426dccfbcf01399679ea0bd18c0c69ae5ed77f33
[dragonfly.git] / sys / platform / vkernel64 / x86_64 / 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  */
41
42 #include "opt_compat.h"
43 #include "opt_ddb.h"
44 #include "opt_directio.h"
45 #include "opt_inet.h"
46 #include "opt_ipx.h"
47 #include "opt_msgbuf.h"
48 #include "opt_swap.h"
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/sysproto.h>
53 #include <sys/signalvar.h>
54 #include <sys/kernel.h>
55 #include <sys/linker.h>
56 #include <sys/malloc.h>
57 #include <sys/proc.h>
58 #include <sys/buf.h>
59 #include <sys/reboot.h>
60 #include <sys/mbuf.h>
61 #include <sys/msgbuf.h>
62 #include <sys/sysent.h>
63 #include <sys/sysctl.h>
64 #include <sys/vmmeter.h>
65 #include <sys/bus.h>
66 #include <sys/upcall.h>
67 #include <sys/usched.h>
68 #include <sys/reg.h>
69
70 #include <vm/vm.h>
71 #include <vm/vm_param.h>
72 #include <sys/lock.h>
73 #include <vm/vm_kern.h>
74 #include <vm/vm_object.h>
75 #include <vm/vm_page.h>
76 #include <vm/vm_map.h>
77 #include <vm/vm_pager.h>
78 #include <vm/vm_extern.h>
79
80 #include <sys/thread2.h>
81 #include <sys/mplock2.h>
82
83 #include <sys/user.h>
84 #include <sys/exec.h>
85 #include <sys/cons.h>
86
87 #include <ddb/ddb.h>
88
89 #include <machine/cpu.h>
90 #include <machine/clock.h>
91 #include <machine/specialreg.h>
92 #include <machine/md_var.h>
93 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
94 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
95 #include <machine/smp.h>
96 #ifdef PERFMON
97 #include <machine/perfmon.h>
98 #endif
99 #include <machine/cputypes.h>
100
101 #include <bus/isa/rtc.h>
102 #include <sys/random.h>
103 #include <sys/ptrace.h>
104 #include <machine/sigframe.h>
105 #include <unistd.h>             /* umtx_* functions */
106 #include <pthread.h>            /* pthread_yield() */
107
108 extern void dblfault_handler (void);
109
110 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
111 static void set_fpregs_xmm (struct save87 *, struct savexmm *);
112 static void fill_fpregs_xmm (struct savexmm *, struct save87 *);
113 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
114 #ifdef DIRECTIO
115 extern void ffs_rawread_setup(void);
116 #endif /* DIRECTIO */
117
118 #ifdef SMP
119 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
120 #else
121 int64_t tsc_offsets[1];
122 #endif
123
124 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
125 extern int swtch_optim_stats;
126 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
127         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
128 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
129         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
130 #endif
131
132 static int
133 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
134 {
135         u_long pmem = ctob(physmem);
136
137         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
138         return (error);
139 }
140
141 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
142         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
143
144 static int
145 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
146 {
147         /* JG */
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, 0, "");
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         char *sp;
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         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
234         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
235
236         /* Make the size of the saved context visible to userland */
237         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
238
239         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
240         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
241             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
242                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
243                               sizeof(struct sigframe));
244                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
245         } else {
246                 /* We take red zone into account */
247                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
248         }
249
250         /* Align to 16 bytes */
251         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
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         /*
260          * Build the argument list for the signal handler.
261          *
262          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
263          */
264         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
265         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
266
267         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
268                 /*
269                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
270                  *
271                  * action(signo, siginfo, ucontext)
272                  */
273                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
274                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
275                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
276
277                 /* fill siginfo structure */
278                 sf.sf_si.si_signo = sig;
279                 sf.sf_si.si_code = code;
280                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_err;
281         } else {
282                 /*
283                  * Old FreeBSD-style arguments.
284                  *
285                  * handler (signo, code, [uc], addr)
286                  */
287                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
288                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
289                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
290         }
291
292 #if 0
293         /*
294          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
295          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
296          * eflags.
297          */
298         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
299                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
300                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
301
302                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
303                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
304                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
305                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
306
307                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
308                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
309                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
310                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
311
312                 /*
313                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
314                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
315                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
316                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
317                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
318                  */
319                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
320         }
321 #endif
322
323         /*
324          * Save the FPU state and reinit the FP unit
325          */
326         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
327
328         /*
329          * Copy the sigframe out to the user's stack.
330          */
331         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
332                 /*
333                  * Something is wrong with the stack pointer.
334                  * ...Kill the process.
