sys/i386/i386/swtch.s

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   6  * William Jolitz.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  17  *    must display the following acknowledgement:
  18  *      This product includes software developed by the University of
  19  *      California, Berkeley and its contributors.
  20  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  21  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  22  *    without specific prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/swtch.s,v 1.89.2.10 2003/01/23 03:36:24 ps Exp $
  37  * $DragonFly: src/sys/i386/i386/Attic/swtch.s,v 1.2 2003/06/17 04:28:35 dillon Exp $
  38  */
  39
  40 #include "npx.h"
  41 #include "opt_user_ldt.h"
  42
  43 #include <sys/rtprio.h>
  44
  45 #include <machine/asmacros.h>
  46 #include <machine/ipl.h>
  47
  48 #ifdef SMP
  49 #include <machine/pmap.h>
  50 #include <machine/smptests.h>           /** GRAB_LOPRIO */
  51 #include <machine/apic.h>
  52 #include <machine/lock.h>
  53 #endif /* SMP */
  54
  55 #include "assym.s"
  56
  57
  58 /*****************************************************************************/
  59 /* Scheduling                                                                */
  60 /*****************************************************************************/
  61
  62         .data
  63
  64         .globl  _hlt_vector
  65 _hlt_vector:    .long   _cpu_idle       /* pointer to halt routine */
  66
  67         .globl  _panic
  68
  69 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
  70         .globl  _swtch_optim_stats, _tlb_flush_count
  71 _swtch_optim_stats:     .long   0               /* number of _swtch_optims */
  72 _tlb_flush_count:       .long   0
  73 #endif
  74
  75         .text
  76
  77 /*
  78  * When no processes are on the runq, cpu_switch() branches to _idle
  79  * to wait for something to come ready.
  80  */
  81         ALIGN_TEXT
  82         .type   _idle,@function
  83 _idle:
  84         xorl    %ebp,%ebp
  85         movl    %ebp,_switchtime
  86
  87 #ifdef SMP
  88
  89         /* when called, we have the mplock, intr disabled */
  90         /* use our idleproc's "context" */
  91         movl    _IdlePTD, %ecx
  92         movl    %cr3, %eax
  93         cmpl    %ecx, %eax
  94         je              2f
  95 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
  96         decl    _swtch_optim_stats
  97         incl    _tlb_flush_count
  98 #endif
  99         movl    %ecx, %cr3
 100 2:
 101         /* Keep space for nonexisting return addr, or profiling bombs */
 102         movl    $gd_idlestack_top-4, %ecx
 103         addl    %fs:0, %ecx
 104         movl    %ecx, %esp
 105
 106         /* update common_tss.tss_esp0 pointer */
 107         movl    %ecx, _common_tss + TSS_ESP0
 108
 109         movl    _cpuid, %esi
 110         btrl    %esi, _private_tss
 111         jae     1f
 112
 113         movl    $gd_common_tssd, %edi
 114         addl    %fs:0, %edi
 115
 116         /* move correct tss descriptor into GDT slot, then reload tr */
 117         movl    _tss_gdt, %ebx                  /* entry in GDT */
 118         movl    0(%edi), %eax
 119         movl    %eax, 0(%ebx)
 120         movl    4(%edi), %eax
 121         movl    %eax, 4(%ebx)
 122         movl    $GPROC0_SEL*8, %esi             /* GSEL(entry, SEL_KPL) */
 123         ltr     %si
 124 1:
 125
 126         sti
 127
 128         /*
 129          * XXX callers of cpu_switch() do a bogus splclock().  Locking should
 130          * be left to cpu_switch().
 131          *
 132          * NOTE: spl*() may only be called while we hold the MP lock (which
 133          * we do).
 134          */
 135         call    _spl0
 136
 137         cli
 138
 139         /*
 140          * _REALLY_ free the lock, no matter how deep the prior nesting.
 141          * We will recover the nesting on the way out when we have a new
 142          * proc to load.
 143          *
 144          * XXX: we had damn well better be sure we had it before doing this!
