lunaix-os/kernel/mm/mmap.c

   1 #include <lunaix/mm/mmap.h>
   2 #include <lunaix/mm/pmm.h>
   3 #include <lunaix/mm/valloc.h>
   4 #include <lunaix/mm/vmm.h>
   5 #include <lunaix/spike.h>
   6
   7 #include <lunaix/syscall.h>
   8 #include <lunaix/syscall_utils.h>
   9
  10 // any size beyond this is bullshit
  11 #define BS_SIZE (KERNEL_MM_BASE - UMMAP_START)
  12
  13 int
  14 mem_has_overlap(vm_regions_t* regions, ptr_t start, ptr_t end)
  15 {
  16     struct mm_region *pos, *n;
  17     llist_for_each(pos, n, regions, head)
  18     {
  19         if (pos->end >= start && pos->start < start) {
  20             return 1;
  21         }
  22
  23         if (pos->end <= end && pos->start >= start) {
  24             return 1;
  25         }
  26
  27         if (pos->end >= end && pos->start < end) {
  28             return 1;
  29         }
  30     }
  31
  32     return 0;
  33 }
  34
  35 int
  36 mem_adjust_inplace(vm_regions_t* regions,
  37                    struct mm_region* region,
  38                    ptr_t newend)
  39 {
  40     ssize_t len = newend - region->start;
  41     if (len == 0) {
  42         return 0;
  43     }
  44
  45     if (len < 0) {
  46         return EINVAL;
  47     }
  48
  49     if (mem_has_overlap(regions, region->start, newend)) {
  50         return ENOMEM;
  51     }
  52
  53     region->end = newend;
  54
  55     return 0;
  56 }
  57
  58 int
  59 mem_map(void** addr_out,
  60         struct mm_region** created,
  61         void* addr,
  62         struct v_file* file,
  63         struct mmap_param* param)
  64 {
  65     assert_msg(addr, "addr can not be NULL");
  66
  67     ptr_t last_end = USER_START, found_loc = (ptr_t)addr;
  68     struct mm_region *pos, *n;
  69
  70     vm_regions_t* vm_regions = &param->pvms->regions;
  71
  72     if ((param->flags & MAP_FIXED_NOREPLACE)) {
  73         if (mem_has_overlap(vm_regions, found_loc, param->mlen + found_loc)) {
  74             return EEXIST;
  75         }
  76         goto found;
  77     }
  78
  79     if ((param->flags & MAP_FIXED)) {
  80         int status =
  81           mem_unmap(param->vms_mnt, vm_regions, found_loc, param->mlen);
  82         if (status) {
  83             return status;
  84         }
  85         goto found;
  86     }
  87
  88     llist_for_each(pos, n, vm_regions, head)
  89     {
  90         if (last_end < found_loc) {
  91             size_t avail_space = pos->start - found_loc;
  92             if (pos->start > found_loc && avail_space > param->mlen) {
  93                 goto found;
  94             }
  95             found_loc = pos->end + PG_SIZE;
  96         }
  97
  98         last_end = pos->end;
  99     }
 100
 101     return ENOMEM;
 102
 103 found:
 104     if (found_loc >= KERNEL_MM_BASE || found_loc < USER_START) {
 105         return ENOMEM;
 106     }
 107
 108     struct mm_region* region = region_create_range(
 109       found_loc,
 110       param->mlen,
 111       ((param->proct | param->flags) & 0x3f) | (param->type & ~0xffff));
 112
 113     region->mfile = file;
 114     region->foff = param->offset;
 115     region->flen = param->flen;
 116     region->proc_vms = param->pvms;
 117
 118     region_add(vm_regions, region);
 119
 120     u32_t attr = PG_ALLOW_USER;
 121     if ((param->proct & REGION_WRITE)) {
 122         attr |= PG_WRITE;
 123     }
 124
 125     for (u32_t i = 0; i < param->mlen; i += PG_SIZE) {
 126         vmm_set_mapping(param->vms_mnt, found_loc + i, 0, attr, 0);
 127     }
 128
 129     if (file) {
 130         vfs_ref_file(file);
 131     }
 132
 133     if (addr_out) {
 134         *addr_out = found_loc;
 135     }
 136     if (created) {
 137         *created = region;
 138     }
 139     return 0;
 140 }
 141
 142 void
 143 mem_sync_pages(ptr_t mnt,
 144                struct mm_region* region,
 145                ptr_t start,
 146                ptr_t length,
 147                int options)
 148 {
 149     if (!region->mfile || !(region->attr & REGION_WSHARED)) {
 150         return;
 151     }
 152
 153     v_mapping mapping;
 154     for (size_t i = 0; i < length; i += PG_SIZE) {
 155         if (!vmm_lookupat(mnt, start + i, &mapping)) {
 156             continue;
 157         }
 158
 159         if (PG_IS_DIRTY(*mapping.pte)) {
 160             size_t offset = mapping.va - region->start + region->foff;
 161             struct v_inode* inode = region->mfile->inode;
 162             region->mfile->ops->write_page(inode, mapping.va, PG_SIZE, offset);
 163             *mapping.pte &= ~PG_DIRTY;
 164             cpu_invplg(mapping.pte);
 165         } else if ((options & MS_INVALIDATE)) {
 166             goto invalidate;
 167         }
 168
 169         if (options & MS_INVALIDATE_ALL) {
 170             goto invalidate;
 171         }
 172
 173         continue;
 174
 175     invalidate:
 176         *mapping.pte &= ~PG_PRESENT;
 177         pmm_free_page(KERNEL_PID, mapping.pa);
 178         cpu_invplg(mapping.pte);
