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  * $DragonFly: src/sys/platform/vkernel/i386/cpu_regs.c,v 1.25 2008/02/03 15:10:26 nth Exp $
  41  */
  42
  43 #include "use_ether.h"
  44 #include "use_npx.h"
  45 #include "use_isa.h"
  46 #include "opt_atalk.h"
  47 #include "opt_compat.h"
  48 #include "opt_ddb.h"
  49 #include "opt_directio.h"
  50 #include "opt_inet.h"
  51 #include "opt_ipx.h"
  52 #include "opt_msgbuf.h"
  53 #include "opt_swap.h"
  54
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/systm.h>
  57 #include <sys/sysproto.h>
  58 #include <sys/signalvar.h>
  59 #include <sys/kernel.h>
  60 #include <sys/linker.h>
  61 #include <sys/malloc.h>
  62 #include <sys/proc.h>
  63 #include <sys/buf.h>
  64 #include <sys/reboot.h>
  65 #include <sys/mbuf.h>
  66 #include <sys/msgbuf.h>
  67 #include <sys/sysent.h>
  68 #include <sys/sysctl.h>
  69 #include <sys/vmmeter.h>
  70 #include <sys/bus.h>
  71 #include <sys/upcall.h>
  72 #include <sys/usched.h>
  73 #include <sys/reg.h>
  74
  75 #include <vm/vm.h>
  76 #include <vm/vm_param.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <vm/vm_kern.h>
  79 #include <vm/vm_object.h>
  80 #include <vm/vm_page.h>
  81 #include <vm/vm_map.h>
  82 #include <vm/vm_pager.h>
  83 #include <vm/vm_extern.h>
  84
  85 #include <sys/thread2.h>
  86
  87 #include <sys/user.h>
  88 #include <sys/exec.h>
  89 #include <sys/cons.h>
  90
  91 #include <ddb/ddb.h>
  92
  93 #include <machine/cpu.h>
  94 #include <machine/clock.h>
  95 #include <machine/specialreg.h>
  96 #include <machine/md_var.h>
  97 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
  98 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
  99 #include <machine/smp.h>
 100 #ifdef PERFMON
 101 #include <machine/perfmon.h>
 102 #endif
 103 #include <machine/cputypes.h>
 104
 105 #include <bus/isa/rtc.h>
 106 #include <machine/vm86.h>
 107 #include <sys/random.h>
 108 #include <sys/ptrace.h>
 109 #include <machine/sigframe.h>
 110 #include <unistd.h>             /* umtx_* functions */
 111
 112 extern void dblfault_handler (void);
 113
 114 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 115 static void set_fpregs_xmm (struct save87 *, struct savexmm *);
 116 static void fill_fpregs_xmm (struct savexmm *, struct save87 *);
 117 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 118 #ifdef DIRECTIO
 119 extern void ffs_rawread_setup(void);
 120 #endif /* DIRECTIO */
 121
 122 #ifdef SMP
 123 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 124 #else
 125 int64_t tsc_offsets[1];
 126 #endif
 127
 128 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 129 extern int swtch_optim_stats;
 130 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 131         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 132 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 133         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 134 #endif
 135
 136 static int
 137 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 138 {
 139         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob((int)Maxmem), req);
 140         return (error);
 141 }
 142
 143 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 144         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 145
 146 static int
 147 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 148 {
 149         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 150                 ctob((int)Maxmem - vmstats.v_wire_count), req);
 151         return (error);
 152 }
 153
 154 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 155         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 156
 157 SYSCTL_ULONG(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLFLAG_RD, &Maxmem, NULL, "");
 158
 159 #if 0
 160
 161 static int
 162 sysctl_machdep_msgbuf(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 163 {
 164         int error;
 165
 166         /* Unwind the buffer, so that it's linear (possibly starting with
 167          * some initial nulls).
