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_atalk.h"
  44 #include "opt_compat.h"
  45 #include "opt_ddb.h"
  46 #include "opt_directio.h"
  47 #include "opt_inet.h"
  48 #include "opt_ipx.h"
  49 #include "opt_msgbuf.h"
  50 #include "opt_swap.h"
  51
  52 #include <sys/param.h>
  53 #include <sys/systm.h>
  54 #include <sys/sysproto.h>
  55 #include <sys/signalvar.h>
  56 #include <sys/kernel.h>
  57 #include <sys/linker.h>
  58 #include <sys/malloc.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/buf.h>
  61 #include <sys/reboot.h>
  62 #include <sys/mbuf.h>
  63 #include <sys/msgbuf.h>
  64 #include <sys/sysent.h>
  65 #include <sys/sysctl.h>
  66 #include <sys/vmmeter.h>
  67 #include <sys/bus.h>
  68 #include <sys/upcall.h>
  69 #include <sys/usched.h>
  70 #include <sys/reg.h>
  71
  72 #include <vm/vm.h>
  73 #include <vm/vm_param.h>
  74 #include <sys/lock.h>
  75 #include <vm/vm_kern.h>
  76 #include <vm/vm_object.h>
  77 #include <vm/vm_page.h>
  78 #include <vm/vm_map.h>
  79 #include <vm/vm_pager.h>
  80 #include <vm/vm_extern.h>
  81
  82 #include <sys/thread2.h>
  83 #include <sys/mplock2.h>
  84
  85 #include <sys/user.h>
  86 #include <sys/exec.h>
  87 #include <sys/cons.h>
  88
  89 #include <ddb/ddb.h>
  90
  91 #include <machine/cpu.h>
  92 #include <machine/clock.h>
  93 #include <machine/specialreg.h>
  94 #include <machine/md_var.h>
  95 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
  96 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
  97 #include <machine/smp.h>
  98 #ifdef PERFMON
  99 #include <machine/perfmon.h>
 100 #endif
 101 #include <machine/cputypes.h>
 102
 103 #include <bus/isa/rtc.h>
 104 #include <machine/vm86.h>
 105 #include <sys/random.h>
 106 #include <sys/ptrace.h>
 107 #include <machine/sigframe.h>
 108 #include <unistd.h>             /* umtx_* functions */
 109 #include <pthread.h>            /* pthread_yield */
 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         u_long pmem = ctob(physmem);
 139
 140         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 141         return (error);
 142 }
 143
 144 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 145         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 146
 147 static int
 148 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 149 {
 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
 226         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 227         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 228
 229         /* save user context */
 230         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 231         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 232         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 233         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 234         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 235
 236         /* make the size of the saved context visible to userland */
 237         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 238
 239         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 240         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 241                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 242
 243
 244         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 245         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 246             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 247                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 248                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 249                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 250         }
 251         else
 252                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 253
 254         /* Translate the signal is appropriate */
 255         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 256                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 257                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 258         }
 259
 260         /* Build the argument list for the signal handler. */
 261         sf.sf_signum = sig;
 262         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 263         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 264                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 265                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 266                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 267
 268                 /* fill siginfo structure */
 269                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 270                 sf.sf_si.si_code = code;
 271                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 272         }
 273         else {
 274                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 275                 sf.sf_siginfo = code;
 276                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 277                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 278         }
 279
 280 #if 0
 281         /*
 282          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 283          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 284          * eflags.
 285          */
 286         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 287                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 288                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 289
 290                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 291                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 292                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 293                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 294
 295                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 296                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 297                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 298                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 299
 300                 /*
 301                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 302                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 303                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 304                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 305                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 306                  */
 307                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 308         }
 309 #endif
 310
 311         /*
 312          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 313          */
 314         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 315
 316         /*
 317          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 318          */
 319         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 320                 /*
 321                  * Something is wrong with the stack pointer.
 322                  * ...Kill the process.
 323                  */
 324                 sigexit(lp, SIGILL);
 325         }
 326
 327         regs->tf_esp = (int)sfp;
 328         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 329
 330         /*
 331          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 332          * on function entry
 333          */
 334         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 335
 336         regs->tf_cs = _ucodesel;
 337         regs->tf_ds = _udatasel;
 338         regs->tf_es = _udatasel;
 339         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 340                 regs->tf_fs = _udatasel;
 341                 regs->tf_gs = _udatasel;
 342         }
 343         regs->tf_ss = _udatasel;
 344 }
 345
 346 /*
 347  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 348  * VM context.
