source: trunk/kernel/mm/vmm.c @ 585

Last change on this file since 585 was 585, checked in by alain, 3 years ago

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

File size: 72.8 KB
Line 
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)
7 *
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
26#include <kernel_config.h>
27#include <hal_kernel_types.h>
28#include <hal_special.h>
29#include <hal_gpt.h>
30#include <hal_vmm.h>
31#include <hal_macros.h>
32#include <printk.h>
33#include <memcpy.h>
34#include <remote_rwlock.h>
35#include <remote_queuelock.h>
36#include <list.h>
37#include <xlist.h>
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>
49#include <hal_exception.h>
50
51//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
52//   Extern global variables
53//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
54
55extern  process_t  process_zero;      // allocated in cluster.c
56
57///////////////////////////////////////
58error_t vmm_init( process_t * process )
59{
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
67#if DEBUG_VMM_INIT
68thread_t * this = CURRENT_THREAD;
69uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
70if( DEBUG_VMM_INIT )
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 );
73#endif
74
75    // get pointer on VMM
76    vmm_t   * vmm = &process->vmm;
77
78    // initialize local list of vsegs
79    vmm->vsegs_nr = 0;
80        xlist_root_init( XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_root ) );
81        remote_rwlock_init( XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_lock ) , LOCK_VMM_VSL );
82
83assert( ((CONFIG_VMM_KENTRY_SIZE + CONFIG_VMM_ARGS_SIZE + CONFIG_VMM_ENVS_SIZE) 
84<= CONFIG_VMM_ELF_BASE) , "UTILS zone too small\n" );
85
86assert( (CONFIG_THREADS_MAX_PER_CLUSTER <= 32) ,
87"no more than 32 threads per cluster for a single process\n");
88
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");
92
93    // register kentry vseg in VSL
94    base = CONFIG_VMM_KENTRY_BASE << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
95    size = CONFIG_VMM_KENTRY_SIZE << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
96
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 );
105
106    if( vseg_kentry == NULL )
107    {
108        printk("\n[ERROR] in %s : cannot register kentry vseg\n", __FUNCTION__ );
109        return -1;
110    }
111
112    vmm->kent_vpn_base = base;
113
114    // register args vseg in VSL
115    base = (CONFIG_VMM_KENTRY_BASE + 
116            CONFIG_VMM_KENTRY_SIZE ) << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
117    size = CONFIG_VMM_ARGS_SIZE << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
118
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 );
127
128    if( vseg_args == NULL )
129    {
130        printk("\n[ERROR] in %s : cannot register args vseg\n", __FUNCTION__ );
131        return -1;
132    }
133
134    vmm->args_vpn_base = base;
135
136    // register the envs vseg in VSL
137    base = (CONFIG_VMM_KENTRY_BASE + 
138            CONFIG_VMM_KENTRY_SIZE +
139            CONFIG_VMM_ARGS_SIZE   ) << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
140    size = CONFIG_VMM_ENVS_SIZE << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
141
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 );
150
151    if( vseg_envs == NULL )
152    {
153        printk("\n[ERROR] in %s : cannot register envs vseg\n", __FUNCTION__ );
154        return -1;
155    }
156
157    vmm->envs_vpn_base = base;
158
159    // create GPT (empty)
160    error = hal_gpt_create( &vmm->gpt );
161
162    if( error ) 
163    printk("\n[ERROR] in %s : cannot create GPT\n", __FUNCTION__ );
164
165    // initialize GPT lock
166    remote_rwlock_init( XPTR( local_cxy , &vmm->gpt_lock ) , LOCK_VMM_GPT );
167
168    // architecture specic GPT initialisation
169    // (For TSAR, identity map the kentry_vseg)
170    error = hal_vmm_init( vmm );
171
172    if( error ) 
173    printk("\n[ERROR] in %s : cannot initialize GPT\n", __FUNCTION__ );
174
175    // initialize STACK allocator
176    vmm->stack_mgr.bitmap   = 0;
177    vmm->stack_mgr.vpn_base = CONFIG_VMM_STACK_BASE;
178    busylock_init( &vmm->stack_mgr.lock , LOCK_VMM_STACK );
179
180    // initialize MMAP allocator
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;
184    busylock_init( &vmm->mmap_mgr.lock , LOCK_VMM_MMAP );
185
186    uint32_t i;
187    for( i = 0 ; i < 32 ; i++ ) list_root_init( &vmm->mmap_mgr.zombi_list[i] );
188
189    // initialize instrumentation counters
190        vmm->pgfault_nr = 0;
191
192    hal_fence();
193
194#if DEBUG_VMM_INIT
195cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
196if( DEBUG_VMM_INIT )
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 );
199#endif
200
201    return 0;
202
203}  // end vmm_init()
204
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
212    printk("\n***** VSL and GPT(%x) for process %x in cluster %x\n\n",
213    process->vmm.gpt.ptr , process->pid , local_cxy );
214
215    // get lock protecting the VSL and the GPT
216    remote_rwlock_rd_acquire( XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_lock ) );
217    remote_rwlock_rd_acquire( XPTR( local_cxy , &vmm->gpt_lock ) );
218
219    // scan the list of vsegs
220    xptr_t         root_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_root );
221    xptr_t         iter_xp;
222    xptr_t         vseg_xp;
223    vseg_t       * vseg;
224    XLIST_FOREACH( root_xp , iter_xp )
225    {
226        vseg_xp = XLIST_ELEMENT( iter_xp , vseg_t , xlist );
227        vseg    = GET_PTR( vseg_xp );
228
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            {
241                hal_gpt_get_pte( XPTR( local_cxy , gpt ) , vpn , &attr , &ppn );
242                if( attr & GPT_MAPPED )
243                {
244                    printk("    . vpn = %X / attr = %X / ppn = %X\n", vpn , attr , ppn );
245                }
246            }
247        }
248    }
249
250    // release the locks
