sys/platform/vkernel/i386/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 "use_npx.h"
  43 #include "opt_compat.h"
  44 #include "opt_ddb.h"
  45 #include "opt_directio.h"
  46 #include "opt_inet.h"
  47 #include "opt_ipx.h"
  48 #include "opt_msgbuf.h"
  49 #include "opt_swap.h"
  50
  51 #include <sys/param.h>
  52 #include <sys/systm.h>
  53 #include <sys/sysproto.h>
  54 #include <sys/signalvar.h>
  55 #include <sys/kernel.h>
  56 #include <sys/linker.h>
  57 #include <sys/malloc.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/buf.h>
  60 #include <sys/reboot.h>
  61 #include <sys/mbuf.h>
  62 #include <sys/msgbuf.h>
  63 #include <sys/sysent.h>
  64 #include <sys/sysctl.h>
  65 #include <sys/vmmeter.h>
  66 #include <sys/bus.h>
  67 #include <sys/upcall.h>
  68 #include <sys/usched.h>
  69 #include <sys/reg.h>
  70
  71 #include <vm/vm.h>
  72 #include <vm/vm_param.h>
  73 #include <sys/lock.h>
  74 #include <vm/vm_kern.h>
  75 #include <vm/vm_object.h>
  76 #include <vm/vm_page.h>
  77 #include <vm/vm_map.h>
  78 #include <vm/vm_pager.h>
  79 #include <vm/vm_extern.h>
  80
  81 #include <sys/thread2.h>
  82 #include <sys/mplock2.h>
  83
  84 #include <sys/user.h>
  85 #include <sys/exec.h>
  86 #include <sys/cons.h>
  87
  88 #include <ddb/ddb.h>
  89
  90 #include <machine/cpu.h>
  91 #include <machine/clock.h>
  92 #include <machine/specialreg.h>
  93 #include <machine/md_var.h>
  94 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
  95 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
  96 #include <machine/smp.h>
  97 #ifdef PERFMON
  98 #include <machine/perfmon.h>
  99 #endif
 100 #include <machine/cputypes.h>
 101
 102 #include <bus/isa/rtc.h>
 103 #include <machine/vm86.h>
 104 #include <sys/random.h>
 105 #include <sys/ptrace.h>
 106 #include <machine/sigframe.h>
 107 #include <unistd.h>             /* umtx_* functions */
 108 #include <pthread.h>            /* pthread_yield */
 109
 110 extern void dblfault_handler (void);
 111
 112 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 113 static void set_fpregs_xmm (struct save87 *, struct savexmm *);
 114 static void fill_fpregs_xmm (struct savexmm *, struct save87 *);
 115 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 116 #ifdef DIRECTIO
 117 extern void ffs_rawread_setup(void);
 118 #endif /* DIRECTIO */
 119
 120 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 121
 122 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 123 extern int swtch_optim_stats;
 124 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 125         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 126 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 127         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 128 #endif
 129
 130 static int
 131 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 132 {
 133         u_long pmem = ctob(physmem);
 134
 135         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 136         return (error);
 137 }
 138
 139 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 140         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 141
 142 static int
 143 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 144 {
 145         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 146                 ctob((int)Maxmem - vmstats.v_wire_count), req);
 147         return (error);
 148 }
 149
 150 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 151         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 152
 153 SYSCTL_ULONG(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLFLAG_RD, &Maxmem, 0, "");
 154
 155 #if 0
 156
 157 static int
 158 sysctl_machdep_msgbuf(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 159 {
 160         int error;
 161
 162         /* Unwind the buffer, so that it's linear (possibly starting with
 163          * some initial nulls).
