| 1 | /* | 
|---|
| 2 |  * mapper.c - Map memory, file or device in process virtual address space. | 
|---|
| 3 |  * | 
|---|
| 4 |  * Authors   Mohamed Lamine Karaoui (2015) | 
|---|
| 5 |  *           Alain Greiner (2016) | 
|---|
| 6 |  * | 
|---|
| 7 |  * Copyright (c)  UPMC Sorbonne Universites | 
|---|
| 8 |  * | 
|---|
| 9 |  * This file is part of ALMOS-MKH. | 
|---|
| 10 |  * | 
|---|
| 11 |  * ALMOS-MKH is free software; you can redistribute it and/or modify it | 
|---|
| 12 |  * under the terms of the GNU General Public License as published by | 
|---|
| 13 |  * the Free Software Foundation; version 2.0 of the License. | 
|---|
| 14 |  * | 
|---|
| 15 |  * ALMOS-MKH is distributed in the hope that it will be useful, but | 
|---|
| 16 |  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of | 
|---|
| 17 |  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU | 
|---|
| 18 |  * General Public License for more details. | 
|---|
| 19 |  * | 
|---|
| 20 |  * You should have received a copy of the GNU General Public License | 
|---|
| 21 |  * along with ALMOS-MKH; if not, write to the Free Software Foundation, | 
|---|
| 22 |  * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA | 
|---|
| 23 |  */ | 
|---|
| 24 |  | 
|---|
| 25 | #include <kernel_config.h> | 
|---|
| 26 | #include <hal_types.h> | 
|---|
| 27 | #include <hal_special.h> | 
|---|
| 28 | #include <hal_uspace.h> | 
|---|
| 29 | #include <grdxt.h> | 
|---|
| 30 | #include <rwlock.h> | 
|---|
| 31 | #include <printk.h> | 
|---|
| 32 | #include <thread.h> | 
|---|
| 33 | #include <core.h> | 
|---|
| 34 | #include <process.h> | 
|---|
| 35 | #include <kmem.h> | 
|---|
| 36 | #include <kcm.h> | 
|---|
| 37 | #include <page.h> | 
|---|
| 38 | #include <cluster.h> | 
|---|
| 39 | #include <vfs.h> | 
|---|
| 40 | #include <mapper.h> | 
|---|
| 41 |  | 
|---|
| 42 | ////////////////////////// | 
|---|
| 43 | mapper_t * mapper_create() | 
|---|
| 44 | { | 
|---|
| 45 |     mapper_t * mapper; | 
|---|
| 46 |     kmem_req_t req; | 
|---|
| 47 |     error_t    error; | 
|---|
| 48 |  | 
|---|
| 49 |     // allocate memory for associated mapper | 
|---|
| 50 |     req.type  = KMEM_MAPPER; | 
|---|
| 51 |     req.size  = sizeof(mapper_t); | 
|---|
| 52 |     req.flags = AF_KERNEL | AF_ZERO; | 
|---|
| 53 |     mapper    = (mapper_t *)kmem_alloc( &req ); | 
|---|
| 54 |  | 
|---|
| 55 |     if( mapper == NULL ) | 
|---|
| 56 |     { | 
|---|
| 57 |         printk("\n[ERROR] in %s : no memory for mapper descriptor\n", __FUNCTION__ ); | 
|---|
| 58 |         return NULL; | 
|---|
| 59 |     } | 
|---|
| 60 |  | 
|---|
| 61 |     // initialize refcount & inode | 
|---|
| 62 |     mapper->refcount = 0; | 
|---|
| 63 |     mapper->inode    = NULL; | 
|---|
| 64 |  | 
|---|
| 65 |     // initialize radix tree | 
|---|
| 66 |     error = grdxt_init( &mapper->radix, | 
|---|
| 67 |                         CONFIG_VMM_GRDXT_W1, | 
|---|
| 68 |                         CONFIG_VMM_GRDXT_W2, | 
|---|
| 69 |                         CONFIG_VMM_GRDXT_W3 ); | 
|---|
| 70 |  | 
|---|
| 71 |     if( error ) | 
|---|
| 72 |     { | 
|---|
| 73 |         printk("\n[ERROR] in %s : cannot initialize radix tree\n", __FUNCTION__ ); | 
|---|
| 74 |         req.type  = KMEM_MAPPER; | 
