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  * $DragonFly: src/sys/platform/vkernel/i386/cpu_regs.c,v 1.29 2008/06/06 13:19:25 swildner Exp $
  41  */
  42
  43 #include "use_ether.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_atalk.h"
  46 #include "opt_compat.h"
  47 #include "opt_ddb.h"
  48 #include "opt_directio.h"
  49 #include "opt_inet.h"
  50 #include "opt_ipx.h"
  51 #include "opt_msgbuf.h"
  52 #include "opt_swap.h"
  53
  54 #include <sys/param.h>
  55 #include <sys/systm.h>
  56 #include <sys/sysproto.h>
  57 #include <sys/signalvar.h>
  58 #include <sys/kernel.h>
  59 #include <sys/linker.h>
  60 #include <sys/malloc.h>
  61 #include <sys/proc.h>
  62 #include <sys/buf.h>
  63 #include <sys/reboot.h>
  64 #include <sys/mbuf.h>
  65 #include <sys/msgbuf.h>
  66 #include <sys/sysent.h>
  67 #include <sys/sysctl.h>
  68 #include <sys/vmmeter.h>
  69 #include <sys/bus.h>
  70 #include <sys/upcall.h>
  71 #include <sys/usched.h>
  72 #include <sys/reg.h>
  73
  74 #include <vm/vm.h>
  75 #include <vm/vm_param.h>
  76 #include <sys/lock.h>
  77 #include <vm/vm_kern.h>
  78 #include <vm/vm_object.h>
  79 #include <vm/vm_page.h>
  80 #include <vm/vm_map.h>
  81 #include <vm/vm_pager.h>
  82 #include <vm/vm_extern.h>
  83
  84 #include <sys/thread2.h>
  85 #include <sys/mplock2.h>
  86
  87 #include <sys/user.h>
  88 #include <sys/exec.h>
  89 #include <sys/cons.h>
  90
  91 #include <ddb/ddb.h>
  92
  93 #include <machine/cpu.h>
  94 #include <machine/clock.h>
  95 #include <machine/specialreg.h>
  96 #include <machine/md_var.h>
  97 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
  98 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
  99 #include <machine/smp.h>
 100 #ifdef PERFMON
 101 #include <machine/perfmon.h>
 102 #endif
 103 #include <machine/cputypes.h>
 104
 105 #include <bus/isa/rtc.h>
 106 #include <sys/random.h>
 107 #include <sys/ptrace.h>
 108 #include <machine/sigframe.h>
 109 #include <unistd.h>             /* umtx_* functions */
 110
 111 extern void dblfault_handler (void);
 112
 113 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 114 static void set_fpregs_xmm (struct save87 *, struct savexmm *);
 115 static void fill_fpregs_xmm (struct savexmm *, struct save87 *);
 116 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 117 #ifdef DIRECTIO
 118 extern void ffs_rawread_setup(void);
 119 #endif /* DIRECTIO */
 120
 121 #ifdef SMP
 122 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 123 #else
 124 int64_t tsc_offsets[1];
 125 #endif
 126
 127 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 128 extern int swtch_optim_stats;
 129 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 130         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 131 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 132         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 133 #endif
 134
 135 static int
 136 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 137 {
 138         /* JG */
 139         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob((int)Maxmem), req);
 140         return (error);
 141 }
 142
 143 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 144         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 145
 146 static int
 147 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 148 {
 149         /* JG */
 150         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 151                 ctob((int)Maxmem - vmstats.v_wire_count), req);
 152         return (error);
 153 }
 154
 155 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 156         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 157
 158 SYSCTL_ULONG(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLFLAG_RD, &Maxmem, 0, "");
 159
 160 #if 0
 161
 162 static int
 163 sysctl_machdep_msgbuf(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 164 {
 165         int error;
 166
 167         /* Unwind the buffer, so that it's linear (possibly starting with
 168          * some initial nulls).
 169          */
 170         error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr+msgbufp->msg_bufr,
 171                 msgbufp->msg_size-msgbufp->msg_bufr,req);
 172         if(error) return(error);
 173         if(msgbufp->msg_bufr>0) {
 174                 error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr,
 175                         msgbufp->msg_bufr,req);
 176         }
 177         return(error);
 178 }
 179
 180 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RD,
 181         0, 0, sysctl_machdep_msgbuf, "A","Contents of kernel message buffer");
 182
 183 static int msgbuf_clear;
 184
 185 static int
 186 sysctl_machdep_msgbuf_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 187 {
 188         int error;
 189         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
 190                 req);
 191         if (!error && req->newptr) {
 192                 /* Clear the buffer and reset write pointer */
 193                 bzero(msgbufp->msg_ptr,msgbufp->msg_size);
 194                 msgbufp->msg_bufr=msgbufp->msg_bufx=0;
 195                 msgbuf_clear=0;
 196         }
 197         return (error);
 198 }
 199
 200 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf_clear, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 201         &msgbuf_clear, 0, sysctl_machdep_msgbuf_clear, "I",
 202         "Clear kernel message buffer");
 203
 204 #endif
 205
 206 /*
 207  * Send an interrupt to process.
