sys/platform/pc64/x86_64/swtch.s

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003,2004,2008 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 2008 Jordan Gordeev.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   6  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  *
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  16  *    the documentation and/or other materials provided with the
  17  *    distribution.
  18  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  19  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  20  *    from this software without specific, prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  23  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  24  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  25  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  26  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  27  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  28  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  29  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  30  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  31  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  32  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  33  * SUCH DAMAGE.
  34  *
  35  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
  36  * All rights reserved.
  37  *
  38  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  39  * William Jolitz.
  40  *
  41  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  42  * modification, are permitted provided that the following conditions
  43  * are met:
  44  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  45  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  46  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  47  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  48  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  49  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  50  *    must display the following acknowledgement:
  51  *      This product includes software developed by the University of
  52  *      California, Berkeley and its contributors.
  53  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  54  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  55  *    without specific prior written permission.
  56  *
  57  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  58  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  59  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  60  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  61  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  62  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  63  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  64  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  65  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  66  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  67  * SUCH DAMAGE.
  68  *
  69  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/swtch.s,v 1.89.2.10 2003/01/23 03:36:24 ps Exp $
  70  */
  71
  72 //#include "use_npx.h"
  73
  74 #include <sys/rtprio.h>
  75
  76 #include <machine/asmacros.h>
  77 #include <machine/segments.h>
  78
  79 #include <machine/pmap.h>
  80 #if JG
  81 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
  82 #endif
  83 #include <machine/lock.h>
  84
  85 #include "assym.s"
  86
  87 #define MPLOCKED        lock ;
  88
  89         .data
  90
  91         .globl  panic
  92         .globl  lwkt_switch_return
  93
  94 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
  95         .globl  swtch_optim_stats, tlb_flush_count
  96 swtch_optim_stats:      .long   0               /* number of _swtch_optims */
  97 tlb_flush_count:        .long   0
  98 #endif
  99
 100         .text
 101
 102
 103 /*
 104  * cpu_heavy_switch(struct thread *next_thread)
 105  *
 106  *      Switch from the current thread to a new thread.  This entry
 107  *      is normally called via the thread->td_switch function, and will
 108  *      only be called when the current thread is a heavy weight process.
 109  *
 110  *      Some instructions have been reordered to reduce pipeline stalls.
 111  *
 112  *      YYY disable interrupts once giant is removed.
 113  */
 114 ENTRY(cpu_heavy_switch)
 115         /*
 116          * Save RIP, RSP and callee-saved registers (RBX, RBP, R12-R15).
 117          */
 118         movq    PCPU(curthread),%rcx
 119         /* On top of the stack is the return adress. */
 120         movq    (%rsp),%rax                     /* (reorder optimization) */
 121         movq    TD_PCB(%rcx),%rdx               /* RDX = PCB */
 122         movq    %rax,PCB_RIP(%rdx)              /* return PC may be modified */
 123         movq    %rbx,PCB_RBX(%rdx)
 124         movq    %rsp,PCB_RSP(%rdx)
 125         movq    %rbp,PCB_RBP(%rdx)
 126         movq    %r12,PCB_R12(%rdx)
 127         movq    %r13,PCB_R13(%rdx)
 128         movq    %r14,PCB_R14(%rdx)
 129         movq    %r15,PCB_R15(%rdx)
 130
 131         /*
 132          * Clear the cpu bit in the pmap active mask.  The restore
 133          * function will set the bit in the pmap active mask.
 134          *
 135          * Special case: when switching between threads sharing the
 136          * same vmspace if we avoid clearing the bit we do not have
 137          * to reload %cr3 (if we clear the bit we could race page
 138          * table ops done by other threads and would have to reload
 139          * %cr3, because those ops will not know to IPI us).
 140          */
 141         movq    %rcx,%rbx                       /* RBX = oldthread */
 142         movq    TD_LWP(%rcx),%rcx               /* RCX = oldlwp */
 143         movq    TD_LWP(%rdi),%r13               /* R13 = newlwp */
 144         movq    LWP_VMSPACE(%rcx), %rcx         /* RCX = oldvmspace */
 145         testq   %r13,%r13                       /* might not be a heavy */
 146         jz      1f
 147         cmpq    LWP_VMSPACE(%r13),%rcx          /* same vmspace? */
 148         je      2f
 149 1:
 150         movslq  PCPU(cpuid), %rax
 151         MPLOCKED btrq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE(%rcx)
 152 2:
 153
 154         /*
 155          * Push the LWKT switch restore function, which resumes a heavy
 156          * weight process.  Note that the LWKT switcher is based on
 157          * TD_SP, while the heavy weight process switcher is based on
 158          * PCB_RSP.  TD_SP is usually two ints pushed relative to
 159          * PCB_RSP.  We push the flags for later restore by cpu_heavy_restore.