|---|
| 75 |         req.ptr   = mapper; | 
|---|
| 76 |         kmem_free( &req ); | 
|---|
| 77 |         return NULL; | 
|---|
| 78 |     } | 
|---|
| 79 |  | 
|---|
| 80 |     // initialize mapper lock | 
|---|
| 81 |     rwlock_init(  &mapper->lock ); | 
|---|
| 82 |  | 
|---|
| 83 |     // initialize waiting threads xlist (empty) | 
|---|
| 84 |     xlist_root_init( XPTR( local_cxy , &mapper->wait_root ) ); | 
|---|
| 85 |  | 
|---|
| 86 |     // initialize vsegs xlist (empty) | 
|---|
| 87 |     xlist_root_init( XPTR( local_cxy , &mapper->vsegs_root ) ); | 
|---|
| 88 |  | 
|---|
| 89 |     return mapper; | 
|---|
| 90 | } | 
|---|
| 91 |  | 
|---|
| 92 | /////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 93 | error_t mapper_destroy( mapper_t * mapper ) | 
|---|
| 94 | { | 
|---|
| 95 |     page_t   * page; | 
|---|
| 96 |     uint32_t   found_index = 0; | 
|---|
| 97 |     uint32_t   start_index = 0; | 
|---|
| 98 |     kmem_req_t req; | 
|---|
| 99 |     error_t    error; | 
|---|
| 100 |  | 
|---|
| 101 |     // scan radix three and release all registered pages to PPM | 
|---|
| 102 |     do | 
|---|
| 103 |     { | 
|---|
| 104 |         // get page from radix tree | 
|---|
| 105 |         page = (page_t *)grdxt_get_first( &mapper->radix , start_index , &found_index ); | 
|---|
| 106 |  | 
|---|
| 107 |         if( page != NULL ) | 
|---|
| 108 |         { | 
|---|
| 109 |             // remove page from mapper and release to PPM | 
|---|
| 110 |             error = mapper_release_page( mapper , page ); | 
|---|
| 111 |  | 
|---|
| 112 |             if ( error ) return error; | 
|---|
| 113 |  | 
|---|
| 114 |             // update start_key value for next page | 
|---|
| 115 |             start_index = found_index; | 
|---|
| 116 |         } | 
|---|
| 117 |     } | 
|---|
| 118 |     while( page != NULL ); | 
|---|
| 119 |  | 
|---|
| 120 |     // release the memory allocated to radix-tree itself | 
|---|
| 121 |     grdxt_destroy( &mapper->radix ); | 
|---|
| 122 |  | 
|---|
| 123 |     // release memory for mapper descriptor | 
|---|
| 124 |     req.type = KMEM_MAPPER; | 
|---|
| 125 |     req.ptr  = mapper; | 
|---|
| 126 |     kmem_free( &req ); | 
|---|
| 127 |  | 
|---|
| 128 |     return 0; | 
|---|
| 129 | } | 
|---|
| 130 |  | 
|---|
| 131 | //////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 132 | page_t * mapper_get_page( mapper_t * mapper, | 
|---|
| 133 |                           uint32_t   index ) | 
|---|
| 134 | { | 
|---|
| 135 |     kmem_req_t    req; | 
|---|
| 136 |     page_t      * page; | 
|---|
| 137 |     error_t       error; | 
|---|
| 138 |  | 
|---|
| 139 |     thread_t * this = CURRENT_THREAD; | 
|---|
| 140 |  | 
|---|
| 141 |     // take mapper lock in READ_MODE | 
|---|
| 142 |     rwlock_rd_lock( &mapper->lock ); | 
|---|
| 143 |  | 
|---|
| 144 |     // search page in radix tree | 
|---|
| 145 |     page = (page_t *)grdxt_lookup( &mapper->radix , index ); | 
|---|
| 146 |  | 
|---|
| 147 |     // test if page available in mapper | 
|---|
| 148 |     if( ( page == NULL) || page_is_flag( page , PG_INLOAD ) )  // page not available | 
|---|
| 149 |     { | 
|---|
| 150 |         // release the lock in READ_MODE and take it in WRITE_MODE | 
|---|