251    remote_rwlock_rd_release( XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_lock ) );
252    remote_rwlock_rd_release( XPTR( local_cxy , &vmm->gpt_lock ) );
253
254}  // vmm_display()
255
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
297/////////////////////i//////////////////////////
298void vmm_global_update_pte( process_t * process,
299                            vpn_t       vpn,
300                            uint32_t    attr,
301                            ppn_t       ppn )
302{
303    xlist_entry_t * process_root_ptr;
304    xptr_t          process_root_xp;
305    xptr_t          process_iter_xp;
306
307    xptr_t          remote_process_xp;
308    cxy_t           remote_process_cxy;
309    process_t     * remote_process_ptr;
310    xptr_t          remote_gpt_xp;
311
312    pid_t           pid;
313    cxy_t           owner_cxy;
314    lpid_t          owner_lpid;
315
316#if DEBUG_VMM_UPDATE_PTE
317uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
318if( DEBUG_VMM_UPDATE_PTE < cycle )
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
323// check cluster is reference
324assert( (GET_CXY( process->ref_xp ) == local_cxy) , "not called in reference cluster\n");
325
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 );
332
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 );
338        remote_process_ptr = GET_PTR( remote_process_xp );
339        remote_process_cxy = GET_CXY( remote_process_xp );
340
341#if (DEBUG_VMM_UPDATE_PTE & 0x1)
342if( DEBUG_VMM_UPDATE_PTE < cycle )
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
347        // get extended pointer on remote gpt
348        remote_gpt_xp = XPTR( remote_process_cxy , &remote_process_ptr->vmm.gpt );
349
350        // update remote GPT
351        hal_gpt_update_pte( remote_gpt_xp, vpn, attr, ppn );
352    } 
353
354#if DEBUG_VMM_UPDATE_PTE
355cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
356if( DEBUG_VMM_UPDATE_PTE < cycle )
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
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
387#if DEBUG_VMM_SET_COW
388uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
389if( DEBUG_VMM_SET_COW < cycle )
390printk("\n[DBG] %s : thread %x enter for process %x / cycle %d\n",
391__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , process->pid , cycle );
392#endif
393
394// check cluster is reference
395assert( (GET_CXY( process->ref_xp ) == local_cxy) ,
396"local cluster is not process reference cluster\n");
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 );
416        remote_process_ptr = GET_PTR( remote_process_xp );
417        remote_process_cxy = GET_CXY( remote_process_xp );
418
419#if (DEBUG_VMM_SET_COW &0x1)
420if( DEBUG_VMM_SET_COW < cycle )
421printk("\n[DBG] %s : thread %x handling process %x in cluster %x\n",
422__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , process->pid , remote_process_cxy );
423#endif
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            vseg     = GET_PTR( vseg_xp );
434
435assert( (GET_CXY( vseg_xp ) == local_cxy) ,
436"all vsegs in reference VSL must be local\n" );
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
443#if (DEBUG_VMM_SET_COW & 0x1)
444if( DEBUG_VMM_SET_COW < cycle )
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
449            if( (type == VSEG_TYPE_DATA)  ||
450                (type == VSEG_TYPE_ANON)  ||
451                (type == VSEG_TYPE_REMOTE) )
452            {
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;
460                xptr_t     lock_xp;
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
475                        hal_gpt_get_pte( remote_gpt_xp , vpn , &attr , &ppn ); 
476
477                        // atomically update pending forks counter if page is mapped
478                        if( attr & GPT_MAPPED )
479                        {
480                            // get pointers and cluster on page descriptor
481                            page_xp  = ppm_ppn2page( ppn );
482                            page_cxy = GET_CXY( page_xp );
483                            page_ptr = GET_PTR( page_xp );
484
485                            // get extended pointers on "forks" and "lock"
486                            forks_xp = XPTR( page_cxy , &page_ptr->forks );
487                            lock_xp  = XPTR( page_cxy , &page_ptr->lock );
488
489                            // take lock protecting "forks" counter
490                            remote_busylock_acquire( lock_xp );
491
492                            // increment "forks"
493                            hal_remote_atomic_add( forks_xp , 1 );
494
495                            // release lock protecting "forks" counter
496                            remote_busylock_release( lock_xp );
497                        }
498                    }   // end loop on vpn
499                }   // end if local
500            }   // end if vseg type
501        }   // end loop on vsegs
502    }   // end loop on process copies
503 
504#if DEBUG_VMM_SET_COW
505cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
506if( DEBUG_VMM_SET_COW < cycle )
507printk("\n[DBG] %s : thread %x exit for process %x / cycle %d\n",
508__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , process->pid , cycle );
509#endif
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;
532    xptr_t      page_xp;        // extended pointer on page descriptor
533    page_t    * page_ptr;
534    cxy_t       page_cxy;
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
537    xptr_t      parent_root_xp;
538    bool_t      mapped; 
539    ppn_t       ppn;
540
541#if DEBUG_VMM_FORK_COPY
542uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
543if( DEBUG_VMM_FORK_COPY < cycle )
544printk("\n[DBG] %s : thread %x enter / cycle %d\n",
545__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD, cycle );
546#endif
547
548    // get parent process cluster and local pointer
549    parent_cxy     = GET_CXY( parent_process_xp );