 160          */
 161         pushfq
 162         cli
 163         movq    $cpu_heavy_restore, %rax
 164         pushq   %rax
 165         movq    %rsp,TD_SP(%rbx)
 166
 167         /*
 168          * Save debug regs if necessary
 169          */
 170         movq    PCB_FLAGS(%rdx),%rax
 171         andq    $PCB_DBREGS,%rax
 172         jz      1f                              /* no, skip over */
 173         movq    %dr7,%rax                       /* yes, do the save */
 174         movq    %rax,PCB_DR7(%rdx)
 175         /* JG correct value? */
 176         andq    $0x0000fc00, %rax               /* disable all watchpoints */
 177         movq    %rax,%dr7
 178         movq    %dr6,%rax
 179         movq    %rax,PCB_DR6(%rdx)
 180         movq    %dr3,%rax
 181         movq    %rax,PCB_DR3(%rdx)
 182         movq    %dr2,%rax
 183         movq    %rax,PCB_DR2(%rdx)
 184         movq    %dr1,%rax
 185         movq    %rax,PCB_DR1(%rdx)
 186         movq    %dr0,%rax
 187         movq    %rax,PCB_DR0(%rdx)
 188 1:
 189
 190 #if 1
 191         /*
 192          * Save the FP state if we have used the FP.  Note that calling
 193          * npxsave will NULL out PCPU(npxthread).
 194          */
 195         cmpq    %rbx,PCPU(npxthread)
 196         jne     1f
 197         movq    %rdi,%r12               /* save %rdi. %r12 is callee-saved */
 198         movq    TD_SAVEFPU(%rbx),%rdi
 199         call    npxsave                 /* do it in a big C function */
 200         movq    %r12,%rdi               /* restore %rdi */
 201 1:
 202 #endif
 203
 204         /*
 205          * Switch to the next thread, which was passed as an argument
 206          * to cpu_heavy_switch().  The argument is in %rdi.
 207          * Set the current thread, load the stack pointer,
 208          * and 'ret' into the switch-restore function.
 209          *
 210          * The switch restore function expects the new thread to be in %rax
 211          * and the old one to be in %rbx.
 212          *
 213          * There is a one-instruction window where curthread is the new
 214          * thread but %rsp still points to the old thread's stack, but
 215          * we are protected by a critical section so it is ok.
 216          */
 217         movq    %rdi,%rax               /* RAX = newtd, RBX = oldtd */
 218         movq    %rax,PCPU(curthread)
 219         movq    TD_SP(%rax),%rsp
 220         ret
 221
 222 /*
 223  *  cpu_exit_switch(struct thread *next)
 224  *
 225  *      The switch function is changed to this when a thread is going away
 226  *      for good.  We have to ensure that the MMU state is not cached, and
 227  *      we don't bother saving the existing thread state before switching.
 228  *
 229  *      At this point we are in a critical section and this cpu owns the
 230  *      thread's token, which serves as an interlock until the switchout is
 231  *      complete.
 232  */
 233 ENTRY(cpu_exit_switch)
 234         /*
 235          * Get us out of the vmspace
 236          */
 237         movq    KPML4phys,%rcx
 238         movq    %cr3,%rax
 239 #if 1
 240         cmpq    %rcx,%rax
 241         je      1f
 242 #endif
 243         /* JG no increment of statistics counters? see cpu_heavy_restore */
 244         movq    %rcx,%cr3
 245 1:
 246         movq    PCPU(curthread),%rbx
 247
 248         /*
 249          * If this is a process/lwp, deactivate the pmap after we've
 250          * switched it out.
