Do not allow umtx_sleep() to restart on a restartable signal. We want to
[dragonfly.git] / sys / platform / vkernel / i386 / cpu_regs.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
3  * Copyright (C) 1994, David Greenman
4  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990, 1993
5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
6  *
7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
8  * William Jolitz.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
19  *    must display the following acknowledgement:
20  *      This product includes software developed by the University of
21  *      California, Berkeley and its contributors.
22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
24  *    without specific prior written permission.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
39  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
40  * $DragonFly: src/sys/platform/vkernel/i386/cpu_regs.c,v 1.18 2007/07/01 02:51:43 dillon Exp $
41  */
42
43 #include "use_ether.h"
44 #include "use_npx.h"
45 #include "use_isa.h"
46 #include "opt_atalk.h"
47 #include "opt_compat.h"
48 #include "opt_ddb.h"
49 #include "opt_directio.h"
50 #include "opt_inet.h"
51 #include "opt_ipx.h"
52 #include "opt_msgbuf.h"
53 #include "opt_swap.h"
54
55 #include <sys/param.h>
56 #include <sys/systm.h>
57 #include <sys/sysproto.h>
58 #include <sys/signalvar.h>
59 #include <sys/kernel.h>
60 #include <sys/linker.h>
61 #include <sys/malloc.h>
62 #include <sys/proc.h>
63 #include <sys/buf.h>
64 #include <sys/reboot.h>
65 #include <sys/mbuf.h>
66 #include <sys/msgbuf.h>
67 #include <sys/sysent.h>
68 #include <sys/sysctl.h>
69 #include <sys/vmmeter.h>
70 #include <sys/bus.h>
71 #include <sys/upcall.h>
72 #include <sys/usched.h>
73 #include <sys/reg.h>
74
75 #include <vm/vm.h>
76 #include <vm/vm_param.h>
77 #include <sys/lock.h>
78 #include <vm/vm_kern.h>
79 #include <vm/vm_object.h>
80 #include <vm/vm_page.h>
81 #include <vm/vm_map.h>
82 #include <vm/vm_pager.h>
83 #include <vm/vm_extern.h>
84
85 #include <sys/thread2.h>
86
87 #include <sys/user.h>
88 #include <sys/exec.h>
89 #include <sys/cons.h>
90
91 #include <ddb/ddb.h>
92
93 #include <machine/cpu.h>
94 #include <machine/clock.h>
95 #include <machine/specialreg.h>
96 #include <machine/md_var.h>
97 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
98 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
99 #include <machine/smp.h>
100 #ifdef PERFMON
101 #include <machine/perfmon.h>
102 #endif
103 #include <machine/cputypes.h>
104
105 #include <bus/isa/rtc.h>
106 #include <machine/vm86.h>
107 #include <sys/random.h>
108 #include <sys/ptrace.h>
109 #include <machine/sigframe.h>
110
111 extern void dblfault_handler (void);
112
113 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
114 static void set_fpregs_xmm (struct save87 *, struct savexmm *);
115 static void fill_fpregs_xmm (struct savexmm *, struct save87 *);
116 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
117 #ifdef DIRECTIO
118 extern void ffs_rawread_setup(void);
119 #endif /* DIRECTIO */
120
121 #ifdef SMP
122 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
123 #else
124 int64_t tsc_offsets[1];
125 #endif
126
127 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
128 extern int swtch_optim_stats;
129 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
130         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
131 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
132         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
133 #endif
134
135 static int
136 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
137 {
138         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob((int)Maxmem), req);
139         return (error);
140 }
141
142 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
143         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
144
145 static int
146 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
147 {
148         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
149                 ctob((int)Maxmem - vmstats.v_wire_count), req);
150         return (error);
151 }
152
153 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
154         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
155
156 SYSCTL_ULONG(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLFLAG_RD, &Maxmem, NULL, "");
157
158 #if 0
159
160 static int
161 sysctl_machdep_msgbuf(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
162 {
163         int error;
164
165         /* Unwind the buffer, so that it's linear (possibly starting with
166          * some initial nulls).
