start or end of the given region
227  * [va, va + len), splitting any VMRs that are on the endpoints. */
228 void isolate_vmrs(struct proc *p, uintptr_t va, size_t len)
229 {
230         struct vm_region *vmr;
231         if ((vmr = find_vmr(p, va)))
232                 split_vmr(vmr, va);
233         /* TODO: don't want to do another find (linear search) */
234         if ((vmr = find_vmr(p, va + len)))
235                 split_vmr(vmr, va + len);
236 }
237
238 /* Destroys all vmrs of a process - important for when files are mmap()d and
239  * probably later when we share memory regions */
240 void destroy_vmrs(struct proc *p)
241 {
242         struct vm_region *vm_i;
243         TAILQ_FOREACH(vm_i, &p->vm_regions, vm_link)
244                 destroy_vmr(vm_i);
245 }
246
247 /* This will make new_p have the same VMRs as p, though it does nothing to
248  * ensure the physical pages or whatever are shared/mapped/copied/whatever.
249  * This is used by fork().
250  *
251  * Note that if you are working on a VMR that is a file, you'll want to be
252  * careful about how it is mapped (SHARED, PRIVATE, etc). */
253 void duplicate_vmrs(struct proc *p, struct proc *new_p)
254 {
255         struct vm_region *vmr, *vm_i;
256         TAILQ_FOREACH(vm_i, &p->vm_regions, vm_link) {
257                 vmr = kmem_cache_alloc(vmr_kcache, 0);
258                 if (!vmr)
259                         panic("EOM!");
260                 vmr->vm_proc = new_p;
261                 vmr->vm_base = vm_i->vm_base;
262                 vmr->vm_end = vm_i->vm_end;
263                 vmr->vm_prot = vm_i->vm_prot;   
264                 vmr->vm_flags = vm_i->vm_flags; 
265                 if (vm_i->vm_file)
266                         kref_get(&vm_i->vm_file->f_kref, 1);
267                 vmr->vm_file = vm_i->vm_file;
268                 vmr->vm_foff = vm_i->vm_foff;
269                 TAILQ_INSERT_TAIL(&new_p->vm_regions, vmr, vm_link);
270         }
271 }
272
273 void print_vmrs(struct proc *p)
274 {
275         int count = 0;
276         struct vm_region *vmr;
277         printk("VM Regions for proc %d\n", p->pid);
278         TAILQ_FOREACH(vmr, &p->vm_regions, vm_link)
279                 printk("%02d: (0x%08x - 0x%08x): %08p, %08p, %08p, %08p\n", count++,
280                        vmr->vm_base, vmr->vm_end, vmr->vm_prot, vmr->vm_flags,
281                        vmr->vm_file, vmr->vm_foff);
282 }
283
284
285 /* Error values aren't quite comprehensive - check man mmap() once we do better
286  * with the FS.
287  *
288  * The mmap call's offset is in units of PGSIZE (like Linux's mmap2()), but
289  * internally, the offset is tracked in bytes.  The reason for the PGSIZE is for
290  * 32bit apps to enumerate large files, but a full 64bit system won't need that.
291  * We track things internally in bytes since that is how file pointers work, vmr
292  * bases and ends, and similar math.  While it's not a hard change, there's no
293  * need for it, and ideally we'll be a fully 64bit system before we deal with
294  * files that large. */
295 void *mmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot, int flags,
296            int fd, size_t offset)
297 {
298         struct file *file = NULL;
299         offset <<= PGSHIFT;
300         printd("mmap(addr %x, len %x, prot %x, flags %x, fd %x, off %x)\n", addr,
301                len, prot, flags, fd, offset);
302         if (fd >= 0 && (flags & MAP_ANON)) {
303                 set_errno(EBADF);
304                 return MAP_FAILED;
305         }
306         if ((addr + len > UMAPTOP) || (PGOFF(addr))) {
307                 set_errno(EINVAL);
308                 return MAP_FAILED;
309         }
310         if (!len) {
311                 set_errno(EINVAL);
312                 return MAP_FAILED;
313         }
314         if (fd != -1) {
315                 file = get_file_from_fd(&p->open_files, fd);
316                 if (!file) {
317                         set_errno(EBADF);
318                         return MAP_FAILED;
319                 }
320         }
321         /* If they don't care where to put it, we'll start looking after the break.
