source: trunk/kernel/mm/vmm.c @ 587

Last change on this file since 587 was 585, checked in by alain, 6 years ago

Introduce two separate vmm_handle_page_fault() & vmm_handle_cow() functions in vmm.c

File size: 72.8 KB
RevLine 
[1]1/*
2 * vmm.c - virtual memory manager related operations interface.
3 *
4 * Authors   Ghassan Almaless (2008,2009,2010,2011, 2012)
5 *           Mohamed Lamine Karaoui (2015)
6 *           Alain Greiner (2016)
[21]7 *
[1]8 * Copyright (c) UPMC Sorbonne Universites
9 *
10 * This file is part of ALMOS-MKH.
11 *
12 * ALMOS-MKH is free software; you can redistribute it and/or modify it
13 * under the terms of the GNU General Public License as published by
14 * the Free Software Foundation; version 2.0 of the License.
15 *
16 * ALMOS-MKH is distributed in the hope that it will be useful, but
17 * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
19 * General Public License for more details.
20 *
21 * You should have received a copy of the GNU General Public License
22 * along with ALMOS-MKH; if not, write to the Free Software Foundation,
23 * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
24 */
25
[14]26#include <kernel_config.h>
[457]27#include <hal_kernel_types.h>
[1]28#include <hal_special.h>
29#include <hal_gpt.h>
[409]30#include <hal_vmm.h>
[577]31#include <hal_macros.h>
[1]32#include <printk.h>
[23]33#include <memcpy.h>
[567]34#include <remote_rwlock.h>
35#include <remote_queuelock.h>
[1]36#include <list.h>
[408]37#include <xlist.h>
[1]38#include <bits.h>
39#include <process.h>
40#include <thread.h>
41#include <vseg.h>
42#include <cluster.h>
43#include <scheduler.h>
44#include <vfs.h>
45#include <mapper.h>
46#include <page.h>
47#include <kmem.h>
48#include <vmm.h>
[585]49#include <hal_exception.h>
[1]50
51//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
52//   Extern global variables
53//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
54
[567]55extern  process_t  process_zero;      // allocated in cluster.c
[1]56
[415]57///////////////////////////////////////
58error_t vmm_init( process_t * process )
[21]59{
[1]60    error_t   error;
61    vseg_t  * vseg_kentry;
62    vseg_t  * vseg_args;
63    vseg_t  * vseg_envs;
64    intptr_t  base;
65    intptr_t  size;
66
[438]67#if DEBUG_VMM_INIT
[567]68thread_t * this = CURRENT_THREAD;
[433]69uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]70if( DEBUG_VMM_INIT )
[567]71printk("\n[DBG] %s : thread %x in process %x enter for process %x / cycle %d\n", 
72__FUNCTION__ , this->trdid, this->process->pid, process->pid , cycle );
[433]73#endif
[204]74
[1]75    // get pointer on VMM
76    vmm_t   * vmm = &process->vmm;
77
[407]78    // initialize local list of vsegs
79    vmm->vsegs_nr = 0;
[408]80        xlist_root_init( XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_root ) );
[580]81        remote_rwlock_init( XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_lock ) , LOCK_VMM_VSL );
[407]82
[567]83assert( ((CONFIG_VMM_KENTRY_SIZE + CONFIG_VMM_ARGS_SIZE + CONFIG_VMM_ENVS_SIZE) 
84<= CONFIG_VMM_ELF_BASE) , "UTILS zone too small\n" );
[21]85
[567]86assert( (CONFIG_THREADS_MAX_PER_CLUSTER <= 32) ,
87"no more than 32 threads per cluster for a single process\n");
[1]88
[567]89assert( ((CONFIG_VMM_STACK_SIZE * CONFIG_THREADS_MAX_PER_CLUSTER) <=
90(CONFIG_VMM_VSPACE_SIZE - CONFIG_VMM_STACK_BASE)) ,
91"STACK zone too small\n");
[1]92
[409]93    // register kentry vseg in VSL
[406]94    base = CONFIG_VMM_KENTRY_BASE << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
[1]95    size = CONFIG_VMM_KENTRY_SIZE << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
[406]96
[407]97    vseg_kentry = vmm_create_vseg( process,
98                                   VSEG_TYPE_CODE,
99                                   base,
100                                   size,
101                                   0,             // file_offset unused
102                                   0,             // file_size unused
103                                   XPTR_NULL,     // mapper_xp unused
104                                   local_cxy );
[204]105
[415]106    if( vseg_kentry == NULL )
107    {
108        printk("\n[ERROR] in %s : cannot register kentry vseg\n", __FUNCTION__ );
109        return -1;
110    }
[204]111
[406]112    vmm->kent_vpn_base = base;
[1]113
[409]114    // register args vseg in VSL
[406]115    base = (CONFIG_VMM_KENTRY_BASE + 
116            CONFIG_VMM_KENTRY_SIZE ) << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
[1]117    size = CONFIG_VMM_ARGS_SIZE << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
[406]118
[407]119    vseg_args = vmm_create_vseg( process,
120                                 VSEG_TYPE_DATA,
121                                 base,
122                                 size,
123                                 0,             // file_offset unused
124                                 0,             // file_size unused
125                                 XPTR_NULL,     // mapper_xp unused
126                                 local_cxy );
[204]127
[415]128    if( vseg_args == NULL )
129    {
130        printk("\n[ERROR] in %s : cannot register args vseg\n", __FUNCTION__ );
131        return -1;
132    }
[204]133
[406]134    vmm->args_vpn_base = base;
[1]135
[409]136    // register the envs vseg in VSL
[406]137    base = (CONFIG_VMM_KENTRY_BASE + 
138            CONFIG_VMM_KENTRY_SIZE +
139            CONFIG_VMM_ARGS_SIZE   ) << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
[1]140    size = CONFIG_VMM_ENVS_SIZE << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
[406]141
[407]142    vseg_envs = vmm_create_vseg( process,
143                                 VSEG_TYPE_DATA,
144                                 base,
145                                 size,
146                                 0,             // file_offset unused
147                                 0,             // file_size unused
148                                 XPTR_NULL,     // mapper_xp unused
149                                 local_cxy );
[204]150
[415]151    if( vseg_envs == NULL )
152    {
153        printk("\n[ERROR] in %s : cannot register envs vseg\n", __FUNCTION__ );
154        return -1;
155    }
[204]156
[406]157    vmm->envs_vpn_base = base;
[1]158
[409]159    // create GPT (empty)
[1]160    error = hal_gpt_create( &vmm->gpt );
161
[415]162    if( error ) 
163    printk("\n[ERROR] in %s : cannot create GPT\n", __FUNCTION__ );
[204]164
[585]165    // initialize GPT lock
166    remote_rwlock_init( XPTR( local_cxy , &vmm->gpt_lock ) , LOCK_VMM_GPT );
167
168    // architecture specic GPT initialisation
[409]169    // (For TSAR, identity map the kentry_vseg)
170    error = hal_vmm_init( vmm );
171
[415]172    if( error ) 
173    printk("\n[ERROR] in %s : cannot initialize GPT\n", __FUNCTION__ );
[409]174
[1]175    // initialize STACK allocator
176    vmm->stack_mgr.bitmap   = 0;
177    vmm->stack_mgr.vpn_base = CONFIG_VMM_STACK_BASE;
[567]178    busylock_init( &vmm->stack_mgr.lock , LOCK_VMM_STACK );
[1]179
180    // initialize MMAP allocator
[407]181    vmm->mmap_mgr.vpn_base        = CONFIG_VMM_HEAP_BASE;
182    vmm->mmap_mgr.vpn_size        = CONFIG_VMM_STACK_BASE - CONFIG_VMM_HEAP_BASE;
183    vmm->mmap_mgr.first_free_vpn  = CONFIG_VMM_HEAP_BASE;
[567]184    busylock_init( &vmm->mmap_mgr.lock , LOCK_VMM_MMAP );
[457]185
[1]186    uint32_t i;
187    for( i = 0 ; i < 32 ; i++ ) list_root_init( &vmm->mmap_mgr.zombi_list[i] );
188
[21]189    // initialize instrumentation counters
[409]190        vmm->pgfault_nr = 0;
[1]191
[124]192    hal_fence();
[1]193
[438]194#if DEBUG_VMM_INIT
[433]195cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]196if( DEBUG_VMM_INIT )
[567]197printk("\n[DBG] %s : thread %x in process %x exit / process %x / entry_point = %x / cycle %d\n", 
198__FUNCTION__, this->trdid, this->process->pid, process->pid , process->vmm.entry_point , cycle );
[433]199#endif
[204]200
[415]201    return 0;
202
[204]203}  // end vmm_init()
204
[407]205//////////////////////////////////////
206void vmm_display( process_t * process,
207                  bool_t      mapping )
208{
209    vmm_t * vmm = &process->vmm;
210    gpt_t * gpt = &vmm->gpt;
211
[457]212    printk("\n***** VSL and GPT(%x) for process %x in cluster %x\n\n",
213    process->vmm.gpt.ptr , process->pid , local_cxy );
[407]214
[585]215    // get lock protecting the VSL and the GPT
[567]216    remote_rwlock_rd_acquire( XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_lock ) );
[585]217    remote_rwlock_rd_acquire( XPTR( local_cxy , &vmm->gpt_lock ) );
[407]218
219    // scan the list of vsegs
[408]220    xptr_t         root_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_root );
221    xptr_t         iter_xp;
222    xptr_t         vseg_xp;
[407]223    vseg_t       * vseg;
[408]224    XLIST_FOREACH( root_xp , iter_xp )
[407]225    {
[408]226        vseg_xp = XLIST_ELEMENT( iter_xp , vseg_t , xlist );
[433]227        vseg    = GET_PTR( vseg_xp );
[408]228
[407]229        printk(" - %s : base = %X / size = %X / npages = %d\n",
230        vseg_type_str( vseg->type ) , vseg->min , vseg->max - vseg->min , vseg->vpn_size );
231
232        if( mapping )
233        {
234            vpn_t    vpn;
235            ppn_t    ppn;
236            uint32_t attr;
237            vpn_t    base = vseg->vpn_base;
238            vpn_t    size = vseg->vpn_size;
239            for( vpn = base ; vpn < (base+size) ; vpn++ )
240            {
[585]241                hal_gpt_get_pte( XPTR( local_cxy , gpt ) , vpn , &attr , &ppn );
[407]242                if( attr & GPT_MAPPED )
243                {
244                    printk("    . vpn = %X / attr = %X / ppn = %X\n", vpn , attr , ppn );
245                }
246            }
247        }
248    }
249
[585]250    // release the locks
[567]251    remote_rwlock_rd_release( XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_lock ) );
[585]252    remote_rwlock_rd_release( XPTR( local_cxy , &vmm->gpt_lock ) );
[407]253
[408]254}  // vmm_display()
255
[567]256///////////////////////////////////
257void vmm_vseg_attach( vmm_t  * vmm,
258                      vseg_t * vseg )
259{
260    // build extended pointer on rwlock protecting VSL
261    xptr_t lock_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_lock );
262
263    // get rwlock in write mode
264    remote_rwlock_wr_acquire( lock_xp );
265
266    // update vseg descriptor
267    vseg->vmm = vmm;
268
269    // add vseg in vmm list
270    xlist_add_last( XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_root ),
271                    XPTR( local_cxy , &vseg->xlist ) );
272
273    // release rwlock in write mode
274    remote_rwlock_wr_release( lock_xp );
275}
276
277///////////////////////////////////
278void vmm_vseg_detach( vmm_t  * vmm,
279                      vseg_t * vseg )
280{
281    // build extended pointer on rwlock protecting VSL
282    xptr_t lock_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_lock );
283
284    // get rwlock in write mode
285    remote_rwlock_wr_acquire( lock_xp );
286
287    // update vseg descriptor
288    vseg->vmm = NULL;
289
290    // remove vseg from vmm list
291    xlist_unlink( XPTR( local_cxy , &vseg->xlist ) );
292
293    // release rwlock in write mode
294    remote_rwlock_wr_release( lock_xp );
295}
296
[433]297/////////////////////i//////////////////////////
298void vmm_global_update_pte( process_t * process,
299                            vpn_t       vpn,
