sys/platform/pc32/i386/swtch.s

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   6  * William Jolitz.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  17  *    must display the following acknowledgement:
  18  *      This product includes software developed by the University of
  19  *      California, Berkeley and its contributors.
  20  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  21  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  22  *    without specific prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/swtch.s,v 1.89.2.10 2003/01/23 03:36:24 ps Exp $
  37  * $DragonFly: src/sys/platform/pc32/i386/swtch.s,v 1.5 2003/06/18 16:30:09 dillon Exp $
  38  */
  39
  40 #include "npx.h"
  41 #include "opt_user_ldt.h"
  42
  43 #include <sys/rtprio.h>
  44
  45 #include <machine/asmacros.h>
  46 #include <machine/ipl.h>
  47
  48 #ifdef SMP
  49 #include <machine/pmap.h>
  50 #include <machine/smptests.h>           /** GRAB_LOPRIO */
  51 #include <machine/apic.h>
  52 #include <machine/lock.h>
  53 #endif /* SMP */
  54
  55 #include "assym.s"
  56
  57
  58 /*****************************************************************************/
  59 /* Scheduling                                                                */
  60 /*****************************************************************************/
  61
  62         .data
  63
  64         .globl  _hlt_vector
  65 _hlt_vector:    .long   _cpu_idle       /* pointer to halt routine */
  66
  67         .globl  _panic
  68
  69 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
  70         .globl  _swtch_optim_stats, _tlb_flush_count
  71 _swtch_optim_stats:     .long   0               /* number of _swtch_optims */
  72 _tlb_flush_count:       .long   0
  73 #endif
  74
  75         .text
  76
  77 /*
  78  * When no processes are on the runq, cpu_switch() branches to _idle
  79  * to wait for something to come ready.
  80  */
  81         ALIGN_TEXT
  82         .type   _idle,@function
  83 _idle:
  84         xorl    %ebp,%ebp
  85         movl    %ebp,_switchtime
  86
  87 #ifdef SMP
  88
  89         /* when called, we have the mplock, intr disabled */
  90         /* use our idleproc's "context" */
  91         movl    _IdlePTD, %ecx
  92         movl    %cr3, %eax
  93         cmpl    %ecx, %eax
  94         je              2f
  95 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
  96         decl    _swtch_optim_stats
  97         incl    _tlb_flush_count
  98 #endif
  99         movl    %ecx, %cr3
 100 2:
 101         /* Keep space for nonexisting return addr, or profiling bombs */
 102         movl    $gd_idlestack_top-4, %ecx
 103         addl    %fs:0, %ecx
 104         movl    %ecx, %esp
 105
 106         /* update common_tss.tss_esp0 pointer */
 107         movl    %ecx, _common_tss + TSS_ESP0
 108
 109         movl    _cpuid, %esi
 110         btrl    %esi, _private_tss
 111         jae     1f
 112
 113         movl    $gd_common_tssd, %edi
 114         addl    %fs:0, %edi
 115
 116         /* move correct tss descriptor into GDT slot, then reload tr */
 117         movl    _tss_gdt, %ebx                  /* entry in GDT */
 118         movl    0(%edi), %eax
 119         movl    %eax, 0(%ebx)
 120         movl    4(%edi), %eax
 121         movl    %eax, 4(%ebx)
 122         movl    $GPROC0_SEL*8, %esi             /* GSEL(entry, SEL_KPL) */
 123         ltr     %si
 124 1:
 125
 126         sti
 127
 128         /*
 129          * XXX callers of cpu_switch() do a bogus splclock().  Locking should
 130          * be left to cpu_switch().
 131          *
 132          * NOTE: spl*() may only be called while we hold the MP lock (which
 133          * we do).
 134          */
 135         call    _spl0
 136
 137         cli
 138
 139         /*
 140          * _REALLY_ free the lock, no matter how deep the prior nesting.
 141          * We will recover the nesting on the way out when we have a new
 142          * proc to load.
 143          *
 144          * XXX: we had damn well better be sure we had it before doing this!
 145          */
 146         movl    $FREE_LOCK, %eax
 147         movl    %eax, _mp_lock
 148
 149         /* do NOT have lock, intrs disabled */
 150         .globl  idle_loop
 151 idle_loop:
 152
 153         cmpl    $0,_smp_active
 154         jne     1f
 155         cmpl    $0,_cpuid
 156         je      1f
 157         jmp     2f
 158
 159 1:
 160         call    _procrunnable
 161         testl   %eax,%eax
 162         jnz     3f
 163
 164         /*
 165          * Handle page-zeroing in the idle loop.  Called with interrupts
 166          * disabled and the MP lock released.  Inside vm_page_zero_idle
 167          * we enable interrupts and grab the mplock as required.