322          * We could just have userspace handle this (in glibc's mmap), so we don't
323          * need to know about BRK_END, but this will work for now (and may avoid
324          * bugs).  Note that this limits mmap(0) a bit. */
325         if (addr == 0)
326                 addr = BRK_END;
327         /* Still need to enforce this: */
328         addr = MAX(addr, MMAP_LOWEST_VA);
329         void *result = do_mmap(p, addr, len, prot, flags, file, offset);
330         if (file)
331                 kref_put(&file->f_kref);
332         return result;
333 }
334
335 void *do_mmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot, int flags,
336               struct file *file, size_t offset)
337 {
338         // TODO: grab the appropriate mm_lock
339         spin_lock(&p->proc_lock);
340         void *ret = __do_mmap(p, addr, len, prot, flags, file, offset);
341         spin_unlock(&p->proc_lock);
342         return ret;
343 }
344
345 void *__do_mmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot, int flags,
346                 struct file *file, size_t offset)
347 {
348         len = ROUNDUP(len, PGSIZE);
349         int num_pages = len / PGSIZE;
350         int retval;
351
352         struct vm_region *vmr, *vmr_temp;
353
354 #ifndef __CONFIG_DEMAND_PAGING__
355         flags |= MAP_POPULATE;
356 #endif
357         /* Need to make sure nothing is in our way when we want a FIXED location.
358          * We just need to split on the end points (if they exist), and then remove
359          * everything in between.  __do_munmap() will do this.  Careful, this means
360          * an mmap can be an implied munmap() (not my call...). */
361         if (flags & MAP_FIXED)
362                 __do_munmap(p, addr, len);
363         vmr = create_vmr(p, addr, len);
364         if (!vmr) {
365                 printk("[kernel] do_mmap() aborted for %08p + %d!\n", addr, len);
366                 set_errno(ENOMEM);
367                 return MAP_FAILED;              /* TODO: error propagation for mmap() */
368         }
369         vmr->vm_prot = prot;
370         vmr->vm_flags = flags;
371         if (file)
372                 kref_get(&file->f_kref, 1);
373         vmr->vm_file = file;
374         vmr->vm_foff = offset;
375         /* Prep the FS to make sure it can mmap the file.  Slightly weird semantics:
376          * they will have a hole in their VM now. */
377         if (file && file->f_op->mmap(file, vmr)) {
378                 destroy_vmr(vmr);
379                 set_errno(EACCES);      /* not quite */
380                 return MAP_FAILED;
381         }
382         addr = vmr->vm_base;            /* so we know which pages to populate later */
383         vmr = merge_me(vmr);            /* attempts to merge with neighbors */
384         /* Fault in pages now if MAP_POPULATE.  We want to populate the region
385          * requested, but we need to be careful and only populate the requested
386          * length and not any merged regions, which is why we set addr above and use
387          * it here.
388          *
389          * If HPF errors out, we'll warn for now, since it is likely a bug in
390          * userspace, though since POPULATE is an opportunistic thing, we don't need
391          * to actually kill the process.  If we do kill them, make sure to
392          * incref/decref around proc_destroy, since we likely don't have an edible
393          * reference to p. */
394         if (flags & MAP_POPULATE)
395                 for (int i = 0; i < num_pages; i++) {
396                         retval = __handle_page_fault(p, addr + i * PGSIZE, vmr->vm_prot);
397                         if (retval) {
398                                 warn("do_mmap() failing (%d) on addr %08p with prot %p\n",
399                                      retval, addr + i * PGSIZE,  vmr->vm_prot);
400                                 break;
401                         }
402                 }
403         return (void*SAFE)TC(addr);
404 }
405
406 int mprotect(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot)
407 {
408         printd("mprotect: (addr %08p, len %08p, prot %08p)\n", addr, len, prot);
409         if (!len)
410                 return 0;
411         if ((addr % PGSIZE) || (addr < MMAP_LOWEST_VA)) {
412                 set_errno(EINVAL);
413                 return -1;
414         }
415         uintptr_t end = ROUNDUP(addr + len, PGSIZE);
416         if (end > UMAPTOP || addr > end) {
417                 set_errno(ENOMEM);
418                 return -1;
419         }
420         spin_lock(&p->proc_lock);
421         int ret = __do_mprotect(p, addr, len, prot);
422         spin_unlock(&p->proc_lock);
423         return ret;
424 }
425
426 /* This does not care if the region is not mapped.  POSIX says you should return
427  * ENOMEM if any part of it is unmapped.  Can do this later if we care, based on
428  * the VMRs, not the actual page residency. */
429 int __do_mprotect(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len, int prot)
430 {
431         struct vm_region *vmr, *next_vmr;
432         pte_t *pte;
433         bool shootdown_needed = FALSE;
434         int pte_prot = (prot & PROT_WRITE) ? PTE_USER_RW :
435                        (prot & (PROT_READ|PROT_EXEC)) ? PTE_USER_RO : 0;
436         /* TODO: this is aggressively splitting, when we might not need to if the
437          * prots are the same as the previous.  Plus, there are three excessive
438          * scans.  Finally, we might be able to merge when we are done. */
439         isolate_vmrs(p, addr, len);
440         vmr = find_first_vmr(p, addr);
441         while (vmr && vmr->vm_base < addr + len) {
442                 if (vmr->vm_prot == prot)
443                         continue;
444                 if (vmr->vm_file && (prot & PROT_WRITE)) {
445                         /* if vmr maps a file as MAP_SHARED, then we need to make sure the
446                          * protection change is in compliance with the open mode of the
447                          * file. */
448                     if (vmr->vm_flags & MAP_SHARED) {
449                                 if (!(vmr->vm_file->f_mode & S_IWUSR)) {
450                                         /* at this point, we have a file opened in the wrong mode,
451                                          * but we may be allowed to access it still. */
452                                         if (check_perms(vmr->vm_file->f_dentry->d_inode, S_IWUSR)) {
453                                                 set_errno(EACCES);
454                                                 return -1;
455                                         } else {
456                                                 /* it is okay, though we need to change the file mode.