 179     }
 180 }
 181
 182 int
 183 mem_msync(ptr_t mnt,
 184           vm_regions_t* regions,
 185           ptr_t addr,
 186           size_t length,
 187           int options)
 188 {
 189     struct mm_region* pos = list_entry(regions->next, struct mm_region, head);
 190     while (length && (ptr_t)&pos->head != (ptr_t)regions) {
 191         if (pos->end >= addr && pos->start <= addr) {
 192             size_t l = MIN(length, pos->end - addr);
 193             mem_sync_pages(mnt, pos, addr, l, options);
 194
 195             addr += l;
 196             length -= l;
 197         }
 198         pos = list_entry(pos->head.next, struct mm_region, head);
 199     }
 200
 201     if (length) {
 202         return ENOMEM;
 203     }
 204
 205     return 0;
 206 }
 207
 208 void
 209 mem_unmap_region(ptr_t mnt, struct mm_region* region)
 210 {
 211     size_t len = ROUNDUP(region->end - region->start, PG_SIZE);
 212     mem_sync_pages(mnt, region, region->start, len, 0);
 213
 214     for (size_t i = region->start; i <= region->end; i += PG_SIZE) {
 215         ptr_t pa = vmm_del_mapping(mnt, i);
 216         if (pa) {
 217             pmm_free_page(__current->pid, pa);
 218         }
 219     }
 220     llist_delete(&region->head);
 221     region_release(region);
 222 }
 223
 224 int
 225 mem_unmap(ptr_t mnt, vm_regions_t* regions, void* addr, size_t length)
 226 {
 227     length = ROUNDUP(length, PG_SIZE);
 228     ptr_t cur_addr = PG_ALIGN(addr);
 229     struct mm_region *pos, *n;
 230
 231     llist_for_each(pos, n, regions, head)
 232     {
 233         if (pos->start <= cur_addr && pos->end >= cur_addr) {
 234             break;
 235         }
 236     }
 237
 238     while (&pos->head != regions && cur_addr >= pos->start) {
 239         u32_t l = pos->end - cur_addr;
 240         pos->end = cur_addr;
 241
 242         if (l > length) {
 243             // unmap cause discontinunity in a memory region -  do split
 244             struct mm_region* region = valloc(sizeof(struct mm_region));
 245             *region = *pos;
 246             region->start = cur_addr + length;
 247             llist_insert_after(&pos->head, &region->head);
 248             l = length;
 249         }
 250
 251         mem_sync_pages(mnt, pos, cur_addr, l, 0);
 252
 253         for (size_t i = 0; i < l; i += PG_SIZE) {
 254             ptr_t pa = vmm_del_mapping(mnt, cur_addr + i);
 255             if (pa) {
 256                 pmm_free_page(pos->proc_vms->pid, pa);
 257             }
 258         }
 259
 260         n = container_of(pos->head.next, typeof(*pos), head);
 261         if (pos->end == pos->start) {
 262             llist_delete(&pos->head);
 263             region_release(pos);
 264         }
 265
 266         pos = n;
 267         length -= l;
 268         cur_addr += length;
 269     }
 270
 271     return 0;
 272 }
 273
 274 __DEFINE_LXSYSCALL3(void*, sys_mmap, void*, addr, size_t, length, va_list, lst)
 275 {
 276     int proct = va_arg(lst, int);
 277     int fd = va_arg(lst, u32_t);
 278     off_t offset = va_arg(lst, off_t);
 279     int options = va_arg(lst, int);
 280     int errno = 0;
 281     void* result = (void*)-1;
 282
 283     if (!length || length > BS_SIZE || !PG_ALIGNED(addr)) {
 284         errno = EINVAL;
 285         goto done;
 286     }
 287
 288     if (!addr) {
 289         addr = UMMAP_START;
 290     } else if (addr < UMMAP_START || addr + length >= UMMAP_END) {
 291         errno = ENOMEM;
 292         goto done;
 293     }
 294
 295     struct v_fd* vfd;
 296     if ((errno = vfs_getfd(fd, &vfd))) {
 297         goto done;
 298     }
 299
 300     struct v_file* file = vfd->file;
 301
 302     if (!(options & MAP_ANON)) {
 303         if (!file->ops->read_page) {
 304             errno = ENODEV;
 305             goto done;
 306         }
 307     } else {
 308         file = NULL;
 309     }
 310
 311     struct mmap_param param = { .flags = options,
 312                                 .mlen = ROUNDUP(length, PG_SIZE),
 313                                 .offset = offset,
 314                                 .type = REGION_TYPE_GENERAL,
 315                                 .proct = proct,
 316                                 .pvms = &__current->mm,
 317                                 .vms_mnt = VMS_SELF };
 318
 319     errno = mem_map(&result, NULL, addr, file, &param);
 320
 321 done:
 322     __current->k_status = errno;
 323     return result;
 324 }
 325
 326 __DEFINE_LXSYSCALL2(void, munmap, void*, addr, size_t, length)
 327 {
 328     return mem_unmap(VMS_SELF, &__current->mm.regions, addr, length);
 329 }
 330
 331 __DEFINE_LXSYSCALL3(int, msync, void*, addr, size_t, length, int, flags)
 332 {
 333     if (!PG_ALIGNED(addr) || ((flags & MS_ASYNC) && (flags & MS_SYNC))) {
 334         return DO_STATUS(EINVAL);
 335     }
 336
 337     int status =
 338       mem_msync(VMS_SELF, &__current->mm.regions, addr, length, flags);
 339
 340     return DO_STATUS(status);
 341 }