167          */
168         error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr+msgbufp->msg_bufr,
169                 msgbufp->msg_size-msgbufp->msg_bufr,req);
170         if(error) return(error);
171         if(msgbufp->msg_bufr>0) {
172                 error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr,
173                         msgbufp->msg_bufr,req);
174         }
175         return(error);
176 }
177
178 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RD,
179         0, 0, sysctl_machdep_msgbuf, "A","Contents of kernel message buffer");
180
181 static int msgbuf_clear;
182
183 static int
184 sysctl_machdep_msgbuf_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
185 {
186         int error;
187         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
188                 req);
189         if (!error && req->newptr) {
190                 /* Clear the buffer and reset write pointer */
191                 bzero(msgbufp->msg_ptr,msgbufp->msg_size);
192                 msgbufp->msg_bufr=msgbufp->msg_bufx=0;
193                 msgbuf_clear=0;
194         }
195         return (error);
196 }
197
198 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf_clear, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
199         &msgbuf_clear, 0, sysctl_machdep_msgbuf_clear, "I",
200         "Clear kernel message buffer");
201
202 #endif
203
204 /*
205  * Send an interrupt to process.
206  *
207  * Stack is set up to allow sigcode stored
208  * at top to call routine, followed by kcall
209  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
210  * resets the signal mask, the stack, and the
211  * frame pointer, it returns to the user
212  * specified pc, psl.
213  */
214 void
215 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
216 {
217         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
218         struct proc *p = lp->lwp_proc;
219         struct trapframe *regs;
220         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
221         struct sigframe sf, *sfp;
222         int oonstack;
223
224         regs = lp->lwp_md.md_regs;
225         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
226
227         /* save user context */
228         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
229         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
230         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
231         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
232         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
233
234         /* make the size of the saved context visible to userland */
235         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext); 
236
237         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
238         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
239                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
240
241
242         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
243         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
244             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
245                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
246                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
247                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
248         }
249         else
250                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
251
252         /* Translate the signal is appropriate */
253         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
254                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
255                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
256         }
257
258         /* Build the argument list for the signal handler. */
259         sf.sf_signum = sig;
260         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
261         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
262                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
263                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
264                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
265
266                 /* fill siginfo structure */
267                 sf.sf_si.si_signo = sig;
268                 sf.sf_si.si_code = code;
269                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
270         }
271         else {
272                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
273                 sf.sf_siginfo = code;
274                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
275                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
276         }
277
278 #if 0
279         /*
280          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
281          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
282          * eflags.
283          */
284         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
285                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
286                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
287
288                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
289                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
290                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
291                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
292
293                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
294                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
295                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
296                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
297
298                 /*
299                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
300                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
301                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
302                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
303                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
304                  */
305                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
306         }
307 #endif
308
309         /*
310          * Copy the sigframe out to the user's stack.
311          */
312         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
313                 /*
314                  * Something is wrong with the stack pointer.
315                  * ...Kill the process.
316                  */
317                 sigexit(p, SIGILL);
318         }
319
320         regs->tf_esp = (int)sfp;
321         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
322         regs->tf_eflags &= ~PSL_T;
323         regs->tf_cs = _ucodesel;
324         regs->tf_ds = _udatasel;
325         regs->tf_es = _udatasel;
326         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
327                 regs->tf_fs = _udatasel;
328                 regs->tf_gs = _udatasel;
329         }
330         regs->tf_ss = _udatasel;
331 }
332
333 /*
334  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
335  * VM context.
336  *
337  * Allow userland to set or maintain PSL_RF, the resume flag.  This flag
338  * basically controls whether the return PC should skip the first instruction
339  * (as in an explicit system call) or re-execute it (as in an exception).
340  */
341 int
342 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
343 {
344         frame->tf_cs = _ucodesel;
345         frame->tf_ds = _udatasel;
346         frame->tf_es = _udatasel;
347 #if 0
348         frame->tf_fs = _udatasel;
349         frame->tf_gs = _udatasel;
350 #endif
351         frame->tf_ss = _udatasel;
352         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
353         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
354         return(0);
355 }
356
357 int
358 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
359 {
360          struct segment_descriptor *desc;
361          int i;
362
363          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
364                 desc = &tls->tls[i];
365                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
366                         continue;
367                 if (desc->sd_def32 == 0)
368                         return(ENXIO);
369                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
370                         return(ENXIO);
371                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
372                         return(ENXIO);
373                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
374                         return(ENXIO);
375          }
376          return(0);
377 }
378
379 /*
380  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
381  *
382  * System call to cleanup state after a signal
383  * has been taken.  Reset signal mask and
384  * stack state from context left by sendsig (above).