550    parent_process = GET_PTR( parent_process_xp );
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
560    remote_rwlock_init( XPTR( local_cxy , &child_vmm->vsegs_lock ), LOCK_VMM_STACK );
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
566    // create child GPT
567    error = hal_gpt_create( &child_vmm->gpt );
568
569    if( error )
570    {
571        printk("\n[ERROR] in %s : cannot create GPT\n", __FUNCTION__ );
572        return -1;
573    }
574
575    // build extended pointer on parent VSL
576    parent_root_xp = XPTR( parent_cxy , &parent_vmm->vsegs_root );
577
578    // take the lock protecting the parent VSL in read mode
579    remote_rwlock_rd_acquire( parent_lock_xp );
580
581    // loop on parent VSL xlist
582    XLIST_FOREACH( parent_root_xp , iter_xp )
583    {
584        // get local and extended pointers on current parent vseg
585        parent_vseg_xp = XLIST_ELEMENT( iter_xp , vseg_t , xlist );
586        parent_vseg    = GET_PTR( parent_vseg_xp );
587
588        // get vseg type
589        type = hal_remote_l32( XPTR( parent_cxy , &parent_vseg->type ) );
590       
591#if DEBUG_VMM_FORK_COPY
592cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
593if( DEBUG_VMM_FORK_COPY < cycle )
594printk("\n[DBG] %s : thread %x found parent vseg %s / vpn_base = %x / cycle %d\n",
595__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD, vseg_type_str(type),
596hal_remote_l32( XPTR( parent_cxy , &parent_vseg->vpn_base ) ) , cycle );
597#endif
598
599        // all parent vsegs - but STACK - must be copied in child VSL
600        if( type != VSEG_TYPE_STACK )
601        {
602            // allocate memory for a new child vseg
603            child_vseg = vseg_alloc();
604            if( child_vseg == NULL )   // release all allocated vsegs
605            {
606                vmm_destroy( child_process );
607                printk("\n[ERROR] in %s : cannot create vseg for child\n", __FUNCTION__ );
608                return -1;
609            }
610
611            // copy parent vseg to child vseg
612            vseg_init_from_ref( child_vseg , parent_vseg_xp );
613
614            // register child vseg in child VSL
615            vmm_vseg_attach( child_vmm , child_vseg );
616
617#if DEBUG_VMM_FORK_COPY
618cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
619if( DEBUG_VMM_FORK_COPY < cycle )
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),
622hal_remote_l32( XPTR( parent_cxy , &parent_vseg->vpn_base ) ) , cycle );
623#endif
624
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 );
630
631                vpn_base = child_vseg->vpn_base;
632                vpn_size = child_vseg->vpn_size;
633
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
650                    // increment pending forks counter in page if mapped
651                    if( mapped )
652                    {
653                        // get pointers and cluster on page descriptor
654                        page_xp  = ppm_ppn2page( ppn );
655                        page_cxy = GET_CXY( page_xp );
656                        page_ptr = GET_PTR( page_xp );
657
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
662                        // get lock protecting "forks" counter
663                        remote_busylock_acquire( lock_xp );
664
665                        // increment "forks"
666                        hal_remote_atomic_add( forks_xp , 1 );
667
668                        // release lock protecting "forks" counter
669                        remote_busylock_release( lock_xp );
670
671#if DEBUG_VMM_FORK_COPY
672cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
673if( DEBUG_VMM_FORK_COPY < cycle )
674printk("\n[DBG] %s : thread %x copied vpn %x to child GPT / cycle %d\n",
675__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , vpn , cycle );
676#endif
677                    }
678                }
679            }   // end if no code & no stack
680        }   // end if no stack
681    }   // end loop on vsegs
682
683    // release the parent VSL lock in read mode
684    remote_rwlock_rd_release( parent_lock_xp );
685
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
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
701    uint32_t i;
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] );
706
707    // initialize instrumentation counters
708        child_vmm->pgfault_nr    = 0;
709
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));
717
718    child_vmm->entry_point = (intptr_t)hal_remote_lpt(XPTR(parent_cxy, &parent_vmm->entry_point));
719
720    hal_fence();
721
722#if DEBUG_VMM_FORK_COPY
723cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
724if( DEBUG_VMM_FORK_COPY < cycle )
725printk("\n[DBG] %s : thread %x exit successfully / cycle %d\n",
726__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD , cycle );
727#endif
728
729    return 0;
730
731}  // vmm_fork_copy()
732
733///////////////////////////////////////
734void vmm_destroy( process_t * process )
735{
736    xptr_t   vseg_xp;
737        vseg_t * vseg;
738
739#if DEBUG_VMM_DESTROY
740uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
741if( DEBUG_VMM_DESTROY < cycle )
742printk("\n[DBG] %s : thread %x enter for process %x in cluster %x / cycle %d\n",
743__FUNCTION__, CURRENT_THREAD->trdid, process->pid, local_cxy, cycle );
744#endif
745
746#if (DEBUG_VMM_DESTROY & 1 )
747if( DEBUG_VMM_DESTROY < cycle )
748vmm_display( process , true );
749#endif
750
751    // get pointer on local VMM
752    vmm_t  * vmm = &process->vmm;
753
754    // get extended pointer on VSL root and VSL lock
755    xptr_t   root_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_root );
756
757    // remove all user vsegs registered in VSL
758        while( !xlist_is_empty( root_xp ) )
759        {
760        // get pointer on first vseg in VSL
761                vseg_xp = XLIST_FIRST( root_xp , vseg_t , xlist );
762        vseg    = GET_PTR( vseg_xp );
763
764        // unmap and release physical pages