 145          */
 146         movl    $FREE_LOCK, %eax
 147         movl    %eax, _mp_lock
 148
 149         /* do NOT have lock, intrs disabled */
 150         .globl  idle_loop
 151 idle_loop:
 152
 153         cmpl    $0,_smp_active
 154         jne     1f
 155         cmpl    $0,_cpuid
 156         je      1f
 157         jmp     2f
 158
 159 1:
 160         call    _procrunnable
 161         testl   %eax,%eax
 162         jnz     3f
 163
 164         /*
 165          * Handle page-zeroing in the idle loop.  Called with interrupts
 166          * disabled and the MP lock released.  Inside vm_page_zero_idle
 167          * we enable interrupts and grab the mplock as required.
 168          */
 169         cmpl    $0,_do_page_zero_idle
 170         je      2f
 171
 172         call    _vm_page_zero_idle              /* internal locking */
 173         testl   %eax, %eax
 174         jnz     idle_loop
 175 2:
 176
 177         /* enable intrs for a halt */
 178         movl    $0, lapic_tpr                   /* 1st candidate for an INT */
 179         call    *_hlt_vector                    /* wait for interrupt */
 180         cli
 181         jmp     idle_loop
 182
 183         /*
 184          * Note that interrupts must be enabled while obtaining the MP lock
 185          * in order to be able to take IPI's while blocked.
 186          */
 187 3:
 188 #ifdef GRAB_LOPRIO
 189         movl    $LOPRIO_LEVEL, lapic_tpr        /* arbitrate for INTs */
 190 #endif
 191         sti
 192         call    _get_mplock
 193         cli
 194         call    _procrunnable
 195         testl   %eax,%eax
 196         CROSSJUMP(jnz, sw1a, jz)
 197         call    _rel_mplock
 198         jmp     idle_loop
 199
 200 #else /* !SMP */
 201
 202         movl    $HIDENAME(tmpstk),%esp
 203 #if defined(OVERLY_CONSERVATIVE_PTD_MGMT)
 204 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 205         incl    _swtch_optim_stats
 206 #endif
 207         movl    _IdlePTD, %ecx
 208         movl    %cr3, %eax
 209         cmpl    %ecx, %eax
 210         je              2f
 211 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 212         decl    _swtch_optim_stats
 213         incl    _tlb_flush_count
 214 #endif
 215         movl    %ecx, %cr3
 216 2:
 217 #endif
 218
 219         /* update common_tss.tss_esp0 pointer */
 220         movl    %esp, _common_tss + TSS_ESP0
 221
 222         movl    $0, %esi
 223         btrl    %esi, _private_tss
 224         jae     1f
 225
 226         movl    $_common_tssd, %edi
 227
 228         /* move correct tss descriptor into GDT slot, then reload tr */
 229         movl    _tss_gdt, %ebx                  /* entry in GDT */
 230         movl    0(%edi), %eax
 231         movl    %eax, 0(%ebx)
 232         movl    4(%edi), %eax
 233         movl    %eax, 4(%ebx)
 234         movl    $GPROC0_SEL*8, %esi             /* GSEL(entry, SEL_KPL) */
 235         ltr     %si
 236 1:
 237
 238         sti
 239
 240         /*
 241          * XXX callers of cpu_switch() do a bogus splclock().  Locking should
 242          * be left to cpu_switch().
