Ignore:
File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • kernel/generic/src/mm/backend_elf.c

    r917a8c8 rb4ffe5bc  
    4343#include <mm/slab.h>
    4444#include <mm/page.h>
     45#include <mm/reserve.h>
    4546#include <genarch/mm/page_pt.h>
    4647#include <genarch/mm/page_ht.h>
     
    5152#include <arch/barrier.h>
    5253
    53 #ifdef CONFIG_VIRT_IDX_DCACHE
    54 #include <arch/mm/cache.h>
    55 #endif
    56 
    57 static int elf_page_fault(as_area_t *area, uintptr_t addr, pf_access_t access);
    58 static void elf_frame_free(as_area_t *area, uintptr_t page, uintptr_t frame);
    59 static void elf_share(as_area_t *area);
     54static bool elf_create(as_area_t *);
     55static bool elf_resize(as_area_t *, size_t);
     56static void elf_share(as_area_t *);
     57static void elf_destroy(as_area_t *);
     58
     59static int elf_page_fault(as_area_t *, uintptr_t, pf_access_t);
     60static void elf_frame_free(as_area_t *, uintptr_t, uintptr_t);
    6061
    6162mem_backend_t elf_backend = {
     63        .create = elf_create,
     64        .resize = elf_resize,
     65        .share = elf_share,
     66        .destroy = elf_destroy,
     67
    6268        .page_fault = elf_page_fault,
    6369        .frame_free = elf_frame_free,
    64         .share = elf_share
    6570};
    6671
    67 /** Service a page fault in the ELF backend address space area.
    68  *
    69  * The address space area and page tables must be already locked.
    70  *
    71  * @param area          Pointer to the address space area.
    72  * @param addr          Faulting virtual address.
    73  * @param access        Access mode that caused the fault (i.e.
    74  *                      read/write/exec).
    75  *
    76  * @return              AS_PF_FAULT on failure (i.e. page fault) or AS_PF_OK
    77  *                      on success (i.e. serviced).
    78  */
    79 int elf_page_fault(as_area_t *area, uintptr_t addr, pf_access_t access)
    80 {
    81         elf_header_t *elf = area->backend_data.elf;
     72static size_t elf_nonanon_pages_get(as_area_t *area)
     73{
    8274        elf_segment_header_t *entry = area->backend_data.segment;
    83         btree_node_t *leaf;
    84         uintptr_t base, frame, page, start_anon;
    85         size_t i;
    86         bool dirty = false;
    87 
    88         ASSERT(page_table_locked(AS));
    89         ASSERT(mutex_locked(&area->lock));
    90 
    91         if (!as_area_check_access(area, access))
    92                 return AS_PF_FAULT;
     75        uintptr_t first = ALIGN_UP(entry->p_vaddr, PAGE_SIZE);
     76        uintptr_t last = ALIGN_DOWN(entry->p_vaddr + entry->p_filesz,
     77            PAGE_SIZE);
     78
     79        if (entry->p_flags & PF_W)
     80                return 0;
     81
     82        if (last < first)
     83                return 0;
     84
     85        return last - first;
     86}
     87
     88bool elf_create(as_area_t *area)
     89{
     90        size_t nonanon_pages = elf_nonanon_pages_get(area);
     91
     92        if (area->pages <= nonanon_pages)
     93                return true;
    9394       
    94         if (addr < ALIGN_DOWN(entry->p_vaddr, PAGE_SIZE))
    95                 return AS_PF_FAULT;
     95        return reserve_try_alloc(area->pages - nonanon_pages);
     96}
     97
     98bool elf_resize(as_area_t *area, size_t new_pages)
     99{
     100        size_t nonanon_pages = elf_nonanon_pages_get(area);
     101
     102        if (new_pages > area->pages) {
     103                /* The area is growing. */
     104                if (area->pages >= nonanon_pages)
     105                        return reserve_try_alloc(new_pages - area->pages);
     106                else if (new_pages > nonanon_pages)
     107                        return reserve_try_alloc(new_pages - nonanon_pages);
     108        } else if (new_pages < area->pages) {
     109                /* The area is shrinking. */
     110                if (new_pages >= nonanon_pages)
     111                        reserve_free(area->pages - new_pages);
     112                else if (area->pages > nonanon_pages)
     113                        reserve_free(nonanon_pages - new_pages);
     114        }
    96115       
    97         if (addr >= entry->p_vaddr + entry->p_memsz)
    98                 return AS_PF_FAULT;
    99        
    100         i = (addr - ALIGN_DOWN(entry->p_vaddr, PAGE_SIZE)) >> PAGE_WIDTH;
    101         base = (uintptr_t)
    102             (((void *) elf) + ALIGN_DOWN(entry->p_offset, PAGE_SIZE));
    103 
    104         /* Virtual address of faulting page*/
    105         page = ALIGN_DOWN(addr, PAGE_SIZE);
    106 
    107         /* Virtual address of the end of initialized part of segment */
    108         start_anon = entry->p_vaddr + entry->p_filesz;
    109 
    110         if (area->sh_info) {
    111                 bool found = false;
    112 
    113                 /*
    114                  * The address space area is shared.