 168          */
 169         cmpl    $0,_do_page_zero_idle
 170         je      2f
 171
 172         call    _vm_page_zero_idle              /* internal locking */
 173         testl   %eax, %eax
 174         jnz     idle_loop
 175 2:
 176
 177         /* enable intrs for a halt */
 178         movl    $0, lapic_tpr                   /* 1st candidate for an INT */
 179         call    *_hlt_vector                    /* wait for interrupt */
 180         cli
 181         jmp     idle_loop
 182
 183         /*
 184          * Note that interrupts must be enabled while obtaining the MP lock
 185          * in order to be able to take IPI's while blocked.
 186          */
 187 3:
 188 #ifdef GRAB_LOPRIO
 189         movl    $LOPRIO_LEVEL, lapic_tpr        /* arbitrate for INTs */
 190 #endif
 191         sti
 192         call    _get_mplock
 193         cli
 194         call    _procrunnable
 195         testl   %eax,%eax
 196         CROSSJUMP(jnz, sw1a, jz)
 197         call    _rel_mplock
 198         jmp     idle_loop
 199
 200 #else /* !SMP */
 201
 202         movl    $HIDENAME(tmpstk),%esp
 203 #if defined(OVERLY_CONSERVATIVE_PTD_MGMT)
 204 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 205         incl    _swtch_optim_stats
 206 #endif
 207         movl    _IdlePTD, %ecx
 208         movl    %cr3, %eax
 209         cmpl    %ecx, %eax
 210         je              2f
 211 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 212         decl    _swtch_optim_stats
 213         incl    _tlb_flush_count
 214 #endif
 215         movl    %ecx, %cr3
 216 2:
 217 #endif
 218
 219         /* update common_tss.tss_esp0 pointer */
 220         movl    %esp, _common_tss + TSS_ESP0
 221
 222         movl    $0, %esi
 223         btrl    %esi, _private_tss
 224         jae     1f
 225
 226         movl    $_common_tssd, %edi
 227
 228         /* move correct tss descriptor into GDT slot, then reload tr */
 229         movl    _tss_gdt, %ebx                  /* entry in GDT */
 230         movl    0(%edi), %eax
 231         movl    %eax, 0(%ebx)
 232         movl    4(%edi), %eax
 233         movl    %eax, 4(%ebx)
 234         movl    $GPROC0_SEL*8, %esi             /* GSEL(entry, SEL_KPL) */
 235         ltr     %si
 236 1:
 237
 238         sti
 239
 240         /*
 241          * XXX callers of cpu_switch() do a bogus splclock().  Locking should
 242          * be left to cpu_switch().
 243          */
 244         call    _spl0
 245
 246         ALIGN_TEXT
 247 idle_loop:
 248         cli
 249         call    _procrunnable
 250         testl   %eax,%eax
 251         CROSSJUMP(jnz, sw1a, jz)
 252 #ifdef  DEVICE_POLLING
 253         call    _idle_poll
 254 #else   /* standard code */
 255         call    _vm_page_zero_idle
 256 #endif
 257         testl   %eax, %eax
 258         jnz     idle_loop
 259         call    *_hlt_vector                    /* wait for interrupt */
 260         jmp     idle_loop
 261
 262 #endif /* SMP */
 263
 264 CROSSJUMPTARGET(_idle)
 265
 266 #if 0
 267
 268 ENTRY(default_halt)
 269         sti
 270 #ifndef SMP
 271         hlt                                     /* XXX:  until a wakeup IPI */
