dac9b6629b78f75be8118d743fa21e3508f5c397
[dragonfly.git] / sys / platform / vkernel64 / x86_64 / swtch.s
1 /*
2  * Copyright (c) 2003,2004,2008 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2008 Jordan Gordeev.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
6  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
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  *
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
16  *    the documentation and/or other materials provided with the
17  *    distribution.
18  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
19  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
20  *    from this software without specific, prior written permission.
21  *
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
23  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
24  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
25  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
26  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
27  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
28  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
29  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
30  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
31  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
32  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
33  * SUCH DAMAGE.
34  *
35  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
36  * All rights reserved.
37  *
38  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
39  * William Jolitz.
40  *
41  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
42  * modification, are permitted provided that the following conditions
43  * are met:
44  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
45  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
46  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
47  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
48  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
49  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
50  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
51  *    without specific prior written permission.
52  *
53  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
54  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
55  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
56  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
57  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
58  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
59  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
60  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
61  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
62  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
63  * SUCH DAMAGE.
64  *
65  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/swtch.s,v 1.89.2.10 2003/01/23 03:36:24 ps Exp $
66  */
67
68 #include <sys/rtprio.h>
69
70 #include <machine/asmacros.h>
71 #include <machine/segments.h>
72
73 #include <machine/pmap.h>
74 #include <machine/lock.h>
75
76 #define CHECKNZ(expr, scratch_reg) \
77         movq expr, scratch_reg; testq scratch_reg, scratch_reg; jnz 7f; int $3; 7:
78
79 #include "assym.s"
80
81 #define MPLOCKED        lock ;
82
83         .data
84
85         .globl  panic
86         .globl  lwkt_switch_return
87
88 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
89         .globl  swtch_optim_stats, tlb_flush_count
90 swtch_optim_stats:      .long   0               /* number of _swtch_optims */
91 tlb_flush_count:        .long   0
92 #endif
93
94         .text
95
96
97 /*
98  * cpu_heavy_switch(struct thread *next_thread)
99  *
100  *      Switch from the current thread to a new thread.  This entry
101  *      is normally called via the thread->td_switch function, and will
102  *      only be called when the current thread is a heavy weight process.
103  *
104  *      Some instructions have been reordered to reduce pipeline stalls.
105  *
106  *      YYY disable interrupts once giant is removed.
107  */
108 ENTRY(cpu_heavy_switch)
109         /*
110          * Save RIP, RSP and callee-saved registers (RBX, RBP, R12-R15).
111          */
112         movq    PCPU(curthread),%rcx
113         /* On top of the stack is the return adress. */
114         movq    (%rsp),%rax                     /* (reorder optimization) */
115         movq    TD_PCB(%rcx),%rdx               /* RDX = PCB */
116         movq    %rax,PCB_RIP(%rdx)              /* return PC may be modified */
117         movq    %rbx,PCB_RBX(%rdx)
118         movq    %rsp,PCB_RSP(%rdx)
119         movq    %rbp,PCB_RBP(%rdx)
120         movq    %r12,PCB_R12(%rdx)
121         movq    %r13,PCB_R13(%rdx)
122         movq    %r14,PCB_R14(%rdx)
123         movq    %r15,PCB_R15(%rdx)
124
125         /*
126          * Clear the cpu bit in the pmap active mask.  The restore
127          * function will set the bit in the pmap active mask.
128          *
129          * Special case: when switching between threads sharing the
130          * same vmspace if we avoid clearing the bit we do not have
131          * to reload %cr3 (if we clear the bit we could race page
132          * table ops done by other threads and would have to reload
133          * %cr3, because those ops will not know to IPI us).