    115                  */
    116                
    117                 mutex_lock(&area->sh_info->lock);
    118                 frame = (uintptr_t) btree_search(&area->sh_info->pagemap,
    119                     page - area->base, &leaf);
    120                 if (!frame) {
    121                         unsigned int i;
    122 
    123                         /*
    124                          * Workaround for valid NULL address.
    125                          */
    126 
    127                         for (i = 0; i < leaf->keys; i++) {
    128                                 if (leaf->key[i] == page - area->base) {
    129                                         found = true;
    130                                         break;
    131                                 }
    132                         }
    133                 }
    134                 if (frame || found) {
    135                         frame_reference_add(ADDR2PFN(frame));
    136                         page_mapping_insert(AS, addr, frame,
    137                             as_area_get_flags(area));
    138                         if (!used_space_insert(area, page, 1))
    139                                 panic("Cannot insert used space.");
    140                         mutex_unlock(&area->sh_info->lock);
    141                         return AS_PF_OK;
    142                 }
    143         }
    144 
    145         /*
    146          * The area is either not shared or the pagemap does not contain the
    147          * mapping.
    148          */
    149         if (page >= entry->p_vaddr && page + PAGE_SIZE <= start_anon) {
    150                 /*
    151                  * Initialized portion of the segment. The memory is backed
    152                  * directly by the content of the ELF image. Pages are
    153                  * only copied if the segment is writable so that there
    154                  * can be more instantions of the same memory ELF image
    155                  * used at a time. Note that this could be later done
    156                  * as COW.
    157                  */
    158                 if (entry->p_flags & PF_W) {
    159                         frame = (uintptr_t)frame_alloc(ONE_FRAME, 0);
    160                         memcpy((void *) PA2KA(frame),
    161                             (void *) (base + i * FRAME_SIZE), FRAME_SIZE);
    162                         if (entry->p_flags & PF_X) {
    163                                 smc_coherence_block((void *) PA2KA(frame),
    164                                     FRAME_SIZE);
    165                         }
    166                         dirty = true;
    167                 } else {
    168                         frame = KA2PA(base + i * FRAME_SIZE);
    169                 }       
    170         } else if (page >= start_anon) {
    171                 /*
    172                  * This is the uninitialized portion of the segment.
    173                  * It is not physically present in the ELF image.
    174                  * To resolve the situation, a frame must be allocated
    175                  * and cleared.
    176                  */
    177                 frame = (uintptr_t)frame_alloc(ONE_FRAME, 0);
    178                 memsetb((void *) PA2KA(frame), FRAME_SIZE, 0);
    179                 dirty = true;
    180         } else {
    181                 size_t pad_lo, pad_hi;
    182                 /*
    183                  * The mixed case.
    184                  *
    185                  * The middle part is backed by the ELF image and
    186                  * the lower and upper parts are anonymous memory.
    187                  * (The segment can be and often is shorter than 1 page).