 208  *
 209  * Stack is set up to allow sigcode stored
 210  * at top to call routine, followed by kcall
 211  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 212  * resets the signal mask, the stack, and the
 213  * frame pointer, it returns to the user
 214  * specified pc, psl.
 215  */
 216 void
 217 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 218 {
 219         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 220         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 221         struct trapframe *regs;
 222         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 223         struct sigframe sf, *sfp;
 224         int oonstack;
 225         char *sp;
 226
 227         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 228         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 229
 230         /* Save user context */
 231         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 232         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 233         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 234         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 235         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 236         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 237
 238         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 239         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 240
 241         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 242         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 243                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 244
 245         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 246         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 247             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 248                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 249                               sizeof(struct sigframe));
 250                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 251         } else {
 252                 /* We take red zone into account */
 253                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 254         }
 255
 256         /* Align to 16 bytes */
 257         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
 258
 259         /* Translate the signal is appropriate */
 260         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 261                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 262                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 263         }
 264
 265         /*
 266          * Build the argument list for the signal handler.
 267          *
 268          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 269          */
 270         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 271         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 272
 273         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 274                 /*
 275                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 276                  *
 277                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 278                  */
 279                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 280                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
 281                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 282
 283                 /* fill siginfo structure */
 284                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 285                 sf.sf_si.si_code = code;
 286                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_err;
 287         } else {
 288                 /*
 289                  * Old FreeBSD-style arguments.
 290                  *
 291                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 292                  */
 293                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 294                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
 295                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 296         }
 297
 298 #if 0
 299         /*
 300          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 301          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 302          * eflags.
 303          */
 304         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 305                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 306                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 307
 308                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 309                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 310                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 311                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 312
 313                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 314                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 315                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 316                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 317
 318                 /*
 319                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 320                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 321                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 322                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 323                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 324                  */
 325                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 326         }
 327 #endif
 328
 329         /*
 330          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 331          */
 332         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 333
 334         /*
 335          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 336          */
 337         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 338                 /*
 339                  * Something is wrong with the stack pointer.
 340                  * ...Kill the process.
 341                  */
 342                 sigexit(lp, SIGILL);
 343         }
 344
 345         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 346         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 347
 348         /*
 349          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 350          * on function entry
 351          */
 352         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 353
 354         /*
 355          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 356          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 357          * stored in-context.
 358          */
 359         regs->tf_cs = _ucodesel;
 360         regs->tf_ss = _udatasel;
 361 }
 362
 363 /*
 364  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 365  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 366  * issue.
 367  *
 368  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 369  * bad idea?
 370  */
 371 int
 372 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 373 {
 374         frame->tf_cs = _ucodesel;
 375         frame->tf_ss = _udatasel;
 376         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 377         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 378         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 379
 380         return(0);
 381 }
 382
 383 /*
 384  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 385  * on us.  For AMD64 we don't have to do anything.
 386  */
 387 int
 388 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 389 {
 390         return(0);
 391 }
 392
 393 /*
 394  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 395  *
 396  * System call to cleanup state after a signal
 397  * has been taken.  Reset signal mask and
 398  * stack state from context left by sendsig (above).
 399  * Return to previous pc and psl as specified by
 400  * context left by sendsig. Check carefully to
 401  * make sure that the user has not modified the
 402  * state to gain improper privileges.
 403  */
 404 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 405 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 406
 407 int
 408 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 409 {
 410         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 411         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 412         struct trapframe *regs;
 413         ucontext_t uc;
 414         ucontext_t *ucp;
 415         register_t rflags;
 416         int cs;
 417         int error;
 418
 419         /*
 420          * We have to copy the information into kernel space so userland
 421          * can't modify it while we are sniffing it.