134          */
135         movq    %rcx,%rbx                       /* RBX = oldthread */
136         movq    TD_LWP(%rcx),%rcx               /* RCX = oldlwp */
137         movq    TD_LWP(%rdi),%r13               /* R13 = newlwp */
138         movq    LWP_VMSPACE(%rcx), %rcx         /* RCX = oldvmspace */
139         testq   %r13,%r13                       /* might not be a heavy */
140         jz      1f
141         cmpq    LWP_VMSPACE(%r13),%rcx          /* same vmspace? */
142         je      2f
143 1:
144         movq    PCPU(other_cpus)+0, %rax
145         MPLOCKED andq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE+0(%rcx)
146         movq    PCPU(other_cpus)+8, %rax
147         MPLOCKED andq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE+8(%rcx)
148         movq    PCPU(other_cpus)+16, %rax
149         MPLOCKED andq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE+16(%rcx)
150         movq    PCPU(other_cpus)+24, %rax
151         MPLOCKED andq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE+24(%rcx)
152 2:
153
154         /*
155          * Push the LWKT switch restore function, which resumes a heavy
156          * weight process.  Note that the LWKT switcher is based on
157          * TD_SP, while the heavy weight process switcher is based on
158          * PCB_RSP.  TD_SP is usually two ints pushed relative to
159          * PCB_RSP.  We push the flags for later restore by cpu_heavy_restore.
160          */
161         pushfq
162         movq    $cpu_heavy_restore, %rax
163         pushq   %rax
164         movq    %rsp,TD_SP(%rbx)
165
166         /*
167          * Save debug regs if necessary
168          */
169         movq    PCB_FLAGS(%rdx),%rax
170         andq    $PCB_DBREGS,%rax
171         jz      1f                              /* no, skip over */
172         movq    %dr7,%rax                       /* yes, do the save */
173         movq    %rax,PCB_DR7(%rdx)
174         /* JG correct value? */
175         andq    $0x0000fc00, %rax               /* disable all watchpoints */
176         movq    %rax,%dr7
177         movq    %dr6,%rax
178         movq    %rax,PCB_DR6(%rdx)
179         movq    %dr3,%rax
180         movq    %rax,PCB_DR3(%rdx)
181         movq    %dr2,%rax
182         movq    %rax,PCB_DR2(%rdx)
183         movq    %dr1,%rax
184         movq    %rax,PCB_DR1(%rdx)
185         movq    %dr0,%rax
186         movq    %rax,PCB_DR0(%rdx)
187 1:
188
189 #if 1
190         /*
191          * Save the FP state if we have used the FP.  Note that calling
192          * npxsave will NULL out PCPU(npxthread).
193          */
194         cmpq    %rbx,PCPU(npxthread)
195         jne     1f
196         movq    %rdi,%r12               /* save %rdi. %r12 is callee-saved */
197         movq    TD_SAVEFPU(%rbx),%rdi
198         call    npxsave                 /* do it in a big C function */
199         movq    %r12,%rdi               /* restore %rdi */
200 1:
201 #endif
202
203         /*
204          * Switch to the next thread, which was passed as an argument
205          * to cpu_heavy_switch().  The argument is in %rdi.
206          * Set the current thread, load the stack pointer,
207          * and 'ret' into the switch-restore function.
208          *
209          * The switch restore function expects the new thread to be in %rax
210          * and the old one to be in %rbx.
211          *
212          * There is a one-instruction window where curthread is the new
213          * thread but %rsp still points to the old thread's stack, but
214          * we are protected by a critical section so it is ok.
215          */
216         movq    %rdi,%rax               /* RAX = newtd, RBX = oldtd */
217         movq    %rax,PCPU(curthread)
218         movq    TD_SP(%rax),%rsp
219         CHECKNZ((%rsp), %r9)
220         ret
221 END(cpu_heavy_switch)
222
223 /*
224  *  cpu_exit_switch(struct thread *next)
225  *
226  *      The switch function is changed to this when a thread is going away
227  *      for good.  We have to ensure that the MMU state is not cached, and
228  *      we don't bother saving the existing thread state before switching.
229  *
230  *      At this point we are in a critical section and this cpu owns the
231  *      thread's token, which serves as an interlock until the switchout is
232  *      complete.