 164          */
 165         error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr+msgbufp->msg_bufr,
 166                 msgbufp->msg_size-msgbufp->msg_bufr,req);
 167         if(error) return(error);
 168         if(msgbufp->msg_bufr>0) {
 169                 error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr,
 170                         msgbufp->msg_bufr,req);
 171         }
 172         return(error);
 173 }
 174
 175 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RD,
 176         0, 0, sysctl_machdep_msgbuf, "A","Contents of kernel message buffer");
 177
 178 static int msgbuf_clear;
 179
 180 static int
 181 sysctl_machdep_msgbuf_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 182 {
 183         int error;
 184         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
 185                 req);
 186         if (!error && req->newptr) {
 187                 /* Clear the buffer and reset write pointer */
 188                 bzero(msgbufp->msg_ptr,msgbufp->msg_size);
 189                 msgbufp->msg_bufr=msgbufp->msg_bufx=0;
 190                 msgbuf_clear=0;
 191         }
 192         return (error);
 193 }
 194
 195 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf_clear, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 196         &msgbuf_clear, 0, sysctl_machdep_msgbuf_clear, "I",
 197         "Clear kernel message buffer");
 198
 199 #endif
 200
 201 /*
 202  * Send an interrupt to process.
 203  *
 204  * Stack is set up to allow sigcode stored
 205  * at top to call routine, followed by kcall
 206  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 207  * resets the signal mask, the stack, and the
 208  * frame pointer, it returns to the user
 209  * specified pc, psl.
 210  */
 211 void
 212 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 213 {
 214         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 215         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 216         struct trapframe *regs;
 217         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 218         struct sigframe sf, *sfp;
 219         int oonstack;
 220
 221         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 222         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 223
 224         /* save user context */
 225         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 226         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 227         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 228         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 229         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 230
 231         /* make the size of the saved context visible to userland */
 232         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 233
 234         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 235         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 236             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 237                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 238                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 239                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 240         }
 241         else
 242                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 243
 244         /* Translate the signal is appropriate */
 245         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 246                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 247                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 248         }
 249
 250         /* Build the argument list for the signal handler. */
 251         sf.sf_signum = sig;
 252         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 253         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 254                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 255                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 256                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 257
 258                 /* fill siginfo structure */
 259                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 260                 sf.sf_si.si_code = code;
 261                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 262         }
 263         else {
 264                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 265                 sf.sf_siginfo = code;
 266                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 267                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 268         }
 269
 270 #if 0
 271         /*
 272          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 273          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 274          * eflags.
 275          */
 276         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 277                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 278                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 279
 280                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 281                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 282                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 283                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 284
 285                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 286                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 287                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 288                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 289
 290                 /*
 291                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 292                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 293                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 294                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 295                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 296                  */
 297                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 298         }
 299 #endif
 300
 301         /*
 302          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 303          */
 304         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 305
 306         /*
 307          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 308          */
 309         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 310                 /*
 311                  * Something is wrong with the stack pointer.
 312                  * ...Kill the process.
 313                  */
 314                 sigexit(lp, SIGILL);
 315         }
 316
 317         regs->tf_esp = (int)sfp;
 318         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 319
 320         /*
 321          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 322          * on function entry
 323          */
 324         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 325
 326         regs->tf_cs = _ucodesel;
 327         regs->tf_ds = _udatasel;
 328         regs->tf_es = _udatasel;
 329         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 330                 regs->tf_fs = _udatasel;
 331                 regs->tf_gs = _udatasel;
 332         }
 333         regs->tf_ss = _udatasel;
 334 }
 335
 336 /*
 337  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 338  * VM context.
 339  *
 340  * Allow userland to set or maintain PSL_RF, the resume flag.  This flag
 341  * basically controls whether the return PC should skip the first instruction
 342  * (as in an explicit system call) or re-execute it (as in an exception).
 343  */
 344 int
 345 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 346 {
 347         frame->tf_cs = _ucodesel;
 348         frame->tf_ds = _udatasel;
 349         frame->tf_es = _udatasel;
 350 #if 0
 351         frame->tf_fs = _udatasel;
 352         frame->tf_gs = _udatasel;
 353 #endif
 354         frame->tf_ss = _udatasel;
 355         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 356         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 357         return(0);
 358 }
 359
 360 int
 361 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 362 {
 363          struct segment_descriptor *desc;
 364          int i;
 365
 366          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 367                 desc = &tls->tls[i];
 368                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 369                         continue;
 370                 if (desc->sd_def32 == 0)
 371                         return(ENXIO);
 372                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 373                         return(ENXIO);
 374                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 375                         return(ENXIO);
 376                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 377                         return(ENXIO);
 378          }
 379          return(0);
 380 }
 381
 382 /*
 383  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 384  *
 385  * System call to cleanup state after a signal
 386  * has been taken.  Reset signal mask and
 387  * stack state from context left by sendsig (above).
