566582c88137a636b2482a425db7aceffe74caa0
[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 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
119
120 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
121 extern int swtch_optim_stats;
122 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
123         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
124 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
125         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
126 #endif
127
128 static int
129 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
130 {
131         u_long pmem = ctob(physmem);
132
133         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
134         return (error);
135 }
136
137 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
138         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
139
140 static int
141 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
142 {
143         /* JG */
144         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
145                 ctob((int)Maxmem - vmstats.v_wire_count), req);
146         return (error);
147 }
148
149 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
150         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
151
152 SYSCTL_ULONG(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLFLAG_RD, &Maxmem, 0, "");
153
154 #if 0
155
156 static int
157 sysctl_machdep_msgbuf(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
158 {
159         int error;
160
161         /* Unwind the buffer, so that it's linear (possibly starting with
162          * some initial nulls).
163          */
164         error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr+msgbufp->msg_bufr,
165                 msgbufp->msg_size-msgbufp->msg_bufr,req);
166         if(error) return(error);
167         if(msgbufp->msg_bufr>0) {
168                 error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr,
169                         msgbufp->msg_bufr,req);
170         }
171         return(error);
172 }
173
174 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RD,
175         0, 0, sysctl_machdep_msgbuf, "A","Contents of kernel message buffer");
176
177 static int msgbuf_clear;
178
179 static int
180 sysctl_machdep_msgbuf_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
181 {
182         int error;
183         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
184                 req);
185         if (!error && req->newptr) {
186                 /* Clear the buffer and reset write pointer */
187                 bzero(msgbufp->msg_ptr,msgbufp->msg_size);
188                 msgbufp->msg_bufr=msgbufp->msg_bufx=0;
189                 msgbuf_clear=0;
190         }
191         return (error);
192 }
193
194 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf_clear, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
195         &msgbuf_clear, 0, sysctl_machdep_msgbuf_clear, "I",
196         "Clear kernel message buffer");
197
198 #endif
199
200 /*
201  * Send an interrupt to process.
202  *
203  * Stack is set up to allow sigcode stored
204  * at top to call routine, followed by kcall
205  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
206  * resets the signal mask, the stack, and the
207  * frame pointer, it returns to the user
208  * specified pc, psl.
209  */
210 void
211 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
212 {
213         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
214         struct proc *p = lp->lwp_proc;
215         struct trapframe *regs;
216         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
217         struct sigframe sf, *sfp;
218         int oonstack;
219         char *sp;
220
221         regs = lp->lwp_md.md_regs;
222         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
223
224         /* Save user context */
225         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
226         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
227         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
228         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
229         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
230         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
231
232         /* Make the size of the saved context visible to userland */
233         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
234
235         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
236         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
237             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
238                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
239                               sizeof(struct sigframe));
240                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
241         } else {
242                 /* We take red zone into account */
243                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
244         }
245
246         /* Align to 16 bytes */
247         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
248
249         /* Translate the signal is appropriate */
250         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
251                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
252                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
253         }
254
255         /*
256          * Build the argument list for the signal handler.
257          *
258          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
259          */
260         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
261         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
262
263         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
264                 /*
265                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
266                  *
267                  * action(signo, siginfo, ucontext)
268                  */
269                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
270                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
271                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
272
273                 /* fill siginfo structure */
274                 sf.sf_si.si_signo = sig;
275                 sf.sf_si.si_code = code;
276                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
277         } else {
278                 /*
279                  * Old FreeBSD-style arguments.
280                  *
281                  * handler (signo, code, [uc], addr)
282                  */
283                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
284                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
285                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
286         }
287
288 #if 0
289         /*
290          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
291          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
292          * eflags.
293          */
294         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
295                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
296                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
297
298                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
299                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
300                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
301                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
302
303                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
304                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
305                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
306                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
307
308                 /*
309                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
310                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
311                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
312                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
313                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
314                  */
315                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
316         }
317 #endif
318
319         /*
320          * Save the FPU state and reinit the FP unit
321          */
322         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
323
324         /*
325          * Copy the sigframe out to the user's stack.
326          */
327         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
328                 /*
329                  * Something is wrong with the stack pointer.
330                  * ...Kill the process.
331                  */
332                 sigexit(lp, SIGILL);
333         }
334
335         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
336         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
337
338         /*
339          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
340          * on function entry
341          */
342         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
343
344         /*
345          * 64 bit mode has a code and stack selector but
346          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
347          * stored in-context.
348          */
349         regs->tf_cs = _ucodesel;
350         regs->tf_ss = _udatasel;
351 }
352
353 /*
354  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
355  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
356  * issue.
357  *
358  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
359  * bad idea?
