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 1.29 2008/06/06 13:19:25 swildner 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 #include <unistd.h>             /* umtx_* functions */
 111
 112 extern void dblfault_handler (void);
 113
 114 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 115 static void set_fpregs_xmm (struct save87 *, struct savexmm *);
 116 static void fill_fpregs_xmm (struct savexmm *, struct save87 *);
 117 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 118 #ifdef DIRECTIO
 119 extern void ffs_rawread_setup(void);
 120 #endif /* DIRECTIO */
 121
 122 #ifdef SMP
 123 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 124 #else
 125 int64_t tsc_offsets[1];
 126 #endif
 127
 128 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 129 extern int swtch_optim_stats;
 130 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 131         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 132 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 133         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 134 #endif
 135
 136 static int
 137 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 138 {
 139         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob((int)Maxmem), req);
 140         return (error);
 141 }
 142
 143 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 144         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 145
 146 static int
 147 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 148 {
 149         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 150                 ctob((int)Maxmem - vmstats.v_wire_count), req);
 151         return (error);
 152 }
 153
 154 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 155         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 156
 157 SYSCTL_ULONG(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLFLAG_RD, &Maxmem, 0, "");
 158
 159 #if 0
 160
 161 static int
 162 sysctl_machdep_msgbuf(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 163 {
 164         int error;
 165
 166         /* Unwind the buffer, so that it's linear (possibly starting with
 167          * some initial nulls).
 168          */
 169         error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr+msgbufp->msg_bufr,
 170                 msgbufp->msg_size-msgbufp->msg_bufr,req);
 171         if(error) return(error);
 172         if(msgbufp->msg_bufr>0) {
 173                 error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr,
 174                         msgbufp->msg_bufr,req);
 175         }
 176         return(error);
 177 }
 178
 179 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RD,
 180         0, 0, sysctl_machdep_msgbuf, "A","Contents of kernel message buffer");
 181
 182 static int msgbuf_clear;
 183
 184 static int
 185 sysctl_machdep_msgbuf_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 186 {
 187         int error;
 188         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
 189                 req);
 190         if (!error && req->newptr) {
 191                 /* Clear the buffer and reset write pointer */
 192                 bzero(msgbufp->msg_ptr,msgbufp->msg_size);
 193                 msgbufp->msg_bufr=msgbufp->msg_bufx=0;
 194                 msgbuf_clear=0;
 195         }
 196         return (error);
 197 }
 198
 199 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf_clear, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 200         &msgbuf_clear, 0, sysctl_machdep_msgbuf_clear, "I",
 201         "Clear kernel message buffer");
 202
 203 #endif
 204
 205 /*
 206  * Send an interrupt to process.
 207  *
 208  * Stack is set up to allow sigcode stored
 209  * at top to call routine, followed by kcall
 210  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 211  * resets the signal mask, the stack, and the
 212  * frame pointer, it returns to the user
 213  * specified pc, psl.
 214  */
 215 void
 216 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 217 {
 218         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 219         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 220         struct trapframe *regs;
 221         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 222         struct sigframe sf, *sfp;
 223         int oonstack;
 224
 225         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 226         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 227
 228         /* save user context */
 229         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 230         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 231         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 232         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 233         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 234
 235         /* make the size of the saved context visible to userland */
 236         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 237
 238         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 239         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 240                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 241
 242
 243         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 244         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 245             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 246                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 247                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 248                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 249         }
 250         else
 251                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 252
 253         /* Translate the signal is appropriate */
 254         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 255                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 256                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 257         }
 258
 259         /* Build the argument list for the signal handler. */
 260         sf.sf_signum = sig;
 261         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 262         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 263                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 264                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 265                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 266
 267                 /* fill siginfo structure */
 268                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 269                 sf.sf_si.si_code = code;
 270                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 271         }
 272         else {
 273                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 274                 sf.sf_siginfo = code;
 275                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 276                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 277         }
 278
 279 #if 0
 280         /*
 281          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 282          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 283          * eflags.
 284          */
 285         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 286                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 287                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 288
 289                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 290                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 291                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 292                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 293
 294                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 295                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 296                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 297                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 298
 299                 /*
 300                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 301                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 302                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 303                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 304                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 305                  */
 306                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 307         }
 308 #endif
 309
 310         /*
 311          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 312          */
 313         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 314
 315         /*
 316          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 317          */
 318         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 319                 /*
 320                  * Something is wrong with the stack pointer.
 321                  * ...Kill the process.