 388  * Return to previous pc and psl as specified by
 389  * context left by sendsig. Check carefully to
 390  * make sure that the user has not modified the
 391  * state to gain improper privileges.
 392  *
 393  * MPSAFE
 394  */
 395 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 396 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 397
 398 int
 399 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 400 {
 401         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 402         struct trapframe *regs;
 403         ucontext_t ucp;
 404         int cs;
 405         int eflags;
 406         int error;
 407
 408         error = copyin(uap->sigcntxp, &ucp, sizeof(ucp));
 409         if (error)
 410                 return (error);
 411
 412         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 413         eflags = ucp.uc_mcontext.mc_eflags;
 414
 415 #if 0
 416         if (eflags & PSL_VM) {
 417                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 418                 struct vm86_kernel *vm86;
 419
 420                 /*
 421                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 422                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 423                  */
 424                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 425                         return (EINVAL);
 426                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 427                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 428                         return (EINVAL);
 429
 430                 /* go back to user mode if both flags are set */
 431                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 432                         trapsignal(lp->lwp_proc, SIGBUS, 0);
 433
 434                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 435                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 436                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 437                 } else {
 438                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 439                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |                                         (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 440                 }
 441                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 442                 tf->tf_eflags = eflags;
 443                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 444                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 445                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 446                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 447                 tf->tf_ds = _udatasel;
 448                 tf->tf_es = _udatasel;
 449 #if 0
 450                 tf->tf_fs = _udatasel;
 451                 tf->tf_gs = _udatasel;
 452 #endif
 453         } else
 454 #endif
 455         {
 456                 /*
 457                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 458                  */
 459                 /*
 460                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 461                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 462                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 463                  * the signal context during signal handling and there is no
 464                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 465                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 466                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 467                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 468                  */
 469                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 470                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 471                         return(EINVAL);
 472                 }
 473
 474                 /*
 475                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 476                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 477                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 478                  */
 479                 cs = ucp.uc_mcontext.mc_cs;
 480                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 481                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 482                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 483                         return(EINVAL);
 484                 }
 485                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 486         }
 487
 488         /*
 489          * Restore the FPU state from the frame
 490          */
 491         crit_enter();
 492         npxpop(&ucp.uc_mcontext);
 493
 494         if (ucp.uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 495                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 496         else
 497                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 498
 499         lp->lwp_sigmask = ucp.uc_sigmask;
 500         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 501         crit_exit();
 502         return(EJUSTRETURN);
 503 }
 504
 505 /*
 506  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 507  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 508  * already been pushed on the stack.
 509  */
 510 struct upc_frame {
 511         register_t      eax;
 512         register_t      ecx;
 513         register_t      edx;
 514         register_t      flags;
 515         register_t      oldip;
 516 };
 517
 518 void
 519 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 520 {
 521         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 522         struct trapframe *regs;
 523         struct upcall upcall;
 524         struct upc_frame upc_frame;
 525         int     crit_count = 0;
 526
 527         /*
 528          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 529          * context, switch back to the virtual kernel context before
 530          * trying to post the signal.