300                            uint32_t    attr,
301                            ppn_t       ppn )
[23]302{
[408]303    xlist_entry_t * process_root_ptr;
304    xptr_t          process_root_xp;
305    xptr_t          process_iter_xp;
[23]306
[408]307    xptr_t          remote_process_xp;
308    cxy_t           remote_process_cxy;
309    process_t     * remote_process_ptr;
310    xptr_t          remote_gpt_xp;
[23]311
[408]312    pid_t           pid;
313    cxy_t           owner_cxy;
314    lpid_t          owner_lpid;
[23]315
[438]316#if DEBUG_VMM_UPDATE_PTE
[433]317uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]318if( DEBUG_VMM_UPDATE_PTE < cycle )
[433]319printk("\n[DBG] %s : thread %x enter for process %x / vpn %x / cycle %d\n",
320__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , process->pid , vpn , cycle );
321#endif
322
[567]323// check cluster is reference
[585]324assert( (GET_CXY( process->ref_xp ) == local_cxy) , "not called in reference cluster\n");
[433]325
[408]326    // get extended pointer on root of process copies xlist in owner cluster
327    pid              = process->pid;
328    owner_cxy        = CXY_FROM_PID( pid );
329    owner_lpid       = LPID_FROM_PID( pid );
330    process_root_ptr = &LOCAL_CLUSTER->pmgr.copies_root[owner_lpid];
331    process_root_xp  = XPTR( owner_cxy , process_root_ptr );
[23]332
[408]333    // loop on destination process copies
334    XLIST_FOREACH( process_root_xp , process_iter_xp )
335    {
336        // get cluster and local pointer on remote process
337        remote_process_xp  = XLIST_ELEMENT( process_iter_xp , process_t , copies_list );
[433]338        remote_process_ptr = GET_PTR( remote_process_xp );
[408]339        remote_process_cxy = GET_CXY( remote_process_xp );
[407]340
[438]341#if (DEBUG_VMM_UPDATE_PTE & 0x1)
342if( DEBUG_VMM_UPDATE_PTE < cycle )
[433]343printk("\n[DBG] %s : thread %x handling process %x in cluster %x\n",
344__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , process->pid , remote_process_cxy );
345#endif
346
[408]347        // get extended pointer on remote gpt
348        remote_gpt_xp = XPTR( remote_process_cxy , &remote_process_ptr->vmm.gpt );
349
[433]350        // update remote GPT
351        hal_gpt_update_pte( remote_gpt_xp, vpn, attr, ppn );
[408]352    } 
353
[438]354#if DEBUG_VMM_UPDATE_PTE
[433]355cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]356if( DEBUG_VMM_UPDATE_PTE < cycle )
[433]357printk("\n[DBG] %s : thread %x exit for process %x / vpn %x / cycle %d\n",
358__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , process->pid , vpn , cycle );
359#endif
360
361}  // end vmm_global_update_pte()
362
[408]363///////////////////////////////////////
364void vmm_set_cow( process_t * process )
365{
366    vmm_t         * vmm;
367
368    xlist_entry_t * process_root_ptr;
369    xptr_t          process_root_xp;
370    xptr_t          process_iter_xp;
371
372    xptr_t          remote_process_xp;
373    cxy_t           remote_process_cxy;
374    process_t     * remote_process_ptr;
375    xptr_t          remote_gpt_xp;
376
377    xptr_t          vseg_root_xp;
378    xptr_t          vseg_iter_xp;
379
380    xptr_t          vseg_xp;
381    vseg_t        * vseg;
382
383    pid_t           pid;
384    cxy_t           owner_cxy;
385    lpid_t          owner_lpid;
386
[438]387#if DEBUG_VMM_SET_COW
[433]388uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]389if( DEBUG_VMM_SET_COW < cycle )
[433]390printk("\n[DBG] %s : thread %x enter for process %x / cycle %d\n",
391__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , process->pid , cycle );
392#endif
[408]393
[567]394// check cluster is reference
395assert( (GET_CXY( process->ref_xp ) == local_cxy) ,
396"local cluster is not process reference cluster\n");
[408]397
398    // get pointer on reference VMM
399    vmm = &process->vmm;
400
401    // get extended pointer on root of process copies xlist in owner cluster
402    pid              = process->pid;
403    owner_cxy        = CXY_FROM_PID( pid );
404    owner_lpid       = LPID_FROM_PID( pid );
405    process_root_ptr = &LOCAL_CLUSTER->pmgr.copies_root[owner_lpid];
406    process_root_xp  = XPTR( owner_cxy , process_root_ptr );
407
408    // get extended pointer on root of vsegs xlist from reference VMM
409    vseg_root_xp  = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_root ); 
410
411    // loop on destination process copies
412    XLIST_FOREACH( process_root_xp , process_iter_xp )
413    {
414        // get cluster and local pointer on remote process
415        remote_process_xp  = XLIST_ELEMENT( process_iter_xp , process_t , copies_list );
[433]416        remote_process_ptr = GET_PTR( remote_process_xp );
[408]417        remote_process_cxy = GET_CXY( remote_process_xp );
418
[438]419#if (DEBUG_VMM_SET_COW &0x1)
420if( DEBUG_VMM_SET_COW < cycle )
[433]421printk("\n[DBG] %s : thread %x handling process %x in cluster %x\n",
422__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , process->pid , remote_process_cxy );
423#endif
[408]424
425        // get extended pointer on remote gpt
426        remote_gpt_xp = XPTR( remote_process_cxy , &remote_process_ptr->vmm.gpt );
427
428        // loop on vsegs in (local) reference process VSL
429        XLIST_FOREACH( vseg_root_xp , vseg_iter_xp )
430        {
431            // get pointer on vseg
432            vseg_xp  = XLIST_ELEMENT( vseg_iter_xp , vseg_t , xlist );
[433]433            vseg     = GET_PTR( vseg_xp );
[408]434
[567]435assert( (GET_CXY( vseg_xp ) == local_cxy) ,
436"all vsegs in reference VSL must be local\n" );
[408]437
438            // get vseg type, base and size
439            uint32_t type     = vseg->type;
440            vpn_t    vpn_base = vseg->vpn_base;
441            vpn_t    vpn_size = vseg->vpn_size;
442
[438]443#if (DEBUG_VMM_SET_COW & 0x1)
444if( DEBUG_VMM_SET_COW < cycle )
[433]445printk("\n[DBG] %s : thread %x handling vseg %s / vpn_base = %x / vpn_size = %x\n",
446__FUNCTION__, CURRENT_THREAD , vseg_type_str(type), vpn_base, vpn_size );
447#endif
448            // only DATA, ANON and REMOTE vsegs
[408]449            if( (type == VSEG_TYPE_DATA)  ||
450                (type == VSEG_TYPE_ANON)  ||
451                (type == VSEG_TYPE_REMOTE) )
452            {
[433]453                vpn_t      vpn;
454                uint32_t   attr;
455                ppn_t      ppn;
456                xptr_t     page_xp;
457                cxy_t      page_cxy;
458                page_t   * page_ptr;
459                xptr_t     forks_xp;
[469]460                xptr_t     lock_xp;
[433]461
462                // update flags in remote GPT
463                hal_gpt_set_cow( remote_gpt_xp,
464                                 vpn_base,
465                                 vpn_size ); 
466
467                // atomically increment pending forks counter in physical pages,
468                // for all vseg pages that are mapped in reference cluster
469                if( remote_process_cxy == local_cxy )
470                {
471                    // scan all pages in vseg
472                    for( vpn = vpn_base ; vpn < (vpn_base + vpn_size) ; vpn++ )
473                    {
474                        // get page attributes and PPN from reference GPT
[585]475                        hal_gpt_get_pte( remote_gpt_xp , vpn , &attr , &ppn ); 
[433]476
477                        // atomically update pending forks counter if page is mapped
478                        if( attr & GPT_MAPPED )
479                        {
[469]480                            // get pointers and cluster on page descriptor
[433]481                            page_xp  = ppm_ppn2page( ppn );
482                            page_cxy = GET_CXY( page_xp );
483                            page_ptr = GET_PTR( page_xp );
[469]484
485                            // get extended pointers on "forks" and "lock"
[433]486                            forks_xp = XPTR( page_cxy , &page_ptr->forks );
[469]487                            lock_xp  = XPTR( page_cxy , &page_ptr->lock );
488
[567]489                            // take lock protecting "forks" counter
490                            remote_busylock_acquire( lock_xp );
491
[469]492                            // increment "forks"
[433]493                            hal_remote_atomic_add( forks_xp , 1 );
[567]494
495                            // release lock protecting "forks" counter
496                            remote_busylock_release( lock_xp );
[433]497                        }
498                    }   // end loop on vpn
499                }   // end if local
500            }   // end if vseg type
501        }   // end loop on vsegs
[408]502    }   // end loop on process copies
503 
[438]504#if DEBUG_VMM_SET_COW
[433]505cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]506if( DEBUG_VMM_SET_COW < cycle )
[433]507printk("\n[DBG] %s : thread %x exit for process %x / cycle %d\n",
508__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , process->pid , cycle );
509#endif
[408]510
511}  // end vmm_set-cow()
512
513/////////////////////////////////////////////////
514error_t vmm_fork_copy( process_t * child_process,
515                       xptr_t      parent_process_xp )
516{
517    error_t     error;
518    cxy_t       parent_cxy;
519    process_t * parent_process;
520    vmm_t     * parent_vmm;
521    xptr_t      parent_lock_xp;
522    vmm_t     * child_vmm;
523    xptr_t      iter_xp;
524    xptr_t      parent_vseg_xp;
525    vseg_t    * parent_vseg;
526    vseg_t    * child_vseg;
527    uint32_t    type;
528    bool_t      cow;
529    vpn_t       vpn;           
530    vpn_t       vpn_base;
531    vpn_t       vpn_size;
[469]532    xptr_t      page_xp;        // extended pointer on page descriptor
[408]533    page_t    * page_ptr;
534    cxy_t       page_cxy;
[469]535    xptr_t      forks_xp;       // extended pointer on forks counter in page descriptor
536    xptr_t      lock_xp;        // extended pointer on lock protecting the forks counter
[408]537    xptr_t      parent_root_xp;
538    bool_t      mapped; 
539    ppn_t       ppn;
540
[438]541#if DEBUG_VMM_FORK_COPY
[433]542uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]543if( DEBUG_VMM_FORK_COPY < cycle )
[433]544printk("\n[DBG] %s : thread %x enter / cycle %d\n",
545__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD, cycle );
546#endif
[408]547
548    // get parent process cluster and local pointer
549    parent_cxy     = GET_CXY( parent_process_xp );
[433]550    parent_process = GET_PTR( parent_process_xp );
[408]551
552    // get local pointers on parent and child VMM
553    parent_vmm = &parent_process->vmm; 
554    child_vmm  = &child_process->vmm;
555
556    // get extended pointer on lock protecting the parent VSL
557    parent_lock_xp = XPTR( parent_cxy , &parent_vmm->vsegs_lock );
558
559    // initialize the lock protecting the child VSL
[567]560    remote_rwlock_init( XPTR( local_cxy , &child_vmm->vsegs_lock ), LOCK_VMM_STACK );
[408]561
562    // initialize the child VSL as empty
563    xlist_root_init( XPTR( local_cxy, &child_vmm->vsegs_root ) );
564    child_vmm->vsegs_nr = 0;
565
[415]566    // create child GPT
[408]567    error = hal_gpt_create( &child_vmm->gpt );
[415]568
[407]569    if( error )
570    {
[408]571        printk("\n[ERROR] in %s : cannot create GPT\n", __FUNCTION__ );
572        return -1;
[407]573    }
574
[408]575    // build extended pointer on parent VSL