335                  */
336                 sigexit(lp, SIGILL);
337         }
338
339         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
340         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
341
342         /*
343          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
344          * on function entry
345          */
346         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
347
348         /*
349          * 64 bit mode has a code and stack selector but
350          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
351          * stored in-context.
352          */
353         regs->tf_cs = _ucodesel;
354         regs->tf_ss = _udatasel;
355 }
356
357 /*
358  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
359  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
360  * issue.
361  *
362  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
363  * bad idea?
364  */
365 int
366 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
367 {
368         frame->tf_cs = _ucodesel;
369         frame->tf_ss = _udatasel;
370         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
371         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
372         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
373
374         return(0);
375 }
376
377 /*
378  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
379  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
380  */
381 int
382 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
383 {
384         return(0);
385 }
386
387 /*
388  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
389  *
390  * System call to cleanup state after a signal
391  * has been taken.  Reset signal mask and
392  * stack state from context left by sendsig (above).
393  * Return to previous pc and psl as specified by
394  * context left by sendsig. Check carefully to
395  * make sure that the user has not modified the
396  * state to gain improper privileges.
397  */
398 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
399 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
400
401 int
402 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
403 {
404         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
405         struct trapframe *regs;
406         ucontext_t uc;
407         ucontext_t *ucp;
408         register_t rflags;
409         int cs;
410         int error;
411
412         /*
413          * We have to copy the information into kernel space so userland
414          * can't modify it while we are sniffing it.
415          */
416         regs = lp->lwp_md.md_regs;
417         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
418         if (error)
419                 return (error);
420         ucp = &uc;
421         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
422
423         /* VM (8086) mode not supported */
424         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
425
426 #if 0
427         if (eflags & PSL_VM) {
428                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
429                 struct vm86_kernel *vm86;
430
431                 /*
432                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
433                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
434                  */
435                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
436                         return (EINVAL);
437                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
438                 if (vm86->vm86_inited == 0)
439                         return (EINVAL);
440
441                 /* go back to user mode if both flags are set */
442                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
443                         trapsignal(lp->lwp_proc, SIGBUS, 0);
444
445                 if (vm86->vm86_has_vme) {
446                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
447                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
448                 } else {
449                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
450                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |                                         (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
451                 }
452                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
453                 tf->tf_eflags = eflags;
454                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
455                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
456                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
457                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
458                 tf->tf_ds = _udatasel;
459                 tf->tf_es = _udatasel;
460 #if 0
461                 tf->tf_fs = _udatasel;
462                 tf->tf_gs = _udatasel;
463 #endif
464         } else
465 #endif
466         {
467                 /*
468                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
469                  */
470                 /*
471                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
472                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
473                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
474                  * the signal context during signal handling and there is no
475                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
476                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
477                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
478                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
479                  */
480                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
481                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
482                         return(EINVAL);
483                 }
484
485                 /*
486                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
487                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
488                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
489                  */
490                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
491                 if (!CS_SECURE(cs)) {
492                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
493                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
494                         return(EINVAL);
495                 }
496                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
497         }
498
499         /*
500          * Restore the FPU state from the frame
501          */
502         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
503
504         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
505                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
506         else
507                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
508
509         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
510         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
511         return(EJUSTRETURN);
512 }
513
514 /*
515  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
516  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
517  * already been pushed on the stack.
518  */
519 struct upc_frame {
520         register_t      rax;
521         register_t      rcx;
522         register_t      rdx;
523         register_t      flags;
524         register_t      oldip;
525 };
526
527 void
528 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
529 {
530         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
531         struct trapframe *regs;
532         struct upcall upcall;
533         struct upc_frame upc_frame;
534         int     crit_count = 0;
535
536         /*
537          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
538          * context, switch back to the virtual kernel context before
539          * trying to post the signal.
540          */
541         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
542                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
543                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
544         }
545
546         /*
547          * Get the upcall data structure
548          */
549         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
550             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
551         ) {
552                 vu->vu_pending = 0;
553                 kprintf("bad upcall address\n");
554                 return;
555         }
556
557         /*
558          * If the data structure is already marked pending or has a critical
559          * section count, mark the data structure as pending and return
560          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
561          */
562         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
563                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
564                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
565                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
566                                 sizeof(upcall.upc_pending));
567                 }
568                 return;
569         }
570
571         /*
572          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
573          *
574          * Bump our critical section count and set or clear the
575          * user pending flag depending on whether more upcalls are
576          * pending.  The user will be responsible for calling
577          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
578          */
579         vu->vu_pending = 0;
580         upcall.upc_pending = morepending;
581         ++crit_count;
582         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
583                 sizeof(upcall.upc_pending));
584         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
585                 sizeof(int));
586
587         /*
588          * Construct a stack frame and issue the upcall
589          */
590         regs = lp->lwp_md.md_regs;
591         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
592         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
593         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
594         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
595         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
596         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
597             sizeof(upc_frame)) != 0) {
598                 kprintf("bad stack on upcall\n");
599         } else {
600                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
601                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
602                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
603                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
604                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
605         }
606 }
607
608 /*
609  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
610  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
611  * being overwritten by the syscall return value.