385  * Return to previous pc and psl as specified by
386  * context left by sendsig. Check carefully to
387  * make sure that the user has not modified the
388  * state to gain improper privileges.
389  */
390 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
391 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
392
393 int
394 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
395 {
396         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
397         struct proc *p = lp->lwp_proc;
398         struct trapframe *regs;
399         ucontext_t ucp;
400         int cs;
401         int eflags;
402         int error;
403
404         error = copyin(uap->sigcntxp, &ucp, sizeof(ucp));
405         if (error)
406                 return (error);
407
408         regs = lp->lwp_md.md_regs;
409         eflags = ucp.uc_mcontext.mc_eflags;
410
411 #if 0
412         if (eflags & PSL_VM) {
413                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
414                 struct vm86_kernel *vm86;
415
416                 /*
417                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
418                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
419                  */
420                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
421                         return (EINVAL);
422                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
423                 if (vm86->vm86_inited == 0)
424                         return (EINVAL);
425
426                 /* go back to user mode if both flags are set */
427                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
428                         trapsignal(lp->lwp_proc, SIGBUS, 0);
429
430                 if (vm86->vm86_has_vme) {
431                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
432                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
433                 } else {
434                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
435                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |                                         (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
436                 }
437                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
438                 tf->tf_eflags = eflags;
439                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
440                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
441                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
442                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
443                 tf->tf_ds = _udatasel;
444                 tf->tf_es = _udatasel;
445 #if 0
446                 tf->tf_fs = _udatasel;
447                 tf->tf_gs = _udatasel;
448 #endif
449         } else 
450 #endif
451         {
452                 /*
453                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
454                  */
455                 /*
456                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
457                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
458                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
459                  * the signal context during signal handling and there is no
460                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
461                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
462                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
463                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
464                  */
465                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
466                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
467                         return(EINVAL);
468                 }
469
470                 /*
471                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
472                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
473                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
474                  */
475                 cs = ucp.uc_mcontext.mc_cs;
476                 if (!CS_SECURE(cs)) {
477                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
478                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
479                         return(EINVAL);
480                 }
481                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
482         }
483
484         /*
485          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
486          * semantics against system calls.
487          */
488         if (ucp.uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
489                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
490
491         if (ucp.uc_mcontext.mc_onstack & 1)
492                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
493         else
494                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
495
496         lp->lwp_sigmask = ucp.uc_sigmask;
497         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
498         return(EJUSTRETURN);
499 }
500
501 /*
502  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
503  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have 
504  * already been pushed on the stack.
505  */
506 struct upc_frame {
507         register_t      eax;
508         register_t      ecx;
509         register_t      edx;
510         register_t      flags;
511         register_t      oldip;
512 };
513
514 void
515 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
516 {
517         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
518         struct trapframe *regs;
519         struct upcall upcall;
520         struct upc_frame upc_frame;
521         int     crit_count = 0;
522
523         /*
524          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
525          * context, switch back to the virtual kernel context before
526          * trying to post the signal.
527          */
528         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
529                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
530                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
531         }
532
533         /*
534          * Get the upcall data structure
535          */
536         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
537             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
538         ) {
539                 vu->vu_pending = 0;
540                 kprintf("bad upcall address\n");
541                 return;
542         }
543
544         /*
545          * If the data structure is already marked pending or has a critical
546          * section count, mark the data structure as pending and return 
547          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
548          */
549         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
550                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
551                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
552                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
553                                 sizeof(upcall.upc_pending));
554                 }
555                 return;
556         }
557
558         /*
559          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
560          *
561          * Bump our critical section count and set or clear the
562          * user pending flag depending on whether more upcalls are
563          * pending.  The user will be responsible for calling 
564          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
565          */
566         vu->vu_pending = 0;
567         upcall.upc_pending = morepending;
568         crit_count += TDPRI_CRIT;
569         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
570                 sizeof(upcall.upc_pending));
571         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
572                 sizeof(int));
573
574         /*
575          * Construct a stack frame and issue the upcall
576          */
577         regs = lp->lwp_md.md_regs;
578         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
579         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
580         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
581         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
582         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
583         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
584             sizeof(upc_frame)) != 0) {
585                 kprintf("bad stack on upcall\n");
586         } else {
587                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
588                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
589                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
590                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
591                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
592         }
593 }
594
595 /*
596  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
597  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
598  * being overwritten by the syscall return value.
