Boot framework rework (#45)
[lunaix-os.git] / lunaix-os / kernel / mm / procvm.c
index ea49624d9a025badf04cdb06d371fc95ab47d391..119efde25b389eae2750218665bd2a9d3428bb1c 100644 (file)
@@ -1,8 +1,7 @@
 #include <lunaix/mm/procvm.h>
 #include <lunaix/mm/valloc.h>
 #include <lunaix/mm/region.h>
-#include <lunaix/mm/pmm.h>
-#include <lunaix/mm/vmm.h>
+#include <lunaix/mm/page.h>
 #include <lunaix/mm/mmap.h>
 #include <lunaix/process.h>
 
@@ -23,6 +22,13 @@ procvm_create(struct proc_info* proc) {
     return mm;
 }
 
+static inline unsigned int
+__ptep_advancement(struct leaflet* leaflet, int level)
+{
+    size_t shifts = MAX(MAX_LEVEL - level - 1, 1) * LEVEL_SHIFT;
+    return (1 << (leaflet_order(leaflet) % shifts)) - 1;
+}
+
 static ptr_t
 vmscpy(ptr_t dest_mnt, ptr_t src_mnt, bool only_kernel)
 {
@@ -32,14 +38,50 @@ vmscpy(ptr_t dest_mnt, ptr_t src_mnt, bool only_kernel)
     pte_t* ptep_kernel  = mkl0tep(mkptep_va(src_mnt, KERNEL_RESIDENT));
 
     // Build the self-reference on dest vms
-    pte_t* ptep_sms     = mkptep_va(VMS_SELF, (ptr_t)ptep_dest);
-    pte_t* ptep_ssm     = mkptep_va(VMS_SELF, (ptr_t)ptep_sms);
-    pte_t  pte_sms      = mkpte_prot(KERNEL_DATA);
 
-    pte_sms = vmm_alloc_page(ptep_ssm, pte_sms);
+    /* 
+     *        -- What the heck are ptep_ssm and ptep_sms ? --
+     *      
+     *      ptep_dest point to the pagetable itself that is mounted
+     *          at dest_mnt (or simply mnt): 
+     *              mnt -> self -> self -> self -> L0TE@offset
+     * 
+     *      ptep_sms shallowed the recursion chain:
+     *              self -> mnt -> self -> self -> L0TE@self
+     * 
+     *      ptep_ssm shallowed the recursion chain:
+     *              self -> self -> mnt -> self -> L0TE@self
+     *      
+     *      Now, here is the problem, back to x86_32, the translation is 
+     *      a depth-3 recursion:
+     *              L0T -> LFT -> Page
+     *      
+     *      So ptep_ssm will terminate at mnt and give us a leaf
+     *      slot for allocate a fresh page table for mnt:
+     *              self -> self -> L0TE@mnt
+     * 
+     *      but in x86_64 translation has extra two more step:
+     *              L0T -> L1T -> L2T -> LFT -> Page
+     *      
+     *      So we must continue push down.... 
+     *      ptep_sssms shallowed the recursion chain:
+     *              self -> self -> self -> mnt  -> L0TE@self
+     * 
+     *      ptep_ssssm shallowed the recursion chain:
+     *              self -> self -> self -> self -> L0TE@mnt
+     * 
+     *      Note: PML4: 2 extra steps
+     *            PML5: 3 extra steps
+    */
+    pte_t* ptep_ssm     = mkl0tep_va(VMS_SELF, dest_mnt);
+    pte_t* ptep_sms     = mkl1tep_va(VMS_SELF, dest_mnt) + VMS_SELF_L0TI;
+    pte_t  pte_sms      = mkpte_prot(KERNEL_PGTAB);
+
+    pte_sms = alloc_kpage_at(ptep_ssm, pte_sms, 0);
     set_pte(ptep_sms, pte_sms);    
     