457                                                  */
458                                                 vmr->vm_file->f_mode |= S_IWUSR;
459                                         }
460                                 }
461                         } else {        /* PRIVATE mapping */
462                                 /* TODO: we want a CoW mapping (like we want in handle_page_fault()),
463                                  * since there is a concern of a process having the page already
464                                  * mapped in to a file it does not have permissions to, and then
465                                  * mprotecting it so it can access it.  So we can't just change
466                                  * the prot, and we don't know yet if a page is mapped in.  To
467                                  * handle this, we ought to sort out the CoW bit, and then this
468                                  * will be easy.  Til then, just do a permissions check.  If we
469                                  * start having weird issues with libc overwriting itself (since
470                                  * procs mprotect that W), then change this. */
471                                 if (check_perms(vmr->vm_file->f_dentry->d_inode, S_IWUSR)) {
472                                         set_errno(EACCES);
473                                         return -1;
474                                 }
475                         }
476                 }
477                 vmr->vm_prot = prot;
478                 for (uintptr_t va = vmr->vm_base; va < vmr->vm_end; va += PGSIZE) { 
479                         pte = pgdir_walk(p->env_pgdir, (void*)va, 0);
480                         if (pte && PAGE_PRESENT(*pte)) {
481                                 *pte = (*pte & ~PTE_PERM) | pte_prot;
482                                 shootdown_needed = TRUE;
483                         }
484                 }
485                 next_vmr = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
486                 vmr = next_vmr;
487         }
488         if (shootdown_needed)
489                 __proc_tlbshootdown(p, addr, addr + len);
490         return 0;
491 }
492
493 int munmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len)
494 {
495         printd("munmap(addr %x, len %x)\n", addr, len);
496         if (!len)
497                 return 0;
498         if ((addr % PGSIZE) || (addr < MMAP_LOWEST_VA)) {
499                 set_errno(EINVAL);
500                 return -1;
501         }
502         uintptr_t end = ROUNDUP(addr + len, PGSIZE);
503         if (end > UMAPTOP || addr > end) {
504                 set_errno(EINVAL);
505                 return -1;
506         }
507         spin_lock(&p->proc_lock);
508         int ret = __do_munmap(p, addr, len);
509         spin_unlock(&p->proc_lock);
510         return ret;
511 }
512
513 int __do_munmap(struct proc *p, uintptr_t addr, size_t len)
514 {
515         struct vm_region *vmr, *next_vmr;
516         pte_t *pte;
517         bool shootdown_needed = FALSE;
518
519         /* TODO: this will be a bit slow, since we end up doing three linear
520          * searches (two in isolate, one in find_first). */
521         isolate_vmrs(p, addr, len);
522         vmr = find_first_vmr(p, addr);
523         while (vmr && vmr->vm_base < addr + len) {
524                 for (uintptr_t va = vmr->vm_base; va < vmr->vm_end; va += PGSIZE) { 
525                         pte = pgdir_walk(p->env_pgdir, (void*)va, 0);
526                         if (!pte)
527                                 continue;
528                         if (PAGE_PRESENT(*pte)) {
529                                 /* TODO: (TLB) race here, where the page can be given out before
530                                  * the shootdown happened.  Need to put it on a temp list. */
531                                 page_t *page = ppn2page(PTE2PPN(*pte));
532                                 *pte = 0;
533                                 page_decref(page);
534                                 shootdown_needed = TRUE;
535                         } else if (PAGE_PAGED_OUT(*pte)) {
536                                 /* TODO: (SWAP) mark free in the swapfile or whatever.  For now,
537                                  * PAGED_OUT is also being used to mean "hasn't been mapped
538                                  * yet".  Note we now allow PAGE_UNMAPPED, unlike older
539                                  * versions of mmap(). */
540                                 panic("Swapping not supported!");
541                                 *pte = 0;
542                         }
543                 }
544                 next_vmr = TAILQ_NEXT(vmr, vm_link);
545                 destroy_vmr(vmr);
546                 vmr = next_vmr;
547         }
548         if (shootdown_needed)
549                 __proc_tlbshootdown(p, addr, addr + len);
550         return 0;
551 }
552
553 int handle_page_fault(struct proc* p, uintptr_t va, int prot)
554 {
555         va = ROUNDDOWN(va,PGSIZE);
556
557         if (prot != PROT_READ && prot != PROT_WRITE && prot != PROT_EXEC)
558                 panic("bad prot!");
559         spin_lock(&p->proc_lock);
560         int ret = __handle_page_fault(p, va, prot);
561         spin_unlock(&p->proc_lock);
562         return ret;
563 }
564
565 /* Returns 0 on success, or an appropriate -error code.  Assumes you hold the
566  * appropriate lock.