612  *
613  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
614  * and the function pointer in %eax.
615  */
616 int
617 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
618 {
619         struct upc_frame upc_frame;
620         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
621         struct trapframe *regs;
622         int error;
623         struct upcall upcall;
624         int crit_count;
625
626         regs = lp->lwp_md.md_regs;
627
628         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
629         if (error == 0) {
630             if (vu) {
631                 /*
632                  * This jumps us to the next ready context.
633                  */
634                 vu->vu_pending = 0;
635                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
636                 crit_count = 0;
637                 if (error == 0)
638                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
639                 ++crit_count;
640                 if (error == 0)
641                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
642                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
643                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
644                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
645                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
646                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
647             } else {
648                 /*
649                  * This returns us to the originally interrupted code.
650                  */
651                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
652                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
653                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
654                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
655                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
656                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
657                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
658                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
659             }
660         }
661         if (error == 0)
662                 error = EJUSTRETURN;
663         return(error);
664 }
665
666 /*
667  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
668  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
669  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
670  *
671  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
672  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
673  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
674  * critical section.
675  *
676  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
677  * to wake a HLTed cpu up.
678  */
679 static int      cpu_idle_hlt = 1;
680 static int      cpu_idle_hltcnt;
681 static int      cpu_idle_spincnt;
682 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
683     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
684 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
685     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
686 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
687     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
688
689 void
690 cpu_idle(void)
691 {
692         struct thread *td = curthread;
693         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
694         int reqflags;
695
696         crit_exit();
697         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
698         cpu_enable_intr();
699
700         for (;;) {
701                 /*
702                  * See if there are any LWKTs ready to go.
703                  */
704                 lwkt_switch();
705
706                 /*
707                  * The idle loop halts only if no threads are scheduleable
708                  * and no signals have occured.
709                  */
710                 if (cpu_idle_hlt &&
711                     (td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
712                         splz();
713                         if ((td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
714 #ifdef DEBUGIDLE
715                                 struct timeval tv1, tv2;
716                                 gettimeofday(&tv1, NULL);
717 #endif
718                                 reqflags = gd->mi.gd_reqflags &
719                                            ~RQF_IDLECHECK_WK_MASK;
720                                 KKASSERT(gd->mi.gd_processing_ipiq == 0);
721                                 umtx_sleep(&gd->mi.gd_reqflags, reqflags,
722                                            1000000);
723 #ifdef DEBUGIDLE
724                                 gettimeofday(&tv2, NULL);
725                                 if (tv2.tv_usec - tv1.tv_usec +
726                                     (tv2.tv_sec - tv1.tv_sec) * 1000000
727                                     > 500000) {
728                                         kprintf("cpu %d idlelock %08x %08x\n",
729                                                 gd->mi.gd_cpuid,
730                                                 gd->mi.gd_reqflags,
731                                                 gd->gd_fpending);
732                                 }
733 #endif
734                         }
735                         ++cpu_idle_hltcnt;
736                 } else {
737                         splz();
738 #ifdef SMP
739                         __asm __volatile("pause");
740 #endif
741                         ++cpu_idle_spincnt;
742                 }
743         }
744 }
745
746 #ifdef SMP
747
748 /*
749  * Called by the spinlock code with or without a critical section held
750  * when a spinlock is found to be seriously constested.
751  *
752  * We need to enter a critical section to prevent signals from recursing
753  * into pthreads.
754  */
755 void
756 cpu_spinlock_contested(void)
757 {
758         cpu_pause();
759 }
760
761 #endif
762
763 /*
764  * Clear registers on exec
765  */
766 void
767 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
768 {
769         struct thread *td = curthread;
770         struct lwp *lp = td->td_lwp;
771         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
772         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
773
774         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
775         user_ldt_free(pcb);
776
777         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
778         regs->tf_rip = entry;
779         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
780         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
781         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
782         regs->tf_ss = _udatasel;
783         regs->tf_cs = _ucodesel;
784         regs->tf_rbx = ps_strings;
785
786         /*
787          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
788          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
789          */
790         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
791                 pcb->pcb_dr0 = 0;
792                 pcb->pcb_dr1 = 0;
793                 pcb->pcb_dr2 = 0;
794                 pcb->pcb_dr3 = 0;
795                 pcb->pcb_dr6 = 0;
796                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
797                 if (pcb == td->td_pcb) {
798                         /*
799                          * Clear the debug registers on the running
800                          * CPU, otherwise they will end up affecting
801                          * the next process we switch to.