 422          */
 423         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 424         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 425         if (error)
 426                 return (error);
 427         ucp = &uc;
 428         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 429
 430         /* VM (8086) mode not supported */
 431         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 432
 433 #if 0
 434         if (eflags & PSL_VM) {
 435                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 436                 struct vm86_kernel *vm86;
 437
 438                 /*
 439                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 440                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 441                  */
 442                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 443                         return (EINVAL);
 444                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 445                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 446                         return (EINVAL);
 447
 448                 /* go back to user mode if both flags are set */
 449                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 450                         trapsignal(lp->lwp_proc, SIGBUS, 0);
 451
 452                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 453                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 454                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 455                 } else {
 456                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 457                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |                                         (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 458                 }
 459                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 460                 tf->tf_eflags = eflags;
 461                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 462                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 463                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 464                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 465                 tf->tf_ds = _udatasel;
 466                 tf->tf_es = _udatasel;
 467 #if 0
 468                 tf->tf_fs = _udatasel;
 469                 tf->tf_gs = _udatasel;
 470 #endif
 471         } else
 472 #endif
 473         {
 474                 /*
 475                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 476                  */
 477                 /*
 478                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 479                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 480                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 481                  * the signal context during signal handling and there is no
 482                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 483                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 484                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 485                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 486                  */
 487                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 488                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 489                         return(EINVAL);
 490                 }
 491
 492                 /*
 493                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 494                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 495                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 496                  */
 497                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 498                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 499                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 500                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 501                         return(EINVAL);
 502                 }
 503                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
 504         }
 505
 506         /*
 507          * Restore the FPU state from the frame
 508          */
 509         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 510
 511         /*
 512          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 513          * semantics against system calls.
 514          */
 515         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 516                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 517
 518         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 519                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 520         else
 521                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 522
 523         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 524         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 525         return(EJUSTRETURN);
 526 }
 527
 528 /*
 529  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
 530  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
 531  * already been pushed on the stack.
 532  */
 533 struct upc_frame {
 534         register_t      rax;
 535         register_t      rcx;
 536         register_t      rdx;
 537         register_t      flags;
 538         register_t      oldip;
 539 };
 540
 541 void
 542 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 543 {
 544         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 545         struct trapframe *regs;
 546         struct upcall upcall;
 547         struct upc_frame upc_frame;
 548         int     crit_count = 0;
 549
 550         /*
 551          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 552          * context, switch back to the virtual kernel context before
 553          * trying to post the signal.
 554          */
 555         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 556                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 557                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 558         }
 559
 560         /*
 561          * Get the upcall data structure
 562          */
 563         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 564             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 565         ) {
 566                 vu->vu_pending = 0;
 567                 kprintf("bad upcall address\n");
 568                 return;
 569         }
 570
 571         /*
 572          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 573          * section count, mark the data structure as pending and return
 574          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 575          */
 576         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 577                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 578                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 579                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 580                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 581                 }
 582                 return;
 583         }
 584
 585         /*
 586          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 587          *
 588          * Bump our critical section count and set or clear the
 589          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 590          * pending.  The user will be responsible for calling
 591          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 592          */
 593         vu->vu_pending = 0;
 594         upcall.upc_pending = morepending;
 595         crit_count += TDPRI_CRIT;
 596         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 597                 sizeof(upcall.upc_pending));
 598         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 599                 sizeof(int));
 600
 601         /*
 602          * Construct a stack frame and issue the upcall
 603          */
 604         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 605         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
 606         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
 607         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
 608         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
 609         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
 610         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
 611             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 612                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 613         } else {
 614                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
 615                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
 616                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 617                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
 618                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
 619         }
 620 }
 621
 622 /*
 623  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 624  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 625  * being overwritten by the syscall return value.
 626  *
 627  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 628  * and the function pointer in %eax.
 629  */
 630 int
 631 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 632 {
 633         struct upc_frame upc_frame;
 634         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 635         struct trapframe *regs;
 636         int error;
 637         struct upcall upcall;
 638         int crit_count;
 639
 640         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 641
 642         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 643         if (error == 0) {
 644             if (vu) {
 645                 /*
 646                  * This jumps us to the next ready context.
 647                  */
 648                 vu->vu_pending = 0;
 649                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 650                 crit_count = 0;
 651                 if (error == 0)
 652                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 653                 crit_count += TDPRI_CRIT;
 654                 if (error == 0)
 655                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 656                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
 657                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
 658                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 659                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
 660                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
 661             } else {
 662                 /*
 663                  * This returns us to the originally interrupted code.
 664                  */
 665                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 666                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
 667                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
 668                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
 669                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 670                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 671                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
 672                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 673             }
 674         }
 675         if (error == 0)
 676                 error = EJUSTRETURN;
 677         return(error);
 678 }
 679
 680 /*
 681  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 682  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 683  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 684  *
 685  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 686  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 687  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 688  * critical section.