567  *
568  * Notes: if your TLB caches negative results, you'll need to flush the
569  * appropriate tlb entry.  Also, you could have a weird race where a present PTE
570  * faulted for a different reason (was mprotected on another core), and the
571  * shootdown is on its way.  Userspace should have waited for the mprotect to
572  * return before trying to write (or whatever), so we don't care and will fault
573  * them. */
574 int __handle_page_fault(struct proc *p, uintptr_t va, int prot)
575 {
576         struct vm_region *vmr;
577         struct page *a_page;
578         unsigned int f_idx;     /* index of the missing page in the file */
579         int retval;
580
581         /* Check the vmr's protection */
582         vmr = find_vmr(p, va);
583         if (!vmr)                                                       /* not mapped at all */
584                 return -EFAULT;
585         if (!(vmr->vm_prot & prot))                     /* wrong prots for this vmr */
586                 return -EPERM;
587         /* find offending PTE (prob don't read this in).  This might alloc an
588          * intermediate page table page. */
589         pte_t *pte = pgdir_walk(p->env_pgdir, (void*)va, 1);
590         if (!pte)
591                 return -ENOMEM;
592         /* a spurious, valid PF is possible due to a legit race: the page might have
593          * been faulted in by another core already (and raced on the memory lock),
594          * in which case we should just return. */
595         if (PAGE_PRESENT(*pte)) {
596                 return 0;
597         } else if (PAGE_PAGED_OUT(*pte)) {
598                 /* TODO: (SWAP) bring in the paged out frame. (BLK) */
599                 panic("Swapping not supported!");
600                 return -1;
601         }
602         if (!vmr->vm_file) {
603                 /* No file - just want anonymous memory */
604                 if (upage_alloc(p, &a_page, TRUE))
605                         return -ENOMEM;
606         } else {
607                 /* Load the file's page in the page cache.
608                  * TODO: (BLK) Note, we are holding the mem lock!  We need to rewrite
609                  * this stuff so we aren't hold the lock as excessively as we are, and
610                  * such that we can block and resume later. */
611                 f_idx = (va - vmr->vm_base + vmr->vm_foff) >> PGSHIFT;
612                 retval = pm_load_page(vmr->vm_file->f_mapping, f_idx, &a_page);
613                 if (retval)
614                         return retval;
615                 /* If we want a private map that is writable, we'll preemptively give
616                  * you a new page.  In the future, we want to CoW this. */
617                 if ((vmr->vm_flags |= MAP_PRIVATE) && (vmr->vm_prot |= PROT_WRITE)) {
618                         struct page *cache_page = a_page;
619                         if (upage_alloc(p, &a_page, FALSE)) {
620                                 page_decref(cache_page);        /* was the original a_page */
621                                 return -ENOMEM;
622                         }
623                         memcpy(page2kva(a_page), page2kva(cache_page), PGSIZE);
624                         page_decref(cache_page);                /* was the original a_page */
625                 }
626                 /* if this is an executable page, we might have to flush the instruction
627                  * cache if our HW requires it. */
628                 if (vmr->vm_prot & PROT_EXEC)
629                         icache_flush_page((void*)va, page2kva(a_page));
630         }
631         /* update the page table TODO: careful with MAP_PRIVATE etc.  might do this
632          * separately (file, no file) */
633         int pte_prot = (vmr->vm_prot & PROT_WRITE) ? PTE_USER_RW :
634                        (vmr->vm_prot & (PROT_READ|PROT_EXEC)) ? PTE_USER_RO : 0;
635         /* We have a ref to a_page, which we are storing in the PTE */
636         *pte = PTE(page2ppn(a_page), PTE_P | pte_prot);
637         return 0;
638 }