 531          */
 532         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 533                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 534                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 535         }
 536
 537         /*
 538          * Get the upcall data structure
 539          */
 540         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 541             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 542         ) {
 543                 vu->vu_pending = 0;
 544                 kprintf("bad upcall address\n");
 545                 return;
 546         }
 547
 548         /*
 549          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 550          * section count, mark the data structure as pending and return
 551          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 552          */
 553         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 554                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 555                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 556                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 557                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 558                 }
 559                 return;
 560         }
 561
 562         /*
 563          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 564          *
 565          * Bump our critical section count and set or clear the
 566          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 567          * pending.  The user will be responsible for calling
 568          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 569          */
 570         vu->vu_pending = 0;
 571         upcall.upc_pending = morepending;
 572         ++crit_count;
 573         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 574                 sizeof(upcall.upc_pending));
 575         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 576                 sizeof(int));
 577
 578         /*
 579          * Construct a stack frame and issue the upcall
 580          */
 581         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 582         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 583         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 584         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 585         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 586         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 587         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 588             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 589                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 590         } else {
 591                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 592                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 593                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 594                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 595                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 596         }
 597 }
 598
 599 /*
 600  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 601  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 602  * being overwritten by the syscall return value.
 603  *
 604  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 605  * and the function pointer in %eax.
 606  */
 607 int
 608 fetchupcall (struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 609 {
 610         struct upc_frame upc_frame;
 611         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 612         struct trapframe *regs;
 613         int error;
 614         struct upcall upcall;
 615         int crit_count;
 616
 617         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 618
 619         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 620         if (error == 0) {
 621             if (vu) {
 622                 /*
 623                  * This jumps us to the next ready context.
 624                  */
 625                 vu->vu_pending = 0;
 626                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 627                 crit_count = 0;
 628                 if (error == 0)
 629                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 630                 ++crit_count;
 631                 if (error == 0)
 632                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 633                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 634                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 635                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 636                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 637                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 638             } else {
 639                 /*
 640                  * This returns us to the originally interrupted code.
 641                  */
 642                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 643                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 644                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 645                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 646                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 647                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 648                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 649                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 650             }
 651         }
 652         if (error == 0)
 653                 error = EJUSTRETURN;
 654         return(error);
 655 }
 656
 657 /*
 658  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 659  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 660  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 661  *
 662  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 663  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 664  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 665  * critical section.
 666  *
 667  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
 668  * to wake a HLTed cpu up.
 669  */
 670 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 671 static int      cpu_idle_hltcnt;
 672 static int      cpu_idle_spincnt;
 673 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 674     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 675 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 676     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 677 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 678     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 679
 680 void
 681 cpu_idle(void)
 682 {
 683         struct thread *td = curthread;
 684         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
 685         int reqflags;
 686
 687         crit_exit();
 688         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 689         cpu_enable_intr();
 690         for (;;) {
 691                 /*
 692                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 693                  */
 694                 lwkt_switch();
 695
 696                 /*
 697                  * The idle loop halts only if no threads are scheduleable
 698                  * and no signals have occured.
 699                  */
 700                 if (cpu_idle_hlt &&
 701                     (td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 702                         splz();
 703                         KKASSERT(MP_LOCK_HELD() == 0);
 704                         if ((td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 705 #ifdef DEBUGIDLE
 706                                 struct timeval tv1, tv2;
 707                                 gettimeofday(&tv1, NULL);
 708 #endif
 709                                 reqflags = gd->mi.gd_reqflags &
 710                                            ~RQF_IDLECHECK_WK_MASK;
 711                                 umtx_sleep(&gd->mi.gd_reqflags, reqflags,
 712                                            1000000);
 713 #ifdef DEBUGIDLE
 714                                 gettimeofday(&tv2, NULL);
 715                                 if (tv2.tv_usec - tv1.tv_usec +
 716                                     (tv2.tv_sec - tv1.tv_sec) * 1000000
 717                                     > 500000) {
 718                                         kprintf("cpu %d idlelock %08x %08x\n",
 719                                                 gd->mi.gd_cpuid,
 720                                                 gd->mi.gd_reqflags,
 721                                                 gd->gd_fpending);
 722                                 }
 723 #endif
 724                         }
 725                         ++cpu_idle_hltcnt;
 726                 } else {
 727                         splz();
 728                         __asm __volatile("pause");
 729                         ++cpu_idle_spincnt;
 730                 }
 731         }
 732 }
 733
 734 /*
 735  * Called by the spinlock code with or without a critical section held
 736  * when a spinlock is found to be seriously constested.