765        vmm_unmap_vseg( process , vseg );
766
767        // remove vseg from VSL
768                vmm_vseg_detach( vmm , vseg );
769
770        // release memory allocated to vseg descriptor
771        vseg_free( vseg );
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
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            {
787                    vseg = LIST_FIRST( &vmm->mmap_mgr.zombi_list[i] , vseg_t , zlist );
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
794                    vmm_vseg_detach( vmm , vseg );
795            vseg_free( vseg );
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
802            }
803    }
804
805    // release memory allocated to the GPT itself
806    hal_gpt_destroy( &vmm->gpt );
807
808#if DEBUG_VMM_DESTROY
809cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
810if( DEBUG_VMM_DESTROY < cycle )
811printk("\n[DBG] %s : thread %x exit for process %x in cluster %x / cycle %d\n",
812__FUNCTION__, CURRENT_THREAD->trdid, process->pid, local_cxy , cycle );
813#endif
814
815}  // end vmm_destroy()
816
817/////////////////////////////////////////////////
818vseg_t * vmm_check_conflict( process_t * process,
819                             vpn_t       vpn_base,
820                             vpn_t       vpn_size )
821{
822    vmm_t        * vmm = &process->vmm;
823
824    // scan the VSL
825        vseg_t       * vseg;
826    xptr_t         iter_xp;
827    xptr_t         vseg_xp;
828    xptr_t         root_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_root );
829
830        XLIST_FOREACH( root_xp , iter_xp )
831        {
832                vseg_xp = XLIST_ELEMENT( iter_xp , vseg_t , xlist );
833        vseg    = GET_PTR( vseg_xp );
834
835                if( ((vpn_base + vpn_size) > vseg->vpn_base) &&
836             (vpn_base < (vseg->vpn_base + vseg->vpn_size)) ) return vseg;
837        }
838    return NULL;
839
840}  // end vmm_check_conflict()
841
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.
847// @ vpn_base : (return value) first allocated page
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
858    busylock_acquire( &mgr->lock );
859
860    // get first free slot index in bitmap
861    int32_t index = bitmap_ffc( &mgr->bitmap , 4 );
862    if( (index < 0) || (index > 31) )
863    {
864        busylock_release( &mgr->lock );
865        return 0xFFFFFFFF;
866    }
867
868    // update bitmap
869    bitmap_set( &mgr->bitmap , index );
870
871    // release lock on stack allocator
872    busylock_release( &mgr->lock );
873
874    // returns vpn_base, vpn_size (one page non allocated)
875    *vpn_base = mgr->vpn_base + index * CONFIG_VMM_STACK_SIZE + 1;
876    *vpn_size = CONFIG_VMM_STACK_SIZE - 1;
877    return 0;
878
879} // end vmm_stack_alloc()
880
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.
887// @ vpn_base : [out] first allocated page.
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;
899    vpn_t      free;
900
901    // mmap vseg size must be power of 2
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
910    busylock_acquire( &mgr->lock );
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
928        vseg = LIST_FIRST( &mgr->zombi_list[index] , vseg_t , zlist );
929
930        // remove vseg from free-list
931        list_unlink( &vseg->zlist );
932
933        // compute base
934        base = vseg->vpn_base;
935    }
936
937    // release lock on mmap allocator
938    busylock_release( &mgr->lock );
939
940    // returns vpn_base, vpn_size
941    *vpn_base = base;
942    *vpn_size = size;
943    return 0;
944
945}  // end vmm_mmap_alloc()
946
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 )
956{
957    vseg_t     * vseg;          // created vseg pointer
958    vpn_t        vpn_base;      // first page index
959    vpn_t        vpn_size;      // number of pages
960        error_t      error;
961
962#if DEBUG_VMM_CREATE_VSEG
963uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
964if( DEBUG_VMM_CREATE_VSEG < cycle )
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
968
969    // get pointer on VMM
970        vmm_t * vmm    = &process->vmm;
971
972    // compute base, size, vpn_base, vpn_size, depending on vseg type
973    // we use the VMM specific allocators for "stack", "file", "anon", & "remote" vsegs
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        {
980            printk("\n[ERROR] in %s : no space for stack vseg / process %x in cluster %x\n",
981            __FUNCTION__ , process->pid , local_cxy );
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    }
989    else if( (type == VSEG_TYPE_ANON) ||
990             (type == VSEG_TYPE_FILE) ||
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    {
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;
1014    }
1015
1016    // check collisions
1017    vseg = vmm_check_conflict( process , vpn_base , vpn_size );
1018    if( vseg != NULL )
1019    {
1020        printk("\n[ERROR] in %s for process %x : new vseg [vpn_base = %x / vpn_size = %x]\n"
1021               "  overlap existing vseg [vpn_base = %x / vpn_size = %x]\n",
1022        __FUNCTION__ , process->pid, vpn_base, vpn_size, vseg->vpn_base, vseg->vpn_size );
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",
1031        __FUNCTION__ , process->pid );
1032        return NULL;
1033        }
1034
1035    // initialize vseg descriptor
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 );
1046
1047    // attach vseg to VSL
1048        vmm_vseg_attach( vmm , vseg );
1049
1050#if DEBUG_VMM_CREATE_VSEG
1051cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
1052if( DEBUG_VMM_CREATE_VSEG < cycle )
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
1056
1057        return vseg;
1058
1059}  // vmm_create_vseg()
1060
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
1069    // detach vseg from VSL
1070        vmm_vseg_detach( vmm , vseg );
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