576    parent_root_xp = XPTR( parent_cxy , &parent_vmm->vsegs_root );
577
[567]578    // take the lock protecting the parent VSL in read mode
579    remote_rwlock_rd_acquire( parent_lock_xp );
[415]580
[408]581    // loop on parent VSL xlist
582    XLIST_FOREACH( parent_root_xp , iter_xp )
[23]583    {
[408]584        // get local and extended pointers on current parent vseg
585        parent_vseg_xp = XLIST_ELEMENT( iter_xp , vseg_t , xlist );
[433]586        parent_vseg    = GET_PTR( parent_vseg_xp );
[23]587
[408]588        // get vseg type
[567]589        type = hal_remote_l32( XPTR( parent_cxy , &parent_vseg->type ) );
[408]590       
[438]591#if DEBUG_VMM_FORK_COPY
[433]592cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]593if( DEBUG_VMM_FORK_COPY < cycle )
[433]594printk("\n[DBG] %s : thread %x found parent vseg %s / vpn_base = %x / cycle %d\n",
595__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD, vseg_type_str(type),
[567]596hal_remote_l32( XPTR( parent_cxy , &parent_vseg->vpn_base ) ) , cycle );
[433]597#endif
[23]598
[408]599        // all parent vsegs - but STACK - must be copied in child VSL
600        if( type != VSEG_TYPE_STACK )
[23]601        {
[408]602            // allocate memory for a new child vseg
603            child_vseg = vseg_alloc();
604            if( child_vseg == NULL )   // release all allocated vsegs
[23]605            {
[408]606                vmm_destroy( child_process );
607                printk("\n[ERROR] in %s : cannot create vseg for child\n", __FUNCTION__ );
608                return -1;
[23]609            }
610
[408]611            // copy parent vseg to child vseg
612            vseg_init_from_ref( child_vseg , parent_vseg_xp );
[23]613
[408]614            // register child vseg in child VSL
[567]615            vmm_vseg_attach( child_vmm , child_vseg );
[407]616
[438]617#if DEBUG_VMM_FORK_COPY
[433]618cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]619if( DEBUG_VMM_FORK_COPY < cycle )
[433]620printk("\n[DBG] %s : thread %x copied vseg %s / vpn_base = %x to child VSL / cycle %d\n",
621__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , vseg_type_str(type),
[567]622hal_remote_l32( XPTR( parent_cxy , &parent_vseg->vpn_base ) ) , cycle );
[433]623#endif
[23]624
[408]625            // copy DATA, MMAP, REMOTE, FILE parent GPT entries to child GPT
626            if( type != VSEG_TYPE_CODE )
627            {
628                // activate the COW for DATA, MMAP, REMOTE vsegs only
629                cow = ( type != VSEG_TYPE_FILE );
[23]630
[408]631                vpn_base = child_vseg->vpn_base;
632                vpn_size = child_vseg->vpn_size;
[23]633
[408]634                // scan pages in parent vseg
635                for( vpn = vpn_base ; vpn < (vpn_base + vpn_size) ; vpn++ )
636                {
637                    error = hal_gpt_pte_copy( &child_vmm->gpt,
638                                              XPTR( parent_cxy , &parent_vmm->gpt ),
639                                              vpn,
640                                              cow,
641                                              &ppn,
642                                              &mapped );
643                    if( error )
644                    {
645                        vmm_destroy( child_process );
646                        printk("\n[ERROR] in %s : cannot copy GPT\n", __FUNCTION__ );
647                        return -1;
648                    }
649
[433]650                    // increment pending forks counter in page if mapped
[408]651                    if( mapped )
652                    {
[469]653                        // get pointers and cluster on page descriptor
654                        page_xp  = ppm_ppn2page( ppn );
[408]655                        page_cxy = GET_CXY( page_xp );
[433]656                        page_ptr = GET_PTR( page_xp );
[408]657
[469]658                        // get extended pointers on "forks" and "lock"
659                        forks_xp = XPTR( page_cxy , &page_ptr->forks );
660                        lock_xp  = XPTR( page_cxy , &page_ptr->lock );
661
[567]662                        // get lock protecting "forks" counter
663                        remote_busylock_acquire( lock_xp );
664
[469]665                        // increment "forks"
666                        hal_remote_atomic_add( forks_xp , 1 );
667
[567]668                        // release lock protecting "forks" counter
669                        remote_busylock_release( lock_xp );
670
[438]671#if DEBUG_VMM_FORK_COPY
[433]672cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]673if( DEBUG_VMM_FORK_COPY < cycle )
[433]674printk("\n[DBG] %s : thread %x copied vpn %x to child GPT / cycle %d\n",
675__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , vpn , cycle );
676#endif
[408]677                    }
678                }
679            }   // end if no code & no stack
680        }   // end if no stack
681    }   // end loop on vsegs
682
[567]683    // release the parent VSL lock in read mode
684    remote_rwlock_rd_release( parent_lock_xp );
[408]685
[415]686    // initialize child GPT (architecture specic)
687    // => For TSAR, identity map the kentry_vseg
688    error = hal_vmm_init( child_vmm );
689
690    if( error )
691    {
692        printk("\n[ERROR] in %s : cannot create GPT\n", __FUNCTION__ );
693        return -1;
694    }
695
[408]696    // initialize the child VMM STACK allocator
697    child_vmm->stack_mgr.bitmap   = 0;
698    child_vmm->stack_mgr.vpn_base = CONFIG_VMM_STACK_BASE;
699
700    // initialize the child VMM MMAP allocator
[23]701    uint32_t i;
[408]702    child_vmm->mmap_mgr.vpn_base        = CONFIG_VMM_HEAP_BASE;
703    child_vmm->mmap_mgr.vpn_size        = CONFIG_VMM_STACK_BASE - CONFIG_VMM_HEAP_BASE;
704    child_vmm->mmap_mgr.first_free_vpn  = CONFIG_VMM_HEAP_BASE;
705    for( i = 0 ; i < 32 ; i++ ) list_root_init( &child_vmm->mmap_mgr.zombi_list[i] );
[23]706
[178]707    // initialize instrumentation counters
[408]708        child_vmm->pgfault_nr    = 0;
[23]709
[408]710    // copy base addresses from parent VMM to child VMM
711    child_vmm->kent_vpn_base = (vpn_t)hal_remote_lpt(XPTR(parent_cxy, &parent_vmm->kent_vpn_base));
712    child_vmm->args_vpn_base = (vpn_t)hal_remote_lpt(XPTR(parent_cxy, &parent_vmm->args_vpn_base));
713    child_vmm->envs_vpn_base = (vpn_t)hal_remote_lpt(XPTR(parent_cxy, &parent_vmm->envs_vpn_base));
714    child_vmm->heap_vpn_base = (vpn_t)hal_remote_lpt(XPTR(parent_cxy, &parent_vmm->heap_vpn_base));
715    child_vmm->code_vpn_base = (vpn_t)hal_remote_lpt(XPTR(parent_cxy, &parent_vmm->code_vpn_base));
716    child_vmm->data_vpn_base = (vpn_t)hal_remote_lpt(XPTR(parent_cxy, &parent_vmm->data_vpn_base));
[23]717
[408]718    child_vmm->entry_point = (intptr_t)hal_remote_lpt(XPTR(parent_cxy, &parent_vmm->entry_point));
[23]719
[124]720    hal_fence();
[23]721
[438]722#if DEBUG_VMM_FORK_COPY
[433]723cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]724if( DEBUG_VMM_FORK_COPY < cycle )
[433]725printk("\n[DBG] %s : thread %x exit successfully / cycle %d\n",
726__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , cycle );
727#endif
728
[23]729    return 0;
730
[408]731}  // vmm_fork_copy()
[204]732
[1]733///////////////////////////////////////
734void vmm_destroy( process_t * process )
735{
[408]736    xptr_t   vseg_xp;
[1]737        vseg_t * vseg;
738
[438]739#if DEBUG_VMM_DESTROY
[433]740uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]741if( DEBUG_VMM_DESTROY < cycle )
[443]742printk("\n[DBG] %s : thread %x enter for process %x in cluster %x / cycle %d\n",
[469]743__FUNCTION__, CURRENT_THREAD->trdid, process->pid, local_cxy, cycle );
[433]744#endif
[416]745
[438]746#if (DEBUG_VMM_DESTROY & 1 )
[443]747if( DEBUG_VMM_DESTROY < cycle )
[437]748vmm_display( process , true );
749#endif
750
[433]751    // get pointer on local VMM
[1]752    vmm_t  * vmm = &process->vmm;
753
[408]754    // get extended pointer on VSL root and VSL lock
755    xptr_t   root_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_root );
756
[409]757    // remove all user vsegs registered in VSL
[408]758        while( !xlist_is_empty( root_xp ) )
[1]759        {
[409]760        // get pointer on first vseg in VSL
[567]761                vseg_xp = XLIST_FIRST( root_xp , vseg_t , xlist );
[433]762        vseg    = GET_PTR( vseg_xp );
[409]763
[437]764        // unmap and release physical pages
[409]765        vmm_unmap_vseg( process , vseg );
766
767        // remove vseg from VSL
[567]768                vmm_vseg_detach( vmm , vseg );
[409]769
770        // release memory allocated to vseg descriptor
[1]771        vseg_free( vseg );
[443]772
773#if( DEBUG_VMM_DESTROY & 1 )
774if( DEBUG_VMM_DESTROY < cycle )
775printk("\n[DBG] %s : %s vseg released / vpn_base %x / vpn_size %d\n",
776__FUNCTION__ , vseg_type_str( vseg->type ), vseg->vpn_base, vseg->vpn_size );
777#endif
778
[1]779        }
780
781    // remove all vsegs from zombi_lists in MMAP allocator
782    uint32_t i;
783    for( i = 0 ; i<32 ; i++ )
784    {
785            while( !list_is_empty( &vmm->mmap_mgr.zombi_list[i] ) )
786            {
[408]787                    vseg = LIST_FIRST( &vmm->mmap_mgr.zombi_list[i] , vseg_t , zlist );
[443]788
789#if( DEBUG_VMM_DESTROY & 1 )
790if( DEBUG_VMM_DESTROY < cycle )
791printk("\n[DBG] %s : found zombi vseg / vpn_base %x / vpn_size %d\n",
792__FUNCTION__ , vseg_type_str( vseg->type ), vseg->vpn_base, vseg->vpn_size );
793#endif
[567]794                    vmm_vseg_detach( vmm , vseg );
[1]795            vseg_free( vseg );
[443]796
797#if( DEBUG_VMM_DESTROY & 1 )
798if( DEBUG_VMM_DESTROY < cycle )
799printk("\n[DBG] %s : zombi vseg released / vpn_base %x / vpn_size %d\n",
800__FUNCTION__ , vseg_type_str( vseg->type ), vseg->vpn_base, vseg->vpn_size );
801#endif
[1]802            }
803    }
804
[409]805    // release memory allocated to the GPT itself
[1]806    hal_gpt_destroy( &vmm->gpt );
807
[438]808#if DEBUG_VMM_DESTROY
[433]809cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]810if( DEBUG_VMM_DESTROY < cycle )
[443]811printk("\n[DBG] %s : thread %x exit for process %x in cluster %x / cycle %d\n",
[469]812__FUNCTION__, CURRENT_THREAD->trdid, process->pid, local_cxy , cycle );
[433]813#endif
[416]814
[204]815}  // end vmm_destroy()
816
[1]817/////////////////////////////////////////////////
818vseg_t * vmm_check_conflict( process_t * process,
[21]819                             vpn_t       vpn_base,
[1]820                             vpn_t       vpn_size )
821{
822    vmm_t        * vmm = &process->vmm;
[408]823
824    // scan the VSL
[1]825        vseg_t       * vseg;
[408]826    xptr_t         iter_xp;
827    xptr_t         vseg_xp;
828    xptr_t         root_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_root );
[1]829
[408]830        XLIST_FOREACH( root_xp , iter_xp )
[1]831        {
[408]832                vseg_xp = XLIST_ELEMENT( iter_xp , vseg_t , xlist );
[433]833        vseg    = GET_PTR( vseg_xp );
[204]834
[21]835                if( ((vpn_base + vpn_size) > vseg->vpn_base) &&
836             (vpn_base < (vseg->vpn_base + vseg->vpn_size)) ) return vseg;
[1]837        }
838    return NULL;
839
[204]840}  // end vmm_check_conflict()
841
[1]842////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
843// This static function is called by the vmm_create_vseg() function, and implements
844// the VMM stack_vseg specific allocator.