 689  *
 690  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
 691  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
 692  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
 693  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 694  */
 695 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 696 static int      cpu_idle_hltcnt;
 697 static int      cpu_idle_spincnt;
 698 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 699     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 700 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 701     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 702 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 703     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 704
 705 void
 706 cpu_idle(void)
 707 {
 708         struct thread *td = curthread;
 709         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
 710
 711         crit_exit();
 712         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
 713         cpu_enable_intr();
 714         for (;;) {
 715                 /*
 716                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 717                  */
 718                 lwkt_switch();
 719
 720                 /*
 721                  * The idle loop halts only if no threads are scheduleable
 722                  * and no signals have occured.
 723                  */
 724                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
 725                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
 726                         splz();
 727                         if (!lwkt_runnable()) {
 728 #ifdef DEBUGIDLE
 729                                 struct timeval tv1, tv2;
 730                                 gettimeofday(&tv1, NULL);
 731 #endif
 732                                 umtx_sleep(&gd->mi.gd_runqmask, 0, 1000000);
 733 #ifdef DEBUGIDLE
 734                                 gettimeofday(&tv2, NULL);
 735                                 if (tv2.tv_usec - tv1.tv_usec +
 736                                     (tv2.tv_sec - tv1.tv_sec) * 1000000
 737                                     > 500000) {
 738                                         kprintf("cpu %d idlelock %08x %08x\n",
 739                                                 gd->mi.gd_cpuid,
 740                                                 gd->mi.gd_runqmask,
 741                                                 gd->gd_fpending);
 742                                 }
 743 #endif
 744                         }
 745 #ifdef SMP
 746                         else {
 747                             __asm __volatile("pause");
 748                         }
 749 #endif
 750                         ++cpu_idle_hltcnt;
 751                 } else {
 752                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
 753                         splz();
 754 #ifdef SMP
 755                         /*__asm __volatile("sti; pause");*/
 756                         __asm __volatile("pause");
 757 #else
 758                         /*__asm __volatile("sti");*/
 759 #endif
 760                         ++cpu_idle_spincnt;
 761                 }
 762         }
 763 }
 764
 765 #ifdef SMP
 766
 767 /*
 768  * Called by the LWKT switch core with a critical section held if the only
 769  * schedulable thread needs the MP lock and we couldn't get it.  On
 770  * a real cpu we just spin in the scheduler.  In the virtual kernel
 771  * we sleep for a bit.
 772  */
 773 void
 774 cpu_mplock_contested(void)
 775 {
 776         usleep(1000);
 777 }
 778
 779 /*
 780  * Called by the spinlock code with or without a critical section held
 781  * when a spinlock is found to be seriously constested.
 782  *
 783  * We need to enter a critical section to prevent signals from recursing
 784  * into pthreads.
 785  */
 786 void
 787 cpu_spinlock_contested(void)
 788 {
 789         crit_enter();
 790         usleep(1000);
 791         crit_exit();
 792 }
 793
 794 #endif
 795
 796 /*
 797  * Clear registers on exec
 798  */
 799 void
 800 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 801 {
 802         struct thread *td = curthread;
 803         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 804         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 805         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 806
 807         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
 808         user_ldt_free(pcb);
 809
 810         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 811         regs->tf_rip = entry;
 812         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
 813         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
 814         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
 815         regs->tf_ss = _udatasel;
 816         regs->tf_cs = _ucodesel;
 817         regs->tf_rbx = ps_strings;
 818
 819         /*
 820          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 821          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 822          */
 823         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 824                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 825                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 826                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 827                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 828                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 829                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
 830                 if (pcb == td->td_pcb) {
 831                         /*
 832                          * Clear the debug registers on the running
 833                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 834                          * the next process we switch to.
 835                          */
 836                         reset_dbregs();
 837                 }
 838                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 839         }
 840
 841         /*
 842          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
 843          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
 844          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
 845          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
 846          * emulators don't provide an entry point for initialization.
 847          */
 848         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
 849
 850         /*
 851          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
 852          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
 853          *       may panic in npxdna().
 854          */
 855         crit_enter();
 856 #if 0
 857         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
 858 #endif
 859
 860         /*
 861          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
 862          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
 863          *       code knows what the current MSR values are.
 864          */
 865         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
 866         pcb->pcb_gsbase = 0;
 867         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
 868         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
 869         crit_exit();
 870
 871         /*
 872          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
 873          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
 874          * return value to 0.