 243          */
 244         call    _spl0
 245
 246         ALIGN_TEXT
 247 idle_loop:
 248         cli
 249         call    _procrunnable
 250         testl   %eax,%eax
 251         CROSSJUMP(jnz, sw1a, jz)
 252 #ifdef  DEVICE_POLLING
 253         call    _idle_poll
 254 #else   /* standard code */
 255         call    _vm_page_zero_idle
 256 #endif
 257         testl   %eax, %eax
 258         jnz     idle_loop
 259         call    *_hlt_vector                    /* wait for interrupt */
 260         jmp     idle_loop
 261
 262 #endif /* SMP */
 263
 264 CROSSJUMPTARGET(_idle)
 265
 266 #if 0
 267
 268 ENTRY(default_halt)
 269         sti
 270 #ifndef SMP
 271         hlt                                     /* XXX:  until a wakeup IPI */
 272 #endif
 273         ret
 274
 275 #endif
 276
 277 /*
 278  * cpu_switch()
 279  */
 280 ENTRY(cpu_switch)
 281
 282         /* switch to new process. first, save context as needed */
 283         movl    _curproc,%ecx
 284
 285         /* if no process to save, don't bother */
 286         testl   %ecx,%ecx
 287         je      sw1
 288
 289 #ifdef SMP
 290         movb    P_ONCPU(%ecx), %al              /* save "last" cpu */
 291         movb    %al, P_LASTCPU(%ecx)
 292         movb    $0xff, P_ONCPU(%ecx)            /* "leave" the cpu */
 293 #endif /* SMP */
 294         movl    P_VMSPACE(%ecx), %edx
 295 #ifdef SMP
 296         movl    _cpuid, %eax
 297 #else
 298         xorl    %eax, %eax
 299 #endif /* SMP */
 300         btrl    %eax, VM_PMAP+PM_ACTIVE(%edx)
 301
 302         movl    P_ADDR(%ecx),%edx
 303
 304         movl    (%esp),%eax                     /* Hardware registers */
 305         movl    %eax,PCB_EIP(%edx)
 306         movl    %ebx,PCB_EBX(%edx)
 307         movl    %esp,PCB_ESP(%edx)
 308         movl    %ebp,PCB_EBP(%edx)
 309         movl    %esi,PCB_ESI(%edx)
 310         movl    %edi,PCB_EDI(%edx)
 311         movl    %gs,PCB_GS(%edx)
 312
 313         /* test if debug regisers should be saved */
 314         movb    PCB_FLAGS(%edx),%al
 315         andb    $PCB_DBREGS,%al
 316         jz      1f                              /* no, skip over */
 317         movl    %dr7,%eax                       /* yes, do the save */
 318         movl    %eax,PCB_DR7(%edx)
 319         andl    $0x0000fc00, %eax               /* disable all watchpoints */
 320         movl    %eax,%dr7
 321         movl    %dr6,%eax
 322         movl    %eax,PCB_DR6(%edx)
 323         movl    %dr3,%eax
 324         movl    %eax,PCB_DR3(%edx)
 325         movl    %dr2,%eax
 326         movl    %eax,PCB_DR2(%edx)
 327         movl    %dr1,%eax
 328         movl    %eax,PCB_DR1(%edx)
 329         movl    %dr0,%eax
 330         movl    %eax,PCB_DR0(%edx)
 331 1:
 332
 333 #ifdef SMP
 334         movl    _mp_lock, %eax
 335         /* XXX FIXME: we should be saving the local APIC TPR */
 336 #ifdef DIAGNOSTIC
 337         cmpl    $FREE_LOCK, %eax                /* is it free? */
 338         je      badsw4                          /* yes, bad medicine! */
 339 #endif /* DIAGNOSTIC */
 340         andl    $COUNT_FIELD, %eax              /* clear CPU portion */
 341         movl    %eax, PCB_MPNEST(%edx)          /* store it */
 342 #endif /* SMP */
 343
 344 #if NNPX > 0
 345         /* have we used fp, and need a save? */
 346         cmpl    %ecx,_npxproc
 347         jne     1f
 348         addl    $PCB_SAVEFPU,%edx               /* h/w bugs make saving complicated */
 349         pushl   %edx
 350         call    _npxsave                        /* do it in a big C function */
 351         popl    %eax
 352 1:
 353 #endif  /* NNPX > 0 */
 354
 355         movl    $0,_curproc                     /* out of process */
 356
 357         /* save is done, now choose a new process or idle */
 358 sw1:
 359         cli
 360
 361 #ifdef SMP
 362         /* Stop scheduling if smp_active goes zero and we are not BSP */
 363         cmpl    $0,_smp_active