 251          */
 252         movq    TD_LWP(%rbx),%rcx
 253         testq   %rcx,%rcx
 254         jz      2f
 255         movslq  PCPU(cpuid), %rax
 256         movq    LWP_VMSPACE(%rcx), %rcx         /* RCX = vmspace */
 257         MPLOCKED btrq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE(%rcx)
 258 2:
 259         /*
 260          * Switch to the next thread.  RET into the restore function, which
 261          * expects the new thread in RAX and the old in RBX.
 262          *
 263          * There is a one-instruction window where curthread is the new
 264          * thread but %rsp still points to the old thread's stack, but
 265          * we are protected by a critical section so it is ok.
 266          */
 267         cli
 268         movq    %rdi,%rax
 269         movq    %rax,PCPU(curthread)
 270         movq    TD_SP(%rax),%rsp
 271         ret
 272
 273 /*
 274  * cpu_heavy_restore()  (current thread in %rax on entry, old thread in %rbx)
 275  *
 276  *      Restore the thread after an LWKT switch.  This entry is normally
 277  *      called via the LWKT switch restore function, which was pulled
 278  *      off the thread stack and jumped to.
 279  *
 280  *      This entry is only called if the thread was previously saved
 281  *      using cpu_heavy_switch() (the heavy weight process thread switcher),
 282  *      or when a new process is initially scheduled.
 283  *
 284  *      NOTE: The lwp may be in any state, not necessarily LSRUN, because
 285  *      a preemption switch may interrupt the process and then return via
 286  *      cpu_heavy_restore.
 287  *
 288  *      YYY theoretically we do not have to restore everything here, a lot
 289  *      of this junk can wait until we return to usermode.  But for now
 290  *      we restore everything.
 291  *
 292  *      YYY the PCB crap is really crap, it makes startup a bitch because
 293  *      we can't switch away.
 294  *
 295  *      YYY note: spl check is done in mi_switch when it splx()'s.
 296  */
 297
 298 ENTRY(cpu_heavy_restore)
 299         movq    TD_PCB(%rax),%rdx               /* RDX = PCB */
 300         movq    %rdx, PCPU(common_tss) + TSS_RSP0
 301         popfq
 302
 303 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 304         incl    _swtch_optim_stats
 305 #endif
 306         /*
 307          * Tell the pmap that our cpu is using the VMSPACE now.  We cannot
 308          * safely test/reload %cr3 until after we have set the bit in the
 309          * pmap.
 310          *
 311          * We must do an interlocked test of the CPUMASK_BIT at the same
 312          * time.  If found to be set we will have to wait for it to clear
 313          * and then do a forced reload of %cr3 (even if the value matches).
 314          *
 315          * XXX When switching between two LWPs sharing the same vmspace
 316          *     the cpu_heavy_switch() code currently avoids clearing the
 317          *     cpu bit in PM_ACTIVE.  So if the bit is already set we can
 318          *     avoid checking for the interlock via CPUMASK_BIT.  We currently
 319          *     do not perform this optimization.
 320          *
 321          * %rax is needed for the cmpxchgl so store newthread in %r12
 322          * temporarily.
 323          */
 324         movq    TD_LWP(%rax),%rcx
 325         movq    LWP_VMSPACE(%rcx),%rcx          /* RCX = vmspace */
 326         movq    %rax,%r12                       /* save newthread ptr */
 327 1:
 328         movq    VM_PMAP+PM_ACTIVE(%rcx),%rax    /* old contents */
 329         movq    PCPU(cpumask),%rsi              /* new contents */
 330         orq     %rax,%rsi
 331         MPLOCKED cmpxchgq %rsi,VM_PMAP+PM_ACTIVE(%rcx)
 332         jnz     1b
 333
 334         /*
 335          * Check CPUMASK_BIT
 336          */
 337         btq     $CPUMASK_BIT,%rax       /* test interlock */
 338         jnc     1f
 339
 340 #if 0
 341         movq    TD_PCB(%r12),%rdx       /* XXX debugging unconditional */
 342         movq    PCB_CR3(%rdx),%rdx      /*     reloading of %cr3 */
 343         movq    %rdx,%cr3
 344 #endif
 345
 346         movq    %rcx,%rdi               /* (found to be set) */
 347         call    pmap_interlock_wait     /* pmap_interlock_wait(%rdi:vm) */
 348
 349         /*
 350          * Need unconditional load cr3
 351          */
 352         movq    %r12,%rax
 353         movq    TD_PCB(%rax),%rdx       /* RDX = PCB */
 354         movq    PCB_CR3(%rdx),%rcx      /* RCX = desired CR3 */
 355         jmp     2f                      /* unconditional reload */
 356 1:
 357         movq    %r12,%rax               /* restore RAX = newthread */
 358         /*
 359          * Restore the MMU address space.  If it is the same as the last
 360          * thread we don't have to invalidate the tlb (i.e. reload cr3).