1082        busylock_acquire( &mgr->lock );
1083        bitmap_clear( &mgr->bitmap , index );
1084        busylock_release( &mgr->lock );
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
1097        busylock_acquire( &mgr->lock );
1098        list_add_first( &mgr->zombi_list[index] , &vseg->zlist );
1099        busylock_release( &mgr->lock );
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    }
1107}  // end vmm_remove_vseg()
1108
1109/////////////////////////////////////////
1110void vmm_unmap_vseg( process_t * process,
1111                     vseg_t    * vseg )
1112{
1113    vpn_t       vpn;        // VPN of current PTE
1114    vpn_t       vpn_min;    // VPN of first PTE
1115    vpn_t       vpn_max;    // VPN of last PTE (excluded)
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
1122    xptr_t      forks_xp;   // extended pointer on pending forks counter
1123    xptr_t      lock_xp;    // extended pointer on lock protecting forks counter
1124    uint32_t    forks;      // actual number of pendinf forks
1125
1126#if DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG
1127uint32_t cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
1128if( DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG < cycle )
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
1132
1133    // get pointer on local GPT
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    {
1141        // get GPT entry
1142        hal_gpt_get_pte( XPTR( local_cxy , gpt ) , vpn , &attr , &ppn );
1143
1144        if( attr & GPT_MAPPED )  // entry is mapped
1145        { 
1146
1147#if( DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG & 1 )
1148if( DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG < cycle )
1149printk("- vpn %x / ppn %x\n" , vpn , ppn );
1150#endif
1151
1152// check small page
1153assert( (attr & GPT_SMALL) , "an user vseg must use small pages" );
1154
1155            // unmap GPT entry in local GPT
1156            hal_gpt_reset_pte( gpt , vpn );
1157
1158            // handle pending forks counter if
1159            // 1) not identity mapped
1160            // 2) reference cluster
1161            if( ((vseg->flags & VSEG_IDENT)  == 0) &&
1162                (GET_CXY( process->ref_xp ) == local_cxy) )
1163            {
1164                // get extended pointer on physical page descriptor
1165                page_xp  = ppm_ppn2page( ppn );
1166                page_cxy = GET_CXY( page_xp );
1167                page_ptr = GET_PTR( page_xp );
1168
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 );
1172
1173                // get pending forks counter
1174                forks = hal_remote_l32( forks_xp );
1175               
1176                if( forks )  // decrement pending forks counter
1177                {
1178                    hal_remote_atomic_add( forks_xp , -1 );
1179                } 
1180                else         // release physical page to relevant cluster
1181                {
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                    }
1192                }
1193            }
1194        }
1195    }
1196
1197#if DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG
1198cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
1199if( DEBUG_VMM_UNMAP_VSEG < cycle )
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
1204}  // end vmm_unmap_vseg()
1205
1206//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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.
1210//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1211// @ vmm     : pointer on the process VMM.
1212// @ vaddr   : virtual address.
1213// @ return vseg pointer if success / return NULL if not found.
1214//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1215static vseg_t * vseg_from_vaddr( vmm_t    * vmm,
1216                                 intptr_t   vaddr )
1217{
1218    xptr_t   iter_xp;
1219    xptr_t   vseg_xp;
1220    vseg_t * vseg;
1221
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 );
1225
1226    // get lock protecting the VSL
1227    remote_rwlock_rd_acquire( lock_xp );
1228
1229    // scan the list of vsegs in VSL
1230    XLIST_FOREACH( root_xp , iter_xp )
1231    {
1232        vseg_xp = XLIST_ELEMENT( iter_xp , vseg_t , xlist );
1233        vseg    = GET_PTR( vseg_xp );
1234        if( (vaddr >= vseg->min) && (vaddr < vseg->max) )
1235        {
1236            // return success
1237            remote_rwlock_rd_release( lock_xp );
1238            return vseg;
1239        }
1240    }
1241
1242    // return failure
1243    remote_rwlock_rd_release( lock_xp );
1244    return NULL;
1245
1246}  // end vseg_from_vaddr()
1247
1248/////////////////////////////////////////////
1249error_t vmm_resize_vseg( process_t * process,
1250                         intptr_t    base,
1251                         intptr_t    size )
1252{
1253    error_t   error;
1254    vseg_t  * new;
1255    vpn_t     vpn_min;
1256    vpn_t     vpn_max;
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
1265        vseg_t * vseg = vseg_from_vaddr( vmm , base );
1266
1267        if( vseg == NULL)  return EINVAL;
1268
1269    // get extended pointer on VSL lock
1270    xptr_t lock_xp = XPTR( local_cxy , &vmm->vsegs_lock );
1271
1272    // get lock protecting VSL
1273        remote_rwlock_wr_acquire( lock_xp );
1274
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    }
1284        else if( vseg->min == addr_min )                         // vseg must be resized
1285    {
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;
1295    }
1296        else if( vseg->max == addr_max )                          // vseg must be resized
1297    {
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;
1307    }
1308    else                                                      // vseg cut in three regions
1309    {
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
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
1329        if( new == NULL ) error = EINVAL;
1330        else              error = 0;