233  */
234 ENTRY(cpu_exit_switch)
235         /*
236          * Get us out of the vmspace
237          */
238 #if 0
239         movq    KPML4phys,%rcx
240         movq    %cr3,%rax
241         cmpq    %rcx,%rax
242         je      1f
243         /* JG no increment of statistics counters? see cpu_heavy_restore */
244         movq    %rcx,%cr3
245 1:
246 #endif
247         movq    PCPU(curthread),%rbx
248
249         /*
250          * If this is a process/lwp, deactivate the pmap after we've
251          * switched it out.
252          */
253         movq    TD_LWP(%rbx),%rcx
254         testq   %rcx,%rcx
255         jz      2f
256         movq    LWP_VMSPACE(%rcx), %rcx         /* RCX = vmspace */
257         movq    PCPU(other_cpus)+0, %rax
258         MPLOCKED andq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE+0(%rcx)
259         movq    PCPU(other_cpus)+8, %rax
260         MPLOCKED andq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE+8(%rcx)
261         movq    PCPU(other_cpus)+16, %rax
262         MPLOCKED andq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE+16(%rcx)
263         movq    PCPU(other_cpus)+24, %rax
264         MPLOCKED andq   %rax, VM_PMAP+PM_ACTIVE+24(%rcx)
265 2:
266         /*
267          * Switch to the next thread.  RET into the restore function, which
268          * expects the new thread in RAX and the old in RBX.
269          *
270          * There is a one-instruction window where curthread is the new
271          * thread but %rsp still points to the old thread's stack, but
272          * we are protected by a critical section so it is ok.
273          */
274         movq    %rdi,%rax
275         movq    %rax,PCPU(curthread)
276         movq    TD_SP(%rax),%rsp
277         CHECKNZ((%rsp), %r9)
278         ret
279 END(cpu_exit_switch)
280
281 /*
282  * cpu_heavy_restore()  (current thread in %rax on entry, %rbx is old thread)
283  *
284  *      Restore the thread after an LWKT switch.  This entry is normally
285  *      called via the LWKT switch restore function, which was pulled
286  *      off the thread stack and jumped to.
287  *
288  *      This entry is only called if the thread was previously saved
289  *      using cpu_heavy_switch() (the heavy weight process thread switcher),
290  *      or when a new process is initially scheduled.
291  *
292  *      NOTE: The lwp may be in any state, not necessarily LSRUN, because
293  *      a preemption switch may interrupt the process and then return via
294  *      cpu_heavy_restore.
295  *
296  *      YYY theoretically we do not have to restore everything here, a lot
297  *      of this junk can wait until we return to usermode.  But for now
298  *      we restore everything.
299  *
300  *      YYY the PCB crap is really crap, it makes startup a bitch because
301  *      we can't switch away.
302  *
303  *      YYY note: spl check is done in mi_switch when it splx()'s.
304  */
305
306 ENTRY(cpu_heavy_restore)
307         popfq
308         movq    TD_PCB(%rax),%rdx               /* RDX = PCB */
309
310 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
311         incl    _swtch_optim_stats
312 #endif
313         /*
314          * Tell the pmap that our cpu is using the VMSPACE now.  We cannot
315          * safely test/reload %cr3 until after we have set the bit in the
316          * pmap (remember, we do not hold the MP lock in the switch code).
317          */
318         movq    TD_LWP(%rax),%rcx
319         movq    LWP_VMSPACE(%rcx), %rcx         /* RCX = vmspace */
320
321         movq    PCPU(cpumask)+0, %rsi
322         MPLOCKED orq    %rsi, VM_PMAP+PM_ACTIVE+0(%rcx)
323         movq    PCPU(cpumask)+8, %rsi
324         MPLOCKED orq    %rsi, VM_PMAP+PM_ACTIVE+8(%rcx)
325         movq    PCPU(cpumask)+16, %rsi
326         MPLOCKED orq    %rsi, VM_PMAP+PM_ACTIVE+16(%rcx)
327         movq    PCPU(cpumask)+24, %rsi
328         MPLOCKED orq    %rsi, VM_PMAP+PM_ACTIVE+24(%rcx)
329
330         movl    VM_PMAP+PM_ACTIVE_LOCK(%rcx),%esi
331         testl   $CPULOCK_EXCL,%esi
332         jz      1f
333
334         movq    %rax,%r12               /* save newthread ptr */
335         movq    %rcx,%rdi               /* (found to be set) */
336         call    pmap_interlock_wait     /* pmap_interlock_wait(%rdi:vm) */
337         movq    %r12,%rax
338         movq    TD_PCB(%rax),%rdx       /* RDX = PCB */
339 1:
340         /*
341          * Restore the MMU address space.  If it is the same as the last
342          * thread we don't have to invalidate the tlb (i.e. reload cr3).