360  */
361 int
362 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
363 {
364         frame->tf_cs = _ucodesel;
365         frame->tf_ss = _udatasel;
366         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
367         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
368         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
369
370         return(0);
371 }
372
373 /*
374  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
375  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
376  */
377 int
378 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
379 {
380         return(0);
381 }
382
383 /*
384  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
385  *
386  * System call to cleanup state after a signal
387  * has been taken.  Reset signal mask and
388  * stack state from context left by sendsig (above).
389  * Return to previous pc and psl as specified by
390  * context left by sendsig. Check carefully to
391  * make sure that the user has not modified the
392  * state to gain improper privileges.
393  */
394 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
395 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
396
397 int
398 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
399 {
400         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
401         struct trapframe *regs;
402         ucontext_t uc;
403         ucontext_t *ucp;
404         register_t rflags;
405         int cs;
406         int error;
407
408         /*
409          * We have to copy the information into kernel space so userland
410          * can't modify it while we are sniffing it.
411          */
412         regs = lp->lwp_md.md_regs;
413         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
414         if (error)
415                 return (error);
416         ucp = &uc;
417         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
418
419         /* VM (8086) mode not supported */
420         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
421
422 #if 0
423         if (eflags & PSL_VM) {
424                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
425                 struct vm86_kernel *vm86;
426
427                 /*
428                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
429                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
430                  */
431                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
432                         return (EINVAL);
433                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
434                 if (vm86->vm86_inited == 0)
435                         return (EINVAL);
436
437                 /* go back to user mode if both flags are set */
438                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
439                         trapsignal(lp->lwp_proc, SIGBUS, 0);
440
441                 if (vm86->vm86_has_vme) {
442                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
443                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
444                 } else {
445                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
446                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |                                         (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
447                 }
448                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
449                 tf->tf_eflags = eflags;
450                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
451                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
452                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
453                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
454                 tf->tf_ds = _udatasel;
455                 tf->tf_es = _udatasel;
456 #if 0
457                 tf->tf_fs = _udatasel;
458                 tf->tf_gs = _udatasel;
459 #endif
460         } else
461 #endif
462         {
463                 /*
464                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
465                  */
466                 /*
467                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
468                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
469                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
470                  * the signal context during signal handling and there is no
471                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
472                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
473                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
474                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
475                  */
476                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
477                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
478                         return(EINVAL);
479                 }
480
481                 /*
482                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
483                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
484                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
485                  */
486                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
487                 if (!CS_SECURE(cs)) {
488                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
489                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
490                         return(EINVAL);
491                 }
492                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
493         }
494
495         /*
496          * Restore the FPU state from the frame
497          */
498         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
499
500         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
501                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
502         else
503                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
504
505         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
506         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
507         return(EJUSTRETURN);
508 }
509
510 /*
511  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
512  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
513  * already been pushed on the stack.
514  */
515 struct upc_frame {
516         register_t      rax;
517         register_t      rcx;
518         register_t      rdx;
519         register_t      flags;
520         register_t      oldip;
521 };
522
523 void
524 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
525 {
526         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
527         struct trapframe *regs;
528         struct upcall upcall;
529         struct upc_frame upc_frame;
530         int     crit_count = 0;
531
532         /*
533          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
534          * context, switch back to the virtual kernel context before
535          * trying to post the signal.
536          */
537         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
538                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
539                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
540         }
541
542         /*
543          * Get the upcall data structure
544          */
545         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
546             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
547         ) {
548                 vu->vu_pending = 0;
549                 kprintf("bad upcall address\n");
550                 return;
551         }
552
553         /*
554          * If the data structure is already marked pending or has a critical
555          * section count, mark the data structure as pending and return
556          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
557          */
558         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
559                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
560                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
561                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
562                                 sizeof(upcall.upc_pending));
563                 }
564                 return;
565         }
566
567         /*
568          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
569          *
570          * Bump our critical section count and set or clear the
571          * user pending flag depending on whether more upcalls are
572          * pending.  The user will be responsible for calling
573          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
574          */
575         vu->vu_pending = 0;
576         upcall.upc_pending = morepending;
577         ++crit_count;
578         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
579                 sizeof(upcall.upc_pending));
580         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
581                 sizeof(int));
582
583         /*
584          * Construct a stack frame and issue the upcall
585          */
586         regs = lp->lwp_md.md_regs;
587         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
588         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
589         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
590         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
591         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
592         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
593             sizeof(upc_frame)) != 0) {
594                 kprintf("bad stack on upcall\n");
595         } else {
596                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
597                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
598                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
599                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
600                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
601         }
602 }
603
604 /*
605  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
606  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
607  * being overwritten by the syscall return value.
608  *
609  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
610  * and the function pointer in %eax.