1331    }
1332
1333    // release VMM lock
1334        remote_rwlock_wr_release( lock_xp );
1335
1336        return error;
1337
1338}  // vmm_resize_vseg()
1339
1340///////////////////////////////////////////
1341error_t  vmm_get_vseg( process_t * process,
1342                       intptr_t    vaddr,
1343                       vseg_t   ** found_vseg )
1344{
1345    xptr_t   vseg_xp;
1346    error_t  error;
1347    vseg_t * vseg;
1348    vmm_t  * vmm;
1349
1350    // get pointer on local VMM
1351    vmm = &process->vmm;
1352
1353    // try to get vseg from local VMM
1354    vseg = vseg_from_vaddr( vmm , vaddr );
1355
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;
1360
1361        // get cluster and local pointer on reference process
1362        cxy_t       ref_cxy = GET_CXY( ref_xp );
1363        process_t * ref_ptr = GET_PTR( ref_xp );
1364
1365        if( local_cxy == ref_cxy )  return -1;   // local cluster is the reference
1366
1367        // get extended pointer on reference vseg
1368        rpc_vmm_get_vseg_client( ref_cxy , ref_ptr , vaddr , &vseg_xp , &error );
1369           
1370        if( error )   return -1;                // vseg not found => illegal user vaddr
1371       
1372        // allocate a vseg in local cluster
1373        vseg = vseg_alloc();
1374
1375        if( vseg == NULL ) return -1;           // cannot allocate a local vseg
1376
1377        // initialise local vseg from reference
1378        vseg_init_from_ref( vseg , vseg_xp );
1379
1380        // register local vseg in local VMM
1381        vmm_vseg_attach( &process->vmm , vseg );
1382    }   
1383   
1384    // success
1385    *found_vseg = vseg;
1386    return 0;
1387
1388}  // end vmm_get_vseg()
1389
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.
1394// It can be called by a thread running in any cluster.
1395// The vseg cannot have the FILE type.
1396//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1397static xptr_t vmm_page_allocate( vseg_t * vseg,
1398                                 vpn_t    vpn )
1399{
1400
1401#if DEBUG_VMM_ALLOCATE_PAGE
1402if( DEBUG_VMM_ALLOCATE_PAGE < (uint32_t)hal_get_cycles() )
1403printk("\n[DBG] in %s : thread %x enter for vpn %x\n",
1404__FUNCTION__ , CURRENT_THREAD, vpn );
1405#endif
1406
1407    // compute target cluster
1408    page_t     * page_ptr;
1409    cxy_t        page_cxy;
1410    kmem_req_t   req;
1411    uint32_t     index;
1412
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;
1417
1418// check vseg type
1419assert( ( type != VSEG_TYPE_FILE ) , "illegal vseg type\n" );
1420
1421    if( flags & VSEG_DISTRIB )    // distributed => cxy depends on vpn LSB
1422    {
1423        index    = vpn & ((x_size * y_size) - 1);
1424        page_cxy = HAL_CXY_FROM_XY( (index / y_size) , (index % y_size) );
1425
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();
1430        }
1431    }
1432    else                          // other cases => cxy specified in vseg
1433    {
1434        page_cxy = vseg->cxy;
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
1450#if DEBUG_VMM_ALLOCATE_PAGE
1451if( DEBUG_VMM_ALLOCATE_PAGE < (uint32_t)hal_get_cycles() )
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
1456    if( page_ptr == NULL ) return XPTR_NULL;
1457    else                   return XPTR( page_cxy , page_ptr );
1458
1459}  // end vmm_page_allocate() 
1460
1461////////////////////////////////////////
1462error_t vmm_get_one_ppn( vseg_t * vseg,
1463                         vpn_t    vpn,
1464                         ppn_t  * ppn )
1465{
1466    error_t    error;
1467    xptr_t     page_xp;           // extended pointer on physical page descriptor
1468    page_t   * page_ptr;          // local pointer on physical page descriptor
1469    uint32_t   index;             // missing page index in vseg mapper
1470    uint32_t   type;              // vseg type;
1471
1472    type      = vseg->type;
1473    index     = vpn - vseg->vpn_base;
1474
1475#if DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN
1476thread_t * this = CURRENT_THREAD;
1477if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
1478printk("\n[DBG] %s : thread %x enter for vpn = %x / type = %s / index = %d\n",
1479__FUNCTION__, this, vpn, vseg_type_str(type), index );
1480#endif
1481
1482    // FILE type : get the physical page from the file mapper
1483    if( type == VSEG_TYPE_FILE )
1484    {
1485        // get extended pointer on mapper
1486        xptr_t mapper_xp = vseg->mapper_xp;
1487
1488assert( (mapper_xp != XPTR_NULL),
1489"mapper not defined for a FILE vseg\n" );
1490       
1491        // get mapper cluster and local pointer
1492        cxy_t      mapper_cxy = GET_CXY( mapper_xp );
1493        mapper_t * mapper_ptr = GET_PTR( mapper_xp );
1494
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
1507        page_xp = XPTR( mapper_cxy , page_ptr );
1508    }
1509
1510    // Other types : allocate a physical page from target cluster,
1511    // as defined by vseg type and vpn value
1512    else
1513    {
1514        // allocate one physical page
1515        page_xp = vmm_page_allocate( vseg , vpn );
1516
1517        if( page_xp == XPTR_NULL ) return ENOMEM;
1518
1519        // initialise missing page from .elf file mapper for DATA and CODE types
1520        // the vseg->mapper_xp field is an extended pointer on the .elf file mapper
1521        if( (type == VSEG_TYPE_CODE) || (type == VSEG_TYPE_DATA) )
1522        {
1523            // get extended pointer on mapper
1524            xptr_t     mapper_xp = vseg->mapper_xp;
1525
1526assert( (mapper_xp != XPTR_NULL),
1527"mapper not defined for a CODE or DATA vseg\n" );
1528       
1529            // get mapper cluster and local pointer
1530            cxy_t      mapper_cxy = GET_CXY( mapper_xp );
1531            mapper_t * mapper_ptr = GET_PTR( mapper_xp );
1532
1533            // compute missing page offset in vseg
1534            uint32_t offset = index << CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT;