343          * YYY which naturally also means that the PM_ACTIVE bit had better
344          * already have been set before we set it above, check? YYY
345          */
346 #if 0
347         movq    %cr3,%rsi
348         movq    PCB_CR3(%rdx),%rcx
349         cmpq    %rsi,%rcx
350         je      4f
351 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
352         decl    _swtch_optim_stats
353         incl    _tlb_flush_count
354 #endif
355         movq    %rcx,%cr3
356 4:
357 #endif
358         /*
359          * NOTE: %rbx is the previous thread and %rax is the new thread.
360          *       %rbx is retained throughout so we can return it.
361          *
362          *       lwkt_switch[_return] is responsible for handling TDF_RUNNING.
363          */
364
365 #if 0
366         /*
367          * Deal with the PCB extension, restore the private tss
368          */
369         movq    PCB_EXT(%rdx),%rdi      /* check for a PCB extension */
370         movq    $1,%rcx                 /* maybe mark use of a private tss */
371         testq   %rdi,%rdi
372 #if 0 /* JG */
373         jnz     2f
374 #endif
375
376         /* JG
377          * Going back to the common_tss.  We may need to update TSS_ESP0
378          * which sets the top of the supervisor stack when entering from
379          * usermode.  The PCB is at the top of the stack but we need another
380          * 16 bytes to take vm86 into account.
381          */
382         leaq    -16(%rdx),%rcx
383         movq    %rcx, PCPU(common_tss) + TSS_RSP0
384         movq    %rcx, PCPU(rsp0)
385
386 #if 0 /* JG */
387         cmpl    $0,PCPU(private_tss)    /* don't have to reload if      */
388         je      3f                      /* already using the common TSS */
389
390         /* JG? */
391         subq    %rcx,%rcx               /* unmark use of private tss */
392
393         /*
394          * Get the address of the common TSS descriptor for the ltr.
395          * There is no way to get the address of a segment-accessed variable
396          * so we store a self-referential pointer at the base of the per-cpu
397          * data area and add the appropriate offset.
398          */
399         /* JG movl? */
400         movq    $gd_common_tssd, %rdi
401         /* JG name for "%gs:0"? */
402         addq    %gs:0, %rdi
403
404         /*
405          * Move the correct TSS descriptor into the GDT slot, then reload
406          * ltr.
407          */
408 2:
409         /* JG */
410         movl    %rcx,PCPU(private_tss)          /* mark/unmark private tss */
411         movq    PCPU(tss_gdt), %rcx             /* entry in GDT */
412         movq    0(%rdi), %rax
413         movq    %rax, 0(%rcx)
414         movl    $GPROC0_SEL*8, %esi             /* GSEL(entry, SEL_KPL) */
415         ltr     %si
416 #endif
417
418 3:
419 #endif
420 #if 0
421         /*
422          * Restore the user %gs and %fs
423          */
424         movq    PCB_FSBASE(%rdx),%r9
425         cmpq    PCPU(user_fs),%r9
426         je      4f
427         movq    %rdx,%r10
428         movq    %r9,PCPU(user_fs)
429         movl    $MSR_FSBASE,%ecx
430         movl    PCB_FSBASE(%r10),%eax
431         movl    PCB_FSBASE+4(%r10),%edx
432         wrmsr
433         movq    %r10,%rdx
434 4:
435         movq    PCB_GSBASE(%rdx),%r9
436         cmpq    PCPU(user_gs),%r9
437         je      5f
438         movq    %rdx,%r10
439         movq    %r9,PCPU(user_gs)
440         movl    $MSR_KGSBASE,%ecx       /* later swapgs moves it to GSBASE */
441         movl    PCB_GSBASE(%r10),%eax
442         movl    PCB_GSBASE+4(%r10),%edx
443         wrmsr
444         movq    %r10,%rdx
445 5:
446 #endif
447
448         /*
449          * Restore general registers.  %rbx is restored later.