    188                  */
    189                 if (page < entry->p_vaddr)
    190                         pad_lo = entry->p_vaddr - page;
    191                 else
    192                         pad_lo = 0;
    193 
    194                 if (start_anon < page + PAGE_SIZE)
    195                         pad_hi = page + PAGE_SIZE - start_anon;
    196                 else
    197                         pad_hi = 0;
    198 
    199                 frame = (uintptr_t)frame_alloc(ONE_FRAME, 0);
    200                 memcpy((void *) (PA2KA(frame) + pad_lo),
    201                     (void *) (base + i * FRAME_SIZE + pad_lo),
    202                     FRAME_SIZE - pad_lo - pad_hi);
    203                 if (entry->p_flags & PF_X) {
    204                         smc_coherence_block((void *) (PA2KA(frame) + pad_lo),
    205                             FRAME_SIZE - pad_lo - pad_hi);
    206                 }
    207                 memsetb((void *) PA2KA(frame), pad_lo, 0);
    208                 memsetb((void *) (PA2KA(frame) + FRAME_SIZE - pad_hi), pad_hi,
    209                     0);
    210                 dirty = true;
    211         }
    212 
    213         if (dirty && area->sh_info) {
    214                 frame_reference_add(ADDR2PFN(frame));
    215                 btree_insert(&area->sh_info->pagemap, page - area->base,
    216                     (void *) frame, leaf);
    217         }
    218 
    219         if (area->sh_info)
    220                 mutex_unlock(&area->sh_info->lock);
    221 
    222         page_mapping_insert(AS, addr, frame, as_area_get_flags(area));
    223         if (!used_space_insert(area, page, 1))
    224                 panic("Cannot insert used space.");
    225 
    226         return AS_PF_OK;
    227 }
    228 
    229 /** Free a frame that is backed by the ELF backend.
    230  *
    231  * The address space area and page tables must be already locked.
    232  *
    233  * @param area          Pointer to the address space area.
    234  * @param page          Page that is mapped to frame. Must be aligned to
    235  *                      PAGE_SIZE.
    236  * @param frame         Frame to be released.
    237  *
    238  */
    239 void elf_frame_free(as_area_t *area, uintptr_t page, uintptr_t frame)
    240 {
    241         elf_segment_header_t *entry = area->backend_data.segment;
    242         uintptr_t start_anon;
    243 
    244         ASSERT(page_table_locked(area->as));
    245         ASSERT(mutex_locked(&area->lock));
    246 
    247         ASSERT(page >= ALIGN_DOWN(entry->p_vaddr, PAGE_SIZE));
    248         ASSERT(page < entry->p_vaddr + entry->p_memsz);
    249 
    250         start_anon = entry->p_vaddr + entry->p_filesz;
    251 
    252         if (page >= entry->p_vaddr && page + PAGE_SIZE <= start_anon) {
    253                 if (entry->p_flags & PF_W) {
    254                         /*
    255                          * Free the frame with the copy of writable segment
    256                          * data.
    257                          */
    258                         frame_free(frame);
    259                 }
    260         } else {
    261                 /*
    262                  * The frame is either anonymous memory or the mixed case (i.e.
    263                  * lower part is backed by the ELF image and the upper is
    264                  * anonymous). In any case, a frame needs to be freed.
    265                  */
    266                 frame_free(frame);
    267         }
     116        return true;
    268117}
    269118
     
    321170                        if (!(area->flags & AS_AREA_WRITE))
    322171                                if (base >= entry->p_vaddr &&
    323                                     base + count * PAGE_SIZE <= start_anon)
     172                                    base + P2SZ(count) <= start_anon)
    324173                                        continue;
    325174                       
     
    333182                                if (!(area->flags & AS_AREA_WRITE))
    334183                                        if (base >= entry->p_vaddr &&
    335                                             base + (j + 1) * PAGE_SIZE <=
    336                                             start_anon)
     184                                            base + P2SZ(j + 1) <= start_anon)
    337185                                                continue;
    338186                               
    339187                                page_table_lock(area->as, false);
    340188                                pte = page_mapping_find(area->as,
    341                                     base + j * PAGE_SIZE);
     189                                    base + P2SZ(j), false);
    342190                                ASSERT(pte && PTE_VALID(pte) &&
    343191                                    PTE_PRESENT(pte));
    344192                                btree_insert(&area->sh_info->pagemap,
    345                                     (base + j * PAGE_SIZE) - area->base,
     193                                    (base + P2SZ(j)) - area->base,
    346194                                    (void *) PTE_GET_FRAME(pte), NULL);
    347195                                page_table_unlock(area->as, false);
     
    356204}
    357205
     206void elf_destroy(as_area_t *area)
     207{
     208        size_t nonanon_pages = elf_nonanon_pages_get(area);
     209
     210        if (area->pages > nonanon_pages)
     211                reserve_free(area->pages - nonanon_pages);
     212}
     213
     214/** Service a page fault in the ELF backend address space area.