 364         jne     1f
 365         cmpl    $0,_cpuid
 366         CROSSJUMP(je, _idle, jne)               /* wind down */
 367 1:
 368 #endif
 369
 370 sw1a:
 371         call    _chooseproc                     /* trash ecx, edx, ret eax*/
 372         testl   %eax,%eax
 373         CROSSJUMP(je, _idle, jne)               /* if no proc, idle */
 374         movl    %eax,%ecx
 375
 376         xorl    %eax,%eax
 377         andl    $~AST_RESCHED,_astpending
 378
 379 #ifdef  DIAGNOSTIC
 380         cmpl    %eax,P_WCHAN(%ecx)
 381         jne     badsw1
 382         cmpb    $SRUN,P_STAT(%ecx)
 383         jne     badsw2
 384 #endif
 385
 386         movl    P_ADDR(%ecx),%edx
 387
 388 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 389         incl    _swtch_optim_stats
 390 #endif
 391         /* switch address space */
 392         movl    %cr3,%ebx
 393         cmpl    PCB_CR3(%edx),%ebx
 394         je      4f
 395 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 396         decl    _swtch_optim_stats
 397         incl    _tlb_flush_count
 398 #endif
 399         movl    PCB_CR3(%edx),%ebx
 400         movl    %ebx,%cr3
 401 4:
 402
 403 #ifdef SMP
 404         movl    _cpuid, %esi
 405 #else
 406         xorl    %esi, %esi
 407 #endif
 408         cmpl    $0, PCB_EXT(%edx)               /* has pcb extension? */
 409         je      1f
 410         btsl    %esi, _private_tss              /* mark use of private tss */
 411         movl    PCB_EXT(%edx), %edi             /* new tss descriptor */
 412         jmp     2f
 413 1:
 414
 415         /* update common_tss.tss_esp0 pointer */
 416         movl    %edx, %ebx                      /* pcb */
 417         addl    $(UPAGES * PAGE_SIZE - 16), %ebx
 418         movl    %ebx, _common_tss + TSS_ESP0
 419
 420         btrl    %esi, _private_tss
 421         jae     3f
 422 #ifdef SMP
 423         movl    $gd_common_tssd, %edi
 424         addl    %fs:0, %edi
 425 #else
 426         movl    $_common_tssd, %edi
 427 #endif
 428 2:
 429         /* move correct tss descriptor into GDT slot, then reload tr */
 430         movl    _tss_gdt, %ebx                  /* entry in GDT */
 431         movl    0(%edi), %eax
 432         movl    %eax, 0(%ebx)
 433         movl    4(%edi), %eax
 434         movl    %eax, 4(%ebx)
 435         movl    $GPROC0_SEL*8, %esi             /* GSEL(entry, SEL_KPL) */
 436         ltr     %si
 437 3:
 438         movl    P_VMSPACE(%ecx), %ebx
 439 #ifdef SMP
 440         movl    _cpuid, %eax
 441 #else
 442         xorl    %eax, %eax
 443 #endif
 444         btsl    %eax, VM_PMAP+PM_ACTIVE(%ebx)
 445
 446         /* restore context */
 447         movl    PCB_EBX(%edx),%ebx
 448         movl    PCB_ESP(%edx),%esp
 449         movl    PCB_EBP(%edx),%ebp
 450         movl    PCB_ESI(%edx),%esi
 451         movl    PCB_EDI(%edx),%edi
 452         movl    PCB_EIP(%edx),%eax
 453         movl    %eax,(%esp)
 454
 455 #ifdef SMP
 456 #ifdef GRAB_LOPRIO                              /* hold LOPRIO for INTs */
 457 #ifdef CHEAP_TPR
 458         movl    $0, lapic_tpr
 459 #else
 460         andl    $~APIC_TPR_PRIO, lapic_tpr
 461 #endif /** CHEAP_TPR */
 462 #endif /** GRAB_LOPRIO */
 463         movl    _cpuid,%eax
 464         movb    %al, P_ONCPU(%ecx)
 465 #endif /* SMP */
 466         movl    %edx, _curpcb
 467         movl    %ecx, _curproc                  /* into next process */
 468
 469 #ifdef SMP
 470         movl    _cpu_lockid, %eax
 471         orl     PCB_MPNEST(%edx), %eax          /* add next count from PROC */
 472         movl    %eax, _mp_lock                  /* load the mp_lock */
 473         /* XXX FIXME: we should be restoring the local APIC TPR */
 474 #endif /* SMP */
 475
 476 #ifdef  USER_LDT
 477         cmpl    $0, PCB_USERLDT(%edx)
 478         jnz     1f
 479         movl    __default_ldt,%eax
 480         cmpl    _currentldt,%eax
 481         je      2f