-    cpu_flush_page((ptr_t)dest_mnt);
+    tlb_flush_kernel((ptr_t)dest_mnt);
+    tlb_flush_kernel((ptr_t)ptep_sms);
 
     if (only_kernel) {
         ptep = ptep_kernel;
@@ -50,10 +92,11 @@ vmscpy(ptr_t dest_mnt, ptr_t src_mnt, bool only_kernel)
     }
 
     int level = 0;
+    struct leaflet* leaflet;
+
     while (ptep < ptep_kernel)
     {
         pte_t pte = *ptep;
-        ptr_t pa  = pte_paddr(pte);
 
         if (pte_isnull(pte)) {
             goto cont;
@@ -61,12 +104,18 @@ vmscpy(ptr_t dest_mnt, ptr_t src_mnt, bool only_kernel)
         
         if (pt_last_level(level) || pte_huge(pte)) {
             set_pte(ptep_dest, pte);
-            
-            if (pte_isloaded(pte))
-                pmm_ref_page(pa);
+
+            if (pte_isloaded(pte)) {
+                leaflet = pte_leaflet(pte);
+                assert(leaflet_refcount(leaflet));
+                
+                if (leaflet_ppfn(leaflet) == pte_ppfn(pte)) {
+                    leaflet_borrow(leaflet);
+                }
+            }
         }
         else if (!pt_last_level(level)) {
-            vmm_alloc_page(ptep_dest, pte);
+            alloc_kpage_at(ptep_dest, pte, 0);
 
             ptep = ptep_step_into(ptep);
             ptep_dest = ptep_step_into(ptep_dest);
@@ -76,7 +125,7 @@ vmscpy(ptr_t dest_mnt, ptr_t src_mnt, bool only_kernel)
         }
         
     cont:
-        if (ptep_vfn(ptep) == MAX_PTEN - 1) {
+        while (ptep_vfn(ptep) == MAX_PTEN - 1) {
             assert(level > 0);
             ptep = ptep_step_out(ptep);
             ptep_dest = ptep_step_out(ptep_dest);
@@ -92,28 +141,43 @@ vmscpy(ptr_t dest_mnt, ptr_t src_mnt, bool only_kernel)
     assert(ptep_dest == ptepd_kernel);
     
     // Carry over the kernel (exclude last two entry)
-    while (ptep_vfn(ptep) < MAX_PTEN - 2) {
+    unsigned int i = ptep_vfn(ptep);
+    while (i++ < MAX_PTEN) {
         pte_t pte = *ptep;
+
+        if (l0tep_implie_vmnts(ptep)) {
+            goto _cont;
+        }
+
         assert(!pte_isnull(pte));
 
+        // Ensure it is a next level pagetable,
+        //  we MAY relax this later allow kernel
+        //  to have huge leaflet mapped at L0T
+        leaflet = pte_leaflet_aligned(pte);
+        assert(leaflet_order(leaflet) == 0);
+
         set_pte(ptep_dest, pte);
-        pmm_ref_page(pte_paddr(pte));
-        
+        leaflet_borrow(leaflet);
+    
+    _cont:
         ptep++;
         ptep_dest++;
     }
 
-    return pte_paddr(*(ptep_dest + 1));
+    return pte_paddr(pte_sms);
 }
 
-static void optimize("O0")
+static void
 vmsfree(ptr_t vm_mnt)
 {
+    struct leaflet* leaflet;
     pte_t* ptep_head    = mkl0tep(mkptep_va(vm_mnt, 0));
+    pte_t* ptep_self    = mkl0tep(mkptep_va(vm_mnt, VMS_SELF));
     pte_t* ptep_kernel  = mkl0tep(mkptep_va(vm_mnt, KERNEL_RESIDENT));
 
     int level = 0;
-    volatile pte_t* ptep = ptep_head;
+    pte_t* ptep = ptep_head;
     while (ptep < ptep_kernel)
     {
         pte_t pte = *ptep;
@@ -130,21 +194,29 @@ vmsfree(ptr_t vm_mnt)
             continue;
         }
 