 272 #endif
 273         ret
 274
 275 #endif
 276
 277 /*
 278  * cpu_switch()
 279  */
 280 ENTRY(cpu_switch)
 281
 282         /* switch to new process. first, save context as needed */
 283         movl    _curthread,%ecx
 284         movl    TD_PROC(%ecx),%ecx
 285
 286         /* if no process to save, don't bother */
 287         testl   %ecx,%ecx
 288         je      sw1
 289
 290 #ifdef SMP
 291         movb    P_ONCPU(%ecx), %al              /* save "last" cpu */
 292         movb    %al, P_LASTCPU(%ecx)
 293         movb    $0xff, P_ONCPU(%ecx)            /* "leave" the cpu */
 294 #endif /* SMP */
 295         movl    P_VMSPACE(%ecx), %edx
 296 #ifdef SMP
 297         movl    _cpuid, %eax
 298 #else
 299         xorl    %eax, %eax
 300 #endif /* SMP */
 301         btrl    %eax, VM_PMAP+PM_ACTIVE(%edx)
 302
 303         movl    P_ADDR(%ecx),%edx
 304
 305         movl    (%esp),%eax                     /* Hardware registers */
 306         movl    %eax,PCB_EIP(%edx)
 307         movl    %ebx,PCB_EBX(%edx)
 308         movl    %esp,PCB_ESP(%edx)
 309         movl    %ebp,PCB_EBP(%edx)
 310         movl    %esi,PCB_ESI(%edx)
 311         movl    %edi,PCB_EDI(%edx)
 312         movl    %gs,PCB_GS(%edx)
 313
 314         /* test if debug regisers should be saved */
 315         movb    PCB_FLAGS(%edx),%al
 316         andb    $PCB_DBREGS,%al
 317         jz      1f                              /* no, skip over */
 318         movl    %dr7,%eax                       /* yes, do the save */
 319         movl    %eax,PCB_DR7(%edx)
 320         andl    $0x0000fc00, %eax               /* disable all watchpoints */
 321         movl    %eax,%dr7
 322         movl    %dr6,%eax
 323         movl    %eax,PCB_DR6(%edx)
 324         movl    %dr3,%eax
 325         movl    %eax,PCB_DR3(%edx)
 326         movl    %dr2,%eax
 327         movl    %eax,PCB_DR2(%edx)
 328         movl    %dr1,%eax
 329         movl    %eax,PCB_DR1(%edx)
 330         movl    %dr0,%eax
 331         movl    %eax,PCB_DR0(%edx)
 332 1:
 333
 334 #ifdef SMP
 335         movl    _mp_lock, %eax
 336         /* XXX FIXME: we should be saving the local APIC TPR */
 337 #ifdef DIAGNOSTIC
 338         cmpl    $FREE_LOCK, %eax                /* is it free? */
 339         je      badsw4                          /* yes, bad medicine! */
 340 #endif /* DIAGNOSTIC */
 341         andl    $COUNT_FIELD, %eax              /* clear CPU portion */
 342         movl    %eax, PCB_MPNEST(%edx)          /* store it */
 343 #endif /* SMP */
 344
 345 #if NNPX > 0
 346         /* have we used fp, and need a save? */
 347         movl    P_THREAD(%ecx),%ecx
 348         cmpl    %ecx,_npxthread
 349         jne     1f
 350         addl    $PCB_SAVEFPU,%edx               /* h/w bugs make saving complicated */
 351         pushl   %edx
 352         call    _npxsave                        /* do it in a big C function */
 353         popl    %eax
 354 1:
 355         /* %ecx,%edx trashed */
 356 #endif  /* NNPX > 0 */
 357
 358         /*
 359          * out of processes, set curthread to the current cpu's
 360          * idlethread.  Note that idlethread.td_proc will be NULL.