     215 *
     216 * The address space area and page tables must be already locked.
     217 *
     218 * @param area          Pointer to the address space area.
     219 * @param addr          Faulting virtual address.
     220 * @param access        Access mode that caused the fault (i.e.
     221 *                      read/write/exec).
     222 *
     223 * @return              AS_PF_FAULT on failure (i.e. page fault) or AS_PF_OK
     224 *                      on success (i.e. serviced).
     225 */
     226int elf_page_fault(as_area_t *area, uintptr_t addr, pf_access_t access)
     227{
     228        elf_header_t *elf = area->backend_data.elf;
     229        elf_segment_header_t *entry = area->backend_data.segment;
     230        btree_node_t *leaf;
     231        uintptr_t base, frame, page, start_anon;
     232        size_t i;
     233        bool dirty = false;
     234
     235        ASSERT(page_table_locked(AS));
     236        ASSERT(mutex_locked(&area->lock));
     237
     238        if (!as_area_check_access(area, access))
     239                return AS_PF_FAULT;
     240       
     241        if (addr < ALIGN_DOWN(entry->p_vaddr, PAGE_SIZE))
     242                return AS_PF_FAULT;
     243       
     244        if (addr >= entry->p_vaddr + entry->p_memsz)
     245                return AS_PF_FAULT;
     246       
     247        i = (addr - ALIGN_DOWN(entry->p_vaddr, PAGE_SIZE)) >> PAGE_WIDTH;
     248        base = (uintptr_t)
     249            (((void *) elf) + ALIGN_DOWN(entry->p_offset, PAGE_SIZE));
     250
     251        /* Virtual address of faulting page*/
     252        page = ALIGN_DOWN(addr, PAGE_SIZE);
     253
     254        /* Virtual address of the end of initialized part of segment */
     255        start_anon = entry->p_vaddr + entry->p_filesz;
     256
     257        if (area->sh_info) {
     258                bool found = false;
     259
     260                /*
     261                 * The address space area is shared.
     262                 */
     263               
     264                mutex_lock(&area->sh_info->lock);
     265                frame = (uintptr_t) btree_search(&area->sh_info->pagemap,
     266                    page - area->base, &leaf);
     267                if (!frame) {
     268                        unsigned int i;
     269
     270                        /*
     271                         * Workaround for valid NULL address.
     272                         */
     273
     274                        for (i = 0; i < leaf->keys; i++) {
     275                                if (leaf->key[i] == page - area->base) {
     276                                        found = true;
     277                                        break;
     278                                }
     279                        }
     280                }
     281                if (frame || found) {
     282                        frame_reference_add(ADDR2PFN(frame));
     283                        page_mapping_insert(AS, addr, frame,
     284                            as_area_get_flags(area));
     285                        if (!used_space_insert(area, page, 1))
     286                                panic("Cannot insert used space.");
     287                        mutex_unlock(&area->sh_info->lock);
     288                        return AS_PF_OK;
     289                }
     290        }
     291
     292        /*
     293         * The area is either not shared or the pagemap does not contain the
     294         * mapping.
     295         */
     296        if (page >= entry->p_vaddr && page + PAGE_SIZE <= start_anon) {
     297                /*
     298                 * Initialized portion of the segment. The memory is backed
     299                 * directly by the content of the ELF image. Pages are
     300                 * only copied if the segment is writable so that there
     301                 * can be more instantions of the same memory ELF image
     302                 * used at a time. Note that this could be later done
     303                 * as COW.
     304                 */
     305                if (entry->p_flags & PF_W) {
     306                        frame = (uintptr_t)frame_alloc_noreserve(ONE_FRAME, 0);
     307                        memcpy((void *) PA2KA(frame),
     308                            (void *) (base + i * FRAME_SIZE), FRAME_SIZE);
     309                        if (entry->p_flags & PF_X) {
     310                                smc_coherence_block((void *) PA2KA(frame),
     311                                    FRAME_SIZE);
     312                        }
     313                        dirty = true;
     314                } else {
     315                        frame = KA2PA(base + i * FRAME_SIZE);
     316                }       
     317        } else if (page >= start_anon) {
     318                /*
     319                 * This is the uninitialized portion of the segment.