 875          */
 876 }
 877
 878 void
 879 cpu_setregs(void)
 880 {
 881 #if 0
 882         unsigned int cr0;
 883
 884         cr0 = rcr0();
 885         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
 886         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
 887         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
 888         load_cr0(cr0);
 889         load_gs(_udatasel);
 890 #endif
 891 }
 892
 893 static int
 894 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 895 {
 896         int error;
 897         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
 898                 req);
 899         if (!error && req->newptr)
 900                 resettodr();
 901         return (error);
 902 }
 903
 904 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 905         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
 906
 907 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
 908 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
 909         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
 910
 911 /*
 912  * Initialize 386 and configure to run kernel
 913  */
 914
 915 /*
 916  * Initialize segments & interrupt table
 917  */
 918
 919 extern  struct user *proc0paddr;
 920
 921 #if 0
 922
 923 extern inthand_t
 924         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
 925         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
 926         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
 927         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
 928         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
 929         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
 930 #endif
 931
 932 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
 933 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
 934 #endif
 935
 936 int
 937 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
 938 {
 939         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
 940         return (0);
 941 }
 942
 943 int
 944 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
 945 {
 946         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
 947         return (0);
 948 }
 949
 950 int
 951 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
 952 {
 953         struct pcb *pcb;
 954         struct trapframe *tp;
 955
 956         tp = lp->lwp_md.md_regs;
 957         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
 958
 959         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
 960         return (0);
 961 }
 962
 963 int
 964 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
 965 {
 966         struct pcb *pcb;
 967         struct trapframe *tp;
 968
 969         tp = lp->lwp_md.md_regs;
 970         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
 971             !CS_SECURE(regs->r_cs))
 972                 return (EINVAL);
 973         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
 974         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
 975         return (0);
 976 }
 977
 978 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 979 static void
 980 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
 981 {
 982         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
 983         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
 984         int i;
 985
 986         /* FPU control/status */
 987         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
 988         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
 989         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
 990         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
 991         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
 992         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
 993         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
 994         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
 995
 996         /* FPU registers */
 997         for (i = 0; i < 8; ++i)
 998                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
 999
1000         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
1001 }
1002
1003 static void
1004 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1005 {
1006         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1007         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1008         int i;
1009
1010         /* FPU control/status */
1011         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1012         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1013         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
1014         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
1015         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
1016         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
1017         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
1018         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
1019
1020         /* FPU registers */
1021         for (i = 0; i < 8; ++i)
1022                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
1023
1024         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
1025 }
1026 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1027
1028 int
1029 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1030 {
1031 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1032         if (cpu_fxsr) {
1033                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
1034                                 (struct save87 *)fpregs);
1035                 return (0);
1036         }
1037 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1038         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
1039         return (0);
1040 }
1041
1042 int
1043 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1044 {
1045 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1046         if (cpu_fxsr) {
1047                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
1048                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
1049                 return (0);
1050         }
1051 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1052         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
1053         return (0);
1054 }
1055
1056 int
1057 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1058 {
1059         return (ENOSYS);
1060 }
1061
1062 int
1063 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1064 {
1065         return (ENOSYS);
1066 }
1067
1068 #if 0
1069 /*
1070  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1071  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1072  */
1073 int
1074 user_dbreg_trap(void)
1075 {
1076         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1077         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1078         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1079         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1080         int i;
1081
1082         dr7 = rdr7();
1083         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1084                 /*
1085                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1086                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1087                  * hardware debug registers
1088                  */
1089                 return 0;
1090         }
1091
1092         nbp = 0;
1093         dr6 = rdr6();
1094         bp = dr6 & 0x0000000f;
1095
1096         if (!bp) {
1097                 /*
1098                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1099                  * trap was not caused by any of the debug registers
1100                  */
1101                 return 0;
1102         }
1103
1104         /*
1105          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1106          * which ones and if any of them are user space addresses
1107          */
1108
1109         if (bp & 0x01) {
1110                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1111         }
1112         if (bp & 0x02) {
1113                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1114         }
1115         if (bp & 0x04) {
1116                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1117         }
1118         if (bp & 0x08) {
1119                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1120         }
1121
1122         for (i=0; i<nbp; i++) {
1123                 if (addr[i] <
1124                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1125                         /*
1126                          * addr[i] is in user space
1127                          */
1128                         return nbp;
1129                 }
1130         }
1131
1132         /*
1133          * None of the breakpoints are in user space.
1134          */
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 #endif
1139
1140 void
1141 identcpu(void)
1142 {
1143         int regs[4];
1144
1145         do_cpuid(1, regs);
1146         cpu_feature = regs[3];
1147 }
1148
1149
1150 #ifndef DDB
1151 void
1152 Debugger(const char *msg)
1153 {
1154         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
1155 }
1156 #endif /* no DDB */