 349  *
 350  * Allow userland to set or maintain PSL_RF, the resume flag.  This flag
 351  * basically controls whether the return PC should skip the first instruction
 352  * (as in an explicit system call) or re-execute it (as in an exception).
 353  */
 354 int
 355 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 356 {
 357         frame->tf_cs = _ucodesel;
 358         frame->tf_ds = _udatasel;
 359         frame->tf_es = _udatasel;
 360 #if 0
 361         frame->tf_fs = _udatasel;
 362         frame->tf_gs = _udatasel;
 363 #endif
 364         frame->tf_ss = _udatasel;
 365         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 366         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 367         return(0);
 368 }
 369
 370 int
 371 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 372 {
 373          struct segment_descriptor *desc;
 374          int i;
 375
 376          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 377                 desc = &tls->tls[i];
 378                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 379                         continue;
 380                 if (desc->sd_def32 == 0)
 381                         return(ENXIO);
 382                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 383                         return(ENXIO);
 384                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 385                         return(ENXIO);
 386                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 387                         return(ENXIO);
 388          }
 389          return(0);
 390 }
 391
 392 /*
 393  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 394  *
 395  * System call to cleanup state after a signal
 396  * has been taken.  Reset signal mask and
 397  * stack state from context left by sendsig (above).
 398  * Return to previous pc and psl as specified by
 399  * context left by sendsig. Check carefully to
 400  * make sure that the user has not modified the
 401  * state to gain improper privileges.
 402  *
 403  * MPSAFE
 404  */
 405 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 406 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 407
 408 int
 409 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 410 {
 411         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 412         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 413         struct trapframe *regs;
 414         ucontext_t ucp;
 415         int cs;
 416         int eflags;
 417         int error;
 418
 419         error = copyin(uap->sigcntxp, &ucp, sizeof(ucp));
 420         if (error)
 421                 return (error);
 422
 423         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 424         eflags = ucp.uc_mcontext.mc_eflags;
 425
 426 #if 0
 427         if (eflags & PSL_VM) {
 428                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 429                 struct vm86_kernel *vm86;
 430
 431                 /*
 432                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 433                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 434                  */
 435                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 436                         return (EINVAL);
 437                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 438                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 439                         return (EINVAL);
 440
 441                 /* go back to user mode if both flags are set */
 442                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 443                         trapsignal(lp->lwp_proc, SIGBUS, 0);
 444
 445                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 446                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 447                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 448                 } else {
 449                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 450                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |                                         (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 451                 }
 452                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 453                 tf->tf_eflags = eflags;
 454                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 455                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 456                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 457                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 458                 tf->tf_ds = _udatasel;
 459                 tf->tf_es = _udatasel;
 460 #if 0
 461                 tf->tf_fs = _udatasel;
 462                 tf->tf_gs = _udatasel;
 463 #endif
 464         } else
 465 #endif
 466         {
 467                 /*
 468                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 469                  */
 470                 /*
 471                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 472                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 473                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 474                  * the signal context during signal handling and there is no
 475                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 476                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 477                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 478                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 479                  */
 480                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 481                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 482                         return(EINVAL);
 483                 }
 484
 485                 /*
 486                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 487                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 488                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 489                  */
 490                 cs = ucp.uc_mcontext.mc_cs;
 491                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 492                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 493                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 494                         return(EINVAL);
 495                 }
 496                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 497         }
 498
 499         /*
 500          * Restore the FPU state from the frame
 501          */
 502         crit_enter();
 503         npxpop(&ucp.uc_mcontext);
 504
 505         /*
 506          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 507          * semantics against system calls.
 508          */
 509         if (ucp.uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX) {
 510                 lwkt_gettoken(&p->p_token);
 511                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 512                 lwkt_reltoken(&p->p_token);
 513         }
 514
 515         if (ucp.uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 516                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 517         else
 518                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 519
 520         lp->lwp_sigmask = ucp.uc_sigmask;
 521         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 522         crit_exit();
 523         return(EJUSTRETURN);
 524 }
 525
 526 /*
 527  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 528  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 529  * already been pushed on the stack.