 737  *
 738  * We need to enter a critical section to prevent signals from recursing
 739  * into pthreads.
 740  */
 741 void
 742 cpu_spinlock_contested(void)
 743 {
 744         cpu_pause();
 745 }
 746
 747 /*
 748  * Clear registers on exec
 749  */
 750 void
 751 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 752 {
 753         struct thread *td = curthread;
 754         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 755         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 756         struct pcb *pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
 757
 758         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
 759         user_ldt_free(pcb);
 760
 761         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 762         regs->tf_eip = entry;
 763         regs->tf_esp = stack;
 764         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
 765         regs->tf_ss = 0;
 766         regs->tf_ds = 0;
 767         regs->tf_es = 0;
 768         regs->tf_fs = 0;
 769         regs->tf_gs = 0;
 770         regs->tf_cs = 0;
 771
 772         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
 773         regs->tf_ebx = ps_strings;
 774
 775         /*
 776          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 777          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 778          */
 779         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 780                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 781                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 782                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 783                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 784                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 785                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 786                 if (pcb == td->td_pcb) {
 787                         /*
 788                          * Clear the debug registers on the running
 789                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 790                          * the next process we switch to.
 791                          */
 792                         reset_dbregs();
 793                 }
 794                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 795         }
 796
 797         /*
 798          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
 799          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
 800          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
 801          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
 802          * emulators don't provide an entry point for initialization.
 803          */
 804         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
 805
 806         /*
 807          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
 808          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
 809          * in npxdna().
 810          */
 811         crit_enter();
 812 #if 0
 813         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
 814 #endif
 815
 816 #if NNPX > 0
 817         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
 818         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
 819 #endif
 820         crit_exit();
 821
 822         /*
 823          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
 824          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
 825          * return value to 0.
 826          */
 827 }
 828
 829 void
 830 cpu_setregs(void)
 831 {
 832 #if 0
 833         unsigned int cr0;
 834
 835         cr0 = rcr0();
 836         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
 837         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
 838         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
 839         load_cr0(cr0);
 840         load_gs(_udatasel);
 841 #endif
 842 }
 843
 844 static int
 845 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 846 {
 847         int error;
 848         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
 849                 req);
 850         if (!error && req->newptr)
 851                 resettodr();
 852         return (error);
 853 }
 854
 855 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 856         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
 857
 858 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
 859 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
 860         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
 861
 862 /*
 863  * Initialize 386 and configure to run kernel
 864  */
 865
 866 /*
 867  * Initialize segments & interrupt table
 868  */
 869
 870 extern  struct user *proc0paddr;
 871
 872 #if 0
 873
 874 extern inthand_t
 875         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
 876         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
 877         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
 878         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
 879         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
 880         IDTVEC(rsvd0);
 881 extern inthand_t
 882         IDTVEC(int0x80_syscall);
 883
 884 #endif
 885
 886 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
 887 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
 888 #endif
 889
 890 int
 891 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
 892 {
 893         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
 894         return (0);
 895 }
 896
 897 int
 898 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
 899 {
 900         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
 901         return (0);
 902 }
 903
 904 int
 905 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
 906 {
 907         struct trapframe *tp;
 908
 909         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
 910                 return EINVAL;
 911         regs->r_gs = tp->tf_gs;
 912         regs->r_fs = tp->tf_fs;
 913         regs->r_es = tp->tf_es;
 914         regs->r_ds = tp->tf_ds;
 915         regs->r_edi = tp->tf_edi;
 916         regs->r_esi = tp->tf_esi;
 917         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
 918         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
 919         regs->r_edx = tp->tf_edx;
 920         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
 921         regs->r_eax = tp->tf_eax;
 922         regs->r_eip = tp->tf_eip;
 923         regs->r_cs = tp->tf_cs;
 924         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
 925         regs->r_esp = tp->tf_esp;
 926         regs->r_ss = tp->tf_ss;
 927         return (0);
 928 }
 929
 930 int
 931 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
 932 {
 933         struct trapframe *tp;
 934
 935         tp = lp->lwp_md.md_regs;
 936         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
 937             !CS_SECURE(regs->r_cs))
