vmm: Refactor vmm_ctl to use error()
[akaros.git] / kern / src / ucq.c
1 /* Copyright (c) 2011 The Regents of the University of California
2  * Barret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
3  * See LICENSE for details.
4  *
5  * Kernel side of ucqs. */
6
7 #include <ucq.h>
8 #include <umem.h>
9 #include <assert.h>
10 #include <mm.h>
11 #include <atomic.h>
12
13 /* Proc p needs to be current, and you should have checked that ucq is valid
14  * memory.  We'll assert it here, to catch any of your bugs.  =) */
15 void send_ucq_msg(struct ucq *ucq, struct proc *p, struct event_msg *msg)
16 {
17         uintptr_t my_slot = 0;
18         struct ucq_page *new_page, *old_page;
19         struct msg_container *my_msg;
20
21         assert(is_user_rwaddr(ucq, sizeof(struct ucq)));
22         /* So we can try to send ucqs to _Ss before they initialize */
23         if (!ucq->ucq_ready) {
24                 if (__proc_is_mcp(p))
25                         warn("proc %d is _M with an uninitialized ucq %p\n", p->pid, ucq);
26                 return;
27         }
28         /* Bypass fetching/incrementing the counter if we're overflowing, helps
29          * prevent wraparound issues on the counter (only 12 bits of counter) */
30         if (ucq->prod_overflow)
31                 goto grab_lock;
32         /* Grab a potential slot */
33         my_slot = (uintptr_t)atomic_fetch_and_add(&ucq->prod_idx, 1);
34         if (slot_is_good(my_slot))
35                 goto have_slot;
36         /* Warn others to not bother with the fetch_and_add */
37         ucq->prod_overflow = TRUE;
38         /* Sanity check */
39         if (PGOFF(my_slot) > 3000)
40                 warn("Abnormally high counter, there's probably something wrong!");
41 grab_lock:
42         /* Lock, for this proc/ucq.  Using an irqsave, since we may want to send ucq
43          * messages from irq context. */
44         hash_lock_irqsave(p->ucq_hashlock, (long)ucq);
45         /* Grab a potential slot (again, preventing another DoS) */
46         my_slot = (uintptr_t)atomic_fetch_and_add(&ucq->prod_idx, 1);
47         if (slot_is_good(my_slot))
48                 goto unlock_lock;
49         /* Check to make sure the old_page was good before we do anything too
50          * intense (we deref it later).  Bad pages are likely due to
51          * user-malfeasance or neglect.
52          *
53          * The is_user_rwaddr() check on old_page might catch addresses below
54          * MMAP_LOWEST_VA, and we can also handle a PF, but we'll explicitly check
55          * for 0 just to be sure (and it's a likely error). */
56         old_page = (struct ucq_page*)PTE_ADDR(my_slot);
57         if (!is_user_rwaddr(old_page, PGSIZE) || !old_page)
58                 goto error_addr_unlock;
59         /* Things still aren't fixed, so we need to reset everything */
60         /* Try to get the spare page, so we don't have to mmap a new one */
61         new_page = (struct ucq_page*)atomic_swap(&ucq->spare_pg, 0);
62         if (!new_page) {
63                 /* Warn if we have a ridiculous amount of pages in the ucq */
64                 if (atomic_fetch_and_add(&ucq->nr_extra_pgs, 1) > UCQ_WARN_THRESH)
65                         warn("Over %d pages in ucq %p for pid %d!\n", UCQ_WARN_THRESH,
66                              ucq, p->pid);
67                 /* Giant warning: don't ask for anything other than anonymous memory at
68                  * a non-fixed location.  o/w, it may cause a TLB shootdown, which grabs
69                  * the proc_lock, and potentially deadlock the system. */
70                 new_page = (struct ucq_page*)do_mmap(p, 0, PGSIZE,
71                                                      PROT_READ | PROT_WRITE,
72                                                      MAP_ANONYMOUS | MAP_POPULATE |
73                                                      MAP_PRIVATE, NULL, 0);
74                 assert(new_page);
75                 assert(!PGOFF(new_page));
76         } else {
77                 /* If we're using the user-supplied new_page, we need to check it */
78                 if (!is_user_rwaddr(new_page, PGSIZE) || PGOFF(new_page))