 168          */
 169         error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr+msgbufp->msg_bufr,
 170                 msgbufp->msg_size-msgbufp->msg_bufr,req);
 171         if(error) return(error);
 172         if(msgbufp->msg_bufr>0) {
 173                 error=sysctl_handle_opaque(oidp,msgbufp->msg_ptr,
 174                         msgbufp->msg_bufr,req);
 175         }
 176         return(error);
 177 }
 178
 179 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RD,
 180         0, 0, sysctl_machdep_msgbuf, "A","Contents of kernel message buffer");
 181
 182 static int msgbuf_clear;
 183
 184 static int
 185 sysctl_machdep_msgbuf_clear(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 186 {
 187         int error;
 188         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
 189                 req);
 190         if (!error && req->newptr) {
 191                 /* Clear the buffer and reset write pointer */
 192                 bzero(msgbufp->msg_ptr,msgbufp->msg_size);
 193                 msgbufp->msg_bufr=msgbufp->msg_bufx=0;
 194                 msgbuf_clear=0;
 195         }
 196         return (error);
 197 }
 198
 199 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, msgbuf_clear, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 200         &msgbuf_clear, 0, sysctl_machdep_msgbuf_clear, "I",
 201         "Clear kernel message buffer");
 202
 203 #endif
 204
 205 /*
 206  * Send an interrupt to process.
 207  *
 208  * Stack is set up to allow sigcode stored
 209  * at top to call routine, followed by kcall
 210  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 211  * resets the signal mask, the stack, and the
 212  * frame pointer, it returns to the user
 213  * specified pc, psl.
 214  */
 215 void
 216 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 217 {
 218         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 219         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 220         struct trapframe *regs;
 221         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 222         struct sigframe sf, *sfp;
 223         int oonstack;
 224
 225         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 226         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 227
 228         /* save user context */
 229         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 230         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 231         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 232         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 233         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 234
 235         /* make the size of the saved context visible to userland */
 236         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 237
 238         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 239         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 240                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 241
 242
 243         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 244         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 245             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 246                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 247                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 248                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 249         }
 250         else
 251                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 252
 253         /* Translate the signal is appropriate */
 254         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 255                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 256                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 257         }
 258
 259         /* Build the argument list for the signal handler. */
 260         sf.sf_signum = sig;
 261         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 262         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 263                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 264                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 265                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 266
 267                 /* fill siginfo structure */
 268                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 269                 sf.sf_si.si_code = code;
 270                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 271         }
 272         else {
 273                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 274                 sf.sf_siginfo = code;
 275                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 276                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 277         }
 278
 279 #if 0
 280         /*
 281          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 282          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 283          * eflags.
 284          */
 285         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 286                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 287                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 288
 289                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 290                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 291                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 292                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 293
 294                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 295                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 296                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 297                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 298
 299                 /*
 300                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 301                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 302                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 303                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 304                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 305                  */
 306                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 307         }
 308 #endif
 309
 310         /*
 311          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 312          */
 313         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 314
 315         /*
 316          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 317          */
 318         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 319                 /*
 320                  * Something is wrong with the stack pointer.
 321                  * ...Kill the process.
 322                  */
 323                 sigexit(p, SIGILL);
 324         }
 325
 326         regs->tf_esp = (int)sfp;
 327         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 328         regs->tf_eflags &= ~PSL_T;
 329         regs->tf_cs = _ucodesel;
 330         regs->tf_ds = _udatasel;
 331         regs->tf_es = _udatasel;
 332         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 333                 regs->tf_fs = _udatasel;
 334                 regs->tf_gs = _udatasel;
 335         }
 336         regs->tf_ss = _udatasel;
 337 }
 338
 339 /*
 340  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 341  * VM context.
 342  *
 343  * Allow userland to set or maintain PSL_RF, the resume flag.  This flag
 344  * basically controls whether the return PC should skip the first instruction
 345  * (as in an explicit system call) or re-execute it (as in an exception).
 346  */
 347 int
 348 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 349 {
 350         frame->tf_cs = _ucodesel;
 351         frame->tf_ds = _udatasel;
 352         frame->tf_es = _udatasel;
 353 #if 0
 354         frame->tf_fs = _udatasel;
 355         frame->tf_gs = _udatasel;
 356 #endif
 357         frame->tf_ss = _udatasel;
 358         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 359         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 360         return(0);
 361 }
 362
 363 int
 364 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 365 {
 366          struct segment_descriptor *desc;
 367          int i;
 368
 369          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 370                 desc = &tls->tls[i];
 371                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 372                         continue;
 373                 if (desc->sd_def32 == 0)
 374                         return(ENXIO);
 375                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 376                         return(ENXIO);
 377                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 378                         return(ENXIO);
 379                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 380                         return(ENXIO);
 381          }
 382          return(0);
 383 }
 384
 385 /*
 386  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 387  *
 388  * System call to cleanup state after a signal
 389  * has been taken.  Reset signal mask and
 390  * stack state from context left by sendsig (above).
