Implement an architecture function cpu_mplock_contested() which is
[dragonfly.git] / 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 1.19 2007/07/02 01:37:10 dillon 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          * Copy the sigframe out to the user's stack.
312          */
313         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
314                 /*
315                  * Something is wrong with the stack pointer.
316                  * ...Kill the process.
317                  */
318                 sigexit(p, SIGILL);
319         }
320
321         regs->tf_esp = (int)sfp;
322         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
323         regs->tf_eflags &= ~PSL_T;
324         regs->tf_cs = _ucodesel;
325         regs->tf_ds = _udatasel;
326         regs->tf_es = _udatasel;
327         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
328                 regs->tf_fs = _udatasel;
329                 regs->tf_gs = _udatasel;
330         }
331         regs->tf_ss = _udatasel;
332 }
333
334 /*
335  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
336  * VM context.
337  *
338  * Allow userland to set or maintain PSL_RF, the resume flag.  This flag
339  * basically controls whether the return PC should skip the first instruction
340  * (as in an explicit system call) or re-execute it (as in an exception).
341  */
342 int
343 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
344 {
345         frame->tf_cs = _ucodesel;
346         frame->tf_ds = _udatasel;
347         frame->tf_es = _udatasel;
348 #if 0
349         frame->tf_fs = _udatasel;
350         frame->tf_gs = _udatasel;
351 #endif
352         frame->tf_ss = _udatasel;
353         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
354         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
355         return(0);
356 }
357
358 int
359 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
360 {
361          struct segment_descriptor *desc;
362          int i;
363
364          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
365                 desc = &tls->tls[i];
366                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
367                         continue;
368                 if (desc->sd_def32 == 0)
369                         return(ENXIO);
370                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
371                         return(ENXIO);
372                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
373                         return(ENXIO);
374                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
375                         return(ENXIO);
376          }
377          return(0);
378 }
379
380 /*
381  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
382  *
383  * System call to cleanup state after a signal
384  * has been taken.  Reset signal mask and
385  * stack state from context left by sendsig (above).
386  * Return to previous pc and psl as specified by
387  * context left by sendsig. Check carefully to
388  * make sure that the user has not modified the
389  * state to gain improper privileges.
390  */
391 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
392 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
393
394 int
395 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
396 {
397         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
398         struct proc *p = lp->lwp_proc;
399         struct trapframe *regs;
400         ucontext_t ucp;
401         int cs;
402         int eflags;
403         int error;
404
405         error = copyin(uap->sigcntxp, &ucp, sizeof(ucp));
406         if (error)
407                 return (error);
408
409         regs = lp->lwp_md.md_regs;
410         eflags = ucp.uc_mcontext.mc_eflags;
411
412 #if 0
413         if (eflags & PSL_VM) {
414                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
415                 struct vm86_kernel *vm86;
416
417                 /*
418                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
419                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
420                  */
421                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
422                         return (EINVAL);
423                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
424                 if (vm86->vm86_inited == 0)
425                         return (EINVAL);
426
427                 /* go back to user mode if both flags are set */
428                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
429                         trapsignal(lp->lwp_proc, SIGBUS, 0);
430
431                 if (vm86->vm86_has_vme) {
432                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
433                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
434                 } else {
435                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
436                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |                                         (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
437                 }
438                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
439                 tf->tf_eflags = eflags;
440                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
441                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
442                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
443                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
444                 tf->tf_ds = _udatasel;
445                 tf->tf_es = _udatasel;
446 #if 0
447                 tf->tf_fs = _udatasel;
448                 tf->tf_gs = _udatasel;
449 #endif
450         } else 
451 #endif
452         {
453                 /*
454                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
455                  */
456                 /*
457                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
458                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
459                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
460                  * the signal context during signal handling and there is no
461                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
462                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
463                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
464                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
465                  */
466                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
467                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
468                         return(EINVAL);
469                 }
470
471                 /*
472                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
473                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
474                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
475                  */
476                 cs = ucp.uc_mcontext.mc_cs;
477                 if (!CS_SECURE(cs)) {
478                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
479                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
480                         return(EINVAL);
481                 }
482                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
483         }
484
485         /*
486          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
487          * semantics against system calls.