| 151 |         rwlock_rd_unlock( &mapper->lock ); | 
|---|
| 152 |         rwlock_wr_lock( &mapper->lock ); | 
|---|
| 153 |  | 
|---|
| 154 |         // second test on missing page because the page status can have been modified | 
|---|
| 155 |         // by another thread, when passing from READ_MODE to WRITE_MODE. | 
|---|
| 156 |         // from this point there is no concurrent accesses to mapper. | 
|---|
| 157 |  | 
|---|
| 158 |         page = grdxt_lookup( &mapper->radix , index ); | 
|---|
| 159 |  | 
|---|
| 160 |         if ( page == NULL )   // missing page => load it from file system | 
|---|
| 161 |         { | 
|---|
| 162 |             // allocate one page from PPM | 
|---|
| 163 |             req.type  = KMEM_PAGE; | 
|---|
| 164 |             req.size  = 0; | 
|---|
| 165 |             req.flags = AF_NONE; | 
|---|
| 166 |             page = kmem_alloc( &req ); | 
|---|
| 167 |  | 
|---|
| 168 |             if( page == NULL ) | 
|---|
| 169 |             { | 
|---|
| 170 |                 printk("\n[ERROR] in %s : thread %x cannot allocate a page in cluster %x\n", | 
|---|
| 171 |                        __FUNCTION__ , this->trdid , local_cxy ); | 
|---|
| 172 |                 rwlock_wr_unlock( &mapper->lock ); | 
|---|
| 173 |                 return NULL; | 
|---|
| 174 |             } | 
|---|
| 175 |  | 
|---|
| 176 |             // initialize the page descriptor | 
|---|
| 177 |             page_init( page ); | 
|---|
| 178 |             page_set_flag( page , PG_INIT ); | 
|---|
| 179 |             page_set_flag( page , PG_INLOAD ); | 
|---|
| 180 |             page_refcount_up( page ); | 
|---|
| 181 |             page->mapper = mapper; | 
|---|
| 182 |             page->index  = index; | 
|---|
| 183 |  | 
|---|
| 184 |             // insert page in mapper radix tree | 
|---|
| 185 |             error = grdxt_insert( &mapper->radix, index , page ); | 
|---|
| 186 |  | 
|---|
| 187 |             // release mapper lock from WRITE_MODE | 
|---|
| 188 |             rwlock_wr_unlock( &mapper->lock ); | 
|---|
| 189 |  | 
|---|
| 190 |             if( error ) | 
|---|
| 191 |             { | 
|---|
| 192 |                 printk("\n[ERROR] in %s : thread %x cannot insert page in mapper\n", | 
|---|
| 193 |                        __FUNCTION__ , this->trdid ); | 
|---|
| 194 |                 mapper_release_page( mapper , page ); | 
|---|
| 195 |                 page_clear_flag( page , PG_ALL ); | 
|---|
| 196 |                 req.ptr  = page; | 
|---|
| 197 |                 req.type = KMEM_PAGE; | 
|---|
| 198 |                 kmem_free(&req); | 
|---|
| 199 |                 return NULL; | 
|---|
| 200 |             } | 
|---|
| 201 |  | 
|---|
| 202 |             // launch I/O operation to load page from file system | 
|---|
| 203 |             error = vfs_move_page_to_mapper( page ); | 
|---|
| 204 |  | 
|---|
| 205 |             if( error ) | 
|---|
| 206 |             { | 
|---|
| 207 |                 printk("\n[ERROR] in %s : thread %x cannot load page from device\n", | 
|---|
| 208 |                        __FUNCTION__ , this->trdid ); | 
|---|
| 209 |                 mapper_release_page( mapper , page ); | 
|---|
| 210 |                 page_clear_flag( page , PG_ALL ); | 
|---|