 361          * YYY which naturally also means that the PM_ACTIVE bit had better
 362          * already have been set before we set it above, check? YYY
 363          */
 364         movq    TD_PCB(%rax),%rdx               /* RDX = PCB */
 365         movq    %cr3,%rsi                       /* RSI = current CR3 */
 366         movq    PCB_CR3(%rdx),%rcx              /* RCX = desired CR3 */
 367         cmpq    %rsi,%rcx
 368         je      4f
 369 2:
 370 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 371         decl    _swtch_optim_stats
 372         incl    _tlb_flush_count
 373 #endif
 374         movq    %rcx,%cr3
 375 4:
 376
 377         /*
 378          * NOTE: %rbx is the previous thread and %rax is the new thread.
 379          *       %rbx is retained throughout so we can return it.
 380          *
 381          *       lwkt_switch[_return] is responsible for handling TDF_RUNNING.
 382          */
 383
 384         /*
 385          * Deal with the PCB extension, restore the private tss
 386          */
 387         movq    PCB_EXT(%rdx),%rdi      /* check for a PCB extension */
 388         movq    $1,%rcx                 /* maybe mark use of a private tss */
 389         testq   %rdi,%rdi
 390 #if JG
 391         jnz     2f
 392 #endif
 393
 394         /*
 395          * Going back to the common_tss.  We may need to update TSS_RSP0
 396          * which sets the top of the supervisor stack when entering from
 397          * usermode.  The PCB is at the top of the stack but we need another
 398          * 16 bytes to take vm86 into account.
 399          */
 400         movq    %rdx,%rcx
 401         /*leaq  -TF_SIZE(%rdx),%rcx*/
 402         movq    %rcx, PCPU(common_tss) + TSS_RSP0
 403
 404 #if JG
 405         cmpl    $0,PCPU(private_tss)    /* don't have to reload if      */
 406         je      3f                      /* already using the common TSS */
 407
 408         /* JG? */
 409         subq    %rcx,%rcx               /* unmark use of private tss */
 410
 411         /*
 412          * Get the address of the common TSS descriptor for the ltr.
 413          * There is no way to get the address of a segment-accessed variable
 414          * so we store a self-referential pointer at the base of the per-cpu
 415          * data area and add the appropriate offset.
 416          */
 417         /* JG movl? */
 418         movq    $gd_common_tssd, %rdi
 419         /* JG name for "%gs:0"? */
 420         addq    %gs:0, %rdi
 421
 422         /*
 423          * Move the correct TSS descriptor into the GDT slot, then reload
 424          * ltr.
 425          */
 426 2:
 427         /* JG */
 428         movl    %rcx,PCPU(private_tss)          /* mark/unmark private tss */
 429         movq    PCPU(tss_gdt), %rbx             /* entry in GDT */
 430         movq    0(%rdi), %rax
 431         movq    %rax, 0(%rbx)
 432         movl    $GPROC0_SEL*8, %esi             /* GSEL(entry, SEL_KPL) */
 433         ltr     %si
 434 #endif
 435
 436 3:
 437         /*
 438          * Restore the user %gs and %fs
 439          */
 440         movq    PCB_FSBASE(%rdx),%r9
 441         cmpq    PCPU(user_fs),%r9
 442         je      4f
 443         movq    %rdx,%r10
 444         movq    %r9,PCPU(user_fs)
 445         movl    $MSR_FSBASE,%ecx
 446         movl    PCB_FSBASE(%r10),%eax
 447         movl    PCB_FSBASE+4(%r10),%edx
 448         wrmsr
 449         movq    %r10,%rdx
 450 4:
 451         movq    PCB_GSBASE(%rdx),%r9
 452         cmpq    PCPU(user_gs),%r9
 453         je      5f
 454         movq    %rdx,%r10
 455         movq    %r9,PCPU(user_gs)
 456         movl    $MSR_KGSBASE,%ecx       /* later swapgs moves it to GSBASE */
 457         movl    PCB_GSBASE(%r10),%eax
 458         movl    PCB_GSBASE+4(%r10),%edx
 459         wrmsr
 460         movq    %r10,%rdx
 461 5:
 462
 463         /*
 464          * Restore general registers.  %rbx is restored later.
