xref: /DragonOS/kernel/src/mm/syscall.rs (revision 40fe15e0953f989ccfeb74826d61621d43dea6bb)
1*40fe15e0SLoGin use core::intrinsics::unlikely;
2*40fe15e0SLoGin 
3*40fe15e0SLoGin use alloc::sync::Arc;
4*40fe15e0SLoGin 
5ab5c8ca4Slogin use crate::{
6*40fe15e0SLoGin     arch::MMArch,
7*40fe15e0SLoGin     kerror,
8*40fe15e0SLoGin     libs::align::{check_aligned, page_align_up},
9*40fe15e0SLoGin     mm::MemoryManagementArch,
10ab5c8ca4Slogin     syscall::{Syscall, SystemError},
11ab5c8ca4Slogin };
12ab5c8ca4Slogin 
13*40fe15e0SLoGin use super::{
14*40fe15e0SLoGin     allocator::page_frame::{PageFrameCount, VirtPageFrame},
15*40fe15e0SLoGin     ucontext::{AddressSpace, DEFAULT_MMAP_MIN_ADDR},
16*40fe15e0SLoGin     verify_area, VirtAddr,
17*40fe15e0SLoGin };
18*40fe15e0SLoGin 
19*40fe15e0SLoGin bitflags! {
20*40fe15e0SLoGin     /// Memory protection flags
21*40fe15e0SLoGin     pub struct ProtFlags: u64 {
22*40fe15e0SLoGin         const PROT_NONE = 0x0;
23*40fe15e0SLoGin         const PROT_READ = 0x1;
24*40fe15e0SLoGin         const PROT_WRITE = 0x2;
25*40fe15e0SLoGin         const PROT_EXEC = 0x4;
26ab5c8ca4Slogin     }
27*40fe15e0SLoGin 
28*40fe15e0SLoGin     /// Memory mapping flags
29*40fe15e0SLoGin     pub struct MapFlags: u64 {
30*40fe15e0SLoGin         const MAP_NONE = 0x0;
31*40fe15e0SLoGin         /// share changes
32*40fe15e0SLoGin         const MAP_SHARED = 0x1;
33*40fe15e0SLoGin         /// changes are private
34*40fe15e0SLoGin         const MAP_PRIVATE = 0x2;
35*40fe15e0SLoGin         /// Interpret addr exactly
36*40fe15e0SLoGin         const MAP_FIXED = 0x10;
37*40fe15e0SLoGin         /// don't use a file
38*40fe15e0SLoGin         const MAP_ANONYMOUS = 0x20;
39*40fe15e0SLoGin         // linux-6.1-rc5/include/uapi/asm-generic/mman.h#7
40*40fe15e0SLoGin         /// stack-like segment
41*40fe15e0SLoGin         const MAP_GROWSDOWN = 0x100;
42*40fe15e0SLoGin         /// ETXTBSY
43*40fe15e0SLoGin         const MAP_DENYWRITE = 0x800;
44*40fe15e0SLoGin         /// Mark it as an executable
45*40fe15e0SLoGin         const MAP_EXECUTABLE = 0x1000;
46*40fe15e0SLoGin         /// Pages are locked
47*40fe15e0SLoGin         const MAP_LOCKED = 0x2000;
48*40fe15e0SLoGin         /// don't check for reservations
49*40fe15e0SLoGin         const MAP_NORESERVE = 0x4000;
50*40fe15e0SLoGin         /// populate (prefault) pagetables
51*40fe15e0SLoGin         const MAP_POPULATE = 0x8000;
52*40fe15e0SLoGin         /// do not block on IO
53*40fe15e0SLoGin         const MAP_NONBLOCK = 0x10000;
54*40fe15e0SLoGin         /// give out an address that is best suited for process/thread stacks
55*40fe15e0SLoGin         const MAP_STACK = 0x20000;
56*40fe15e0SLoGin         /// create a huge page mapping
57*40fe15e0SLoGin         const MAP_HUGETLB = 0x40000;
58*40fe15e0SLoGin         /// perform synchronous page faults for the mapping
59*40fe15e0SLoGin         const MAP_SYNC = 0x80000;
60*40fe15e0SLoGin         /// MAP_FIXED which doesn't unmap underlying mapping
61*40fe15e0SLoGin         const MAP_FIXED_NOREPLACE = 0x100000;
62*40fe15e0SLoGin 
63*40fe15e0SLoGin         /// For anonymous mmap, memory could be uninitialized
64*40fe15e0SLoGin         const MAP_UNINITIALIZED = 0x4000000;
65*40fe15e0SLoGin 
66*40fe15e0SLoGin     }
67*40fe15e0SLoGin }
68*40fe15e0SLoGin 
69ab5c8ca4Slogin impl Syscall {
70*40fe15e0SLoGin     pub fn brk(new_addr: VirtAddr) -> Result<VirtAddr, SystemError> {
71*40fe15e0SLoGin         // kdebug!("brk: new_addr={:?}", new_addr);
72*40fe15e0SLoGin         let address_space = AddressSpace::current()?;
73*40fe15e0SLoGin         let mut address_space = address_space.write();