 322                  */
 323                 sigexit(lp, SIGILL);
 324         }
 325
 326         regs->tf_esp = (int)sfp;
 327         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 328
 329         /*
 330          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 331          * on function entry
 332          */
 333         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 334
 335         regs->tf_cs = _ucodesel;
 336         regs->tf_ds = _udatasel;
 337         regs->tf_es = _udatasel;
 338         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 339                 regs->tf_fs = _udatasel;
 340                 regs->tf_gs = _udatasel;
 341         }
 342         regs->tf_ss = _udatasel;
 343 }
 344
 345 /*
 346  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 347  * VM context.
 348  *
 349  * Allow userland to set or maintain PSL_RF, the resume flag.  This flag
 350  * basically controls whether the return PC should skip the first instruction
 351  * (as in an explicit system call) or re-execute it (as in an exception).
 352  */
 353 int
 354 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 355 {
 356         frame->tf_cs = _ucodesel;
 357         frame->tf_ds = _udatasel;
 358         frame->tf_es = _udatasel;
 359 #if 0
 360         frame->tf_fs = _udatasel;
 361         frame->tf_gs = _udatasel;
 362 #endif
 363         frame->tf_ss = _udatasel;
 364         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 365         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 366         return(0);
 367 }
 368
 369 int
 370 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 371 {
 372          struct segment_descriptor *desc;
 373          int i;
 374
 375          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 376                 desc = &tls->tls[i];
 377                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 378                         continue;
 379                 if (desc->sd_def32 == 0)
 380                         return(ENXIO);
 381                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 382                         return(ENXIO);
 383                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 384                         return(ENXIO);
 385                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 386                         return(ENXIO);
 387          }
 388          return(0);
 389 }
 390
 391 /*
 392  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 393  *
 394  * System call to cleanup state after a signal
 395  * has been taken.  Reset signal mask and
 396  * stack state from context left by sendsig (above).
 397  * Return to previous pc and psl as specified by
 398  * context left by sendsig. Check carefully to
 399  * make sure that the user has not modified the
 400  * state to gain improper privileges.
 401  *
 402  * MPSAFE
 403  */
 404 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 405 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 406
 407 int
 408 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 409 {
 410         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 411         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 412         struct trapframe *regs;
 413         ucontext_t ucp;
 414         int cs;
 415         int eflags;
 416         int error;
 417
 418         error = copyin(uap->sigcntxp, &ucp, sizeof(ucp));
 419         if (error)
 420                 return (error);
 421
 422         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 423         eflags = ucp.uc_mcontext.mc_eflags;
 424
 425 #if 0
 426         if (eflags & PSL_VM) {
 427                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 428                 struct vm86_kernel *vm86;
 429
 430                 /*
 431                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 432                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 433                  */
 434                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 435                         return (EINVAL);
 436                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 437                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 438                         return (EINVAL);
 439
 440                 /* go back to user mode if both flags are set */
 441                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 442                         trapsignal(lp->lwp_proc, SIGBUS, 0);
 443
 444                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 445                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 446                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 447                 } else {
 448                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 449                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |                                         (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 450                 }
 451                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 452                 tf->tf_eflags = eflags;
 453                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 454                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 455                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 456                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 457                 tf->tf_ds = _udatasel;
 458                 tf->tf_es = _udatasel;
 459 #if 0
 460                 tf->tf_fs = _udatasel;
 461                 tf->tf_gs = _udatasel;
 462 #endif
 463         } else
 464 #endif
 465         {
 466                 /*
 467                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 468                  */
 469                 /*
 470                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 471                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 472                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 473                  * the signal context during signal handling and there is no
 474                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 475                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 476                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 477                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 478                  */
 479                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 480                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 481                         return(EINVAL);
 482                 }
 483
 484                 /*
 485                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 486                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 487                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 488                  */
 489                 cs = ucp.uc_mcontext.mc_cs;
 490                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 491                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 492                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 493                         return(EINVAL);
 494                 }
 495                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 496         }
 497
 498         /*
 499          * Restore the FPU state from the frame
 500          */
 501         crit_enter();
 502         npxpop(&ucp.uc_mcontext);
 503
 504         /*
 505          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 506          * semantics against system calls.
 507          */
 508         if (ucp.uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 509                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 510
 511         if (ucp.uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 512                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 513         else
 514                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 515
 516         lp->lwp_sigmask = ucp.uc_sigmask;
 517         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 518         crit_exit();
 519         return(EJUSTRETURN);
 520 }
 521
 522 /*
 523  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 524  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 525  * already been pushed on the stack.