1535
1536            // compute missing page offset in .elf file
1537            uint32_t elf_offset = vseg->file_offset + offset;
1538
1539#if (DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN & 0x1)
1540if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
1541printk("\n[DBG] %s : thread %x for vpn = %x / elf_offset = %x\n",
1542__FUNCTION__, this, vpn, elf_offset );
1543#endif
1544            // compute extended pointer on page base
1545            xptr_t base_xp  = ppm_page2base( page_xp );
1546
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
1551            {
1552
1553#if (DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN & 0x1)
1554if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
1555printk("\n[DBG] %s : thread%x for vpn = %x / fully in BSS\n",
1556__FUNCTION__, this, vpn );
1557#endif
1558                if( GET_CXY( page_xp ) == local_cxy )
1559                {
1560                    memset( GET_PTR( base_xp ) , 0 , CONFIG_PPM_PAGE_SIZE );
1561                }
1562                else
1563                {
1564                   hal_remote_memset( base_xp , 0 , CONFIG_PPM_PAGE_SIZE );       
1565                }
1566            }
1567            else if( file_size >= (offset + CONFIG_PPM_PAGE_SIZE) )  // fully in  mapper
1568            {
1569
1570#if (DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN & 0x1)
1571if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
1572printk("\n[DBG] %s : thread %x, for vpn = %x / fully in mapper\n",
1573__FUNCTION__, this, vpn );
1574#endif
1575                if( mapper_cxy == local_cxy ) 
1576                {
1577                    error = mapper_move_kernel( mapper_ptr,
1578                                                true,             // to_buffer
1579                                                elf_offset,
1580                                                base_xp,
1581                                                CONFIG_PPM_PAGE_SIZE ); 
1582                }
1583                else 
1584                {
1585                    rpc_mapper_move_buffer_client( mapper_cxy,
1586                                                   mapper_ptr,
1587                                                   true,         // to buffer
1588                                                   false,        // kernel buffer
1589                                                   elf_offset,
1590                                                   base_xp,
1591                                                   CONFIG_PPM_PAGE_SIZE,
1592                                                   &error );
1593                }
1594                if( error ) return EINVAL;
1595            }
1596            else  // both in mapper and in BSS :
1597                  // - (file_size - offset)             bytes from mapper
1598                  // - (page_size + offset - file_size) bytes from BSS
1599            {
1600
1601#if (DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN & 0x1)
1602if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
1603printk("\n[DBG] %s : thread %x for vpn = %x / both mapper & BSS\n"
1604"      %d bytes from mapper / %d bytes from BSS\n",
1605__FUNCTION__, this, vpn,
1606file_size - offset , offset + CONFIG_PPM_PAGE_SIZE - file_size  );
1607#endif
1608                // initialize mapper part
1609                if( mapper_cxy == local_cxy )
1610                {
1611                    error = mapper_move_kernel( mapper_ptr,
1612                                                true,         // to buffer
1613                                                elf_offset,
1614                                                base_xp,
1615                                                file_size - offset ); 
1616                }
1617                else                               
1618                {
1619                    rpc_mapper_move_buffer_client( mapper_cxy,
1620                                                   mapper_ptr,
1621                                                   true,         // to buffer
1622                                                   false,        // kernel buffer
1623                                                   elf_offset,
1624                                                   base_xp,
1625                                                   file_size - offset, 
1626                                                   &error );
1627                }
1628                if( error ) return EINVAL;
1629
1630                // initialize BSS part
1631                if( GET_CXY( page_xp ) == local_cxy )
1632                {
1633                    memset( GET_PTR( base_xp ) + file_size - offset , 0 , 
1634                            offset + CONFIG_PPM_PAGE_SIZE - file_size );
1635                }
1636                else
1637                {
1638                   hal_remote_memset( base_xp + file_size - offset , 0 , 
1639                                      offset + CONFIG_PPM_PAGE_SIZE - file_size );
1640                }
1641            }   
1642        }  // end initialisation for CODE or DATA types   
1643    } 
1644
1645    // return ppn
1646    *ppn = ppm_page2ppn( page_xp );
1647
1648#if DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN
1649if( DEBUG_VMM_GET_ONE_PPN < (uint32_t)hal_get_cycles() )
1650printk("\n[DBG] %s : thread %x exit for vpn = %x / ppn = %x\n",
1651__FUNCTION__ , this , vpn , *ppn );
1652#endif
1653
1654    return 0;
1655
1656}  // end vmm_get_one_ppn()
1657
1658///////////////////////////////////////////////////
1659error_t vmm_handle_page_fault( process_t * process,
1660                               vpn_t       vpn )
1661{
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
1674
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 );
1679
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();
1690thread_t * this  = CURRENT_THREAD;
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 );