74*40fe15e0SLoGin 
75*40fe15e0SLoGin         unsafe {
76*40fe15e0SLoGin             address_space
77*40fe15e0SLoGin                 .set_brk(VirtAddr::new(page_align_up(new_addr.data())))
78*40fe15e0SLoGin                 .ok();
79*40fe15e0SLoGin 
80*40fe15e0SLoGin             return Ok(address_space.sbrk(0).unwrap());
81ab5c8ca4Slogin         }
82d8ad0a5eSLoGin     }
83d8ad0a5eSLoGin 
84*40fe15e0SLoGin     pub fn sbrk(incr: isize) -> Result<VirtAddr, SystemError> {
85*40fe15e0SLoGin         // kdebug!("pid:{}, sbrk: incr={}", current_pcb().pid, incr);
86*40fe15e0SLoGin 
87*40fe15e0SLoGin         let address_space = AddressSpace::current()?;
88*40fe15e0SLoGin         let mut address_space = address_space.write();
89*40fe15e0SLoGin         let r = unsafe { address_space.sbrk(incr) };
90*40fe15e0SLoGin 
91*40fe15e0SLoGin         // kdebug!("pid:{}, sbrk: r={:?}", current_pcb().pid, r);
92*40fe15e0SLoGin         return r;
93d8ad0a5eSLoGin     }
94d8ad0a5eSLoGin 
95*40fe15e0SLoGin     /// ## mmap系统调用
96d8ad0a5eSLoGin     ///
97*40fe15e0SLoGin     /// 该函数的实现参考了Linux内核的实现,但是并不完全相同。因为有些功能咱们还没实现
98*40fe15e0SLoGin     ///
99*40fe15e0SLoGin     /// ## 参数
100*40fe15e0SLoGin     ///
101*40fe15e0SLoGin     /// - `start_vaddr`:映射的起始地址
102*40fe15e0SLoGin     /// - `len`:映射的长度
103*40fe15e0SLoGin     /// - `prot`:保护标志
104*40fe15e0SLoGin     /// - `flags`:映射标志
105*40fe15e0SLoGin     /// - `fd`:文件描述符(暂时不支持)
106*40fe15e0SLoGin     /// - `offset`:文件偏移量 (暂时不支持)
107*40fe15e0SLoGin     ///
108*40fe15e0SLoGin     /// ## 返回值
109*40fe15e0SLoGin     ///
110*40fe15e0SLoGin     /// 成功时返回映射的起始地址,失败时返回错误码
111*40fe15e0SLoGin     pub fn mmap(
112*40fe15e0SLoGin         start_vaddr: VirtAddr,
113*40fe15e0SLoGin         len: usize,
114*40fe15e0SLoGin         prot_flags: usize,
115*40fe15e0SLoGin         map_flags: usize,
116*40fe15e0SLoGin         _fd: i32,
117*40fe15e0SLoGin         _offset: usize,
118*40fe15e0SLoGin     ) -> Result<usize, SystemError> {
119*40fe15e0SLoGin         let map_flags = MapFlags::from_bits_truncate(map_flags as u64);
120*40fe15e0SLoGin         let prot_flags = ProtFlags::from_bits_truncate(prot_flags as u64);
121*40fe15e0SLoGin 
122*40fe15e0SLoGin         if start_vaddr < VirtAddr::new(DEFAULT_MMAP_MIN_ADDR)
123*40fe15e0SLoGin             && map_flags.contains(MapFlags::MAP_FIXED)
124*40fe15e0SLoGin         {
125*40fe15e0SLoGin             kerror!(
126*40fe15e0SLoGin                 "mmap: MAP_FIXED is not supported for address below {}",
127*40fe15e0SLoGin                 DEFAULT_MMAP_MIN_ADDR
128*40fe15e0SLoGin             );
129*40fe15e0SLoGin             return Err(SystemError::EINVAL);
130d8ad0a5eSLoGin         }
131*40fe15e0SLoGin         // 暂时不支持除匿名页以外的映射
132*40fe15e0SLoGin         if !map_flags.contains(MapFlags::MAP_ANONYMOUS) {
133*40fe15e0SLoGin             kerror!("mmap: not support file mapping");
134*40fe15e0SLoGin             return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
135*40fe15e0SLoGin         }
136*40fe15e0SLoGin 
137*40fe15e0SLoGin         // 暂时不支持巨页映射
138*40fe15e0SLoGin         if map_flags.contains(MapFlags::MAP_HUGETLB) {
139*40fe15e0SLoGin             kerror!("mmap: not support huge page mapping");
140*40fe15e0SLoGin             return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP);
141*40fe15e0SLoGin         }
142*40fe15e0SLoGin         let current_address_space = AddressSpace::current()?;
143*40fe15e0SLoGin         let start_page = current_address_space.write().map_anonymous(
144*40fe15e0SLoGin             start_vaddr,
145*40fe15e0SLoGin             len,