 526  */
 527 struct upc_frame {
 528         register_t      eax;
 529         register_t      ecx;
 530         register_t      edx;
 531         register_t      flags;
 532         register_t      oldip;
 533 };
 534
 535 void
 536 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 537 {
 538         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 539         struct trapframe *regs;
 540         struct upcall upcall;
 541         struct upc_frame upc_frame;
 542         int     crit_count = 0;
 543
 544         /*
 545          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 546          * context, switch back to the virtual kernel context before
 547          * trying to post the signal.
 548          */
 549         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 550                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 551                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 552         }
 553
 554         /*
 555          * Get the upcall data structure
 556          */
 557         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 558             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 559         ) {
 560                 vu->vu_pending = 0;
 561                 kprintf("bad upcall address\n");
 562                 return;
 563         }
 564
 565         /*
 566          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 567          * section count, mark the data structure as pending and return
 568          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 569          */
 570         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 571                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 572                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 573                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 574                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 575                 }
 576                 return;
 577         }
 578
 579         /*
 580          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 581          *
 582          * Bump our critical section count and set or clear the
 583          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 584          * pending.  The user will be responsible for calling
 585          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 586          */
 587         vu->vu_pending = 0;
 588         upcall.upc_pending = morepending;
 589         crit_count += TDPRI_CRIT;
 590         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 591                 sizeof(upcall.upc_pending));
 592         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 593                 sizeof(int));
 594
 595         /*
 596          * Construct a stack frame and issue the upcall
 597          */
 598         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 599         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 600         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 601         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 602         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 603         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 604         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 605             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 606                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 607         } else {
 608                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 609                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 610                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 611                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 612                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 613         }
 614 }
 615
 616 /*
 617  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 618  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 619  * being overwritten by the syscall return value.
 620  *
 621  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 622  * and the function pointer in %eax.
 623  */
 624 int
 625 fetchupcall (struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 626 {
 627         struct upc_frame upc_frame;
 628         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 629         struct trapframe *regs;
 630         int error;
 631         struct upcall upcall;
 632         int crit_count;
 633
 634         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 635
 636         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 637         if (error == 0) {
 638             if (vu) {
 639                 /*
 640                  * This jumps us to the next ready context.
 641                  */
 642                 vu->vu_pending = 0;
 643                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 644                 crit_count = 0;
 645                 if (error == 0)
 646                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 647                 crit_count += TDPRI_CRIT;
 648                 if (error == 0)
 649                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 650                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 651                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 652                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 653                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 654                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 655             } else {
 656                 /*
 657                  * This returns us to the originally interrupted code.
 658                  */
 659                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 660                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 661                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 662                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 663                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 664                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 665                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 666                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 667             }
 668         }
 669         if (error == 0)
 670                 error = EJUSTRETURN;
 671         return(error);
 672 }
 673
 674 /*
 675  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 676  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 677  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 678  *
 679  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 680  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 681  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 682  * critical section.
 683  *
 684  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
 685  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
 686  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
 687  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 688  */
 689 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 690 static int      cpu_idle_hltcnt;
 691 static int      cpu_idle_spincnt;
 692 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 693     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 694 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 695     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 696 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 697     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 698
 699 void
 700 cpu_idle(void)
 701 {
 702         struct thread *td = curthread;
 703         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
 704
 705         crit_exit();
 706         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
 707         cpu_enable_intr();
 708         for (;;) {
 709                 /*
 710                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 711                  */
 712                 lwkt_switch();
 713
 714                 /*
 715                  * The idle loop halts only if no threads are scheduleable
 716                  * and no signals have occured.
 717                  */
 718                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
 719                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
 720                         splz();
 721                         if (!lwkt_runnable()) {
 722 #ifdef DEBUGIDLE
 723                                 struct timeval tv1, tv2;
 724                                 gettimeofday(&tv1, NULL);
 725 #endif
 726                                 umtx_sleep(&gd->mi.gd_runqmask, 0, 1000000);
 727 #ifdef DEBUGIDLE
 728                                 gettimeofday(&tv2, NULL);
 729                                 if (tv2.tv_usec - tv1.tv_usec +
 730                                     (tv2.tv_sec - tv1.tv_sec) * 1000000
 731                                     > 500000) {
 732                                         kprintf("cpu %d idlelock %08x %08x\n",
 733                                                 gd->mi.gd_cpuid,
 734                                                 gd->mi.gd_runqmask,
 735                                                 gd->gd_fpending);
 736                                 }
 737 #endif
 738                         }
 739 #ifdef SMP
 740                         else {
 741                             __asm __volatile("pause");
 742                         }
 743 #endif
 744                         ++cpu_idle_hltcnt;
 745                 } else {
 746                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
 747                         splz();
 748 #ifdef SMP
 749                         /*__asm __volatile("sti; pause");*/
 750                         __asm __volatile("pause");
 751 #else
 752                         /*__asm __volatile("sti");*/
 753 #endif
 754                         ++cpu_idle_spincnt;
 755                 }
 756         }
 757 }
 758
 759 #ifdef SMP
 760
 761 /*
 762  * Called by the LWKT switch core with a critical section held if the only
 763  * schedulable thread needs the MP lock and we couldn't get it.  On
 764  * a real cpu we just spin in the scheduler.  In the virtual kernel
 765  * we sleep for a bit.