-        if (pte_isloaded(pte))
-            pmm_free_any(pa);
+        if (pte_isloaded(pte)) {
+            leaflet = pte_leaflet_aligned(pte);
+            leaflet_return(leaflet);
+
+            ptep += __ptep_advancement(leaflet, level);
+        }
 
     cont:
-        if (ptep_vfn(ptep) == MAX_PTEN - 1) {
+        while (ptep_vfn(ptep) == MAX_PTEN - 1) {
             ptep = ptep_step_out(ptep);
-            pmm_free_any(pte_paddr(pte_at(ptep)));
+            leaflet = pte_leaflet_aligned(pte_at(ptep));
+            
+            assert(leaflet_order(leaflet) == 0);
+            leaflet_return(leaflet);
+            
             level--;
         }
 
         ptep++;
     }
 
-    ptr_t self_pa = pte_paddr(ptep_head[MAX_PTEN - 1]);
-    pmm_free_any(self_pa);
+    leaflet = pte_leaflet_aligned(pte_at(ptep_self));
+    leaflet_return(leaflet);
 }
 
 static inline void
@@ -187,6 +259,12 @@ procvm_dupvms_mount(struct proc_mm* mm) {
 void
 procvm_mount(struct proc_mm* mm)
 {
+    // if current mm is already active
+    if (active_vms(mm->vm_mnt)) {
+        return;
+    }
+    
+    // we are double mounting
     assert(!mm->vm_mnt);
     assert(mm->vmroot);
 
@@ -200,9 +278,13 @@ procvm_mount(struct proc_mm* mm)
 void
 procvm_unmount(struct proc_mm* mm)
 {
+    if (active_vms(mm->vm_mnt)) {
+        return;
+    }
+    
     assert(mm->vm_mnt);
-
     vms_unmount(VMS_MOUNT_1);
+    
     struct proc_mm* mm_current = vmspace(__current);
     if (mm_current) {
         mm_current->guest_mm = NULL;
@@ -243,7 +325,6 @@ void
 procvm_mount_self(struct proc_mm* mm) 
 {
     assert(!mm->vm_mnt);
-    assert(!mm->guest_mm);
 
     mm->vm_mnt = VMS_SELF;
 }
@@ -251,7 +332,7 @@ procvm_mount_self(struct proc_mm* mm)
 void
 procvm_unmount_self(struct proc_mm* mm)
 {
-    assert(mm->vm_mnt == VMS_SELF);
+    assert(active_vms(mm->vm_mnt));
 
     mm->vm_mnt = 0;
 }
@@ -263,7 +344,7 @@ procvm_enter_remote(struct remote_vmctx* rvmctx, struct proc_mm* mm,
     ptr_t vm_mnt = mm->vm_mnt;
     assert(vm_mnt);
     
-    pfn_t size_pn = pfn(size + MEM_PAGE);
+    pfn_t size_pn = pfn(size + PAGE_SIZE);
     assert(size_pn < REMOTEVM_MAX_PAGES);
 
     struct mm_region* region = region_get(&mm->regions, remote_base);
@@ -272,25 +353,27 @@ procvm_enter_remote(struct remote_vmctx* rvmctx, struct proc_mm* mm,
     rvmctx->vms_mnt = vm_mnt;
     rvmctx->page_cnt = size_pn;
 
-    remote_base = va_align(remote_base);
+    remote_base = page_aligned(remote_base);
     rvmctx->remote = remote_base;
-    rvmctx->local_mnt = PG_MOUNT_4_END + 1;
+    rvmctx->local_mnt = PG_MOUNT_VAR;
 
     pte_t* rptep = mkptep_va(vm_mnt, remote_base);
     pte_t* lptep = mkptep_va(VMS_SELF, rvmctx->local_mnt);
-    unsigned int pattr = region_pteprot(region);
+
+    pte_t pte, rpte = null_pte;
+    rpte = region_tweakpte(region, rpte);
 
     for (size_t i = 0; i < size_pn; i++)
     {
-        pte_t pte = vmm_tryptep(rptep, PAGE_SIZE);
+        pte = vmm_tryptep(rptep, PAGE_SIZE);
         if (pte_isloaded(pte)) {
             set_pte(lptep, pte);
             continue;
         }
 
-        ptr_t pa = pmm_alloc_page(0);
+        ptr_t pa = ppage_addr(pmm_alloc_normal(0));
         set_pte(lptep, mkpte(pa, KERNEL_DATA));
-        set_pte(rptep, mkpte(pa, pattr));
+        set_pte(rptep, pte_setpaddr(rpte, pa));
     }
 
     return vm_mnt;