 465          */
 466         movq    PCB_RSP(%rdx), %rsp
 467         movq    PCB_RBP(%rdx), %rbp
 468         movq    PCB_R12(%rdx), %r12
 469         movq    PCB_R13(%rdx), %r13
 470         movq    PCB_R14(%rdx), %r14
 471         movq    PCB_R15(%rdx), %r15
 472         movq    PCB_RIP(%rdx), %rax
 473         movq    %rax, (%rsp)
 474         movw    $KDSEL,%ax
 475         movw    %ax,%es
 476
 477 #if JG
 478         /*
 479          * Restore the user LDT if we have one
 480          */
 481         cmpl    $0, PCB_USERLDT(%edx)
 482         jnz     1f
 483         movl    _default_ldt,%eax
 484         cmpl    PCPU(currentldt),%eax
 485         je      2f
 486         lldt    _default_ldt
 487         movl    %eax,PCPU(currentldt)
 488         jmp     2f
 489 1:      pushl   %edx
 490         call    set_user_ldt
 491         popl    %edx
 492 2:
 493 #endif
 494 #if JG
 495         /*
 496          * Restore the user TLS if we have one
 497          */
 498         pushl   %edx
 499         call    set_user_TLS
 500         popl    %edx
 501 #endif
 502
 503         /*
 504          * Restore the DEBUG register state if necessary.
 505          */
 506         movq    PCB_FLAGS(%rdx),%rax
 507         andq    $PCB_DBREGS,%rax
 508         jz      1f                              /* no, skip over */
 509         movq    PCB_DR6(%rdx),%rax              /* yes, do the restore */
 510         movq    %rax,%dr6
 511         movq    PCB_DR3(%rdx),%rax
 512         movq    %rax,%dr3
 513         movq    PCB_DR2(%rdx),%rax
 514         movq    %rax,%dr2
 515         movq    PCB_DR1(%rdx),%rax
 516         movq    %rax,%dr1
 517         movq    PCB_DR0(%rdx),%rax
 518         movq    %rax,%dr0
 519         movq    %dr7,%rax                /* load dr7 so as not to disturb */
 520         /* JG correct value? */
 521         andq    $0x0000fc00,%rax         /*   reserved bits               */
 522         /* JG we've got more registers on x86_64 */
 523         movq    PCB_DR7(%rdx),%rcx
 524         /* JG correct value? */
 525         andq    $~0x0000fc00,%rcx
 526         orq     %rcx,%rax
 527         movq    %rax,%dr7
 528
 529         /*
 530          * Clear the QUICKRET flag when restoring a user process context
 531          * so we don't try to do a quick syscall return.
 532          */
 533 1:
 534         andl    $~RQF_QUICKRET,PCPU(reqflags)
 535         movq    %rbx,%rax
 536         movq    PCB_RBX(%rdx),%rbx
 537         ret
 538
 539 /*
 540  * savectx(struct pcb *pcb)
 541  *
 542  * Update pcb, saving current processor state.
 543  */
 544 ENTRY(savectx)
 545         /* fetch PCB */
 546         /* JG use %rdi instead of %rcx everywhere? */
 547         movq    %rdi,%rcx
 548
 549         /* caller's return address - child won't execute this routine */
 550         movq    (%rsp),%rax
 551         movq    %rax,PCB_RIP(%rcx)
 552
 553         movq    %cr3,%rax
 554         movq    %rax,PCB_CR3(%rcx)
 555
 556         movq    %rbx,PCB_RBX(%rcx)
 557         movq    %rsp,PCB_RSP(%rcx)
 558         movq    %rbp,PCB_RBP(%rcx)
 559         movq    %r12,PCB_R12(%rcx)
 560         movq    %r13,PCB_R13(%rcx)
 561         movq    %r14,PCB_R14(%rcx)
 562         movq    %r15,PCB_R15(%rcx)
 563
 564 #if 1
 565         /*
 566          * If npxthread == NULL, then the npx h/w state is irrelevant and the
 567          * state had better already be in the pcb.  This is true for forks
 568          * but not for dumps (the old book-keeping with FP flags in the pcb
 569          * always lost for dumps because the dump pcb has 0 flags).
