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_flags & 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         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
 923                 return EINVAL;
 924         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
 925         return (0);
 926 }
 927
 928 int
 929 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
 930 {
 931         struct trapframe *tp;
 932
 933         tp = lp->lwp_md.md_regs;
 934         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
 935             !CS_SECURE(regs->r_cs))
 936                 return (EINVAL);
 937         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
 938         return (0);
 939 }
 940
 941 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 942 static void
 943 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
 944 {
 945         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
 946         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
 947         int i;
 948
 949         /* FPU control/status */
 950         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
 951         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
 952         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
 953         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
 954         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
 955         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
 956         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
 957         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
 958
 959         /* FPU registers */
 960         for (i = 0; i < 8; ++i)
 961                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
 962 }
 963
 964 static void
 965 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
 966 {
 967         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
 968         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
 969         int i;
 970
 971         /* FPU control/status */
 972         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
 973         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
 974         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
 975         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
 976         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
 977         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
 978         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
 979         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
 980
 981         /* FPU registers */
 982         for (i = 0; i < 8; ++i)
 983                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
 984 }
 985 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 986
 987 int
 988 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
 989 {
 990         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
 991                 return EINVAL;
 992 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 993         if (cpu_fxsr) {
 994                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
 995                                 (struct save87 *)fpregs);
 996                 return (0);
 997         }
 998 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 999         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
1000         return (0);
1001 }
1002
1003 int
1004 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1005 {
1006 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1007         if (cpu_fxsr) {
1008                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
1009                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
1010                 return (0);
1011         }
1012 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1013         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
1014         return (0);
1015 }
1016
1017 int
1018 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1019 {
1020         return (ENOSYS);
1021 }
1022
1023 int
1024 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1025 {
1026         return (ENOSYS);
1027 }
1028
1029 #if 0
1030 /*
1031  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1032  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1033  */
1034 int
1035 user_dbreg_trap(void)
1036 {
1037         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1038         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1039         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1040         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1041         int i;
1042
1043         dr7 = rdr7();
1044         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1045                 /*
1046                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1047                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1048                  * hardware debug registers
1049                  */
1050                 return 0;
1051         }
1052
1053         nbp = 0;
1054         dr6 = rdr6();
1055         bp = dr6 & 0x0000000f;
1056
1057         if (!bp) {
1058                 /*
1059                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1060                  * trap was not caused by any of the debug registers
1061                  */
1062                 return 0;
1063         }
1064
1065         /*
1066          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1067          * which ones and if any of them are user space addresses
1068          */
1069
1070         if (bp & 0x01) {
1071                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1072         }
1073         if (bp & 0x02) {
1074                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1075         }
1076         if (bp & 0x04) {
1077                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1078         }
1079         if (bp & 0x08) {
1080                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1081         }
1082
1083         for (i=0; i<nbp; i++) {
1084                 if (addr[i] <
1085                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1086                         /*
1087                          * addr[i] is in user space
1088                          */
1089                         return nbp;
1090                 }
1091         }
1092
1093         /*
1094          * None of the breakpoints are in user space.
1095          */
1096         return 0;
1097 }
1098
1099 #endif
1100
1101 void
1102 identcpu(void)
1103 {
1104         int regs[4];
1105
1106         do_cpuid(1, regs);
1107         cpu_feature = regs[3];
1108 }
1109
1110
1111 #ifndef DDB
1112 void
1113 Debugger(const char *msg)
1114 {
1115         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
1116 }
1117 #endif /* no DDB */