599  *
600  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
601  * and the function pointer in %eax.  
602  */
603 int
604 fetchupcall (struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
605 {
606         struct upc_frame upc_frame;
607         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
608         struct trapframe *regs;
609         int error;
610         struct upcall upcall;
611         int crit_count;
612
613         regs = lp->lwp_md.md_regs;
614
615         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
616         if (error == 0) {
617             if (vu) {
618                 /*
619                  * This jumps us to the next ready context.
620                  */
621                 vu->vu_pending = 0;
622                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
623                 crit_count = 0;
624                 if (error == 0)
625                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
626                 crit_count += TDPRI_CRIT;
627                 if (error == 0)
628                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
629                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
630                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
631                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
632                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
633                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
634             } else {
635                 /*
636                  * This returns us to the originally interrupted code.
637                  */
638                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
639                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
640                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
641                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
642                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
643                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
644                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
645                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
646             }
647         }
648         if (error == 0)
649                 error = EJUSTRETURN;
650         return(error);
651 }
652
653 /*
654  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
655  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
656  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
657  *
658  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
659  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
660  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
661  * critical section.
662  *
663  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
664  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
665  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
666  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
667  */
668 static int      cpu_idle_hlt = 1;
669 static int      cpu_idle_hltcnt;
670 static int      cpu_idle_spincnt;
671 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
672     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
673 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
674     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
675 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
676     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
677
678 void
679 cpu_idle(void)
680 {
681         struct thread *td = curthread;
682
683         crit_exit();
684         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
685         for (;;) {
686                 /*
687                  * See if there are any LWKTs ready to go.
688                  */
689                 lwkt_switch();
690
691                 /*
692                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
693                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
694                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
695                  *
696                  * We must poll our mailbox signals prior to calling 
697                  * sigpause() in order to properly interlock with them.
698                  */
699                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
700                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
701                         splz();
702                         if (!lwkt_runnable()) {
703                                 sigpause(0);
704                         }
705 #ifdef SMP
706                         else {
707                             __asm __volatile("pause");
708                         }
709 #endif
710                         ++cpu_idle_hltcnt;
711                 } else {
712                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
713                         splz();
714 #ifdef SMP
715                         /*__asm __volatile("sti; pause");*/
716                         __asm __volatile("pause");
717 #else
718                         /*__asm __volatile("sti");*/
719 #endif
720                         ++cpu_idle_spincnt;
721                 }
722         }
723 }
724
725 /*
726  * Clear registers on exec
727  */
728 void
729 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
730 {
731         struct thread *td = curthread;
732         struct lwp *lp = td->td_lwp;
733         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
734         struct pcb *pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
735
736         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
737         user_ldt_free(pcb);
738   
739         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
740         regs->tf_eip = entry;
741         regs->tf_esp = stack;
742         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
743         regs->tf_ss = 0;
744         regs->tf_ds = 0;
745         regs->tf_es = 0;
746         regs->tf_fs = 0;
747         regs->tf_gs = 0;
748         regs->tf_cs = 0;
749
750         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
751         regs->tf_ebx = ps_strings;
752
753         /*
754          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
755          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.  
756          */
757         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
758                 pcb->pcb_dr0 = 0;
759                 pcb->pcb_dr1 = 0;
760                 pcb->pcb_dr2 = 0;
761                 pcb->pcb_dr3 = 0;
762                 pcb->pcb_dr6 = 0;
763                 pcb->pcb_dr7 = 0;
764                 if (pcb == td->td_pcb) {
765                         /*
766                          * Clear the debug registers on the running
767                          * CPU, otherwise they will end up affecting
768                          * the next process we switch to.
769                          */
770                         reset_dbregs();
771                 }
772                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
773         }
774
775         /*
776          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
777          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
778          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
779          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
780          * emulators don't provide an entry point for initialization.
781          */
782         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
783
784         /*
785          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
786          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
787          * in npxdna().