 391  * Return to previous pc and psl as specified by
 392  * context left by sendsig. Check carefully to
 393  * make sure that the user has not modified the
 394  * state to gain improper privileges.
 395  */
 396 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 397 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 398
 399 int
 400 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 401 {
 402         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 403         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 404         struct trapframe *regs;
 405         ucontext_t ucp;
 406         int cs;
 407         int eflags;
 408         int error;
 409
 410         error = copyin(uap->sigcntxp, &ucp, sizeof(ucp));
 411         if (error)
 412                 return (error);
 413
 414         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 415         eflags = ucp.uc_mcontext.mc_eflags;
 416
 417 #if 0
 418         if (eflags & PSL_VM) {
 419                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 420                 struct vm86_kernel *vm86;
 421
 422                 /*
 423                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 424                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 425                  */
 426                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 427                         return (EINVAL);
 428                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 429                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 430                         return (EINVAL);
 431
 432                 /* go back to user mode if both flags are set */
 433                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 434                         trapsignal(lp->lwp_proc, SIGBUS, 0);
 435
 436                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 437                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 438                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 439                 } else {
 440                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 441                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |                                         (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 442                 }
 443                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 444                 tf->tf_eflags = eflags;
 445                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 446                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 447                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 448                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 449                 tf->tf_ds = _udatasel;
 450                 tf->tf_es = _udatasel;
 451 #if 0
 452                 tf->tf_fs = _udatasel;
 453                 tf->tf_gs = _udatasel;
 454 #endif
 455         } else
 456 #endif
 457         {
 458                 /*
 459                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 460                  */
 461                 /*
 462                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 463                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 464                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 465                  * the signal context during signal handling and there is no
 466                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 467                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 468                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 469                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 470                  */
 471                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 472                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 473                         return(EINVAL);
 474                 }
 475
 476                 /*
 477                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 478                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 479                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 480                  */
 481                 cs = ucp.uc_mcontext.mc_cs;
 482                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 483                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 484                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 485                         return(EINVAL);
 486                 }
 487                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 488         }
 489
 490         /*
 491          * Restore the FPU state from the frame
 492          */
 493         npxpop(&ucp.uc_mcontext);
 494
 495         /*
 496          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 497          * semantics against system calls.
 498          */
 499         if (ucp.uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 500                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 501
 502         if (ucp.uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 503                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 504         else
 505                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 506
 507         lp->lwp_sigmask = ucp.uc_sigmask;
 508         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 509         return(EJUSTRETURN);
 510 }
 511
 512 /*
 513  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 514  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 515  * already been pushed on the stack.
 516  */
 517 struct upc_frame {
 518         register_t      eax;
 519         register_t      ecx;
 520         register_t      edx;
 521         register_t      flags;
 522         register_t      oldip;
 523 };
 524
 525 void
 526 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 527 {
 528         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 529         struct trapframe *regs;
 530         struct upcall upcall;
 531         struct upc_frame upc_frame;
 532         int     crit_count = 0;
 533
 534         /*
 535          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 536          * context, switch back to the virtual kernel context before
 537          * trying to post the signal.