 766  */
 767 void
 768 cpu_mplock_contested(void)
 769 {
 770         usleep(1000);
 771 }
 772
 773 /*
 774  * Called by the spinlock code with or without a critical section held
 775  * when a spinlock is found to be seriously constested.
 776  *
 777  * We need to enter a critical section to prevent signals from recursing
 778  * into pthreads.
 779  */
 780 void
 781 cpu_spinlock_contested(void)
 782 {
 783         crit_enter();
 784         usleep(1000);
 785         crit_exit();
 786 }
 787
 788 #endif
 789
 790 /*
 791  * Clear registers on exec
 792  */
 793 void
 794 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 795 {
 796         struct thread *td = curthread;
 797         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 798         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 799         struct pcb *pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
 800
 801         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
 802         user_ldt_free(pcb);
 803
 804         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 805         regs->tf_eip = entry;
 806         regs->tf_esp = stack;
 807         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
 808         regs->tf_ss = 0;
 809         regs->tf_ds = 0;
 810         regs->tf_es = 0;
 811         regs->tf_fs = 0;
 812         regs->tf_gs = 0;
 813         regs->tf_cs = 0;
 814
 815         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
 816         regs->tf_ebx = ps_strings;
 817
 818         /*
 819          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 820          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 821          */
 822         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 823                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 824                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 825                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 826                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 827                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 828                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 829                 if (pcb == td->td_pcb) {
 830                         /*
 831                          * Clear the debug registers on the running
 832                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 833                          * the next process we switch to.
 834                          */
 835                         reset_dbregs();
 836                 }
 837                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 838         }
 839
 840         /*
 841          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
 842          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
 843          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
 844          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
 845          * emulators don't provide an entry point for initialization.
 846          */
 847         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
 848
 849         /*
 850          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
 851          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
 852          * in npxdna().
 853          */
 854         crit_enter();
 855 #if 0
 856         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
 857 #endif
 858
 859 #if NNPX > 0
 860         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
 861         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
 862 #endif
 863         crit_exit();
 864
 865         /*
 866          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
 867          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
 868          * return value to 0.
 869          */
 870 }
 871
 872 void
 873 cpu_setregs(void)
 874 {
 875 #if 0
 876         unsigned int cr0;
 877
 878         cr0 = rcr0();
 879         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
 880         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
 881         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
 882         load_cr0(cr0);
 883         load_gs(_udatasel);
 884 #endif
 885 }
 886
 887 static int
 888 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 889 {
 890         int error;
 891         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
 892                 req);
 893         if (!error && req->newptr)
 894                 resettodr();
 895         return (error);
 896 }
 897
 898 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 899         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
 900
 901 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
 902 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
 903         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
 904
 905 /*
 906  * Initialize 386 and configure to run kernel
 907  */
 908
 909 /*
 910  * Initialize segments & interrupt table
 911  */
 912
 913 extern  struct user *proc0paddr;
 914
 915 #if 0
 916
 917 extern inthand_t
 918         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
 919         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
 920         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
 921         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
 922         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
 923         IDTVEC(rsvd0);
 924 extern inthand_t
 925         IDTVEC(int0x80_syscall);
 926
 927 #endif
 928
 929 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
 930 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
 931 #endif
 932
 933 int
 934 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
 935 {
 936         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
 937         return (0);
 938 }
 939
 940 int
 941 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
 942 {
 943         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
 944         return (0);
 945 }
 946
 947 int
 948 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
 949 {
 950         struct trapframe *tp;
 951
 952         tp = lp->lwp_md.md_regs;
 953         regs->r_gs = tp->tf_gs;
 954         regs->r_fs = tp->tf_fs;
 955         regs->r_es = tp->tf_es;
 956         regs->r_ds = tp->tf_ds;
 957         regs->r_edi = tp->tf_edi;
 958         regs->r_esi = tp->tf_esi;
 959         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
 960         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
 961         regs->r_edx = tp->tf_edx;
 962         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
 963         regs->r_eax = tp->tf_eax;
 964         regs->r_eip = tp->tf_eip;
 965         regs->r_cs = tp->tf_cs;
 966         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
 967         regs->r_esp = tp->tf_esp;
 968         regs->r_ss = tp->tf_ss;
 969         return (0);
 970 }
 971
 972 int
 973 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
 974 {
 975         struct trapframe *tp;
 976