| 211 |                 req.ptr  = page; | 
|---|
| 212 |                 req.type = KMEM_PAGE; | 
|---|
| 213 |                 kmem_free( &req ); | 
|---|
| 214 |                 return NULL; | 
|---|
| 215 |             } | 
|---|
| 216 |  | 
|---|
| 217 |             // update the mapper and index fields in page descriptor | 
|---|
| 218 |             page->mapper = mapper; | 
|---|
| 219 |             page->index  = index; | 
|---|
| 220 |  | 
|---|
| 221 |             // reset the page INLOAD flag to make the page available to all readers | 
|---|
| 222 |             page_clear_flag( page , PG_INLOAD ); | 
|---|
| 223 |  | 
|---|
| 224 |         } | 
|---|
| 225 |         else if( page_is_flag( page , PG_INLOAD ) )   // page is loaded by another thread | 
|---|
| 226 |         { | 
|---|
| 227 |             // release mapper lock from WRITE_MODE | 
|---|
| 228 |             rwlock_wr_unlock( &mapper->lock ); | 
|---|
| 229 |  | 
|---|
| 230 |             // deschedule to wait load completion | 
|---|
| 231 |             while( 1 ) | 
|---|
| 232 |             { | 
|---|
| 233 |                 // exit waiting loop when loaded | 
|---|
| 234 |                 if(  page_is_flag( page , PG_INLOAD ) ) break; | 
|---|
| 235 |  | 
|---|
| 236 |                 // deschedule | 
|---|
| 237 |                 sched_yield(); | 
|---|
| 238 |             } | 
|---|
| 239 |  | 
|---|
| 240 |         } | 
|---|
| 241 |  | 
|---|
| 242 |         return page; | 
|---|
| 243 |     } | 
|---|
| 244 |     else | 
|---|
| 245 |     { | 
|---|
| 246 |          // release lock from READ_MODE | 
|---|
| 247 |          rwlock_rd_unlock( &mapper->lock ); | 
|---|
| 248 |  | 
|---|
| 249 |          return page; | 
|---|
| 250 |     } | 
|---|
| 251 | } | 
|---|
| 252 |  | 
|---|
| 253 | /////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 254 | error_t mapper_release_page( mapper_t * mapper, | 
|---|
| 255 |                              page_t   * page ) | 
|---|
| 256 | { | 
|---|
| 257 |     error_t error; | 
|---|
| 258 |  | 
|---|
| 259 |     // lauch IO operation to update page to file system | 
|---|
| 260 |     error = vfs_move_page_from_mapper( page ); | 
|---|
| 261 |  | 
|---|
| 262 |     if( error ) | 
|---|
| 263 |     { | 
|---|
| 264 |         printk("\n[ERROR] in %s : cannot update file system\n", __FUNCTION__ ); | 
|---|
| 265 |         return EIO; | 
|---|
| 266 |     } | 
|---|
| 267 |  | 
|---|
| 268 |     // take mapper lock in WRITE_MODE | 
|---|
| 269 |     rwlock_wr_lock( &mapper->lock ); | 
|---|
| 270 |  | 
|---|
| 271 |     // remove physical page from radix tree | 
|---|
| 272 |     grdxt_remove( &mapper->radix , page->index ); | 
|---|
| 273 |  | 
|---|
| 274 |     // release mapper lock from WRITE_MODE | 
|---|
| 275 |     rwlock_wr_unlock( &mapper->lock ); | 
|---|
| 276 |  | 
|---|
| 277 |     // release page to PPM | 
|---|
| 278 |     kmem_req_t   req; | 
|---|
| 279 |     req.type  = KMEM_PAGE; | 
|---|
| 280 |     req.ptr   = page; | 
|---|
| 281 |     kmem_free( &req ); | 
|---|
| 282 |  | 
|---|
| 283 |     return 0; | 
|---|
| 284 | } | 
|---|
| 285 |  | 
|---|
| 286 | ///////////////////////////////////////// | 
|---|
| 287 | error_t mapper_move( mapper_t  *  mapper, | 
|---|