 361          */
 362 #ifdef SMP
 363         movl    $gd_idlethread, %edi
 364         addl    %fs:0, %edi
 365 #else
 366         movl    $_idlethread, %edi
 367 #endif
 368         movl    %edi,_curthread
 369
 370         /* save is done, now choose a new process or idle */
 371 sw1:
 372         cli
 373
 374 #ifdef SMP
 375         /* Stop scheduling if smp_active goes zero and we are not BSP */
 376         cmpl    $0,_smp_active
 377         jne     1f
 378         cmpl    $0,_cpuid
 379         CROSSJUMP(je, _idle, jne)               /* wind down */
 380 1:
 381 #endif
 382
 383 sw1a:
 384         call    _chooseproc                     /* trash ecx, edx, ret eax*/
 385         testl   %eax,%eax
 386         CROSSJUMP(je, _idle, jne)               /* if no proc, idle */
 387         movl    %eax,%ecx
 388
 389         xorl    %eax,%eax
 390         andl    $~AST_RESCHED,_astpending
 391
 392 #ifdef  DIAGNOSTIC
 393         cmpl    %eax,P_WCHAN(%ecx)
 394         jne     badsw1
 395         cmpb    $SRUN,P_STAT(%ecx)
 396         jne     badsw2
 397 #endif
 398
 399         movl    P_ADDR(%ecx),%edx
 400
 401 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 402         incl    _swtch_optim_stats
 403 #endif
 404         /* switch address space */
 405         movl    %cr3,%ebx
 406         cmpl    PCB_CR3(%edx),%ebx
 407         je      4f
 408 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 409         decl    _swtch_optim_stats
 410         incl    _tlb_flush_count
 411 #endif
 412         movl    PCB_CR3(%edx),%ebx
 413         movl    %ebx,%cr3
 414 4:
 415
 416 #ifdef SMP
 417         movl    _cpuid, %esi
 418 #else
 419         xorl    %esi, %esi
 420 #endif
 421         cmpl    $0, PCB_EXT(%edx)               /* has pcb extension? */
 422         je      1f
 423         btsl    %esi, _private_tss              /* mark use of private tss */
 424         movl    PCB_EXT(%edx), %edi             /* new tss descriptor */
 425         jmp     2f
 426 1:
 427
 428         /* update common_tss.tss_esp0 pointer */
 429         movl    %edx, %ebx                      /* pcb */
 430         addl    $(UPAGES * PAGE_SIZE - 16), %ebx
 431         movl    %ebx, _common_tss + TSS_ESP0
 432
 433         btrl    %esi, _private_tss
 434         jae     3f
 435 #ifdef SMP
 436         movl    $gd_common_tssd, %edi
 437         addl    %fs:0, %edi
 438 #else
 439         movl    $_common_tssd, %edi
 440 #endif
 441 2:
 442         /* move correct tss descriptor into GDT slot, then reload tr */
 443         movl    _tss_gdt, %ebx                  /* entry in GDT */
 444         movl    0(%edi), %eax
 445         movl    %eax, 0(%ebx)
 446         movl    4(%edi), %eax
 447         movl    %eax, 4(%ebx)
 448         movl    $GPROC0_SEL*8, %esi             /* GSEL(entry, SEL_KPL) */
 449         ltr     %si
 450 3:
 451         movl    P_VMSPACE(%ecx), %ebx
 452 #ifdef SMP
 453         movl    _cpuid, %eax
 454 #else
 455         xorl    %eax, %eax
 456 #endif
 457         btsl    %eax, VM_PMAP+PM_ACTIVE(%ebx)
 458
 459         /* restore context */
 460         movl    PCB_EBX(%edx),%ebx
 461         movl    PCB_ESP(%edx),%esp
 462         movl    PCB_EBP(%edx),%ebp
 463         movl    PCB_ESI(%edx),%esi
 464         movl    PCB_EDI(%edx),%edi
 465         movl    PCB_EIP(%edx),%eax
 466         movl    %eax,(%esp)
 467
 468 #ifdef SMP
 469 #ifdef GRAB_LOPRIO                              /* hold LOPRIO for INTs */
 470 #ifdef CHEAP_TPR
 471         movl    $0, lapic_tpr
 472 #else
 473         andl    $~APIC_TPR_PRIO, lapic_tpr
 474 #endif /** CHEAP_TPR */
 475 #endif /** GRAB_LOPRIO */
 476         movl    _cpuid,%eax
 477         movb    %al, P_ONCPU(%ecx)
 478 #endif /* SMP */
 479         movl    %edx, _curpcb
 480         movl    P_THREAD(%ecx),%ecx             /* ecx = thread */
 481         movl    %ecx, _curthread
 482         movl    TD_PROC(%ecx),%ecx  /* YYY does %ecx need to be restored? */
 483
 484 #ifdef SMP
 485         movl    _cpu_lockid, %eax
 486         orl     PCB_MPNEST(%edx), %eax          /* add next count from PROC */
 487         movl    %eax, _mp_lock                  /* load the mp_lock */
 488         /* XXX FIXME: we should be restoring the local APIC TPR */