79                         goto error_addr_unlock;
80         }
81         /* Now we have a page.  Lets make sure it's set up properly */
82         new_page->header.cons_next_pg = 0;
83         new_page->header.nr_cons = 0;
84         /* Link the old page to the new one, so consumers know how to follow */
85         old_page->header.cons_next_pg = (uintptr_t)new_page;
86         /* Set the prod_idx counter to 1 (and the new_page), reserving the first
87          * slot (number '0') for us (reservation prevents DoS). */
88         my_slot = (uintptr_t)new_page;
89         atomic_set(&ucq->prod_idx, my_slot + 1);
90         /* Fallthrough to clear overflow and unlock */
91 unlock_lock:
92         /* Clear the overflow, so new producers will try to get a slot */
93         ucq->prod_overflow = FALSE;
94         /* At this point, any normal (non-locking) producers can succeed in getting
95          * a slot.  The ones that failed earlier will fight for the lock, then
96          * quickly proceed when they get a good slot */
97         hash_unlock_irqsave(p->ucq_hashlock, (long)ucq);
98         /* Fall through to having a slot */
99 have_slot:
100         /* Sanity check on our slot. */
101         assert(slot_is_good(my_slot));
102         /* Convert slot to actual msg_container.  Note we never actually deref
103          * my_slot here (o/w we'd need a rw_addr check). */
104         my_msg = slot2msg(my_slot);
105         /* Make sure our msg is user RW */
106         if (!is_user_rwaddr(my_msg, sizeof(struct msg_container)))
107                 goto error_addr;
108         /* Finally write the message */
109         my_msg->ev_msg = *msg;
110         wmb();
111         /* Now that the write is done, signal to the consumer that they can consume
112          * our message (they could have been spinning on it) */
113         my_msg->ready = TRUE;
114         return;
115 error_addr_unlock:
116         /* Had a bad addr while holding the lock.  This is a bit more serious */
117         warn("Bad addr in ucq page management!");
118         ucq->prod_overflow = FALSE;
119         hash_unlock_irqsave(p->ucq_hashlock, (long)ucq);
120         /* Fall-through to normal error out */
121 error_addr:
122         warn("Invalid user address, not sending a message");
123         /* TODO: consider killing the process here.  For now, just catch it.  For
124          * some cases, we have a slot that we never fill in, though if we had a bad
125          * addr, none of this will work out and the kernel just needs to protect
126          * itself. */
127         return;
128 }
129
130 /* Debugging */
131 #include <smp.h>
132 #include <pmap.h>
133
134 /* Prints the status and up to 25 of the previous messages for the UCQ. */
135 void print_ucq(struct proc *p, struct ucq *ucq)
136 {
137         struct ucq_page *ucq_pg;
138         uintptr_t old_proc = switch_to(p);
139
140         printk("UCQ %p\n", ucq);
141         printk("prod_idx: %p, cons_idx: %p\n", atomic_read(&ucq->prod_idx),
142                atomic_read(&ucq->cons_idx));
143         printk("spare_pg: %p, nr_extra_pgs: %d\n", atomic_read(&ucq->spare_pg),
144                atomic_read(&ucq->nr_extra_pgs));
145         printk("prod_overflow: %d\n", ucq->prod_overflow);
146         /* Try to see our previous ucqs */
147         for (uintptr_t i = atomic_read(&ucq->prod_idx), count = 0;
148              slot_is_good(i) && count < 25;  i--, count++) {
149                 /* only attempt to print messages on the same page */
150                 if (PTE_ADDR(i) != PTE_ADDR(atomic_read(&ucq->prod_idx)))
151                         break;
152                 printk("Prod idx %p message ready is %p\n", i, slot2msg(i)->ready);
153         }
154         /* look at the chain, starting from cons_idx */
155         ucq_pg = (struct ucq_page*)PTE_ADDR(atomic_read(&ucq->cons_idx));
156         for (int i = 0; i < 10 && ucq_pg; i++) {
157                 printk("#%02d: Cons page: %p, nr_cons: %d, next page: %p\n", i,
158                        ucq_pg, ucq_pg->header.nr_cons, ucq_pg->header.cons_next_pg);
159                 ucq_pg = (struct ucq_page*)(ucq_pg->header.cons_next_pg);
160         }
161         switch_back(p, old_proc);
162 }