802                          */
803                         reset_dbregs();
804                 }
805                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
806         }
807
808         /*
809          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
810          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
811          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
812          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
813          * emulators don't provide an entry point for initialization.
814          */
815         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
816
817         /*
818          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
819          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
820          *       may panic in npxdna().
821          */
822         crit_enter();
823 #if 0
824         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
825 #endif
826
827         /*
828          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
829          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
830          *       code knows what the current MSR values are.
831          */
832         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
833         pcb->pcb_gsbase = 0;
834         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
835         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
836         crit_exit();
837
838         /*
839          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
840          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
841          * return value to 0.
842          */
843 }
844
845 void
846 cpu_setregs(void)
847 {
848 #if 0
849         unsigned int cr0;
850
851         cr0 = rcr0();
852         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
853         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
854         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
855         load_cr0(cr0);
856         load_gs(_udatasel);
857 #endif
858 }
859
860 static int
861 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
862 {
863         int error;
864         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
865                 req);
866         if (!error && req->newptr)
867                 resettodr();
868         return (error);
869 }
870
871 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
872         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
873
874 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
875 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
876         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
877
878 /*
879  * Initialize 386 and configure to run kernel
880  */
881
882 /*
883  * Initialize segments & interrupt table
884  */
885
886 extern  struct user *proc0paddr;
887
888 #if 0
889
890 extern inthand_t
891         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
892         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
893         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
894         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
895         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
896         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
897 #endif
898
899 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
900 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
901 #endif
902
903 int
904 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
905 {
906         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
907         return (0);
908 }
909
910 int
911 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
912 {
913         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
914         return (0);
915 }
916
917 int
918 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
919 {
920         struct trapframe *tp;
921
922         tp = lp->lwp_md.md_regs;
923         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
924         return (0);
925 }
926
927 int
928 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
929 {
930         struct trapframe *tp;
931
932         tp = lp->lwp_md.md_regs;
933         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
934             !CS_SECURE(regs->r_cs))
935                 return (EINVAL);
936         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
937         return (0);
938 }
939
940 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
941 static void
942 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
943 {
944         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
945         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
946         int i;
947
948         /* FPU control/status */
949         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
950         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
951         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
952         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
953         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
954         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
955         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
956         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
957
958         /* FPU registers */
959         for (i = 0; i < 8; ++i)
960                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
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 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
985
986 int
987 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
988 {
989 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
990         if (cpu_fxsr) {
991                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
992                                 (struct save87 *)fpregs);
993                 return (0);
994         }
995 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
996         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
997         return (0);
998 }
999
1000 int
1001 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1002 {
1003 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1004         if (cpu_fxsr) {
1005                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
1006                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
1007                 return (0);
1008         }
1009 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1010         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
1011         return (0);
1012 }
1013
1014 int
1015 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1016 {
1017         return (ENOSYS);
1018 }
1019
1020 int
1021 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1022 {
1023         return (ENOSYS);
1024 }
1025
1026 #if 0
1027 /*
1028  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1029  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1030  */
1031 int
1032 user_dbreg_trap(void)
1033 {
1034         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1035         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1036         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1037         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1038         int i;
1039
1040         dr7 = rdr7();
1041         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1042                 /*
1043                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1044                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1045                  * hardware debug registers
1046                  */
1047                 return 0;
1048         }
1049
1050         nbp = 0;
1051         dr6 = rdr6();
1052         bp = dr6 & 0x0000000f;
1053
1054         if (!bp) {
1055                 /*
1056                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1057                  * trap was not caused by any of the debug registers
1058                  */
1059                 return 0;
1060         }
1061
1062         /*
1063          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1064          * which ones and if any of them are user space addresses
1065          */
1066
1067         if (bp & 0x01) {
1068                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1069         }
1070         if (bp & 0x02) {
1071                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1072         }
1073         if (bp & 0x04) {
1074                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1075         }
1076         if (bp & 0x08) {
1077                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1078         }
1079
1080         for (i=0; i<nbp; i++) {
1081                 if (addr[i] <
1082                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1083                         /*
1084                          * addr[i] is in user space
1085                          */
1086                         return nbp;
1087                 }
1088         }
1089
1090         /*
1091          * None of the breakpoints are in user space.
1092          */
1093         return 0;
1094 }
1095
1096 #endif
1097
1098 void
1099 identcpu(void)
1100 {
1101         int regs[4];
1102
1103         do_cpuid(1, regs);
1104         cpu_feature = regs[3];
1105 }
1106
1107
1108 #ifndef DDB
1109 void
1110 Debugger(const char *msg)
1111 {
1112         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
1113 }
1114 #endif /* no DDB */