488          */
489         if (ucp.uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
490                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
491
492         if (ucp.uc_mcontext.mc_onstack & 1)
493                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
494         else
495                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
496
497         lp->lwp_sigmask = ucp.uc_sigmask;
498         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
499         return(EJUSTRETURN);
500 }
501
502 /*
503  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
504  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have 
505  * already been pushed on the stack.
506  */
507 struct upc_frame {
508         register_t      eax;
509         register_t      ecx;
510         register_t      edx;
511         register_t      flags;
512         register_t      oldip;
513 };
514
515 void
516 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
517 {
518         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
519         struct trapframe *regs;
520         struct upcall upcall;
521         struct upc_frame upc_frame;
522         int     crit_count = 0;
523
524         /*
525          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
526          * context, switch back to the virtual kernel context before
527          * trying to post the signal.
528          */
529         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
530                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
531                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
532         }
533
534         /*
535          * Get the upcall data structure
536          */
537         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
538             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
539         ) {
540                 vu->vu_pending = 0;
541                 kprintf("bad upcall address\n");
542                 return;
543         }
544
545         /*
546          * If the data structure is already marked pending or has a critical
547          * section count, mark the data structure as pending and return 
548          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
549          */
550         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
551                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
552                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
553                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
554                                 sizeof(upcall.upc_pending));
555                 }
556                 return;
557         }
558
559         /*
560          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
561          *
562          * Bump our critical section count and set or clear the
563          * user pending flag depending on whether more upcalls are
564          * pending.  The user will be responsible for calling 
565          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
566          */
567         vu->vu_pending = 0;
568         upcall.upc_pending = morepending;
569         crit_count += TDPRI_CRIT;
570         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
571                 sizeof(upcall.upc_pending));
572         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
573                 sizeof(int));
574
575         /*
576          * Construct a stack frame and issue the upcall
577          */
578         regs = lp->lwp_md.md_regs;
579         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
580         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
581         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
582         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
583         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
584         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
585             sizeof(upc_frame)) != 0) {
586                 kprintf("bad stack on upcall\n");
587         } else {
588                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
589                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
590                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
591                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
592                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
593         }
594 }
595
596 /*
597  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
598  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
599  * being overwritten by the syscall return value.
600  *
601  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
602  * and the function pointer in %eax.  
603  */
604 int
605 fetchupcall (struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
606 {
607         struct upc_frame upc_frame;
608         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
609         struct trapframe *regs;
610         int error;
611         struct upcall upcall;
612         int crit_count;
613
614         regs = lp->lwp_md.md_regs;
615
616         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
617         if (error == 0) {
618             if (vu) {
619                 /*
620                  * This jumps us to the next ready context.
621                  */
622                 vu->vu_pending = 0;
623                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
624                 crit_count = 0;
625                 if (error == 0)
626                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
627                 crit_count += TDPRI_CRIT;
628                 if (error == 0)
629                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
630                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
631                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
632                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
633                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
634                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
635             } else {
636                 /*
637                  * This returns us to the originally interrupted code.
638                  */
639                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
640                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
641                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
642                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
643                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
644                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
645                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
646                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
647             }
648         }
649         if (error == 0)
650                 error = EJUSTRETURN;
651         return(error);
652 }
653
654 /*
655  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
656  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
657  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
658  *
659  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
660  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
661  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
662  * critical section.
663  *
664  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
665  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
666  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
667  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
668  */
669 static int      cpu_idle_hlt = 1;
670 static int      cpu_idle_hltcnt;
671 static int      cpu_idle_spincnt;
672 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
673     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
674 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
675     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
676 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
677     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
678
679 void
680 cpu_idle(void)
681 {
682         struct thread *td = curthread;
683         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
684
685         crit_exit();
686         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
687         for (;;) {
688                 /*
689                  * See if there are any LWKTs ready to go.
690                  */
691                 lwkt_switch();
692
693                 /*
694                  * The idle loop halts only if no threads are scheduleable
695                  * and no signals have occured.