450          */
451         movq    PCB_RSP(%rdx), %rsp
452         movq    PCB_RBP(%rdx), %rbp
453         movq    PCB_R12(%rdx), %r12
454         movq    PCB_R13(%rdx), %r13
455         movq    PCB_R14(%rdx), %r14
456         movq    PCB_R15(%rdx), %r15
457         movq    PCB_RIP(%rdx), %rax
458         movq    %rax, (%rsp)
459
460 #if 0
461         /*
462          * Restore the user LDT if we have one
463          */
464         cmpl    $0, PCB_USERLDT(%edx)
465         jnz     1f
466         movl    _default_ldt,%eax
467         cmpl    PCPU(currentldt),%eax
468         je      2f
469         lldt    _default_ldt
470         movl    %eax,PCPU(currentldt)
471         jmp     2f
472 1:      pushl   %edx
473         call    set_user_ldt
474         popl    %edx
475 2:
476 #endif
477 #if 0
478         /*
479          * Restore the user TLS if we have one
480          */
481         pushl   %edx
482         call    set_user_TLS
483         popl    %edx
484 #endif
485
486         /*
487          * Restore the DEBUG register state if necessary.
488          */
489         movq    PCB_FLAGS(%rdx),%rax
490         andq    $PCB_DBREGS,%rax
491         jz      1f                              /* no, skip over */
492         movq    PCB_DR6(%rdx),%rax              /* yes, do the restore */
493         movq    %rax,%dr6
494         movq    PCB_DR3(%rdx),%rax
495         movq    %rax,%dr3
496         movq    PCB_DR2(%rdx),%rax
497         movq    %rax,%dr2
498         movq    PCB_DR1(%rdx),%rax
499         movq    %rax,%dr1
500         movq    PCB_DR0(%rdx),%rax
501         movq    %rax,%dr0
502         movq    %dr7,%rax               /* load dr7 so as not to disturb */
503         /* JG correct value? */
504         andq    $0x0000fc00,%rax        /*   reserved bits               */
505         /* JG we've got more registers on x86_64 */
506         movq    PCB_DR7(%rdx),%rcx
507         /* JG correct value? */
508         andq    $~0x0000fc00,%rcx
509         orq     %rcx,%rax
510         movq    %rax,%dr7
511 1:
512         movq    %rbx,%rax
513         movq    PCB_RBX(%rdx),%rbx
514
515         CHECKNZ((%rsp), %r9)
516         ret
517 END(cpu_heavy_restore)
518
519 /*
520  * savectx(struct pcb *pcb)
521  *
522  * Update pcb, saving current processor state.
523  */
524 ENTRY(savectx)
525         /* fetch PCB */
526         /* JG use %rdi instead of %rcx everywhere? */
527         movq    %rdi,%rcx
528
529         /* caller's return address - child won't execute this routine */
530         movq    (%rsp),%rax
531         movq    %rax,PCB_RIP(%rcx)
532         movq    %rbx,PCB_RBX(%rcx)
533         movq    %rsp,PCB_RSP(%rcx)
534         movq    %rbp,PCB_RBP(%rcx)
535         movq    %r12,PCB_R12(%rcx)
536         movq    %r13,PCB_R13(%rcx)
537         movq    %r14,PCB_R14(%rcx)
538         movq    %r15,PCB_R15(%rcx)
539
540 #if 1
541         /*
542          * If npxthread == NULL, then the npx h/w state is irrelevant and the
543          * state had better already be in the pcb.  This is true for forks
544          * but not for dumps (the old book-keeping with FP flags in the pcb
545          * always lost for dumps because the dump pcb has 0 flags).