1694#endif
1695
1696    //////////////// private vseg => access only the local GPT
1697    if( (vseg->type == VSEG_TYPE_STACK) || (vseg->type == VSEG_TYPE_CODE) )
1698    {
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 );
1702
1703        // take local GPT lock in write mode
1704        remote_rwlock_wr_acquire( local_lock_xp );
1705
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 );
1712
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 );
1717
1718            if( error )
1719            {
1720                printk("\n[ERROR] in %s : no memory / process = %x / vpn = %x\n",
1721                __FUNCTION__ , process->pid , vpn );
1722
1723                // release local GPT lock in write mode
1724                remote_rwlock_wr_release( local_lock_xp );
1725
1726                return EXCP_KERNEL_PANIC;
1727            }
1728
1729            // define new_attr from vseg flags
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
1736            // set PTE (PPN & attribute) to local GPT
1737            error = hal_gpt_set_pte( local_gpt_xp,
1738                                     vpn,
1739                                     new_attr,
1740                                     new_ppn );
1741            if ( error )
1742            {
1743                printk("\n[ERROR] in %s : cannot update local GPT / process %x / vpn = %x\n",
1744                __FUNCTION__ , process->pid , vpn );
1745
1746                // release local GPT lock in write mode
1747                remote_rwlock_wr_release( local_lock_xp );
1748
1749                return EXCP_KERNEL_PANIC;
1750            }
1751        }
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
1795        {
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 );
1804
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
1834cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
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 );
1838#endif
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 );
1852
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 );
1857
1858                if( error )
1859                {
1860                    printk("\n[ERROR] in %s : no memory / process = %x / vpn = %x\n",
1861                    __FUNCTION__ , process->pid , vpn );
1862
1863                   // release reference GPT lock in write mode
1864                   remote_rwlock_wr_release( ref_lock_xp );
1865                   
1866                   return EXCP_KERNEL_PANIC;
1867                }
1868
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;
1875
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
1903#if DEBUG_VMM_HANDLE_PAGE_FAULT
1904cycle = (uint32_t)hal_get_cycles();
1905if( DEBUG_VMM_HANDLE_PAGE_FAULT < cycle )
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 );
1908#endif
1909            return EXCP_NON_FATAL;
1910        }
1911    }
1912}   // end vmm_handle_page_fault()
1913
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;
1928
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
1942    if( error )
1943    {
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;
1948    }
1949
1950    // get reference GPT cluster and local pointer
1951    ref_cxy = GET_CXY( process->ref_xp );
1952    ref_ptr = GET_PTR( process->ref_xp );
1953
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) )
1958    {
1959        gpt_xp      = XPTR( local_cxy , &process->vmm.gpt );
1960        gpt_lock_xp = XPTR( local_cxy , &process->vmm.gpt_lock );
1961    }
1962    else
1963    {
1964        gpt_xp      = XPTR( ref_cxy , &ref_ptr->vmm.gpt );
1965        gpt_lock_xp = XPTR( ref_cxy , &ref_ptr->vmm.gpt_lock );
1966    }
1967
1968    // take GPT lock in write mode
1969    remote_rwlock_wr_acquire( gpt_lock_xp );
1970
1971    // get current PTE from reference GPT
1972    hal_gpt_get_pte( gpt_xp,
1973                     vpn,
1974                     &old_attr,
1975                     &old_ppn );
1976
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 );
1982
1983        // release GPT lock in write mode
1984        remote_rwlock_wr_acquire( gpt_lock_xp );
1985
1986        return EXCP_KERNEL_PANIC;
1987    }
1988
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 );
1993
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 );
1997
1998    // take lock protecting "forks" counter
1999    remote_busylock_acquire( forks_lock_xp );
2000
2001    // get number of pending forks from page descriptor
2002    uint32_t forks = hal_remote_l32( forks_xp );
2003
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 );
2012
2013            // release GPT lock in write mode
2014            remote_rwlock_wr_acquire( gpt_lock_xp );
2015
2016            // release lock protecting "forks" counter
2017            remote_busylock_release( forks_lock_xp );
2018
2019            return EXCP_KERNEL_PANIC;
2020        }
2021
2022        // compute allocated page PPN
2023        new_ppn = ppm_page2ppn( page_xp );
2024
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 );
2031
2032        // decrement pending forks counter in page descriptor
2033        hal_remote_atomic_add( forks_xp , -1 );
2034
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
2040
2041    }             
2042    else               // no pending fork => keep the existing page
2043    {
2044
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    }
2052
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) )
2063    {
2064        hal_gpt_set_pte( gpt_xp,
2065                         vpn,
2066                         new_attr,
2067                         new_ppn );
2068    }
2069    else
2070    {
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        }
2086    }
2087
2088    // release GPT lock in write mode
2089    remote_rwlock_wr_release( gpt_lock_xp );
2090
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
2097
2098     return EXCP_NON_FATAL;
2099
2100}   // end vmm_handle_cow()
2101
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.