845////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
846// @ vmm      : pointer on VMM.
[21]847// @ vpn_base : (return value) first allocated page
[1]848// @ vpn_size : (return value) number of allocated pages
849////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
850static error_t vmm_stack_alloc( vmm_t * vmm,
851                                vpn_t * vpn_base,
852                                vpn_t * vpn_size )
853{
854    // get stack allocator pointer
855    stack_mgr_t * mgr = &vmm->stack_mgr;
856
857    // get lock on stack allocator
[567]858    busylock_acquire( &mgr->lock );
[1]859
860    // get first free slot index in bitmap
861    int32_t index = bitmap_ffc( &mgr->bitmap , 4 );
[179]862    if( (index < 0) || (index > 31) )
863    {
[567]864        busylock_release( &mgr->lock );
865        return 0xFFFFFFFF;
[179]866    }
[1]867
868    // update bitmap
869    bitmap_set( &mgr->bitmap , index );
[21]870
[1]871    // release lock on stack allocator
[567]872    busylock_release( &mgr->lock );
[1]873
[21]874    // returns vpn_base, vpn_size (one page non allocated)
[1]875    *vpn_base = mgr->vpn_base + index * CONFIG_VMM_STACK_SIZE + 1;
876    *vpn_size = CONFIG_VMM_STACK_SIZE - 1;
877    return 0;
878
[204]879} // end vmm_stack_alloc()
880
[1]881////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
882// This static function is called by the vmm_create_vseg() function, and implements
883// the VMM MMAP specific allocator.
884////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
885// @ vmm      : [in] pointer on VMM.
886// @ npages   : [in] requested number of pages.
[21]887// @ vpn_base : [out] first allocated page.
[1]888// @ vpn_size : [out] actual number of allocated pages.
889////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
890static error_t vmm_mmap_alloc( vmm_t * vmm,
891                               vpn_t   npages,
892                               vpn_t * vpn_base,
893                               vpn_t * vpn_size )
894{
895    uint32_t   index;
896    vseg_t   * vseg;
897    vpn_t      base;
898    vpn_t      size;
[21]899    vpn_t      free;
[1]900
[21]901    // mmap vseg size must be power of 2
[1]902    // compute actual size and index in zombi_list array
903    size  = POW2_ROUNDUP( npages );
904    index = bits_log2( size );
905
906    // get mmap allocator pointer
907    mmap_mgr_t * mgr = &vmm->mmap_mgr;
908
909    // get lock on mmap allocator
[567]910    busylock_acquire( &mgr->lock );
[1]911
912    // get vseg from zombi_list or from mmap zone
913    if( list_is_empty( &mgr->zombi_list[index] ) )     // from mmap zone
914    {
915        // check overflow
916        free = mgr->first_free_vpn;
917        if( (free + size) > mgr->vpn_size ) return ENOMEM;
918
919        // update STACK allocator
920        mgr->first_free_vpn += size;
921
922        // compute base
923        base = free;
924    }
925    else                                             // from zombi_list
926    {
927        // get pointer on zombi vseg from zombi_list
[408]928        vseg = LIST_FIRST( &mgr->zombi_list[index] , vseg_t , zlist );
[1]929
930        // remove vseg from free-list
[408]931        list_unlink( &vseg->zlist );
[1]932
933        // compute base
934        base = vseg->vpn_base;
[21]935    }
936
[1]937    // release lock on mmap allocator
[567]938    busylock_release( &mgr->lock );
[1]939
940    // returns vpn_base, vpn_size
941    *vpn_base = base;
942    *vpn_size = size;
943    return 0;
944
[204]945}  // end vmm_mmap_alloc()
946
[407]947////////////////////////////////////////////////
948vseg_t * vmm_create_vseg( process_t   * process,
949                              vseg_type_t   type,
950                          intptr_t      base,
951                              uint32_t      size,
952                          uint32_t      file_offset,
953                          uint32_t      file_size,
954                          xptr_t        mapper_xp,
955                          cxy_t         cxy )
[1]956{
957    vseg_t     * vseg;          // created vseg pointer
[204]958    vpn_t        vpn_base;      // first page index
[1]959    vpn_t        vpn_size;      // number of pages
960        error_t      error;
961
[438]962#if DEBUG_VMM_CREATE_VSEG
[433]963uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]964if( DEBUG_VMM_CREATE_VSEG < cycle )
[433]965printk("\n[DBG] %s : thread %x enter / process %x / base %x / size %x / %s / cxy %x / cycle %d\n",
966__FUNCTION__, CURRENT_THREAD, process->pid, base, size, vseg_type_str(type), cxy, cycle );
967#endif
[21]968
[407]969    // get pointer on VMM
970        vmm_t * vmm    = &process->vmm;
[21]971
[204]972    // compute base, size, vpn_base, vpn_size, depending on vseg type
[407]973    // we use the VMM specific allocators for "stack", "file", "anon", & "remote" vsegs
[1]974    if( type == VSEG_TYPE_STACK )
975    {
976        // get vpn_base and vpn_size from STACK allocator
977        error = vmm_stack_alloc( vmm , &vpn_base , &vpn_size );
978        if( error )
979        {
[407]980            printk("\n[ERROR] in %s : no space for stack vseg / process %x in cluster %x\n",
981            __FUNCTION__ , process->pid , local_cxy );
[1]982            return NULL;
983        }
984
985        // compute vseg base and size from vpn_base and vpn_size
986        base = vpn_base << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
987        size = vpn_size << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
988    }
[21]989    else if( (type == VSEG_TYPE_ANON) ||
990             (type == VSEG_TYPE_FILE) ||
[1]991             (type == VSEG_TYPE_REMOTE) )
992    {
993        // get vpn_base and vpn_size from MMAP allocator
994        vpn_t npages = size >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
995        error = vmm_mmap_alloc( vmm , npages , &vpn_base , &vpn_size );
996        if( error )
997        {
998            printk("\n[ERROR] in %s : no vspace for mmap vseg / process %x in cluster %x\n",
999                   __FUNCTION__ , process->pid , local_cxy );
1000            return NULL;
1001        }
1002
1003        // compute vseg base and size from vpn_base and vpn_size
1004        base = vpn_base << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1005        size = vpn_size << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1006    }
1007    else
1008    {
[204]1009        uint32_t vpn_min = base >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1010        uint32_t vpn_max = (base + size - 1) >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1011
1012        vpn_base = vpn_min;
1013            vpn_size = vpn_max - vpn_min + 1;
[1]1014    }
1015
1016    // check collisions
1017    vseg = vmm_check_conflict( process , vpn_base , vpn_size );
1018    if( vseg != NULL )
1019    {
[21]1020        printk("\n[ERROR] in %s for process %x : new vseg [vpn_base = %x / vpn_size = %x]\n"
[1]1021               "  overlap existing vseg [vpn_base = %x / vpn_size = %x]\n",
[407]1022        __FUNCTION__ , process->pid, vpn_base, vpn_size, vseg->vpn_base, vseg->vpn_size );
[1]1023        return NULL;
1024    }
1025
1026    // allocate physical memory for vseg descriptor
1027        vseg = vseg_alloc();
1028        if( vseg == NULL )
1029        {
1030            printk("\n[ERROR] in %s for process %x : cannot allocate memory for vseg\n",
[407]1031        __FUNCTION__ , process->pid );
[1]1032        return NULL;
1033        }
1034
1035    // initialize vseg descriptor
[407]1036        vseg_init( vseg,
1037               type,
1038               base,
1039               size,
1040               vpn_base,
1041               vpn_size,
1042               file_offset,
1043               file_size,
1044               mapper_xp,
1045               cxy );
[1]1046
[408]1047    // attach vseg to VSL
[567]1048        vmm_vseg_attach( vmm , vseg );
[1]1049
[438]1050#if DEBUG_VMM_CREATE_VSEG
[433]1051cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]1052if( DEBUG_VMM_CREATE_VSEG < cycle )
[433]1053printk("\n[DBG] %s : thread %x exit / process %x / %s / cxy %x / cycle %d\n",
1054__FUNCTION__, CURRENT_THREAD, process->pid, vseg_type_str(type), cxy, cycle );
1055#endif
[21]1056
[1]1057        return vseg;
1058
[406]1059}  // vmm_create_vseg()
1060
[1]1061/////////////////////////////////////
1062void vmm_remove_vseg( vseg_t * vseg )
1063{
1064    // get pointers on calling process and VMM
1065    thread_t   * this    = CURRENT_THREAD;
1066    vmm_t      * vmm     = &this->process->vmm;
1067    uint32_t     type    = vseg->type;
1068
[408]1069    // detach vseg from VSL
[567]1070        vmm_vseg_detach( vmm , vseg );
[1]1071
1072    // release the stack slot to VMM stack allocator if STACK type
1073    if( type == VSEG_TYPE_STACK )
1074    {
1075        // get pointer on stack allocator
1076        stack_mgr_t * mgr = &vmm->stack_mgr;
1077
1078        // compute slot index
1079        uint32_t index = ((vseg->vpn_base - mgr->vpn_base - 1) / CONFIG_VMM_STACK_SIZE);
1080
1081        // update stacks_bitmap
[567]1082        busylock_acquire( &mgr->lock );
[1]1083        bitmap_clear( &mgr->bitmap , index );
[567]1084        busylock_release( &mgr->lock );
[1]1085    }
1086
1087    // release the vseg to VMM mmap allocator if MMAP type
1088    if( (type == VSEG_TYPE_ANON) || (type == VSEG_TYPE_FILE) || (type == VSEG_TYPE_REMOTE) )
1089    {
1090        // get pointer on mmap allocator
1091        mmap_mgr_t * mgr = &vmm->mmap_mgr;
1092
1093        // compute zombi_list index
1094        uint32_t index = bits_log2( vseg->vpn_size );
1095
1096        // update zombi_list
[567]1097        busylock_acquire( &mgr->lock );
[408]1098        list_add_first( &mgr->zombi_list[index] , &vseg->zlist );
[567]1099        busylock_release( &mgr->lock );
[1]1100    }
1101
1102    // release physical memory allocated for vseg descriptor if no MMAP type
1103    if( (type != VSEG_TYPE_ANON) && (type != VSEG_TYPE_FILE) && (type != VSEG_TYPE_REMOTE) )
1104    {
1105        vseg_free( vseg );
1106    }
[407]1107}  // end vmm_remove_vseg()
[1]1108
1109/////////////////////////////////////////
1110void vmm_unmap_vseg( process_t * process,
1111                     vseg_t    * vseg )
1112{
[21]1113    vpn_t       vpn;        // VPN of current PTE
1114    vpn_t       vpn_min;    // VPN of first PTE
[1]1115    vpn_t       vpn_max;    // VPN of last PTE (excluded)
[409]1116    ppn_t       ppn;        // current PTE ppn value
1117    uint32_t    attr;       // current PTE attributes
1118    kmem_req_t  req;        // request to release memory
1119    xptr_t      page_xp;    // extended pointer on page descriptor
1120    cxy_t       page_cxy;   // page descriptor cluster
1121    page_t    * page_ptr;   // page descriptor pointer
[433]1122    xptr_t      forks_xp;   // extended pointer on pending forks counter
[469]1123    xptr_t      lock_xp;    // extended pointer on lock protecting forks counter
1124    uint32_t    forks;      // actual number of pendinf forks