 538          */
 539         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 540                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 541                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 542         }
 543
 544         /*
 545          * Get the upcall data structure
 546          */
 547         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 548             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 549         ) {
 550                 vu->vu_pending = 0;
 551                 kprintf("bad upcall address\n");
 552                 return;
 553         }
 554
 555         /*
 556          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 557          * section count, mark the data structure as pending and return
 558          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 559          */
 560         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 561                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 562                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 563                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 564                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 565                 }
 566                 return;
 567         }
 568
 569         /*
 570          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 571          *
 572          * Bump our critical section count and set or clear the
 573          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 574          * pending.  The user will be responsible for calling
 575          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 576          */
 577         vu->vu_pending = 0;
 578         upcall.upc_pending = morepending;
 579         crit_count += TDPRI_CRIT;
 580         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 581                 sizeof(upcall.upc_pending));
 582         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 583                 sizeof(int));
 584
 585         /*
 586          * Construct a stack frame and issue the upcall
 587          */
 588         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 589         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 590         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 591         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 592         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 593         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 594         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 595             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 596                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 597         } else {
 598                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 599                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 600                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 601                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 602                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 603         }
 604 }
 605
 606 /*
 607  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 608  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 609  * being overwritten by the syscall return value.
 610  *
 611  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 612  * and the function pointer in %eax.
 613  */
 614 int
 615 fetchupcall (struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 616 {
 617         struct upc_frame upc_frame;
 618         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 619         struct trapframe *regs;
 620         int error;
 621         struct upcall upcall;
 622         int crit_count;
 623
 624         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 625
 626         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 627         if (error == 0) {
 628             if (vu) {
 629                 /*
 630                  * This jumps us to the next ready context.
 631                  */
 632                 vu->vu_pending = 0;
 633                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 634                 crit_count = 0;
 635                 if (error == 0)
 636                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 637                 crit_count += TDPRI_CRIT;
 638                 if (error == 0)
 639                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 640                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 641                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 642                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 643                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 644                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 645             } else {
 646                 /*
 647                  * This returns us to the originally interrupted code.
 648                  */
 649                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 650                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 651                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 652                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 653                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 654                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 655                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 656                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 657             }
 658         }
 659         if (error == 0)
 660                 error = EJUSTRETURN;
 661         return(error);
 662 }
 663
 664 /*
 665  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 666  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 667  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 668  *
 669  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 670  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 671  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 672  * critical section.
 673  *
 674  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
 675  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
 676  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
 677  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 678  */
 679 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 680 static int      cpu_idle_hltcnt;
 681 static int      cpu_idle_spincnt;
 682 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 683     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 684 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 685     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 686 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 687     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 688
 689 void
 690 cpu_idle(void)
 691 {
 692         struct thread *td = curthread;
 693         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
 694
 695         crit_exit();
 696         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
 697         cpu_enable_intr();
 698         for (;;) {
 699                 /*
 700                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 701                  */
 702                 lwkt_switch();
 703
 704                 /*
 705                  * The idle loop halts only if no threads are scheduleable
 706                  * and no signals have occured.
 707                  */
 708                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
 709                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
 710                         splz();
 711                         if (!lwkt_runnable()) {
 712 #ifdef DEBUGIDLE
 713                                 struct timeval tv1, tv2;
 714                                 gettimeofday(&tv1, NULL);
 715 #endif
 716                                 umtx_sleep(&gd->mi.gd_runqmask, 0, 1000000);
 717 #ifdef DEBUGIDLE
 718                                 gettimeofday(&tv2, NULL);
 719                                 if (tv2.tv_usec - tv1.tv_usec +
 720                                     (tv2.tv_sec - tv1.tv_sec) * 1000000
 721                                     > 500000) {
 722                                         kprintf("cpu %d idlelock %08x %08x\n",
 723                                                 gd->mi.gd_cpuid,
 724                                                 gd->mi.gd_runqmask,
 725                                                 gd->gd_fpending);
 726                                 }
 727 #endif
 728                         }
 729 #ifdef SMP
 730                         else {
 731                             __asm __volatile("pause");
 732                         }
 733 #endif
 734                         ++cpu_idle_hltcnt;
 735                 } else {
 736                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
 737                         splz();
 738 #ifdef SMP
 739                         /*__asm __volatile("sti; pause");*/
 740                         __asm __volatile("pause");
 741 #else
 742                         /*__asm __volatile("sti");*/
 743 #endif
 744                         ++cpu_idle_spincnt;
 745                 }
 746         }
 747 }
 748
 749 #ifdef SMP
 750
 751 /*
 752  * Called by the LWKT switch core with a critical section held if the only
 753  * schedulable thread needs the MP lock and we couldn't get it.  On
 754  * a real cpu we just spin in the scheduler.  In the virtual kernel
 755  * we sleep for a bit.