 530  */
 531 struct upc_frame {
 532         register_t      eax;
 533         register_t      ecx;
 534         register_t      edx;
 535         register_t      flags;
 536         register_t      oldip;
 537 };
 538
 539 void
 540 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 541 {
 542         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 543         struct trapframe *regs;
 544         struct upcall upcall;
 545         struct upc_frame upc_frame;
 546         int     crit_count = 0;
 547
 548         /*
 549          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 550          * context, switch back to the virtual kernel context before
 551          * trying to post the signal.
 552          */
 553         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 554                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 555                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 556         }
 557
 558         /*
 559          * Get the upcall data structure
 560          */
 561         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 562             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 563         ) {
 564                 vu->vu_pending = 0;
 565                 kprintf("bad upcall address\n");
 566                 return;
 567         }
 568
 569         /*
 570          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 571          * section count, mark the data structure as pending and return
 572          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 573          */
 574         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 575                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 576                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 577                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 578                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 579                 }
 580                 return;
 581         }
 582
 583         /*
 584          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 585          *
 586          * Bump our critical section count and set or clear the
 587          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 588          * pending.  The user will be responsible for calling
 589          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 590          */
 591         vu->vu_pending = 0;
 592         upcall.upc_pending = morepending;
 593         ++crit_count;
 594         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 595                 sizeof(upcall.upc_pending));
 596         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 597                 sizeof(int));
 598
 599         /*
 600          * Construct a stack frame and issue the upcall
 601          */
 602         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 603         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 604         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 605         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 606         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 607         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 608         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 609             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 610                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 611         } else {
 612                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 613                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 614                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 615                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 616                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 617         }
 618 }
 619
 620 /*
 621  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 622  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 623  * being overwritten by the syscall return value.
 624  *
 625  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 626  * and the function pointer in %eax.
 627  */
 628 int
 629 fetchupcall (struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 630 {
 631         struct upc_frame upc_frame;
 632         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 633         struct trapframe *regs;
 634         int error;
 635         struct upcall upcall;
 636         int crit_count;
 637
 638         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 639
 640         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 641         if (error == 0) {
 642             if (vu) {
 643                 /*
 644                  * This jumps us to the next ready context.
 645                  */
 646                 vu->vu_pending = 0;
 647                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 648                 crit_count = 0;
 649                 if (error == 0)
 650                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 651                 ++crit_count;
 652                 if (error == 0)
 653                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 654                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 655                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 656                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 657                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 658                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 659             } else {
 660                 /*
 661                  * This returns us to the originally interrupted code.
 662                  */
 663                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 664                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 665                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 666                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 667                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 668                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 669                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 670                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 671             }
 672         }
 673         if (error == 0)
 674                 error = EJUSTRETURN;
 675         return(error);
 676 }
 677
 678 /*
 679  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 680  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 681  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 682  *
 683  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 684  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 685  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 686  * critical section.
 687  *
 688  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
 689  * to wake a HLTed cpu up.
 690  */
 691 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 692 static int      cpu_idle_hltcnt;
 693 static int      cpu_idle_spincnt;
 694 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 695     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 696 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 697     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 698 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 699     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 700
 701 void
 702 cpu_idle(void)
 703 {
 704         struct thread *td = curthread;
 705         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
 706         int reqflags;
 707
 708         crit_exit();
 709         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 710         cpu_enable_intr();
 711         for (;;) {
 712                 /*
 713                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 714                  */
 715                 lwkt_switch();
 716
 717                 /*
 718                  * The idle loop halts only if no threads are scheduleable
 719                  * and no signals have occured.
 720                  */
 721                 if (cpu_idle_hlt &&
 722                     (td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 723                         splz();
 724 #ifdef SMP
 725                         KKASSERT(MP_LOCK_HELD() == 0);
 726 #endif
 727                         if ((td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 728 #ifdef DEBUGIDLE
 729                                 struct timeval tv1, tv2;
 730                                 gettimeofday(&tv1, NULL);
 731 #endif
 732                                 reqflags = gd->mi.gd_reqflags &
 733                                            ~RQF_IDLECHECK_WK_MASK;
 734                                 umtx_sleep(&gd->mi.gd_reqflags, reqflags,
 735                                            1000000);
 736 #ifdef DEBUGIDLE
 737                                 gettimeofday(&tv2, NULL);
 738                                 if (tv2.tv_usec - tv1.tv_usec +
 739                                     (tv2.tv_sec - tv1.tv_sec) * 1000000
 740                                     > 500000) {
 741                                         kprintf("cpu %d idlelock %08x %08x\n",
 742                                                 gd->mi.gd_cpuid,
 743                                                 gd->mi.gd_reqflags,
 744                                                 gd->gd_fpending);
 745                                 }
 746 #endif
 747                         }
 748                         ++cpu_idle_hltcnt;
 749                 } else {
 750                         splz();
 751 #ifdef SMP
 752                         __asm __volatile("pause");
 753 #endif
 754                         ++cpu_idle_spincnt;
 755                 }
 756         }
 757 }
 758
 759 #ifdef SMP
 760
 761 /*
 762  * Called by the spinlock code with or without a critical section held
 763  * when a spinlock is found to be seriously constested.