146*40fe15e0SLoGin             prot_flags,
147*40fe15e0SLoGin             map_flags,
148*40fe15e0SLoGin             true,
149*40fe15e0SLoGin         )?;
150*40fe15e0SLoGin         return Ok(start_page.virt_address().data());
151*40fe15e0SLoGin     }
152*40fe15e0SLoGin 
153*40fe15e0SLoGin     /// ## munmap系统调用
154*40fe15e0SLoGin     ///
155*40fe15e0SLoGin     /// ## 参数
156*40fe15e0SLoGin     ///
157*40fe15e0SLoGin     /// - `start_vaddr`:取消映射的起始地址(已经对齐到页)
158*40fe15e0SLoGin     /// - `len`:取消映射的字节数(已经对齐到页)
159*40fe15e0SLoGin     ///
160*40fe15e0SLoGin     /// ## 返回值
161*40fe15e0SLoGin     ///
162*40fe15e0SLoGin     /// 成功时返回0,失败时返回错误码
163*40fe15e0SLoGin     pub fn munmap(start_vaddr: VirtAddr, len: usize) -> Result<usize, SystemError> {
164*40fe15e0SLoGin         assert!(start_vaddr.check_aligned(MMArch::PAGE_SIZE));
165*40fe15e0SLoGin         assert!(check_aligned(len, MMArch::PAGE_SIZE));
166*40fe15e0SLoGin 
167*40fe15e0SLoGin         if unlikely(verify_area(start_vaddr, len).is_err()) {
168*40fe15e0SLoGin             return Err(SystemError::EINVAL);
169*40fe15e0SLoGin         }
170*40fe15e0SLoGin         if unlikely(len == 0) {
171*40fe15e0SLoGin             return Err(SystemError::EINVAL);
172*40fe15e0SLoGin         }
173*40fe15e0SLoGin 
174*40fe15e0SLoGin         let current_address_space: Arc<AddressSpace> = AddressSpace::current()?;
175*40fe15e0SLoGin         let start_frame = VirtPageFrame::new(start_vaddr);
176*40fe15e0SLoGin         let page_count = PageFrameCount::new(len / MMArch::PAGE_SIZE);
177*40fe15e0SLoGin 
178*40fe15e0SLoGin         current_address_space
179*40fe15e0SLoGin             .write()
180*40fe15e0SLoGin             .munmap(start_frame, page_count)
181*40fe15e0SLoGin             .map_err(|_| SystemError::EINVAL)?;
182*40fe15e0SLoGin         return Ok(0);
183*40fe15e0SLoGin     }
184*40fe15e0SLoGin 
185*40fe15e0SLoGin     /// ## mprotect系统调用
186*40fe15e0SLoGin     ///
187*40fe15e0SLoGin     /// ## 参数
188*40fe15e0SLoGin     ///
189*40fe15e0SLoGin     /// - `start_vaddr`:起始地址(已经对齐到页)
190*40fe15e0SLoGin     /// - `len`:长度(已经对齐到页)
191*40fe15e0SLoGin     /// - `prot_flags`:保护标志
192*40fe15e0SLoGin     pub fn mprotect(
193*40fe15e0SLoGin         start_vaddr: VirtAddr,
194*40fe15e0SLoGin         len: usize,
195*40fe15e0SLoGin         prot_flags: usize,
196*40fe15e0SLoGin     ) -> Result<usize, SystemError> {
197*40fe15e0SLoGin         assert!(start_vaddr.check_aligned(MMArch::PAGE_SIZE));
198*40fe15e0SLoGin         assert!(check_aligned(len, MMArch::PAGE_SIZE));
199*40fe15e0SLoGin 
200*40fe15e0SLoGin         if unlikely(verify_area(start_vaddr, len).is_err()) {
201*40fe15e0SLoGin             return Err(SystemError::EINVAL);
202*40fe15e0SLoGin         }
203*40fe15e0SLoGin         if unlikely(len == 0) {
204*40fe15e0SLoGin             return Err(SystemError::EINVAL);
205*40fe15e0SLoGin         }
206*40fe15e0SLoGin 
207*40fe15e0SLoGin         let prot_flags = ProtFlags::from_bits(prot_flags as u64).ok_or(SystemError::EINVAL)?;
208*40fe15e0SLoGin 
209*40fe15e0SLoGin         let current_address_space: Arc<AddressSpace> = AddressSpace::current()?;
210*40fe15e0SLoGin         let start_frame = VirtPageFrame::new(start_vaddr);
211*40fe15e0SLoGin         let page_count = PageFrameCount::new(len / MMArch::PAGE_SIZE);
212*40fe15e0SLoGin 
213*40fe15e0SLoGin         current_address_space
214*40fe15e0SLoGin             .write()
215*40fe15e0SLoGin             .mprotect(start_frame, page_count, prot_flags)
216*40fe15e0SLoGin             .map_err(|_| SystemError::EINVAL)?;
217*40fe15e0SLoGin         return Ok(0);
218ab5c8ca4Slogin     }
219ab5c8ca4Slogin }
220