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