 482         lldt    __default_ldt
 483         movl    %eax,_currentldt
 484         jmp     2f
 485 1:      pushl   %edx
 486         call    _set_user_ldt
 487         popl    %edx
 488 2:
 489 #endif
 490
 491         /* This must be done after loading the user LDT. */
 492         .globl  cpu_switch_load_gs
 493 cpu_switch_load_gs:
 494         movl    PCB_GS(%edx),%gs
 495
 496         /* test if debug regisers should be restored */
 497         movb    PCB_FLAGS(%edx),%al
 498         andb    $PCB_DBREGS,%al
 499         jz      1f                              /* no, skip over */
 500         movl    PCB_DR6(%edx),%eax              /* yes, do the restore */
 501         movl    %eax,%dr6
 502         movl    PCB_DR3(%edx),%eax
 503         movl    %eax,%dr3
 504         movl    PCB_DR2(%edx),%eax
 505         movl    %eax,%dr2
 506         movl    PCB_DR1(%edx),%eax
 507         movl    %eax,%dr1
 508         movl    PCB_DR0(%edx),%eax
 509         movl    %eax,%dr0
 510         movl    %dr7,%eax                /* load dr7 so as not to disturb */
 511         andl    $0x0000fc00,%eax         /*   reserved bits               */
 512         pushl   %ebx
 513         movl    PCB_DR7(%edx),%ebx
 514         andl    $~0x0000fc00,%ebx
 515         orl     %ebx,%eax
 516         popl    %ebx
 517         movl    %eax,%dr7
 518 1:
 519
 520         sti
 521         ret
 522
 523 CROSSJUMPTARGET(sw1a)
 524
 525 #ifdef DIAGNOSTIC
 526 badsw1:
 527         pushl   $sw0_1
 528         call    _panic
 529
 530 sw0_1:  .asciz  "cpu_switch: has wchan"
 531
 532 badsw2:
 533         pushl   $sw0_2
 534         call    _panic
 535
 536 sw0_2:  .asciz  "cpu_switch: not SRUN"
 537 #endif
 538
 539 #if defined(SMP) && defined(DIAGNOSTIC)
 540 badsw4:
 541         pushl   $sw0_4
 542         call    _panic
 543
 544 sw0_4:  .asciz  "cpu_switch: do not have lock"
 545 #endif /* SMP && DIAGNOSTIC */
 546
 547 /*
 548  * savectx(pcb)
 549  * Update pcb, saving current processor state.
 550  */
 551 ENTRY(savectx)
 552         /* fetch PCB */
 553         movl    4(%esp),%ecx
 554
 555         /* caller's return address - child won't execute this routine */
 556         movl    (%esp),%eax
 557         movl    %eax,PCB_EIP(%ecx)
 558
 559         movl    %cr3,%eax
 560         movl    %eax,PCB_CR3(%ecx)
 561
 562         movl    %ebx,PCB_EBX(%ecx)
 563         movl    %esp,PCB_ESP(%ecx)
 564         movl    %ebp,PCB_EBP(%ecx)
 565         movl    %esi,PCB_ESI(%ecx)
 566         movl    %edi,PCB_EDI(%ecx)
 567         movl    %gs,PCB_GS(%ecx)
 568
 569 #if NNPX > 0
 570         /*
 571          * If npxproc == NULL, then the npx h/w state is irrelevant and the
 572          * state had better already be in the pcb.  This is true for forks
 573          * but not for dumps (the old book-keeping with FP flags in the pcb
 574          * always lost for dumps because the dump pcb has 0 flags).
 575          *
 576          * If npxproc != NULL, then we have to save the npx h/w state to
 577          * npxproc's pcb and copy it to the requested pcb, or save to the
 578          * requested pcb and reload.  Copying is easier because we would
 579          * have to handle h/w bugs for reloading.  We used to lose the
 580          * parent's npx state for forks by forgetting to reload.
 581          */
 582         movl    _npxproc,%eax
 583         testl   %eax,%eax
 584         je      1f
 585
 586         pushl   %ecx
 587         movl    P_ADDR(%eax),%eax
 588         leal    PCB_SAVEFPU(%eax),%eax
 589         pushl   %eax
 590         pushl   %eax
 591         call    _npxsave
 592         addl    $4,%esp
 593         popl    %eax
 594         popl    %ecx
 595
 596         pushl   $PCB_SAVEFPU_SIZE
 597         leal    PCB_SAVEFPU(%ecx),%ecx
 598         pushl   %ecx
 599         pushl   %eax
 600         call    _bcopy
 601         addl    $12,%esp
 602 #endif  /* NNPX > 0 */
 603
 604 1:
 605         ret