[1]1125
[438]1126#if DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG
[433]1127uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]1128if( DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG < cycle )
[433]1129printk("\n[DBG] %s : thread %x enter / process %x / vseg %s / base %x / cycle %d\n",
1130__FUNCTION__, CURRENT_THREAD, process->pid, vseg_type_str( vseg->type ), vseg->vpn_base, cycle );
1131#endif
[409]1132
[433]1133    // get pointer on local GPT
[1]1134    gpt_t     * gpt = &process->vmm.gpt;
1135
1136    // loop on pages in vseg
1137    vpn_min = vseg->vpn_base;
1138    vpn_max = vpn_min + vseg->vpn_size;
1139        for( vpn = vpn_min ; vpn < vpn_max ; vpn++ )
1140    {
[409]1141        // get GPT entry
[585]1142        hal_gpt_get_pte( XPTR( local_cxy , gpt ) , vpn , &attr , &ppn );
[409]1143
1144        if( attr & GPT_MAPPED )  // entry is mapped
1145        { 
[437]1146
[438]1147#if( DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG & 1 )
1148if( DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG < cycle )
[437]1149printk("- vpn %x / ppn %x\n" , vpn , ppn );
1150#endif
1151
[567]1152// check small page
[585]1153assert( (attr & GPT_SMALL) , "an user vseg must use small pages" );
[409]1154
[585]1155            // unmap GPT entry in local GPT
[409]1156            hal_gpt_reset_pte( gpt , vpn );
1157
[433]1158            // handle pending forks counter if
1159            // 1) not identity mapped
[567]1160            // 2) reference cluster
[433]1161            if( ((vseg->flags & VSEG_IDENT)  == 0) &&
1162                (GET_CXY( process->ref_xp ) == local_cxy) )
[409]1163            {
[433]1164                // get extended pointer on physical page descriptor
[409]1165                page_xp  = ppm_ppn2page( ppn );
1166                page_cxy = GET_CXY( page_xp );
[433]1167                page_ptr = GET_PTR( page_xp );
[409]1168
[469]1169                // get extended pointers on forks and lock fields
1170                forks_xp = XPTR( page_cxy , &page_ptr->forks );
1171                lock_xp  = XPTR( page_cxy , &page_ptr->lock );
[433]1172
1173                // get pending forks counter
[567]1174                forks = hal_remote_l32( forks_xp );
[433]1175               
[469]1176                if( forks )  // decrement pending forks counter
[409]1177                {
[433]1178                    hal_remote_atomic_add( forks_xp , -1 );
1179                } 
1180                else         // release physical page to relevant cluster
[409]1181                {
[433]1182                    if( page_cxy == local_cxy )   // local cluster
1183                    {
1184                        req.type = KMEM_PAGE;
1185                        req.ptr  = page_ptr; 
1186                        kmem_free( &req );
1187                    }
1188                    else                          // remote cluster
1189                    {
1190                        rpc_pmem_release_pages_client( page_cxy , page_ptr );
1191                    }
[409]1192                }
1193            }
1194        }
[1]1195    }
[433]1196
[438]1197#if DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG
[433]1198cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[438]1199if( DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG < cycle )
[433]1200printk("\n[DBG] %s : thread %x exit / process %x / vseg %s / base %x / cycle %d\n",
1201__FUNCTION__, CURRENT_THREAD, process->pid, vseg_type_str( vseg->type ), vseg->vpn_base, cycle );
1202#endif
1203
[409]1204}  // end vmm_unmap_vseg()
[1]1205
[407]1206//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
[440]1207// This low-level static function is called by the vmm_get_vseg(), vmm_get_pte(),
1208// and vmm_resize_vseg() functions.  It scan the local VSL to find the unique vseg
1209// containing a given virtual address.
[407]1210//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
[406]1211// @ vmm     : pointer on the process VMM.
1212// @ vaddr   : virtual address.
1213// @ return vseg pointer if success / return NULL if not found.
[407]1214//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
[406]1215static vseg_t * vseg_from_vaddr( vmm_t    * vmm,
1216                                 intptr_t   vaddr )
1217{
[408]1218    xptr_t   iter_xp;
1219    xptr_t   vseg_xp;
1220    vseg_t * vseg;
[406]1221
[408]1222    // get extended pointers on VSL lock and root
1223    xptr_t lock_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_lock );
1224    xptr_t root_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_root );
[406]1225
[408]1226    // get lock protecting the VSL
[567]1227    remote_rwlock_rd_acquire( lock_xp );
[408]1228
1229    // scan the list of vsegs in VSL
1230    XLIST_FOREACH( root_xp , iter_xp )
[406]1231    {
[408]1232        vseg_xp = XLIST_ELEMENT( iter_xp , vseg_t , xlist );
[433]1233        vseg    = GET_PTR( vseg_xp );
[408]1234        if( (vaddr >= vseg->min) && (vaddr < vseg->max) )
1235        {
1236            // return success
[567]1237            remote_rwlock_rd_release( lock_xp );
[408]1238            return vseg;
1239        }
[406]1240    }
1241
[408]1242    // return failure
[567]1243    remote_rwlock_rd_release( lock_xp );
[408]1244    return NULL;
[406]1245
[408]1246}  // end vseg_from_vaddr()
[406]1247
[1]1248/////////////////////////////////////////////
1249error_t vmm_resize_vseg( process_t * process,
1250                         intptr_t    base,
1251                         intptr_t    size )
1252{
[406]1253    error_t   error;
1254    vseg_t  * new;
1255    vpn_t     vpn_min;
1256    vpn_t     vpn_max;
[1]1257
1258    // get pointer on process VMM
1259    vmm_t * vmm = &process->vmm;
1260
1261    intptr_t addr_min = base;
1262        intptr_t addr_max = base + size;
1263
1264    // get pointer on vseg
[406]1265        vseg_t * vseg = vseg_from_vaddr( vmm , base );
[1]1266
1267        if( vseg == NULL)  return EINVAL;
[21]1268
[408]1269    // get extended pointer on VSL lock
1270    xptr_t lock_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_lock );
[21]1271
[408]1272    // get lock protecting VSL
[567]1273        remote_rwlock_wr_acquire( lock_xp );
[408]1274
[1]1275        if( (vseg->min > addr_min) || (vseg->max < addr_max) )   // region not included in vseg
1276    {
1277        error = EINVAL;
1278    }
1279        else if( (vseg->min == addr_min) && (vseg->max == addr_max) ) // vseg must be removed
1280    {
1281        vmm_remove_vseg( vseg );
1282        error = 0;
1283    }
[406]1284        else if( vseg->min == addr_min )                         // vseg must be resized
[1]1285    {
[406]1286        // update vseg base address
1287        vseg->min = addr_max;
1288
1289        // update vpn_base and vpn_size
1290        vpn_min        = vseg->min >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1291        vpn_max        = (vseg->max - 1) >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1292        vseg->vpn_base = vpn_min;
1293        vseg->vpn_size = vpn_max - vpn_min + 1;
1294        error = 0;
[1]1295    }
[406]1296        else if( vseg->max == addr_max )                          // vseg must be resized
[1]1297    {
[406]1298        // update vseg max address
1299        vseg->max = addr_min;
1300
1301        // update vpn_base and vpn_size
1302        vpn_min        = vseg->min >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1303        vpn_max        = (vseg->max - 1) >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1304        vseg->vpn_base = vpn_min;
1305        vseg->vpn_size = vpn_max - vpn_min + 1;
1306        error = 0;
[1]1307    }
[406]1308    else                                                      // vseg cut in three regions
[1]1309    {
[406]1310        // resize existing vseg
1311        vseg->max = addr_min;
1312
1313        // update vpn_base and vpn_size
1314        vpn_min        = vseg->min >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1315        vpn_max        = (vseg->max - 1) >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1316        vseg->vpn_base = vpn_min;
1317        vseg->vpn_size = vpn_max - vpn_min + 1;
1318
1319        // create new vseg
[407]1320        new = vmm_create_vseg( process, 
1321                               vseg->type,
1322                               addr_min, 
1323                               (vseg->max - addr_max),
1324                               vseg->file_offset,
1325                               vseg->file_size,
1326                               vseg->mapper_xp,
1327                               vseg->cxy ); 
1328
[406]1329        if( new == NULL ) error = EINVAL;
1330        else              error = 0;
[1]1331    }
1332
1333    // release VMM lock
[567]1334        remote_rwlock_wr_release( lock_xp );
[1]1335
1336        return error;
1337
[406]1338}  // vmm_resize_vseg()
1339
[1]1340///////////////////////////////////////////
[388]1341error_t  vmm_get_vseg( process_t * process,
[394]1342                       intptr_t    vaddr,
[388]1343                       vseg_t   ** found_vseg )
[1]1344{
[440]1345    xptr_t   vseg_xp;
1346    error_t  error;
1347    vseg_t * vseg;
1348    vmm_t  * vmm;
[1]1349
[440]1350    // get pointer on local VMM
1351    vmm = &process->vmm;
[1]1352
[440]1353    // try to get vseg from local VMM
1354    vseg = vseg_from_vaddr( vmm , vaddr );
1355
[388]1356    if( vseg == NULL )   // vseg not found in local cluster => try to get it from ref
1357        {
1358        // get extended pointer on reference process
1359        xptr_t ref_xp = process->ref_xp;
[1]1360
[388]1361        // get cluster and local pointer on reference process
1362        cxy_t       ref_cxy = GET_CXY( ref_xp );
[433]1363        process_t * ref_ptr = GET_PTR( ref_xp );
[388]1364
1365        if( local_cxy == ref_cxy )  return -1;   // local cluster is the reference
1366
1367        // get extended pointer on reference vseg
[394]1368        rpc_vmm_get_vseg_client( ref_cxy , ref_ptr , vaddr , &vseg_xp , &error );
[388]1369           
[440]1370        if( error )   return -1;                // vseg not found => illegal user vaddr
[388]1371       
1372        // allocate a vseg in local cluster
1373        vseg = vseg_alloc();
1374
[440]1375        if( vseg == NULL ) return -1;           // cannot allocate a local vseg
[388]1376
1377        // initialise local vseg from reference
1378        vseg_init_from_ref( vseg , vseg_xp );
1379
1380        // register local vseg in local VMM
[567]1381        vmm_vseg_attach( &process->vmm , vseg );
[388]1382    }   
1383   
1384    // success
1385    *found_vseg = vseg;
[394]1386    return 0;
[388]1387
1388}  // end vmm_get_vseg()
1389
[407]1390//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1391// This static function compute the target cluster to allocate a physical page
1392// for a given <vpn> in a given <vseg>, allocates the page (with an RPC if required)
1393// and returns an extended pointer on the allocated page descriptor.