 938                 return (EINVAL);
 939         tp->tf_gs = regs->r_gs;
 940         tp->tf_fs = regs->r_fs;
 941         tp->tf_es = regs->r_es;
 942         tp->tf_ds = regs->r_ds;
 943         tp->tf_edi = regs->r_edi;
 944         tp->tf_esi = regs->r_esi;
 945         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
 946         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
 947         tp->tf_edx = regs->r_edx;
 948         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
 949         tp->tf_eax = regs->r_eax;
 950         tp->tf_eip = regs->r_eip;
 951         tp->tf_cs = regs->r_cs;
 952         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
 953         tp->tf_esp = regs->r_esp;
 954         tp->tf_ss = regs->r_ss;
 955         return (0);
 956 }
 957
 958 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 959 static void
 960 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
 961 {
 962         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
 963         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
 964         int i;
 965
 966         /* FPU control/status */
 967         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
 968         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
 969         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
 970         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
 971         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
 972         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
 973         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
 974         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
 975
 976         /* FPU registers */
 977         for (i = 0; i < 8; ++i)
 978                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
 979 }
 980
 981 static void
 982 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
 983 {
 984         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
 985         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
 986         int i;
 987
 988         /* FPU control/status */
 989         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
 990         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
 991         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
 992         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
 993         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
 994         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
 995         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
 996         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
 997
 998         /* FPU registers */
 999         for (i = 0; i < 8; ++i)
1000                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
1001 }
1002 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1003
1004 int
1005 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1006 {
1007         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
1008                 return EINVAL;
1009 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1010         if (cpu_fxsr) {
1011                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
1012                                 (struct save87 *)fpregs);
1013                 return (0);
1014         }
1015 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1016         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
1017         return (0);
1018 }
1019
1020 int
1021 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1022 {
1023 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1024         if (cpu_fxsr) {
1025                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
1026                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
1027                 return (0);
1028         }
1029 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1030         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
1031         return (0);
1032 }
1033
1034 int
1035 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1036 {
1037         return (ENOSYS);
1038 }
1039
1040 int
1041 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1042 {
1043         return (ENOSYS);
1044 }
1045
1046 #if 0
1047 /*
1048  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1049  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1050  */
1051 int
1052 user_dbreg_trap(void)
1053 {
1054         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1055         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1056         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1057         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1058         int i;
1059
1060         dr7 = rdr7();
1061         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1062                 /*
1063                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1064                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1065                  * hardware debug registers
1066                  */
1067                 return 0;
1068         }
1069
1070         nbp = 0;
1071         dr6 = rdr6();
1072         bp = dr6 & 0x0000000f;
1073
1074         if (!bp) {
1075                 /*
1076                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1077                  * trap was not caused by any of the debug registers
1078                  */
1079                 return 0;
1080         }
1081
1082         /*
1083          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1084          * which ones and if any of them are user space addresses
1085          */
1086
1087         if (bp & 0x01) {
1088                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1089         }
1090         if (bp & 0x02) {
1091                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1092         }
1093         if (bp & 0x04) {
1094                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1095         }
1096         if (bp & 0x08) {
1097                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1098         }
1099
1100         for (i=0; i<nbp; i++) {
1101                 if (addr[i] <
1102                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1103                         /*
1104                          * addr[i] is in user space
1105                          */
1106                         return nbp;
1107                 }
1108         }
1109
1110         /*
1111          * None of the breakpoints are in user space.
1112          */
1113         return 0;
1114 }
1115
1116 #endif
1117
1118 void
1119 identcpu(void)
1120 {
1121         int regs[4];
1122
1123         do_cpuid(1, regs);
1124         cpu_feature = regs[3];
1125 }
1126
1127
1128 #ifndef DDB
1129 void
1130 Debugger(const char *msg)
1131 {
1132         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
1133 }
1134 #endif /* no DDB */
1135