 764  *
 765  * We need to enter a critical section to prevent signals from recursing
 766  * into pthreads.
 767  */
 768 void
 769 cpu_spinlock_contested(void)
 770 {
 771         cpu_pause();
 772 }
 773
 774 #endif
 775
 776 /*
 777  * Clear registers on exec
 778  */
 779 void
 780 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 781 {
 782         struct thread *td = curthread;
 783         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 784         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 785         struct pcb *pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
 786
 787         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
 788         user_ldt_free(pcb);
 789
 790         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 791         regs->tf_eip = entry;
 792         regs->tf_esp = stack;
 793         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
 794         regs->tf_ss = 0;
 795         regs->tf_ds = 0;
 796         regs->tf_es = 0;
 797         regs->tf_fs = 0;
 798         regs->tf_gs = 0;
 799         regs->tf_cs = 0;
 800
 801         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
 802         regs->tf_ebx = ps_strings;
 803
 804         /*
 805          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 806          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 807          */
 808         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 809                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 810                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 811                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 812                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 813                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 814                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 815                 if (pcb == td->td_pcb) {
 816                         /*
 817                          * Clear the debug registers on the running
 818                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 819                          * the next process we switch to.
 820                          */
 821                         reset_dbregs();
 822                 }
 823                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 824         }
 825
 826         /*
 827          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
 828          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
 829          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
 830          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
 831          * emulators don't provide an entry point for initialization.
 832          */
 833         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
 834
 835         /*
 836          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
 837          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
 838          * in npxdna().
 839          */
 840         crit_enter();
 841 #if 0
 842         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
 843 #endif
 844
 845 #if NNPX > 0
 846         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
 847         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
 848 #endif
 849         crit_exit();
 850
 851         /*
 852          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
 853          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
 854          * return value to 0.
 855          */
 856 }
 857
 858 void
 859 cpu_setregs(void)
 860 {
 861 #if 0
 862         unsigned int cr0;
 863
 864         cr0 = rcr0();
 865         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
 866         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
 867         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
 868         load_cr0(cr0);
 869         load_gs(_udatasel);
 870 #endif
 871 }
 872
 873 static int
 874 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 875 {
 876         int error;
 877         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
 878                 req);
 879         if (!error && req->newptr)
 880                 resettodr();
 881         return (error);
 882 }
 883
 884 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 885         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
 886
 887 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
 888 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
 889         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
 890
 891 /*
 892  * Initialize 386 and configure to run kernel
 893  */
 894
 895 /*
 896  * Initialize segments & interrupt table
 897  */
 898
 899 extern  struct user *proc0paddr;
 900
 901 #if 0
 902
 903 extern inthand_t
 904         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
 905         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
 906         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
 907         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
 908         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
 909         IDTVEC(rsvd0);
 910 extern inthand_t
 911         IDTVEC(int0x80_syscall);
 912
 913 #endif
 914
 915 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
 916 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
 917 #endif
 918
 919 int
 920 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
 921 {
 922         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
 923         return (0);
 924 }
 925
 926 int
 927 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
 928 {
 929         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
 930         return (0);
 931 }
 932
 933 int
 934 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
 935 {
 936         struct trapframe *tp;
 937
 938         tp = lp->lwp_md.md_regs;
 939         regs->r_gs = tp->tf_gs;
 940         regs->r_fs = tp->tf_fs;
 941         regs->r_es = tp->tf_es;
 942         regs->r_ds = tp->tf_ds;
 943         regs->r_edi = tp->tf_edi;
 944         regs->r_esi = tp->tf_esi;
 945         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
 946         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
 947         regs->r_edx = tp->tf_edx;
 948         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
 949         regs->r_eax = tp->tf_eax;
 950         regs->r_eip = tp->tf_eip;
 951         regs->r_cs = tp->tf_cs;
 952         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
 953         regs->r_esp = tp->tf_esp;
 954         regs->r_ss = tp->tf_ss;
 955         return (0);
 956 }
 957
 958 int
 959 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
 960 {
 961         struct trapframe *tp;
 962
 963         tp = lp->lwp_md.md_regs;
 964         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