 489 #endif /* SMP */
 490
 491 #ifdef  USER_LDT
 492         cmpl    $0, PCB_USERLDT(%edx)
 493         jnz     1f
 494         movl    __default_ldt,%eax
 495         cmpl    _currentldt,%eax
 496         je      2f
 497         lldt    __default_ldt
 498         movl    %eax,_currentldt
 499         jmp     2f
 500 1:      pushl   %edx
 501         call    _set_user_ldt
 502         popl    %edx
 503 2:
 504 #endif
 505
 506         /* This must be done after loading the user LDT. */
 507         .globl  cpu_switch_load_gs
 508 cpu_switch_load_gs:
 509         movl    PCB_GS(%edx),%gs
 510
 511         /* test if debug regisers should be restored */
 512         movb    PCB_FLAGS(%edx),%al
 513         andb    $PCB_DBREGS,%al
 514         jz      1f                              /* no, skip over */
 515         movl    PCB_DR6(%edx),%eax              /* yes, do the restore */
 516         movl    %eax,%dr6
 517         movl    PCB_DR3(%edx),%eax
 518         movl    %eax,%dr3
 519         movl    PCB_DR2(%edx),%eax
 520         movl    %eax,%dr2
 521         movl    PCB_DR1(%edx),%eax
 522         movl    %eax,%dr1
 523         movl    PCB_DR0(%edx),%eax
 524         movl    %eax,%dr0
 525         movl    %dr7,%eax                /* load dr7 so as not to disturb */
 526         andl    $0x0000fc00,%eax         /*   reserved bits               */
 527         pushl   %ebx
 528         movl    PCB_DR7(%edx),%ebx
 529         andl    $~0x0000fc00,%ebx
 530         orl     %ebx,%eax
 531         popl    %ebx
 532         movl    %eax,%dr7
 533 1:
 534
 535         sti
 536         ret
 537
 538 CROSSJUMPTARGET(sw1a)
 539
 540 #ifdef DIAGNOSTIC
 541 badsw1:
 542         pushl   $sw0_1
 543         call    _panic
 544
 545 sw0_1:  .asciz  "cpu_switch: has wchan"
 546
 547 badsw2:
 548         pushl   $sw0_2
 549         call    _panic
 550
 551 sw0_2:  .asciz  "cpu_switch: not SRUN"
 552 #endif
 553
 554 #if defined(SMP) && defined(DIAGNOSTIC)
 555 badsw4:
 556         pushl   $sw0_4
 557         call    _panic
 558
 559 sw0_4:  .asciz  "cpu_switch: do not have lock"
 560 #endif /* SMP && DIAGNOSTIC */
 561
 562 /*
 563  * savectx(pcb)
 564  * Update pcb, saving current processor state.
 565  */
 566 ENTRY(savectx)
 567         /* fetch PCB */
 568         movl    4(%esp),%ecx
 569
 570         /* caller's return address - child won't execute this routine */
 571         movl    (%esp),%eax
 572         movl    %eax,PCB_EIP(%ecx)
 573
 574         movl    %cr3,%eax
 575         movl    %eax,PCB_CR3(%ecx)
 576
 577         movl    %ebx,PCB_EBX(%ecx)
 578         movl    %esp,PCB_ESP(%ecx)
 579         movl    %ebp,PCB_EBP(%ecx)
 580         movl    %esi,PCB_ESI(%ecx)
 581         movl    %edi,PCB_EDI(%ecx)
 582         movl    %gs,PCB_GS(%ecx)
 583
 584 #if NNPX > 0
 585         /*
 586          * If npxthread == NULL, then the npx h/w state is irrelevant and the
 587          * state had better already be in the pcb.  This is true for forks
 588          * but not for dumps (the old book-keeping with FP flags in the pcb
 589          * always lost for dumps because the dump pcb has 0 flags).
 590          *
 591          * If npxthread != NULL, then we have to save the npx h/w state to
 592          * npxthread's pcb and copy it to the requested pcb, or save to the
 593          * requested pcb and reload.  Copying is easier because we would
 594          * have to handle h/w bugs for reloading.  We used to lose the
 595          * parent's npx state for forks by forgetting to reload.
 596          */
 597         movl    _npxthread,%eax
 598         testl   %eax,%eax
 599         je      1f
 600
 601         pushl   %ecx
 602         movl    TD_PROC(%eax),%eax
 603         movl    P_ADDR(%eax),%eax
 604         leal    PCB_SAVEFPU(%eax),%eax
 605         pushl   %eax
 606         pushl   %eax
 607         call    _npxsave
 608         addl    $4,%esp
 609         popl    %eax
 610         popl    %ecx
 611
 612         pushl   $PCB_SAVEFPU_SIZE
 613         leal    PCB_SAVEFPU(%ecx),%ecx
 614         pushl   %ecx
 615         pushl   %eax
 616         call    _bcopy
 617         addl    $12,%esp
 618 #endif  /* NNPX > 0 */
 619
 620 1:
 621         ret