 756  */
 757 void
 758 cpu_mplock_contested(void)
 759 {
 760         usleep(1000);
 761 }
 762
 763 /*
 764  * Called by the spinlock code with or without a critical section held
 765  * when a spinlock is found to be seriously constested.
 766  */
 767 void
 768 cpu_spinlock_contested(void)
 769 {
 770         usleep(1000);
 771 }
 772
 773 #endif
 774
 775 /*
 776  * Clear registers on exec
 777  */
 778 void
 779 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 780 {
 781         struct thread *td = curthread;
 782         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 783         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 784         struct pcb *pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
 785
 786         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
 787         user_ldt_free(pcb);
 788
 789         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 790         regs->tf_eip = entry;
 791         regs->tf_esp = stack;
 792         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
 793         regs->tf_ss = 0;
 794         regs->tf_ds = 0;
 795         regs->tf_es = 0;
 796         regs->tf_fs = 0;
 797         regs->tf_gs = 0;
 798         regs->tf_cs = 0;
 799
 800         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
 801         regs->tf_ebx = ps_strings;
 802
 803         /*
 804          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
 805          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
 806          */
 807         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 808                 pcb->pcb_dr0 = 0;
 809                 pcb->pcb_dr1 = 0;
 810                 pcb->pcb_dr2 = 0;
 811                 pcb->pcb_dr3 = 0;
 812                 pcb->pcb_dr6 = 0;
 813                 pcb->pcb_dr7 = 0;
 814                 if (pcb == td->td_pcb) {
 815                         /*
 816                          * Clear the debug registers on the running
 817                          * CPU, otherwise they will end up affecting
 818                          * the next process we switch to.
 819                          */
 820                         reset_dbregs();
 821                 }
 822                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 823         }
 824
 825         /*
 826          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
 827          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
 828          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
 829          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
 830          * emulators don't provide an entry point for initialization.
 831          */
 832         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
 833
 834         /*
 835          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
 836          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
 837          * in npxdna().
 838          */
 839         crit_enter();
 840 #if 0
 841         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
 842 #endif
 843
 844 #if NNPX > 0
 845         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
 846         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
 847 #endif
 848         crit_exit();
 849
 850         /*
 851          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
 852          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
 853          * return value to 0.
 854          */
 855 }
 856
 857 void
 858 cpu_setregs(void)
 859 {
 860 #if 0
 861         unsigned int cr0;
 862
 863         cr0 = rcr0();
 864         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
 865         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
 866         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
 867         load_cr0(cr0);
 868         load_gs(_udatasel);
 869 #endif
 870 }
 871
 872 static int
 873 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 874 {
 875         int error;
 876         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
 877                 req);
 878         if (!error && req->newptr)
 879                 resettodr();
 880         return (error);
 881 }
 882
 883 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 884         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
 885
 886 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
 887 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
 888         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
 889
 890 /*
 891  * Initialize 386 and configure to run kernel
 892  */
 893
 894 /*
 895  * Initialize segments & interrupt table
 896  */
 897
 898 extern  struct user *proc0paddr;
 899
 900 #if 0
 901
 902 extern inthand_t
 903         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
 904         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
 905         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
 906         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
 907         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
 908         IDTVEC(rsvd0);
 909 extern inthand_t
 910         IDTVEC(int0x80_syscall);
 911
 912 #endif
 913
 914 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
 915 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
 916 #endif
 917
 918 int
 919 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
 920 {
 921         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
 922         return (0);
 923 }
 924
 925 int
 926 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
 927 {
 928         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
 929         return (0);
 930 }
 931
 932 int
 933 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
 934 {
 935         struct trapframe *tp;
 936
 937         tp = lp->lwp_md.md_regs;
 938         regs->r_gs = tp->tf_gs;
 939         regs->r_fs = tp->tf_fs;
 940         regs->r_es = tp->tf_es;
 941         regs->r_ds = tp->tf_ds;
 942         regs->r_edi = tp->tf_edi;
 943         regs->r_esi = tp->tf_esi;
 944         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
 945         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
 946         regs->r_edx = tp->tf_edx;
 947         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
 948         regs->r_eax = tp->tf_eax;
 949         regs->r_eip = tp->tf_eip;
 950         regs->r_cs = tp->tf_cs;
 951         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
 952         regs->r_esp = tp->tf_esp;
 953         regs->r_ss = tp->tf_ss;
 954         return (0);
 955 }
 956
 957 int
 958 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
 959 {
 960         struct trapframe *tp;
 961
 962         tp = lp->lwp_md.md_regs;
 963         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
 964             !CS_SECURE(regs->r_cs))