[585]1394// It can be called by a thread running in any cluster.
[407]1395// The vseg cannot have the FILE type.
1396//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1397static xptr_t vmm_page_allocate( vseg_t * vseg,
1398                                 vpn_t    vpn )
1399{
[433]1400
[438]1401#if DEBUG_VMM_ALLOCATE_PAGE
1402if( DEBUG_VMM_ALLOCATE_PAGE < (uint32_t)hal_get_cycles() )
[433]1403printk("\n[DBG] in %s : thread %x enter for vpn %x\n",
1404__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD, vpn );
1405#endif
1406
[407]1407    // compute target cluster
1408    page_t     * page_ptr;
1409    cxy_t        page_cxy;
1410    kmem_req_t   req;
[577]1411    uint32_t     index;
[407]1412
[577]1413    uint32_t     type   = vseg->type;
1414    uint32_t     flags  = vseg->flags;
1415    uint32_t     x_size = LOCAL_CLUSTER->x_size;
1416    uint32_t     y_size = LOCAL_CLUSTER->y_size;
[407]1417
[567]1418// check vseg type
1419assert( ( type != VSEG_TYPE_FILE ) , "illegal vseg type\n" );
[407]1420
1421    if( flags & VSEG_DISTRIB )    // distributed => cxy depends on vpn LSB
1422    {
[577]1423        index    = vpn & ((x_size * y_size) - 1);
1424        page_cxy = HAL_CXY_FROM_XY( (index / y_size) , (index % y_size) );
[561]1425
[577]1426        // If the cluster selected from VPN's LSBs is empty, we select one randomly
1427        if ( cluster_is_active( page_cxy ) == false )
1428        {
1429            page_cxy = cluster_random_select();
[561]1430        }
[407]1431    }
1432    else                          // other cases => cxy specified in vseg
1433    {
[561]1434        page_cxy = vseg->cxy;
[407]1435    }
1436
1437    // allocate a physical page from target cluster
1438    if( page_cxy == local_cxy )  // target cluster is the local cluster
1439    {
1440        req.type  = KMEM_PAGE;
1441        req.size  = 0;
1442        req.flags = AF_NONE;
1443        page_ptr  = (page_t *)kmem_alloc( &req );
1444    }
1445    else                           // target cluster is not the local cluster
1446    {
1447        rpc_pmem_get_pages_client( page_cxy , 0 , &page_ptr );
1448    }
1449
[438]1450#if DEBUG_VMM_ALLOCATE_PAGE
1451if( DEBUG_VMM_ALLOCATE_PAGE < (uint32_t)hal_get_cycles() )
[433]1452printk("\n[DBG] in %s : thread %x exit for vpn = %d / ppn = %x\n",
1453__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD, vpn, ppm_page2ppn( XPTR( page_cxy , page_ptr ) ) );
1454#endif
1455
[407]1456    if( page_ptr == NULL ) return XPTR_NULL;
1457    else                   return XPTR( page_cxy , page_ptr );
1458
1459}  // end vmm_page_allocate() 
1460
[313]1461////////////////////////////////////////
1462error_t vmm_get_one_ppn( vseg_t * vseg,
1463                         vpn_t    vpn,
1464                         ppn_t  * ppn )
1465{
1466    error_t    error;
[407]1467    xptr_t     page_xp;           // extended pointer on physical page descriptor
[313]1468    page_t   * page_ptr;          // local pointer on physical page descriptor
[406]1469    uint32_t   index;             // missing page index in vseg mapper
1470    uint32_t   type;              // vseg type;
[313]1471
[406]1472    type      = vseg->type;
1473    index     = vpn - vseg->vpn_base;
[313]1474
[438]1475#if DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN
[441]1476thread_t * this = CURRENT_THREAD;
[469]1477if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
[433]1478printk("\n[DBG] %s : thread %x enter for vpn = %x / type = %s / index = %d\n",
[441]1479__FUNCTION__, this, vpn, vseg_type_str(type), index );
[433]1480#endif
[313]1481
[406]1482    // FILE type : get the physical page from the file mapper
[313]1483    if( type == VSEG_TYPE_FILE )
1484    {
[406]1485        // get extended pointer on mapper
[407]1486        xptr_t mapper_xp = vseg->mapper_xp;
[313]1487
[567]1488assert( (mapper_xp != XPTR_NULL),
1489"mapper not defined for a FILE vseg\n" );
[406]1490       
1491        // get mapper cluster and local pointer
1492        cxy_t      mapper_cxy = GET_CXY( mapper_xp );
[433]1493        mapper_t * mapper_ptr = GET_PTR( mapper_xp );
[406]1494
[313]1495        // get page descriptor from mapper
1496        if( mapper_cxy == local_cxy )             // mapper is local
1497        {
1498            page_ptr = mapper_get_page( mapper_ptr , index );
1499        }
1500        else                                      // mapper is remote
1501        {
1502            rpc_mapper_get_page_client( mapper_cxy , mapper_ptr , index , &page_ptr );
1503        }
1504
1505        if ( page_ptr == NULL ) return EINVAL;
1506
[407]1507        page_xp = XPTR( mapper_cxy , page_ptr );
[313]1508    }
1509
[406]1510    // Other types : allocate a physical page from target cluster,
[407]1511    // as defined by vseg type and vpn value
[313]1512    else
1513    {
[433]1514        // allocate one physical page
[407]1515        page_xp = vmm_page_allocate( vseg , vpn );
[406]1516
[407]1517        if( page_xp == XPTR_NULL ) return ENOMEM;
[313]1518
[406]1519        // initialise missing page from .elf file mapper for DATA and CODE types
[440]1520        // the vseg->mapper_xp field is an extended pointer on the .elf file mapper
[313]1521        if( (type == VSEG_TYPE_CODE) || (type == VSEG_TYPE_DATA) )
1522        {
[406]1523            // get extended pointer on mapper
1524            xptr_t     mapper_xp = vseg->mapper_xp;
[313]1525
[567]1526assert( (mapper_xp != XPTR_NULL),
1527"mapper not defined for a CODE or DATA vseg\n" );
[406]1528       
1529            // get mapper cluster and local pointer
1530            cxy_t      mapper_cxy = GET_CXY( mapper_xp );
[433]1531            mapper_t * mapper_ptr = GET_PTR( mapper_xp );
[406]1532
1533            // compute missing page offset in vseg
1534            uint32_t offset = index << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1535
[313]1536            // compute missing page offset in .elf file
[406]1537            uint32_t elf_offset = vseg->file_offset + offset;
[313]1538
[438]1539#if (DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN & 0x1)
[469]1540if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
[433]1541printk("\n[DBG] %s : thread %x for vpn = %x / elf_offset = %x\n",
[441]1542__FUNCTION__, this, vpn, elf_offset );
[433]1543#endif
[406]1544            // compute extended pointer on page base
[407]1545            xptr_t base_xp  = ppm_page2base( page_xp );
[313]1546
[406]1547            // file_size (in .elf mapper) can be smaller than vseg_size (BSS)
1548            uint32_t file_size = vseg->file_size;
1549
1550            if( file_size < offset )                 // missing page fully in  BSS
[313]1551            {
[406]1552
[438]1553#if (DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN & 0x1)
[469]1554if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
[433]1555printk("\n[DBG] %s : thread%x for vpn = %x / fully in BSS\n",
[441]1556__FUNCTION__, this, vpn );
[433]1557#endif
[407]1558                if( GET_CXY( page_xp ) == local_cxy )
[313]1559                {
[315]1560                    memset( GET_PTR( base_xp ) , 0 , CONFIG_PPM_PAGE_SIZE );
[313]1561                }
1562                else
1563                {
[315]1564                   hal_remote_memset( base_xp , 0 , CONFIG_PPM_PAGE_SIZE );       
[313]1565                }
1566            }
[406]1567            else if( file_size >= (offset + CONFIG_PPM_PAGE_SIZE) )  // fully in  mapper
[315]1568            {
[406]1569
[438]1570#if (DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN & 0x1)
[469]1571if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
[433]1572printk("\n[DBG] %s : thread %x, for vpn = %x / fully in mapper\n",
[441]1573__FUNCTION__, this, vpn );
[433]1574#endif
[313]1575                if( mapper_cxy == local_cxy ) 
1576                {
1577                    error = mapper_move_kernel( mapper_ptr,
1578                                                true,             // to_buffer
[406]1579                                                elf_offset,
[313]1580                                                base_xp,
[315]1581                                                CONFIG_PPM_PAGE_SIZE ); 
[313]1582                }
1583                else 
1584                {
1585                    rpc_mapper_move_buffer_client( mapper_cxy,
1586                                                   mapper_ptr,
1587                                                   true,         // to buffer
1588                                                   false,        // kernel buffer
[406]1589                                                   elf_offset,
1590                                                   base_xp,
[315]1591                                                   CONFIG_PPM_PAGE_SIZE,
[313]1592                                                   &error );
1593                }
1594                if( error ) return EINVAL;
1595            }
[406]1596            else  // both in mapper and in BSS :
1597                  // - (file_size - offset)             bytes from mapper
1598                  // - (page_size + offset - file_size) bytes from BSS
[313]1599            {
[406]1600
[438]1601#if (DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN & 0x1)
[469]1602if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
[433]1603printk("\n[DBG] %s : thread %x for vpn = %x / both mapper & BSS\n"
1604"      %d bytes from mapper / %d bytes from BSS\n",
[441]1605__FUNCTION__, this, vpn,
[407]1606file_size - offset , offset + CONFIG_PPM_PAGE_SIZE - file_size  );
[433]1607#endif
[313]1608                // initialize mapper part
[315]1609                if( mapper_cxy == local_cxy )
[313]1610                {
1611                    error = mapper_move_kernel( mapper_ptr,
[315]1612                                                true,         // to buffer
[406]1613                                                elf_offset,
[313]1614                                                base_xp,
[406]1615                                                file_size - offset ); 
[313]1616                }
[315]1617                else                               
[313]1618                {
1619                    rpc_mapper_move_buffer_client( mapper_cxy,
1620                                                   mapper_ptr,
[315]1621                                                   true,         // to buffer