| 288 |                      bool_t       to_buffer, | 
|---|
| 289 |                      uint32_t     file_offset, | 
|---|
| 290 |                      void      *  buffer, | 
|---|
| 291 |                      uint32_t     size ) | 
|---|
| 292 | { | 
|---|
| 293 |     uint32_t   page_offset;    // first byte to move to/from a mapper page | 
|---|
| 294 |     uint32_t   page_count;     // number of bytes to move to/from a mapper page | 
|---|
| 295 |     uint32_t   index;          // current mapper page index | 
|---|
| 296 |     uint32_t   done;           // number of moved bytes | 
|---|
| 297 |     page_t   * page;           // current mapper page descriptor | 
|---|
| 298 |     uint8_t  * map_ptr;        // current mapper  address | 
|---|
| 299 |     uint8_t  * buf_ptr;        // current buffer  address | 
|---|
| 300 |  | 
|---|
| 301 |     // compute offsets of first and last bytes in file | 
|---|
| 302 |     uint32_t min_byte = file_offset; | 
|---|
| 303 |     uint32_t max_byte = file_offset + size -1; | 
|---|
| 304 |  | 
|---|
| 305 |     // compute indexes of pages for first and last byte in mapper | 
|---|
| 306 |     uint32_t first = min_byte >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT; | 
|---|
| 307 |     uint32_t last  = max_byte >> CONFIG_PPM_PAGE_SHIFT; | 
|---|
| 308 |  | 
|---|
| 309 |     done = 0; | 
|---|
| 310 |  | 
|---|
| 311 |     // loop on pages in mapper | 
|---|
| 312 |     for( index = first ; index <= last ; index++ ) | 
|---|
| 313 |     { | 
|---|
| 314 |         // compute page_offset | 
|---|
| 315 |         if( index == first ) page_offset = min_byte & CONFIG_PPM_PAGE_MASK; | 
|---|
| 316 |         else                 page_offset = 0; | 
|---|
| 317 |  | 
|---|
| 318 |         // compute page_count | 
|---|
| 319 |         if      ( first == last  ) page_count = size; | 
|---|
| 320 |         else if ( index == first ) page_count = CONFIG_PPM_PAGE_SIZE - page_offset; | 
|---|
| 321 |         else if ( index == last  ) page_count = (max_byte & CONFIG_PPM_PAGE_MASK) + 1; | 
|---|
| 322 |         else                       page_count = CONFIG_PPM_PAGE_SIZE; | 
|---|
| 323 |  | 
|---|
| 324 |         // get page descriptor | 
|---|
| 325 |         page = mapper_get_page( mapper , index ); | 
|---|
| 326 |  | 
|---|
| 327 |         if ( page == NULL ) return EINVAL; | 
|---|
| 328 |  | 
|---|
| 329 |         // compute pointer in mapper | 
|---|
| 330 |         map_ptr = (uint8_t *)ppm_page2vaddr( page ) + page_offset; | 
|---|
| 331 |  | 
|---|
| 332 |         // compute pointer in buffer | 
|---|
| 333 |         buf_ptr = (uint8_t *)buffer + done; | 
|---|
| 334 |  | 
|---|
| 335 |         // move fragment | 
|---|
| 336 |         if( to_buffer ) | 
|---|
| 337 |         { | 
|---|
| 338 |             hal_copy_to_uspace( buf_ptr , map_ptr , page_count ); | 
|---|
| 339 |         } | 
|---|
| 340 |         else | 
|---|
| 341 |         { | 
|---|
| 342 |             page_do_dirty( page ); | 
|---|
| 343 |             hal_copy_from_uspace( map_ptr , buf_ptr , page_count ); | 
|---|
| 344 |         } | 
|---|
| 345 |  | 
|---|
| 346 |         done += page_count; | 
|---|
| 347 |     } | 
|---|
| 348 |  | 
|---|
| 349 |     return 0; | 
|---|
| 350 | } | 
|---|
| 351 |  | 
|---|