 965             !CS_SECURE(regs->r_cs))
 966                 return (EINVAL);
 967         tp->tf_gs = regs->r_gs;
 968         tp->tf_fs = regs->r_fs;
 969         tp->tf_es = regs->r_es;
 970         tp->tf_ds = regs->r_ds;
 971         tp->tf_edi = regs->r_edi;
 972         tp->tf_esi = regs->r_esi;
 973         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
 974         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
 975         tp->tf_edx = regs->r_edx;
 976         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
 977         tp->tf_eax = regs->r_eax;
 978         tp->tf_eip = regs->r_eip;
 979         tp->tf_cs = regs->r_cs;
 980         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
 981         tp->tf_esp = regs->r_esp;
 982         tp->tf_ss = regs->r_ss;
 983         return (0);
 984 }
 985
 986 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 987 static void
 988 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
 989 {
 990         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
 991         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
 992         int i;
 993
 994         /* FPU control/status */
 995         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
 996         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
 997         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
 998         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
 999         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1000         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1001         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1002         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1003
1004         /* FPU registers */
1005         for (i = 0; i < 8; ++i)
1006                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1007 }
1008
1009 static void
1010 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1011 {
1012         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1013         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1014         int i;
1015
1016         /* FPU control/status */
1017         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1018         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1019         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
1020         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
1021         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
1022         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
1023         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
1024         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
1025
1026         /* FPU registers */
1027         for (i = 0; i < 8; ++i)
1028                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
1029 }
1030 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1031
1032 int
1033 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1034 {
1035 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1036         if (cpu_fxsr) {
1037                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
1038                                 (struct save87 *)fpregs);
1039                 return (0);
1040         }
1041 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1042         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
1043         return (0);
1044 }
1045
1046 int
1047 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1048 {
1049 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1050         if (cpu_fxsr) {
1051                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
1052                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
1053                 return (0);
1054         }
1055 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1056         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
1057         return (0);
1058 }
1059
1060 int
1061 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1062 {
1063         return (ENOSYS);
1064 }
1065
1066 int
1067 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1068 {
1069         return (ENOSYS);
1070 }
1071
1072 #if 0
1073 /*
1074  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1075  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1076  */
1077 int
1078 user_dbreg_trap(void)
1079 {
1080         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1081         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1082         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1083         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1084         int i;
1085
1086         dr7 = rdr7();
1087         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1088                 /*
1089                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1090                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1091                  * hardware debug registers
1092                  */
1093                 return 0;
1094         }
1095
1096         nbp = 0;
1097         dr6 = rdr6();
1098         bp = dr6 & 0x0000000f;
1099
1100         if (!bp) {
1101                 /*
1102                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1103                  * trap was not caused by any of the debug registers
1104                  */
1105                 return 0;
1106         }
1107
1108         /*
1109          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1110          * which ones and if any of them are user space addresses
1111          */
1112
1113         if (bp & 0x01) {
1114                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1115         }
1116         if (bp & 0x02) {
1117                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1118         }
1119         if (bp & 0x04) {
1120                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1121         }
1122         if (bp & 0x08) {
1123                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1124         }
1125
1126         for (i=0; i<nbp; i++) {
1127                 if (addr[i] <
1128                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1129                         /*
1130                          * addr[i] is in user space
1131                          */
1132                         return nbp;
1133                 }
1134         }
1135
1136         /*
1137          * None of the breakpoints are in user space.
1138          */
1139         return 0;
1140 }
1141
1142 #endif
1143
1144 void
1145 identcpu(void)
1146 {
1147         int regs[4];
1148
1149         do_cpuid(1, regs);
1150         cpu_feature = regs[3];
1151 }
1152
1153
1154 #ifndef DDB
1155 void
1156 Debugger(const char *msg)
1157 {
1158         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
1159 }
1160 #endif /* no DDB */
1161