[313]1622                                                   false,        // kernel buffer
[406]1623                                                   elf_offset,
1624                                                   base_xp,
1625                                                   file_size - offset, 
[313]1626                                                   &error );
1627                }
1628                if( error ) return EINVAL;
1629
1630                // initialize BSS part
[407]1631                if( GET_CXY( page_xp ) == local_cxy )
[313]1632                {
[406]1633                    memset( GET_PTR( base_xp ) + file_size - offset , 0 , 
1634                            offset + CONFIG_PPM_PAGE_SIZE - file_size );
[313]1635                }
1636                else
1637                {
[406]1638                   hal_remote_memset( base_xp + file_size - offset , 0 , 
1639                                      offset + CONFIG_PPM_PAGE_SIZE - file_size );
[313]1640                }
1641            }   
1642        }  // end initialisation for CODE or DATA types   
1643    } 
1644
1645    // return ppn
[407]1646    *ppn = ppm_page2ppn( page_xp );
[406]1647
[438]1648#if DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN
[469]1649if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
[433]1650printk("\n[DBG] %s : thread %x exit for vpn = %x / ppn = %x\n",
[441]1651__FUNCTION__ , this , vpn , *ppn );
[433]1652#endif
[406]1653
[313]1654    return 0;
1655
1656}  // end vmm_get_one_ppn()
1657
[585]1658///////////////////////////////////////////////////
1659error_t vmm_handle_page_fault( process_t * process,
1660                               vpn_t       vpn )
[1]1661{
[585]1662    vseg_t         * vseg;            // vseg containing vpn
1663    uint32_t         new_attr;        // new PTE_ATTR value
1664    ppn_t            new_ppn;         // new PTE_PPN value
1665    uint32_t         ref_attr;        // PTE_ATTR value in reference GPT
1666    ppn_t            ref_ppn;         // PTE_PPN value in reference GPT
1667    cxy_t            ref_cxy;         // reference cluster for missing vpn
1668    process_t      * ref_ptr;         // reference process for missing vpn
1669    xptr_t           local_gpt_xp;    // extended pointer on local GPT
1670    xptr_t           local_lock_xp;   // extended pointer on local GPT lock
1671    xptr_t           ref_gpt_xp;      // extended pointer on reference GPT
1672    xptr_t           ref_lock_xp;     // extended pointer on reference GPT lock
1673    error_t          error;           // value returned by called functions
[1]1674
[585]1675    // get local vseg (access to reference VSL can be required)
1676    error = vmm_get_vseg( process, 
1677                          (intptr_t)vpn<<CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT,
1678                          &vseg );
[441]1679
[585]1680    if( error )
1681    {
1682        printk("\n[ERROR] in %s : illegal VPN %x in process %x\n",
1683        __FUNCTION__ , vpn , process->pid );
1684       
1685        return EXCP_USER_ERROR;
1686    }
1687
1688 #if DEBUG_VMM_HANDLE_PAGE_FAULT
1689uint32_t   cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[567]1690thread_t * this  = CURRENT_THREAD;
[585]1691if( DEBUG_VMM_HANDLE_PAGE_FAULT < cycle )
1692printk("\n[DBG] %s : threadr[%x,%x] enter for vpn %x / %s / cycle %d\n",
1693__FUNCTION__, this->process->pid, this->trdid, vpn, vseg_type_str(vseg->type), cycle );
[433]1694#endif
[406]1695
[585]1696    //////////////// private vseg => access only the local GPT
1697    if( (vseg->type == VSEG_TYPE_STACK) || (vseg->type == VSEG_TYPE_CODE) )
[438]1698    {
[585]1699        // build extended pointer on local GPT and local GPT lock
1700        local_gpt_xp  = XPTR( local_cxy , &process->vmm.gpt );
1701        local_lock_xp = XPTR( local_cxy , &process->vmm.gpt_lock );
[407]1702
[585]1703        // take local GPT lock in write mode
1704        remote_rwlock_wr_acquire( local_lock_xp );
[407]1705
[585]1706        // check VPN still unmapped in local GPT
1707        // do nothing if VPN has been mapped by a a concurrent page_fault
1708        hal_gpt_get_pte( local_gpt_xp,
1709                         vpn,
1710                         &new_attr,
1711                         &new_ppn );
[407]1712
[585]1713        if( (new_attr & GPT_MAPPED) == 0 )       // VPN still unmapped
1714        { 
1715            // allocate and initialise a physical page depending on the vseg type
1716            error = vmm_get_one_ppn( vseg , vpn , &new_ppn );
[407]1717
[585]1718            if( error )
[408]1719            {
1720                printk("\n[ERROR] in %s : no memory / process = %x / vpn = %x\n",
1721                __FUNCTION__ , process->pid , vpn );
[1]1722
[585]1723                // release local GPT lock in write mode
1724                remote_rwlock_wr_release( local_lock_xp );
[406]1725
[585]1726                return EXCP_KERNEL_PANIC;
[407]1727            }
1728
[408]1729            // define new_attr from vseg flags
[407]1730            new_attr = GPT_MAPPED | GPT_SMALL;
1731            if( vseg->flags & VSEG_USER  ) new_attr |= GPT_USER;
1732            if( vseg->flags & VSEG_WRITE ) new_attr |= GPT_WRITABLE;
1733            if( vseg->flags & VSEG_EXEC  ) new_attr |= GPT_EXECUTABLE;
1734            if( vseg->flags & VSEG_CACHE ) new_attr |= GPT_CACHABLE;
1735
[585]1736            // set PTE (PPN & attribute) to local GPT
1737            error = hal_gpt_set_pte( local_gpt_xp,
[408]1738                                     vpn,
1739                                     new_attr,
1740                                     new_ppn );
[585]1741            if ( error )
[407]1742            {
[585]1743                printk("\n[ERROR] in %s : cannot update local GPT / process %x / vpn = %x\n",
[407]1744                __FUNCTION__ , process->pid , vpn );
[585]1745
1746                // release local GPT lock in write mode
1747                remote_rwlock_wr_release( local_lock_xp );
1748
1749                return EXCP_KERNEL_PANIC;
[407]1750            }
1751        }
[585]1752
1753        // release local GPT lock in write mode
1754        remote_rwlock_wr_release( local_lock_xp );
1755
1756#if DEBUG_VMM_HANDLE_PAGE_FAULT
1757cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
1758if( DEBUG_VMM_HANDLE_PAGE_FAULT < cycle )
1759printk("\n[DBG] %s : private page fault handled / vpn %x / ppn %x / attr %x / cycle %d\n",
1760__FUNCTION__, vpn, new_ppn, new_attr, cycle );
1761#endif
1762        return EXCP_NON_FATAL;
1763
1764    }   // end local GPT access
1765
1766    //////////// public vseg => access reference GPT
1767    else                               
1768    {
1769        // get reference process cluster and local pointer
1770        ref_cxy = GET_CXY( process->ref_xp );
1771        ref_ptr = GET_PTR( process->ref_xp );
1772
1773        // build extended pointer on reference GPT and reference GPT lock
1774        ref_gpt_xp  = XPTR( ref_cxy , &ref_ptr->vmm.gpt );
1775        ref_lock_xp = XPTR( ref_cxy , &ref_ptr->vmm.gpt_lock );
1776
1777        // build extended pointer on local GPT and local GPT lock
1778        local_gpt_xp  = XPTR( local_cxy , &process->vmm.gpt );
1779        local_lock_xp = XPTR( local_cxy , &process->vmm.gpt_lock );
1780
1781        // take reference GPT lock in read mode
1782        remote_rwlock_rd_acquire( ref_lock_xp );
1783
1784        // get directly PPN & attributes from reference GPT
1785        // this can avoids a costly RPC for a false page fault
1786        hal_gpt_get_pte( ref_gpt_xp,
1787                         vpn,
1788                         &ref_attr,
1789                         &ref_ppn );
1790
1791        // release reference GPT lock in read mode
1792        remote_rwlock_rd_release( ref_lock_xp );
1793
1794        if( ref_attr & GPT_MAPPED )        // false page fault => update local GPT
[1]1795        {
[585]1796            // take local GPT lock in write mode
1797            remote_rwlock_wr_acquire( local_lock_xp );
1798           
1799            // check VPN still unmapped in local GPT
1800            hal_gpt_get_pte( local_gpt_xp,
1801                             vpn,
1802                             &new_attr,
1803                             &new_ppn );
[1]1804
[585]1805            if( (new_attr & GPT_MAPPED) == 0 )       // VPN still unmapped
1806            { 
1807                // update local GPT from reference GPT
1808                error = hal_gpt_set_pte( local_gpt_xp,
1809                                         vpn,
1810                                         ref_attr,
1811                                         ref_ppn );
1812                if( error )
1813                {
1814                    printk("\n[ERROR] in %s : cannot update local GPT / process %x / vpn = %x\n",
1815                    __FUNCTION__ , process->pid , vpn );
1816
1817                    // release local GPT lock in write mode
1818                    remote_rwlock_wr_release( local_lock_xp );
1819           
1820                    return EXCP_KERNEL_PANIC;
1821                }
1822            }
1823            else    // VPN has been mapped by a a concurrent page_fault
1824            {
1825                // keep PTE from local GPT
1826                ref_attr = new_attr;
1827                ref_ppn  = new_ppn;
1828            }
1829
1830            // release local GPT lock in write mode
1831            remote_rwlock_wr_release( local_lock_xp );
1832           
1833#if DEBUG_VMM_HANDLE_PAGE_FAULT
[433]1834cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[585]1835if( DEBUG_VMM_HANDLE_PAGE_FAULT < cycle )
1836printk("\n[DBG] %s : false page fault handled / vpn %x / ppn %x / attr %x / cycle %d\n",
1837__FUNCTION__, vpn, ref_ppn, ref_attr, cycle );
[433]1838#endif
[585]1839            return EXCP_NON_FATAL;
1840        }
1841        else                            // true page fault => update reference GPT
1842        {
1843            // take reference GPT lock in write mode
1844            remote_rwlock_wr_acquire( ref_lock_xp );
1845           
1846            // check VPN still unmapped in reference GPT
1847            // do nothing if VPN has been mapped by a a concurrent page_fault
1848            hal_gpt_get_pte( ref_gpt_xp,
1849                             vpn,
1850                             &ref_attr,
1851                             &ref_ppn );
[406]1852