 965                 return (EINVAL);
 966         tp->tf_gs = regs->r_gs;
 967         tp->tf_fs = regs->r_fs;
 968         tp->tf_es = regs->r_es;
 969         tp->tf_ds = regs->r_ds;
 970         tp->tf_edi = regs->r_edi;
 971         tp->tf_esi = regs->r_esi;
 972         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
 973         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
 974         tp->tf_edx = regs->r_edx;
 975         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
 976         tp->tf_eax = regs->r_eax;
 977         tp->tf_eip = regs->r_eip;
 978         tp->tf_cs = regs->r_cs;
 979         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
 980         tp->tf_esp = regs->r_esp;
 981         tp->tf_ss = regs->r_ss;
 982         return (0);
 983 }
 984
 985 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 986 static void
 987 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
 988 {
 989         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
 990         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
 991         int i;
 992
 993         /* FPU control/status */
 994         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
 995         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
 996         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
 997         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
 998         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
 999         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1000         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1001         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1002
1003         /* FPU registers */
1004         for (i = 0; i < 8; ++i)
1005                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1006
1007         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
1008 }
1009
1010 static void
1011 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1012 {
1013         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1014         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1015         int i;
1016
1017         /* FPU control/status */
1018         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1019         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1020         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
1021         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
1022         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
1023         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
1024         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
1025         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
1026
1027         /* FPU registers */
1028         for (i = 0; i < 8; ++i)
1029                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
1030
1031         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
1032 }
1033 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1034
1035 int
1036 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1037 {
1038 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1039         if (cpu_fxsr) {
1040                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
1041                                 (struct save87 *)fpregs);
1042                 return (0);
1043         }
1044 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1045         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
1046         return (0);
1047 }
1048
1049 int
1050 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1051 {
1052 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1053         if (cpu_fxsr) {
1054                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
1055                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
1056                 return (0);
1057         }
1058 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1059         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
1060         return (0);
1061 }
1062
1063 int
1064 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1065 {
1066         return (ENOSYS);
1067 }
1068
1069 int
1070 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1071 {
1072         return (ENOSYS);
1073 }
1074
1075 #if 0
1076 /*
1077  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1078  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1079  */
1080 int
1081 user_dbreg_trap(void)
1082 {
1083         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1084         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1085         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1086         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1087         int i;
1088
1089         dr7 = rdr7();
1090         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1091                 /*
1092                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1093                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1094                  * hardware debug registers
1095                  */
1096                 return 0;
1097         }
1098
1099         nbp = 0;
1100         dr6 = rdr6();
1101         bp = dr6 & 0x0000000f;
1102
1103         if (!bp) {
1104                 /*
1105                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1106                  * trap was not caused by any of the debug registers
1107                  */
1108                 return 0;
1109         }
1110
1111         /*
1112          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1113          * which ones and if any of them are user space addresses
1114          */
1115
1116         if (bp & 0x01) {
1117                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1118         }
1119         if (bp & 0x02) {
1120                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1121         }
1122         if (bp & 0x04) {
1123                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1124         }
1125         if (bp & 0x08) {
1126                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1127         }
1128
1129         for (i=0; i<nbp; i++) {
1130                 if (addr[i] <
1131                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1132                         /*
1133                          * addr[i] is in user space
1134                          */
1135                         return nbp;
1136                 }
1137         }
1138
1139         /*
1140          * None of the breakpoints are in user space.
1141          */
1142         return 0;
1143 }
1144
1145 #endif
1146
1147
1148 #ifndef DDB
1149 void
1150 Debugger(const char *msg)
1151 {
1152         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
1153 }
1154 #endif /* no DDB */
1155