788          */
789         crit_enter();
790 #if 0
791         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
792 #endif
793
794 #if NNPX > 0
795         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
796         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
797 #endif
798         crit_exit();
799
800         /*
801          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
802          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
803          * return value to 0.
804          */
805 }
806
807 void
808 cpu_setregs(void)
809 {
810 #if 0
811         unsigned int cr0;
812
813         cr0 = rcr0();
814         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
815         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
816 #ifdef I386_CPU
817         if (cpu_class != CPUCLASS_386)
818 #endif
819                 cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
820         load_cr0(cr0);
821         load_gs(_udatasel);
822 #endif
823 }
824
825 static int
826 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
827 {
828         int error;
829         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
830                 req);
831         if (!error && req->newptr)
832                 resettodr();
833         return (error);
834 }
835
836 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
837         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
838
839 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
840 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
841         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
842
843 /*
844  * Initialize 386 and configure to run kernel
845  */
846
847 /*
848  * Initialize segments & interrupt table
849  */
850
851 extern  struct user *proc0paddr;
852
853 #if 0
854
855 extern inthand_t
856         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
857         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
858         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
859         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
860         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
861         IDTVEC(rsvd0);
862 extern inthand_t
863         IDTVEC(int0x80_syscall);
864
865 #endif
866
867 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
868 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
869 #endif
870
871 int
872 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
873 {
874         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
875         return (0);
876 }
877
878 int
879 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
880 {
881         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
882         return (0);
883 }
884
885 int
886 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
887 {
888         struct trapframe *tp;
889
890         tp = lp->lwp_md.md_regs;
891         regs->r_gs = tp->tf_gs;
892         regs->r_fs = tp->tf_fs;
893         regs->r_es = tp->tf_es;
894         regs->r_ds = tp->tf_ds;
895         regs->r_edi = tp->tf_edi;
896         regs->r_esi = tp->tf_esi;
897         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
898         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
899         regs->r_edx = tp->tf_edx;
900         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
901         regs->r_eax = tp->tf_eax;
902         regs->r_eip = tp->tf_eip;
903         regs->r_cs = tp->tf_cs;
904         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
905         regs->r_esp = tp->tf_esp;
906         regs->r_ss = tp->tf_ss;
907         return (0);
908 }
909
910 int
911 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
912 {
913         struct trapframe *tp;
914
915         tp = lp->lwp_md.md_regs;
916         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
917             !CS_SECURE(regs->r_cs))
918                 return (EINVAL);
919         tp->tf_gs = regs->r_gs;
920         tp->tf_fs = regs->r_fs;
921         tp->tf_es = regs->r_es;
922         tp->tf_ds = regs->r_ds;
923         tp->tf_edi = regs->r_edi;
924         tp->tf_esi = regs->r_esi;
925         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
926         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
927         tp->tf_edx = regs->r_edx;
928         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
929         tp->tf_eax = regs->r_eax;
930         tp->tf_eip = regs->r_eip;
931         tp->tf_cs = regs->r_cs;
932         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
933         tp->tf_esp = regs->r_esp;
934         tp->tf_ss = regs->r_ss;
935         return (0);
936 }
937
938 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
939 static void
940 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
941 {
942         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
943         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
944         int i;
945
946         /* FPU control/status */
947         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
948         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
949         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
950         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
951         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
952         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
953         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
954         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
955
956         /* FPU registers */
957         for (i = 0; i < 8; ++i)
958                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
959
960         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
961 }
962
963 static void
964 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
965 {
966         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
967         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
968         int i;
969
970         /* FPU control/status */
971         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
972         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
973         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
974         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
975         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
976         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
977         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
978         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
979
980         /* FPU registers */
981         for (i = 0; i < 8; ++i)
982                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
983
984         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
985 }
986 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
987
988 int
989 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
990 {
991 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
992         if (cpu_fxsr) {
993                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
994                                 (struct save87 *)fpregs);
995                 return (0);
996         }
997 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
998         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
999         return (0);
1000 }
1001
1002 int
1003 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1004 {
1005 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1006         if (cpu_fxsr) {
1007                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
1008                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
1009                 return (0);
1010         }
1011 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1012         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
1013         return (0);
1014 }