 977         tp = lp->lwp_md.md_regs;
 978         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
 979             !CS_SECURE(regs->r_cs))
 980                 return (EINVAL);
 981         tp->tf_gs = regs->r_gs;
 982         tp->tf_fs = regs->r_fs;
 983         tp->tf_es = regs->r_es;
 984         tp->tf_ds = regs->r_ds;
 985         tp->tf_edi = regs->r_edi;
 986         tp->tf_esi = regs->r_esi;
 987         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
 988         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
 989         tp->tf_edx = regs->r_edx;
 990         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
 991         tp->tf_eax = regs->r_eax;
 992         tp->tf_eip = regs->r_eip;
 993         tp->tf_cs = regs->r_cs;
 994         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
 995         tp->tf_esp = regs->r_esp;
 996         tp->tf_ss = regs->r_ss;
 997         return (0);
 998 }
 999
1000 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1001 static void
1002 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1003 {
1004         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1005         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1006         int i;
1007
1008         /* FPU control/status */
1009         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1010         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1011         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1012         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1013         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1014         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1015         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1016         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1017
1018         /* FPU registers */
1019         for (i = 0; i < 8; ++i)
1020                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1021
1022         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
1023 }
1024
1025 static void
1026 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1027 {
1028         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1029         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1030         int i;
1031
1032         /* FPU control/status */
1033         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1034         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1035         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
1036         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
1037         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
1038         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
1039         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
1040         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
1041
1042         /* FPU registers */
1043         for (i = 0; i < 8; ++i)
1044                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
1045
1046         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
1047 }
1048 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1049
1050 int
1051 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1052 {
1053 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1054         if (cpu_fxsr) {
1055                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
1056                                 (struct save87 *)fpregs);
1057                 return (0);
1058         }
1059 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1060         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
1061         return (0);
1062 }
1063
1064 int
1065 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1066 {
1067 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1068         if (cpu_fxsr) {
1069                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
1070                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
1071                 return (0);
1072         }
1073 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1074         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
1075         return (0);
1076 }
1077
1078 int
1079 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1080 {
1081         return (ENOSYS);
1082 }
1083
1084 int
1085 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1086 {
1087         return (ENOSYS);
1088 }
1089
1090 #if 0
1091 /*
1092  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1093  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1094  */
1095 int
1096 user_dbreg_trap(void)
1097 {
1098         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1099         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1100         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1101         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1102         int i;
1103
1104         dr7 = rdr7();
1105         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1106                 /*
1107                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1108                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1109                  * hardware debug registers
1110                  */
1111                 return 0;
1112         }
1113
1114         nbp = 0;
1115         dr6 = rdr6();
1116         bp = dr6 & 0x0000000f;
1117
1118         if (!bp) {
1119                 /*
1120                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1121                  * trap was not caused by any of the debug registers
1122                  */
1123                 return 0;
1124         }
1125
1126         /*
1127          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1128          * which ones and if any of them are user space addresses
1129          */
1130
1131         if (bp & 0x01) {
1132                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1133         }
1134         if (bp & 0x02) {
1135                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1136         }
1137         if (bp & 0x04) {
1138                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1139         }
1140         if (bp & 0x08) {
1141                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1142         }
1143
1144         for (i=0; i<nbp; i++) {
1145                 if (addr[i] <
1146                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1147                         /*
1148                          * addr[i] is in user space
1149                          */
1150                         return nbp;
1151                 }
1152         }
1153
1154         /*
1155          * None of the breakpoints are in user space.
1156          */
1157         return 0;
1158 }
1159
1160 #endif
1161
1162 void
1163 identcpu(void)
1164 {
1165         int regs[4];
1166
1167         do_cpuid(1, regs);
1168         cpu_feature = regs[3];
1169 }
1170
1171
1172 #ifndef DDB
1173 void
1174 Debugger(const char *msg)
1175 {
1176         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
1177 }
1178 #endif /* no DDB */
1179