546          *
547          * If npxthread != NULL, then we have to save the npx h/w state to
548          * npxthread's pcb and copy it to the requested pcb, or save to the
549          * requested pcb and reload.  Copying is easier because we would
550          * have to handle h/w bugs for reloading.  We used to lose the
551          * parent's npx state for forks by forgetting to reload.
552          */
553         movq    PCPU(npxthread),%rax
554         testq   %rax,%rax
555         jz      1f
556
557         pushq   %rcx                    /* target pcb */
558         movq    TD_SAVEFPU(%rax),%rax   /* originating savefpu area */
559         pushq   %rax
560
561         movq    %rax,%rdi
562         call    npxsave
563
564         popq    %rax
565         popq    %rcx
566
567         movq    $PCB_SAVEFPU_SIZE,%rdx
568         leaq    PCB_SAVEFPU(%rcx),%rcx
569         movq    %rcx,%rsi
570         movq    %rax,%rdi
571         call    bcopy
572 #endif
573
574 1:
575         CHECKNZ((%rsp), %r9)
576         ret
577 END(savectx)
578
579 /*
580  * cpu_idle_restore()   (current thread in %rax on entry) (one-time execution)
581  *                      (old thread is %rbx on entry)
582  *
583  *      Don't bother setting up any regs other than %rbp so backtraces
584  *      don't die.  This restore function is used to bootstrap into the
585  *      cpu_idle() LWKT only, after that cpu_lwkt_*() will be used for
586  *      switching.
587  *
588  *      Clear TDF_RUNNING in old thread only after we've cleaned up %cr3.
589  *      This only occurs during system boot so no special handling is
590  *      required for migration.
591  *
592  *      If we are an AP we have to call ap_init() before jumping to
593  *      cpu_idle().  ap_init() will synchronize with the BP and finish
594  *      setting up various ncpu-dependant globaldata fields.  This may
595  *      happen on UP as well as SMP if we happen to be simulating multiple
596  *      cpus.
597  */
598 ENTRY(cpu_idle_restore)
599         /* cli */
600         /* JG xor? */
601         movl    $0,%ebp
602         /* JG push RBP? */
603         pushq   $0
604         cmpl    $0,PCPU(cpuid)
605         je      1f
606         andl    $~TDF_RUNNING,TD_FLAGS(%rbx)
607         orl     $TDF_RUNNING,TD_FLAGS(%rax)     /* manual, no switch_return */
608         call    ap_init
609         /* sti */
610         jmp     cpu_idle
611
612         /*
613          * cpu 0's idle thread entry for the first time must use normal
614          * lwkt_switch_return() semantics or a pending cpu migration on
615          * thread0 will deadlock.
616          */
617 1:
618         pushq   %rax
619         movq    %rbx,%rdi
620         call    lwkt_switch_return
621         popq    %rax
622         jmp     cpu_idle
623 END(cpu_idle_restore)
624
625 /*
626  * cpu_kthread_restore() (current thread is %rax on entry) (one-time execution)
627  *                       (old thread is %rbx on entry)
628  *
629  *      Don't bother setting up any regs other then %rbp so backtraces
630  *      don't die.  This restore function is used to bootstrap into an
631  *      LWKT based kernel thread only.  cpu_lwkt_switch() will be used
632  *      after this.
633  *
634  *      Because this switch target does not 'return' to lwkt_switch()
635  *      we have to call lwkt_switch_return(otd) to clean up otd.
636  *      otd is in %ebx.
637  *
638  *      Since all of our context is on the stack we are reentrant and
639  *      we can release our critical section and enable interrupts early.
640  */
641 ENTRY(cpu_kthread_restore)
642         /*sti*/
643         movq    TD_PCB(%rax),%r13
644         movq    $0,%rbp
645
646         /*
647          * rax and rbx come from the switchout code.  Call
648          * lwkt_switch_return(otd).