 570          *
 571          * If npxthread != NULL, then we have to save the npx h/w state to
 572          * npxthread's pcb and copy it to the requested pcb, or save to the
 573          * requested pcb and reload.  Copying is easier because we would
 574          * have to handle h/w bugs for reloading.  We used to lose the
 575          * parent's npx state for forks by forgetting to reload.
 576          */
 577         movq    PCPU(npxthread),%rax
 578         testq   %rax,%rax
 579         jz      1f
 580
 581         pushq   %rcx                    /* target pcb */
 582         movq    TD_SAVEFPU(%rax),%rax   /* originating savefpu area */
 583         pushq   %rax
 584
 585         movq    %rax,%rdi
 586         call    npxsave
 587
 588         popq    %rax
 589         popq    %rcx
 590
 591         movq    $PCB_SAVEFPU_SIZE,%rdx
 592         leaq    PCB_SAVEFPU(%rcx),%rcx
 593         movq    %rcx,%rsi
 594         movq    %rax,%rdi
 595         call    bcopy
 596 #endif
 597
 598 1:
 599         ret
 600
 601 /*
 602  * cpu_idle_restore()   (current thread in %rax on entry) (one-time execution)
 603  *
 604  *      Don't bother setting up any regs other than %rbp so backtraces
 605  *      don't die.  This restore function is used to bootstrap into the
 606  *      cpu_idle() LWKT only, after that cpu_lwkt_*() will be used for
 607  *      switching.
 608  *
 609  *      Clear TDF_RUNNING in old thread only after we've cleaned up %cr3.
 610  *      This only occurs during system boot so no special handling is
 611  *      required for migration.
 612  *
 613  *      If we are an AP we have to call ap_init() before jumping to
 614  *      cpu_idle().  ap_init() will synchronize with the BP and finish
 615  *      setting up various ncpu-dependant globaldata fields.  This may
 616  *      happen on UP as well as SMP if we happen to be simulating multiple
 617  *      cpus.
 618  */
 619 ENTRY(cpu_idle_restore)
 620         /* cli */
 621         movq    KPML4phys,%rcx
 622         /* JG xor? */
 623         movq    $0,%rbp
 624         /* JG push RBP? */
 625         pushq   $0
 626         movq    %rcx,%cr3
 627         andl    $~TDF_RUNNING,TD_FLAGS(%rbx)
 628         orl     $TDF_RUNNING,TD_FLAGS(%rax)     /* manual, no switch_return */
 629         cmpl    $0,PCPU(cpuid)
 630         je      1f
 631         call    ap_init
 632 1:
 633         /*
 634          * ap_init can decide to enable interrupts early, but otherwise, or if
 635          * we are UP, do it here.
 636          */
 637         sti
 638         jmp     cpu_idle
 639
 640 /*
 641  * cpu_kthread_restore() (current thread is %rax on entry, previous is %rbx)
 642  *                       (one-time execution)
 643  *
 644  *      Don't bother setting up any regs other then %rbp so backtraces
 645  *      don't die.  This restore function is used to bootstrap into an
 646  *      LWKT based kernel thread only.  cpu_lwkt_switch() will be used
 647  *      after this.
 648  *
 649  *      Because this switch target does not 'return' to lwkt_switch()
 650  *      we have to call lwkt_switch_return(otd) to clean up otd.
 651  *      otd is in %ebx.
 652  *
 653  *      Since all of our context is on the stack we are reentrant and
 654  *      we can release our critical section and enable interrupts early.
 655  */
 656 ENTRY(cpu_kthread_restore)
 657         sti
 658         movq    KPML4phys,%rcx
 659         movq    TD_PCB(%rax),%r13
 660         xorq    %rbp,%rbp
 661         movq    %rcx,%cr3
 662
 663         /*
 664          * rax and rbx come from the switchout code.  Call
 665          * lwkt_switch_return(otd).
 666          *
 667          * NOTE: unlike i386, %rsi and %rdi are not call-saved regs.