611  */
612 int
613 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
614 {
615         struct upc_frame upc_frame;
616         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
617         struct trapframe *regs;
618         int error;
619         struct upcall upcall;
620         int crit_count;
621
622         regs = lp->lwp_md.md_regs;
623
624         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
625         if (error == 0) {
626             if (vu) {
627                 /*
628                  * This jumps us to the next ready context.
629                  */
630                 vu->vu_pending = 0;
631                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
632                 crit_count = 0;
633                 if (error == 0)
634                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
635                 ++crit_count;
636                 if (error == 0)
637                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
638                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
639                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
640                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
641                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
642                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
643             } else {
644                 /*
645                  * This returns us to the originally interrupted code.
646                  */
647                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
648                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
649                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
650                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
651                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
652                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
653                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
654                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
655             }
656         }
657         if (error == 0)
658                 error = EJUSTRETURN;
659         return(error);
660 }
661
662 /*
663  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
664  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
665  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
666  *
667  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
668  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
669  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
670  * critical section.
671  *
672  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
673  * to wake a HLTed cpu up.
674  */
675 static int      cpu_idle_hlt = 1;
676 static int      cpu_idle_hltcnt;
677 static int      cpu_idle_spincnt;
678 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
679     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
680 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
681     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
682 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
683     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
684
685 void
686 cpu_idle(void)
687 {
688         struct thread *td = curthread;
689         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
690         int reqflags;
691
692         crit_exit();
693         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
694         cpu_enable_intr();
695
696         for (;;) {
697                 /*
698                  * See if there are any LWKTs ready to go.
699                  */
700                 lwkt_switch();
701
702                 /*
703                  * The idle loop halts only if no threads are scheduleable
704                  * and no signals have occured.
705                  */
706                 if (cpu_idle_hlt &&
707                     (td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
708                         splz();
709                         if ((td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
710 #ifdef DEBUGIDLE
711                                 struct timeval tv1, tv2;
712                                 gettimeofday(&tv1, NULL);
713 #endif
714                                 reqflags = gd->mi.gd_reqflags &
715                                            ~RQF_IDLECHECK_WK_MASK;
716                                 KKASSERT(gd->mi.gd_processing_ipiq == 0);
717                                 umtx_sleep(&gd->mi.gd_reqflags, reqflags,
718                                            1000000);
719 #ifdef DEBUGIDLE
720                                 gettimeofday(&tv2, NULL);
721                                 if (tv2.tv_usec - tv1.tv_usec +
722                                     (tv2.tv_sec - tv1.tv_sec) * 1000000
723                                     > 500000) {
724                                         kprintf("cpu %d idlelock %08x %08x\n",
725                                                 gd->mi.gd_cpuid,
726                                                 gd->mi.gd_reqflags,
727                                                 gd->gd_fpending);
728                                 }
729 #endif
730                         }
731                         ++cpu_idle_hltcnt;
732                 } else {
733                         splz();
734                         __asm __volatile("pause");
735                         ++cpu_idle_spincnt;
736                 }
737         }
738 }
739
740 /*
741  * Called by the spinlock code with or without a critical section held
742  * when a spinlock is found to be seriously constested.
743  *
744  * We need to enter a critical section to prevent signals from recursing
745  * into pthreads.
746  */
747 void
748 cpu_spinlock_contested(void)
749 {
750         cpu_pause();
751 }
752
753 /*
754  * Clear registers on exec
755  */
756 void
757 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
758 {
759         struct thread *td = curthread;
760         struct lwp *lp = td->td_lwp;
761         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
762         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
763
764         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
765         user_ldt_free(pcb);
766
767         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
768         regs->tf_rip = entry;
769         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
770         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
771         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
772         regs->tf_ss = _udatasel;
773         regs->tf_cs = _ucodesel;
774         regs->tf_rbx = ps_strings;
775
776         /*
777          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
778          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
779          */
780         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
781                 pcb->pcb_dr0 = 0;
782                 pcb->pcb_dr1 = 0;
783                 pcb->pcb_dr2 = 0;
784                 pcb->pcb_dr3 = 0;
785                 pcb->pcb_dr6 = 0;
786                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
787                 if (pcb == td->td_pcb) {
788                         /*
789                          * Clear the debug registers on the running
790                          * CPU, otherwise they will end up affecting
791                          * the next process we switch to.
792                          */
793                         reset_dbregs();
794                 }
795                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
796         }
797
798         /*
799          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
800          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
801          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
802          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
803          * emulators don't provide an entry point for initialization.
804          */
805         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
806
807         /*
808          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
809          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
810          *       may panic in npxdna().