1015
1016 int
1017 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1018 {
1019         if (lp == NULL) {
1020                 dbregs->dr0 = rdr0();
1021                 dbregs->dr1 = rdr1();
1022                 dbregs->dr2 = rdr2();
1023                 dbregs->dr3 = rdr3();
1024                 dbregs->dr4 = rdr4();
1025                 dbregs->dr5 = rdr5();
1026                 dbregs->dr6 = rdr6();
1027                 dbregs->dr7 = rdr7();
1028         } else {
1029                 struct pcb *pcb;
1030
1031                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1032                 dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
1033                 dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
1034                 dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
1035                 dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
1036                 dbregs->dr4 = 0;
1037                 dbregs->dr5 = 0;
1038                 dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
1039                 dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
1040         }
1041         return (0);
1042 }
1043
1044 int
1045 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1046 {
1047         if (lp == NULL) {
1048                 load_dr0(dbregs->dr0);
1049                 load_dr1(dbregs->dr1);
1050                 load_dr2(dbregs->dr2);
1051                 load_dr3(dbregs->dr3);
1052                 load_dr4(dbregs->dr4);
1053                 load_dr5(dbregs->dr5);
1054                 load_dr6(dbregs->dr6);
1055                 load_dr7(dbregs->dr7);
1056         } else {
1057                 struct pcb *pcb;
1058                 struct ucred *ucred;
1059                 int i;
1060                 uint32_t mask1, mask2;
1061
1062                 /*
1063                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
1064                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
1065                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
1066                  * TRCTRAP.
1067                  */
1068                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8; 
1069                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
1070                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
1071                                 return (EINVAL);
1072                 
1073                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1074                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
1075
1076                 /*
1077                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
1078                  * process's address space.  If a process could do this, it
1079                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
1080                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
1081                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
1082                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
1083                  * uid 0.
1084                  *
1085                  * XXX - what about when the watched area of the user's
1086                  * address space is written into from within the kernel
1087                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
1088                  * from within kernel mode?
1089                  */
1090
1091                 if (suser_cred(ucred, 0) != 0) {
1092                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
1093                                 /* dr0 is enabled */
1094                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
1095                                         return (EINVAL);
1096                         }
1097
1098                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
1099                                 /* dr1 is enabled */
1100                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
1101                                         return (EINVAL);
1102                         }
1103
1104                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
1105                                 /* dr2 is enabled */
1106                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
1107                                         return (EINVAL);
1108                         }
1109
1110                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
1111                                 /* dr3 is enabled */
1112                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
1113                                         return (EINVAL);
1114                         }
1115                 }
1116
1117                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
1118                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
1119                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
1120                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
1121                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
1122                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
1123
1124                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
1125         }
1126
1127         return (0);
1128 }
1129
1130 #if 0
1131 /*
1132  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1133  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1134  */
1135 int
1136 user_dbreg_trap(void)
1137 {
1138         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1139         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1140         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1141         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1142         int i;
1143         
1144         dr7 = rdr7();
1145         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1146                 /*
1147                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1148                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1149                  * hardware debug registers
1150                  */
1151                 return 0;
1152         }
1153
1154         nbp = 0;
1155         dr6 = rdr6();
1156         bp = dr6 & 0x0000000f;
1157
1158         if (!bp) {
1159                 /*
1160                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1161                  * trap was not caused by any of the debug registers
1162                  */
1163                 return 0;
1164         }
1165
1166         /*
1167          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1168          * which ones and if any of them are user space addresses
1169          */
1170
1171         if (bp & 0x01) {
1172                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1173         }
1174         if (bp & 0x02) {
1175                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1176         }
1177         if (bp & 0x04) {
1178                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1179         }
1180         if (bp & 0x08) {
1181                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1182         }
1183
1184         for (i=0; i<nbp; i++) {
1185                 if (addr[i] <
1186                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1187                         /*
1188                          * addr[i] is in user space
1189                          */
1190                         return nbp;
1191                 }
1192         }
1193
1194         /*
1195          * None of the breakpoints are in user space.
1196          */
1197         return 0;
1198 }
1199
1200 #endif
1201
1202
1203 #ifndef DDB
1204 void
1205 Debugger(const char *msg)
1206 {
1207         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
1208 }
1209 #endif /* no DDB */
1210