 668          */
 669         pushq   %rax
 670         movq    %rbx,%rdi
 671         call    lwkt_switch_return
 672         popq    %rax
 673         decl    TD_CRITCOUNT(%rax)
 674         movq    PCB_R12(%r13),%rdi      /* argument to RBX function */
 675         movq    PCB_RBX(%r13),%rax      /* thread function */
 676         /* note: top of stack return address inherited by function */
 677         jmp     *%rax
 678
 679 /*
 680  * cpu_lwkt_switch(struct thread *)
 681  *
 682  *      Standard LWKT switching function.  Only non-scratch registers are
 683  *      saved and we don't bother with the MMU state or anything else.
 684  *
 685  *      This function is always called while in a critical section.
 686  *
 687  *      There is a one-instruction window where curthread is the new
 688  *      thread but %rsp still points to the old thread's stack, but
 689  *      we are protected by a critical section so it is ok.
 690  */
 691 ENTRY(cpu_lwkt_switch)
 692         pushq   %rbp    /* JG note: GDB hacked to locate ebp rel to td_sp */
 693         pushq   %rbx
 694         movq    PCPU(curthread),%rbx    /* becomes old thread in restore */
 695         pushq   %r12
 696         pushq   %r13
 697         pushq   %r14
 698         pushq   %r15
 699         pushfq
 700         cli
 701
 702 #if 1
 703         /*
 704          * Save the FP state if we have used the FP.  Note that calling
 705          * npxsave will NULL out PCPU(npxthread).
 706          *
 707          * We have to deal with the FP state for LWKT threads in case they
 708          * happen to get preempted or block while doing an optimized
 709          * bzero/bcopy/memcpy.
 710          */
 711         cmpq    %rbx,PCPU(npxthread)
 712         jne     1f
 713         movq    %rdi,%r12               /* save %rdi. %r12 is callee-saved */
 714         movq    TD_SAVEFPU(%rbx),%rdi
 715         call    npxsave                 /* do it in a big C function */
 716         movq    %r12,%rdi               /* restore %rdi */
 717 1:
 718 #endif
 719
 720         movq    %rdi,%rax               /* switch to this thread */
 721         pushq   $cpu_lwkt_restore
 722         movq    %rsp,TD_SP(%rbx)
 723         /*
 724          * %rax contains new thread, %rbx contains old thread.
 725          */
 726         movq    %rax,PCPU(curthread)
 727         movq    TD_SP(%rax),%rsp
 728         ret
 729
 730 /*
 731  * cpu_lwkt_restore()   (current thread in %rax on entry)
 732  *
 733  *      Standard LWKT restore function.  This function is always called
 734  *      while in a critical section.
 735  *
 736  *      Warning: due to preemption the restore function can be used to
 737  *      'return' to the original thread.  Interrupt disablement must be
 738  *      protected through the switch so we cannot run splz here.
 739  *
 740  *      YYY we theoretically do not need to load KPML4phys into cr3, but if
 741  *      so we need a way to detect when the PTD we are using is being
 742  *      deleted due to a process exiting.
 743  */
 744 ENTRY(cpu_lwkt_restore)
 745         movq    KPML4phys,%rcx  /* YYY borrow but beware desched/cpuchg/exit */
 746         movq    %cr3,%rdx
 747 #if 1
 748         cmpq    %rcx,%rdx
 749         je      1f
 750 #endif
 751         movq    %rcx,%cr3
 752 1:
 753         /*
 754          * Safety, clear RSP0 in the tss so it isn't pointing at the
 755          * previous thread's kstack (if a heavy weight user thread).
 756          * RSP0 should only be used in ring 3 transitions and kernel
 757          * threads run in ring 0 so there should be none.
 758          */
 759         xorq    %rdx,%rdx
 760         movq    %rdx, PCPU(common_tss) + TSS_RSP0
 761
 762         /*
 763          * NOTE: %rbx is the previous thread and %rax is the new thread.
 764          *       %rbx is retained throughout so we can return it.
 765          *
 766          *       lwkt_switch[_return] is responsible for handling TDF_RUNNING.
 767          */
 768         movq    %rbx,%rax
 769         popfq
 770         popq    %r15
 771         popq    %r14
 772         popq    %r13
 773         popq    %r12
 774         popq    %rbx
 775         popq    %rbp
 776         ret