649          *
650          * NOTE: unlike i386, the %rsi and %rdi are not call-saved regs.
651          */
652         pushq   %rax
653         movq    %rbx,%rdi
654         call    lwkt_switch_return
655         popq    %rax
656         decl    TD_CRITCOUNT(%rax)
657         movq    PCB_R12(%r13),%rdi      /* argument to RBX function */
658         movq    PCB_RBX(%r13),%rax      /* thread function */
659         /* note: top of stack return address inherited by function */
660         CHECKNZ(%rax, %r9)
661         jmp     *%rax
662 END(cpu_kthread_restore)
663
664 /*
665  * cpu_lwkt_switch(struct thread *)
666  *
667  *      Standard LWKT switching function.  Only non-scratch registers are
668  *      saved and we don't bother with the MMU state or anything else.
669  *
670  *      This function is always called while in a critical section.
671  *
672  *      There is a one-instruction window where curthread is the new
673  *      thread but %rsp still points to the old thread's stack, but
674  *      we are protected by a critical section so it is ok.
675  *
676  *      YYY BGL, SPL
677  */
678 ENTRY(cpu_lwkt_switch)
679         pushq   %rbp    /* JG note: GDB hacked to locate ebp relative to td_sp */
680         /* JG we've got more registers on x86_64 */
681         pushq   %rbx
682         movq    PCPU(curthread),%rbx
683         pushq   %r12
684         pushq   %r13
685         pushq   %r14
686         pushq   %r15
687         pushfq
688
689 #if 1
690         /*
691          * Save the FP state if we have used the FP.  Note that calling
692          * npxsave will NULL out PCPU(npxthread).
693          *
694          * We have to deal with the FP state for LWKT threads in case they
695          * happen to get preempted or block while doing an optimized
696          * bzero/bcopy/memcpy.
697          */
698         cmpq    %rbx,PCPU(npxthread)
699         jne     1f
700         movq    %rdi,%r12               /* save %rdi. %r12 is callee-saved */
701         movq    TD_SAVEFPU(%rbx),%rdi
702         call    npxsave                 /* do it in a big C function */
703         movq    %r12,%rdi               /* restore %rdi */
704 1:
705 #endif
706
707         movq    %rdi,%rax               /* switch to this thread */
708         pushq   $cpu_lwkt_restore
709         movq    %rsp,TD_SP(%rbx)
710         movq    %rax,PCPU(curthread)
711         movq    TD_SP(%rax),%rsp
712
713         /*
714          * %rax contains new thread, %rbx contains old thread.
715          */
716         CHECKNZ((%rsp), %r9)
717         ret
718 END(cpu_lwkt_switch)
719
720 /*
721  * cpu_lwkt_restore()   (current thread in %rax on entry)
722  *
723  *      Standard LWKT restore function.  This function is always called
724  *      while in a critical section.
725  *
726  *      Warning: due to preemption the restore function can be used to
727  *      'return' to the original thread.  Interrupt disablement must be
728  *      protected through the switch so we cannot run splz here.
729  */
730 ENTRY(cpu_lwkt_restore)
731         /*
732          * NOTE: %rbx is the previous thread and %eax is the new thread.
733          *       %rbx is retained throughout so we can return it.
734          *
735          *       lwkt_switch[_return] is responsible for handling TDF_RUNNING.
736          */
737         movq    %rbx,%rax
738         popfq
739         popq    %r15
740         popq    %r14
741         popq    %r13
742         popq    %r12
743         popq    %rbx
744         popq    %rbp
745         ret
746 END(cpu_lwkt_restore)
747
748 /*
749  * bootstrap_idle()
750  *
751  * Make AP become the idle loop.
752  */
753 ENTRY(bootstrap_idle)
754         movq    PCPU(curthread),%rax
755         movq    %rax,%rbx
756         movq    TD_SP(%rax),%rsp
757         ret
758 END(bootstrap_idle)