[585]1853            if( (ref_attr & GPT_MAPPED) == 0 )       // VPN actually unmapped
1854            { 
1855                // allocate and initialise a physical page depending on the vseg type
1856                error = vmm_get_one_ppn( vseg , vpn , &new_ppn );
[1]1857
[585]1858                if( error )
1859                {
1860                    printk("\n[ERROR] in %s : no memory / process = %x / vpn = %x\n",
1861                    __FUNCTION__ , process->pid , vpn );
[313]1862
[585]1863                   // release reference GPT lock in write mode
1864                   remote_rwlock_wr_release( ref_lock_xp );
1865                   
1866                   return EXCP_KERNEL_PANIC;
1867                }
[1]1868
[585]1869                // define new_attr from vseg flags
1870                new_attr = GPT_MAPPED | GPT_SMALL;
1871                if( vseg->flags & VSEG_USER  ) new_attr |= GPT_USER;
1872                if( vseg->flags & VSEG_WRITE ) new_attr |= GPT_WRITABLE;
1873                if( vseg->flags & VSEG_EXEC  ) new_attr |= GPT_EXECUTABLE;
1874                if( vseg->flags & VSEG_CACHE ) new_attr |= GPT_CACHABLE;
[440]1875
[585]1876                // update reference GPT
1877                error = hal_gpt_set_pte( ref_gpt_xp,
1878                                         vpn,
1879                                         new_attr,
1880                                         new_ppn );
1881
1882                // update local GPT (protected by reference GPT lock)
1883                error |= hal_gpt_set_pte( local_gpt_xp,
1884                                          vpn,
1885                                          new_attr,
1886                                          new_ppn );
1887
1888                if( error )
1889                {
1890                    printk("\n[ERROR] in %s : cannot update GPT / process %x / vpn = %x\n",
1891                    __FUNCTION__ , process->pid , vpn );
1892
1893                    // release reference GPT lock in write mode
1894                    remote_rwlock_wr_release( ref_lock_xp );
1895
1896                    return EXCP_KERNEL_PANIC;
1897                }
1898            }
1899
1900            // release reference GPT lock in write mode
1901            remote_rwlock_wr_release( ref_lock_xp );
1902
[440]1903#if DEBUG_VMM_HANDLE_PAGE_FAULT
[585]1904cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
[469]1905if( DEBUG_VMM_HANDLE_PAGE_FAULT < cycle )
[585]1906printk("\n[DBG] %s : true page fault handled / vpn %x / ppn %x / attr %x / cycle %d\n",
1907__FUNCTION__, vpn, new_ppn, new_attr, cycle );
[435]1908#endif
[585]1909            return EXCP_NON_FATAL;
1910        }
1911    }
1912}   // end vmm_handle_page_fault()
[435]1913
[585]1914////////////////////////////////////////////
1915error_t vmm_handle_cow( process_t * process,
1916                        vpn_t       vpn )
1917{
1918    vseg_t         * vseg;            // vseg containing vpn
1919    cxy_t            ref_cxy;         // reference cluster for missing vpn
1920    process_t      * ref_ptr;         // reference process for missing vpn
1921    xptr_t           gpt_xp;          // extended pointer on GPT
1922    xptr_t           gpt_lock_xp;     // extended pointer on GPT lock
1923    uint32_t         old_attr;        // current PTE_ATTR value
1924    ppn_t            old_ppn;         // current PTE_PPN value
1925    uint32_t         new_attr;        // new PTE_ATTR value
1926    ppn_t            new_ppn;         // new PTE_PPN value
1927    error_t          error;
[1]1928
[585]1929#if DEBUG_VMM_HANDLE_COW
1930uint32_t   cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
1931thread_t * this  = CURRENT_THREAD;
1932if( DEBUG_VMM_HANDLE_COW < cycle )
1933printk("\n[DBG] %s : thread[%x,%x] enter for vpn %x / core[%x,%d] / cycle %d\n",
1934__FUNCTION__, process->pid, this->trdid, vpn, local_cxy, this->core->lid, cycle );
1935#endif
1936
1937    // get local vseg
1938    error = vmm_get_vseg( process, 
1939                          (intptr_t)vpn<<CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT,
1940                          &vseg );
1941
[440]1942    if( error )
[1]1943    {
[585]1944        printk("\n[PANIC] in %s : VPN %x in process %x not in registered vseg\n",
1945        __FUNCTION__, vpn, process->pid );
1946
1947        return EXCP_KERNEL_PANIC;
[440]1948    }
[407]1949
[585]1950    // get reference GPT cluster and local pointer
1951    ref_cxy = GET_CXY( process->ref_xp );
1952    ref_ptr = GET_PTR( process->ref_xp );
[407]1953
[585]1954    // build relevant extended pointers on  GPT and  GPT lock
1955    // - access local GPT for a private vseg 
1956    // - access reference GPT for a public vseg
1957    if( (vseg->type == VSEG_TYPE_STACK) || (vseg->type == VSEG_TYPE_CODE) )
[440]1958    {
[585]1959        gpt_xp      = XPTR( local_cxy , &process->vmm.gpt );
1960        gpt_lock_xp = XPTR( local_cxy , &process->vmm.gpt_lock );
[1]1961    }
[440]1962    else
[1]1963    {
[585]1964        gpt_xp      = XPTR( ref_cxy , &ref_ptr->vmm.gpt );
1965        gpt_lock_xp = XPTR( ref_cxy , &ref_ptr->vmm.gpt_lock );
[1]1966    }
1967
[585]1968    // take GPT lock in write mode
1969    remote_rwlock_wr_acquire( gpt_lock_xp );
[441]1970
[585]1971    // get current PTE from reference GPT
1972    hal_gpt_get_pte( gpt_xp,
1973                     vpn,
1974                     &old_attr,
1975                     &old_ppn );
[441]1976
[585]1977    // the PTE must be mapped for a COW
1978    if( (old_attr & GPT_MAPPED) == 0 )
1979    {
1980        printk("\n[PANIC] in %s : VPN %x in process %x unmapped\n",
1981        __FUNCTION__, vpn, process->pid );
[407]1982
[585]1983        // release GPT lock in write mode
1984        remote_rwlock_wr_acquire( gpt_lock_xp );
[407]1985
[585]1986        return EXCP_KERNEL_PANIC;
[407]1987    }
1988
[585]1989    // get extended pointer, cluster and local pointer on physical page descriptor
1990    xptr_t   page_xp  = ppm_ppn2page( old_ppn );
1991    cxy_t    page_cxy = GET_CXY( page_xp );
1992    page_t * page_ptr = GET_PTR( page_xp );
[435]1993
[585]1994    // get extended pointers on forks and lock field in page descriptor
1995    xptr_t forks_xp       = XPTR( page_cxy , &page_ptr->forks );
1996    xptr_t forks_lock_xp  = XPTR( page_cxy , &page_ptr->lock );
[407]1997
[585]1998    // take lock protecting "forks" counter
1999    remote_busylock_acquire( forks_lock_xp );
[407]2000
[585]2001    // get number of pending forks from page descriptor
2002    uint32_t forks = hal_remote_l32( forks_xp );
[441]2003
[585]2004    if( forks )        // pending fork => allocate a new page, and copy old to new
2005    {
2006        // allocate a new physical page
2007        page_xp = vmm_page_allocate( vseg , vpn );
2008        if( page_xp == XPTR_NULL ) 
2009        {
2010            printk("\n[PANIC] in %s : no memory for vpn %x in process %x\n",
2011            __FUNCTION__ , vpn, process->pid );
[441]2012
[585]2013            // release GPT lock in write mode
2014            remote_rwlock_wr_acquire( gpt_lock_xp );
[441]2015
[585]2016            // release lock protecting "forks" counter
2017            remote_busylock_release( forks_lock_xp );
[441]2018
[585]2019            return EXCP_KERNEL_PANIC;
2020        }
[441]2021
[585]2022        // compute allocated page PPN
2023        new_ppn = ppm_page2ppn( page_xp );
[441]2024
[585]2025        // copy old page content to new page
2026        xptr_t  old_base_xp = ppm_ppn2base( old_ppn );
2027        xptr_t  new_base_xp = ppm_ppn2base( new_ppn );
2028        memcpy( GET_PTR( new_base_xp ),
2029                GET_PTR( old_base_xp ),
2030                CONFIG_PPM_PAGE_SIZE );
[441]2031
[585]2032        // decrement pending forks counter in page descriptor
2033        hal_remote_atomic_add( forks_xp , -1 );
[441]2034
[585]2035#if(DEBUG_VMM_HANDLE_COW & 1)
2036if( DEBUG_VMM_HANDLE_COW < cycle )
2037printk("\n[DBG] %s : thread[%x,%x] : pending forks => allocate a new PPN %x\n",
2038__FUNCTION__, process->pid, this->trdid, new_ppn );
2039#endif
[440]2040
[585]2041    }             
2042    else               // no pending fork => keep the existing page
2043    {
[1]2044
[585]2045#if(DEBUG_VMM_HANDLE_COW & 1)
2046if( DEBUG_VMM_HANDLE_COW < cycle )
2047printk("\n[DBG] %s : thread[%x,%x]  no pending forks => keep existing PPN %x\n",
2048__FUNCTION__, process->pid, this->trdid, new_ppn );
2049#endif
2050        new_ppn = old_ppn;
2051    }
[1]2052
[585]2053    // release lock protecting "forks" counter
2054    remote_busylock_release( forks_lock_xp );
2055
2056    // build new_attr : reset COW and set WRITABLE,
2057    new_attr = (old_attr | GPT_WRITABLE) & (~GPT_COW);
2058
2059    // update the relevan GPT
2060    // - private vseg => update local GPT
2061    // - public vseg => update all GPT copies
2062    if( (vseg->type == VSEG_TYPE_STACK) || (vseg->type == VSEG_TYPE_CODE) )
[1]2063    {
[585]2064        hal_gpt_set_pte( gpt_xp,
2065                         vpn,
2066                         new_attr,
2067                         new_ppn );
[1]2068    }
[585]2069    else
[1]2070    {
[585]2071        if( ref_cxy == local_cxy )                  // reference cluster is local
2072        {
2073            vmm_global_update_pte( process,
2074                                   vpn,
2075                                   new_attr,
2076                                   new_ppn );
2077        }
2078        else                                        // reference cluster is remote
2079        {
2080            rpc_vmm_global_update_pte_client( ref_cxy,
2081                                              ref_ptr,
2082                                              vpn,
2083                                              new_attr,
2084                                              new_ppn );
2085        }
[1]2086    }
2087
[585]2088    // release GPT lock in write mode
2089    remote_rwlock_wr_release( gpt_lock_xp );
[21]2090
[585]2091#if DEBUG_VMM_HANDLE_COW
2092cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
2093if( DEBUG_VMM_HANDLE_COW < cycle )
2094printk("\n[DBG] %s : thread[%x,%x] exit for vpn %x / core[%x,%d] / cycle %d\n",
2095__FUNCTION__, process->pid, this->trdid, vpn, local_cxy, this->core->lid, cycle );
2096#endif
[313]2097
[585]2098     return EXCP_NON_FATAL;
[1]2099
[585]2100}   // end vmm_handle_cow()
2101
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.