     320                 * It is not physically present in the ELF image.
     321                 * To resolve the situation, a frame must be allocated
     322                 * and cleared.
     323                 */
     324                frame = (uintptr_t) frame_alloc_noreserve(ONE_FRAME, 0);
     325                memsetb((void *) PA2KA(frame), FRAME_SIZE, 0);
     326                dirty = true;
     327        } else {
     328                size_t pad_lo, pad_hi;
     329                /*
     330                 * The mixed case.
     331                 *
     332                 * The middle part is backed by the ELF image and
     333                 * the lower and upper parts are anonymous memory.
     334                 * (The segment can be and often is shorter than 1 page).
     335                 */
     336                if (page < entry->p_vaddr)
     337                        pad_lo = entry->p_vaddr - page;
     338                else
     339                        pad_lo = 0;
     340
     341                if (start_anon < page + PAGE_SIZE)
     342                        pad_hi = page + PAGE_SIZE - start_anon;
     343                else
     344                        pad_hi = 0;
     345
     346                frame = (uintptr_t) frame_alloc_noreserve(ONE_FRAME, 0);
     347                memcpy((void *) (PA2KA(frame) + pad_lo),
     348                    (void *) (base + i * FRAME_SIZE + pad_lo),
     349                    FRAME_SIZE - pad_lo - pad_hi);
     350                if (entry->p_flags & PF_X) {
     351                        smc_coherence_block((void *) (PA2KA(frame) + pad_lo),
     352                            FRAME_SIZE - pad_lo - pad_hi);
     353                }
     354                memsetb((void *) PA2KA(frame), pad_lo, 0);
     355                memsetb((void *) (PA2KA(frame) + FRAME_SIZE - pad_hi), pad_hi,
     356                    0);
     357                dirty = true;
     358        }
     359
     360        if (dirty && area->sh_info) {
     361                frame_reference_add(ADDR2PFN(frame));
     362                btree_insert(&area->sh_info->pagemap, page - area->base,
     363                    (void *) frame, leaf);
     364        }
     365
     366        if (area->sh_info)
     367                mutex_unlock(&area->sh_info->lock);
     368
     369        page_mapping_insert(AS, addr, frame, as_area_get_flags(area));
     370        if (!used_space_insert(area, page, 1))
     371                panic("Cannot insert used space.");
     372
     373        return AS_PF_OK;
     374}
     375
     376/** Free a frame that is backed by the ELF backend.
     377 *
     378 * The address space area and page tables must be already locked.
     379 *
     380 * @param area          Pointer to the address space area.
     381 * @param page          Page that is mapped to frame. Must be aligned to
     382 *                      PAGE_SIZE.
     383 * @param frame         Frame to be released.
     384 *
     385 */
     386void elf_frame_free(as_area_t *area, uintptr_t page, uintptr_t frame)
     387{
     388        elf_segment_header_t *entry = area->backend_data.segment;
     389        uintptr_t start_anon;
     390
     391        ASSERT(page_table_locked(area->as));
     392        ASSERT(mutex_locked(&area->lock));
     393
     394        ASSERT(page >= ALIGN_DOWN(entry->p_vaddr, PAGE_SIZE));
     395        ASSERT(page < entry->p_vaddr + entry->p_memsz);
     396
     397        start_anon = entry->p_vaddr + entry->p_filesz;
     398
     399        if (page >= entry->p_vaddr && page + PAGE_SIZE <= start_anon) {
     400                if (entry->p_flags & PF_W) {
     401                        /*
     402                         * Free the frame with the copy of writable segment
     403                         * data.
     404                         */
     405                        frame_free_noreserve(frame);
     406                }
     407        } else {
     408                /*
     409                 * The frame is either anonymous memory or the mixed case (i.e.
     410                 * lower part is backed by the ELF image and the upper is
     411                 * anonymous). In any case, a frame needs to be freed.
     412                 */
     413                frame_free_noreserve(frame);
     414        }
     415}
     416
    358417/** @}
    359418 */
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.