811          */
812         crit_enter();
813 #if 0
814         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
815 #endif
816
817         /*
818          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
819          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
820          *       code knows what the current MSR values are.
821          */
822         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
823         pcb->pcb_gsbase = 0;
824         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
825         npxinit(__INITIAL_FPUCW__);
826         crit_exit();
827
828         /*
829          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
830          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
831          * return value to 0.
832          */
833 }
834
835 void
836 cpu_setregs(void)
837 {
838 #if 0
839         unsigned int cr0;
840
841         cr0 = rcr0();
842         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
843         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
844         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
845         load_cr0(cr0);
846         load_gs(_udatasel);
847 #endif
848 }
849
850 static int
851 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
852 {
853         int error;
854         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
855                 req);
856         if (!error && req->newptr)
857                 resettodr();
858         return (error);
859 }
860
861 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
862         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
863
864 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
865 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
866         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
867
868 /*
869  * Initialize 386 and configure to run kernel
870  */
871
872 /*
873  * Initialize segments & interrupt table
874  */
875
876 extern  struct user *proc0paddr;
877
878 #if 0
879
880 extern inthand_t
881         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
882         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
883         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
884         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
885         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
886         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
887 #endif
888
889 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
890 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
891 #endif
892
893 int
894 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
895 {
896         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
897         return (0);
898 }
899
900 int
901 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
902 {
903         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
904         return (0);
905 }
906
907 int
908 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
909 {
910         struct trapframe *tp;
911
912         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
913                 return EINVAL;
914         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
915         return (0);
916 }
917
918 int
919 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
920 {
921         struct trapframe *tp;
922
923         tp = lp->lwp_md.md_regs;
924         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
925             !CS_SECURE(regs->r_cs))
926                 return (EINVAL);
927         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
928         return (0);
929 }
930
931 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
932 static void
933 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
934 {
935         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
936         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
937         int i;
938
939         /* FPU control/status */
940         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
941         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
942         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
943         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
944         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
945         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
946         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
947         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
948
949         /* FPU registers */
950         for (i = 0; i < 8; ++i)
951                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
952 }
953
954 static void
955 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
956 {
957         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
958         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
959         int i;
960
961         /* FPU control/status */
962         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
963         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
964         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
965         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
966         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
967         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
968         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
969         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
970
971         /* FPU registers */
972         for (i = 0; i < 8; ++i)
973                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
974 }
975 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
976
977 int
978 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
979 {
980         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
981                 return EINVAL;
982 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
983         if (cpu_fxsr) {
984                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
985                                 (struct save87 *)fpregs);
986                 return (0);
987         }
988 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
989         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
990         return (0);
991 }
992
993 int
994 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
995 {
996 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
997         if (cpu_fxsr) {
998                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
999                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
1000                 return (0);
1001         }
1002 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1003         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
1004         return (0);
1005 }
1006
1007 int
1008 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1009 {
1010         return (ENOSYS);
1011 }
1012
1013 int
1014 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1015 {
1016         return (ENOSYS);
1017 }
1018
1019 #if 0
1020 /*
1021  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1022  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1023  */
1024 int
1025 user_dbreg_trap(void)
1026 {
1027         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1028         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1029         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1030         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1031         int i;
1032
1033         dr7 = rdr7();
1034         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1035                 /*
1036                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1037                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1038                  * hardware debug registers
1039                  */
1040                 return 0;
1041         }
1042
1043         nbp = 0;
1044         dr6 = rdr6();
1045         bp = dr6 & 0x0000000f;
1046
1047         if (!bp) {
1048                 /*
1049                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1050                  * trap was not caused by any of the debug registers
1051                  */
1052                 return 0;
1053         }
1054
1055         /*
1056          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1057          * which ones and if any of them are user space addresses
1058          */
1059
1060         if (bp & 0x01) {
1061                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1062         }
1063         if (bp & 0x02) {
1064                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1065         }
1066         if (bp & 0x04) {
1067                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1068         }
1069         if (bp & 0x08) {
1070                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1071         }
1072
1073         for (i=0; i<nbp; i++) {
1074                 if (addr[i] <
1075                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1076                         /*
1077                          * addr[i] is in user space
1078                          */
1079                         return nbp;
1080                 }
1081         }
1082
1083         /*
1084          * None of the breakpoints are in user space.
1085          */
1086         return 0;
1087 }
1088
1089 #endif
1090
1091 void
1092 identcpu(void)
1093 {
1094         int regs[4];
1095
1096         do_cpuid(1, regs);
1097         cpu_feature = regs[3];
1098 }
1099
1100
1101 #ifndef DDB
1102 void
1103 Debugger(const char *msg)
1104 {
1105         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
1106 }
1107 #endif /* no DDB */