696                  */
697                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
698                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
699                         splz();
700                         if (!lwkt_runnable())
701                                 umtx_sleep(&gd->mi.gd_runqmask, 0, 0);
702 #ifdef SMP
703                         else {
704                             __asm __volatile("pause");
705                         }
706 #endif
707                         ++cpu_idle_hltcnt;
708                 } else {
709                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
710                         splz();
711 #ifdef SMP
712                         /*__asm __volatile("sti; pause");*/
713                         __asm __volatile("pause");
714 #else
715                         /*__asm __volatile("sti");*/
716 #endif
717                         ++cpu_idle_spincnt;
718                 }
719         }
720 }
721
722 #ifdef SMP
723
724 /*
725  * Called by the LWKT switch core with a critical section held if the only
726  * schedulable thread needs the MP lock and we couldn't get it.  On
727  * a real cpu we just spin in the scheduler.  In the virtual kernel
728  * we sleep for a bit.
729  */
730 void
731 cpu_mplock_contested(void)
732 {
733         usleep(1000);
734 }
735
736 #endif
737
738 /*
739  * Clear registers on exec
740  */
741 void
742 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
743 {
744         struct thread *td = curthread;
745         struct lwp *lp = td->td_lwp;
746         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
747         struct pcb *pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
748
749         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
750         user_ldt_free(pcb);
751   
752         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
753         regs->tf_eip = entry;
754         regs->tf_esp = stack;
755         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
756         regs->tf_ss = 0;
757         regs->tf_ds = 0;
758         regs->tf_es = 0;
759         regs->tf_fs = 0;
760         regs->tf_gs = 0;
761         regs->tf_cs = 0;
762
763         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
764         regs->tf_ebx = ps_strings;
765
766         /*
767          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
768          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.  
769          */
770         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
771                 pcb->pcb_dr0 = 0;
772                 pcb->pcb_dr1 = 0;
773                 pcb->pcb_dr2 = 0;
774                 pcb->pcb_dr3 = 0;
775                 pcb->pcb_dr6 = 0;
776                 pcb->pcb_dr7 = 0;
777                 if (pcb == td->td_pcb) {
778                         /*
779                          * Clear the debug registers on the running
780                          * CPU, otherwise they will end up affecting
781                          * the next process we switch to.
782                          */
783                         reset_dbregs();
784                 }
785                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
786         }
787
788         /*
789          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
790          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
791          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
792          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
793          * emulators don't provide an entry point for initialization.
794          */
795         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
796
797         /*
798          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
799          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
800          * in npxdna().
801          */
802         crit_enter();
803 #if 0
804         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
805 #endif
806
807 #if NNPX > 0
808         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
809         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
810 #endif
811         crit_exit();
812
813         /*
814          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
815          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
816          * return value to 0.
817          */
818 }
819
820 void
821 cpu_setregs(void)
822 {
823 #if 0
824         unsigned int cr0;
825
826         cr0 = rcr0();
827         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
828         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
829 #ifdef I386_CPU
830         if (cpu_class != CPUCLASS_386)
831 #endif
832                 cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
833         load_cr0(cr0);
834         load_gs(_udatasel);
835 #endif
836 }
837
838 static int
839 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
840 {
841         int error;
842         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
843                 req);
844         if (!error && req->newptr)
845                 resettodr();
846         return (error);
847 }
848
849 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
850         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
851
852 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
853 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
854         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
855
856 /*
857  * Initialize 386 and configure to run kernel
858  */
859
860 /*
861  * Initialize segments & interrupt table
862  */
863
864 extern  struct user *proc0paddr;
865
866 #if 0
867
868 extern inthand_t
869         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
870         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
871         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
872         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
873         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
874         IDTVEC(rsvd0);
875 extern inthand_t
876         IDTVEC(int0x80_syscall);
877
878 #endif
879
880 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
881 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
882 #endif
883
884 int
885 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
886 {
887         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
888         return (0);
889 }
890
891 int
892 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
893 {
894         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
895         return (0);
896 }
897
898 int
899 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
900 {
901         struct trapframe *tp;
902
903         tp = lp->lwp_md.md_regs;
904         regs->r_gs = tp->tf_gs;
905         regs->r_fs = tp->tf_fs;
906         regs->r_es = tp->tf_es;
907         regs->r_ds = tp->tf_ds;
908         regs->r_edi = tp->tf_edi;
909         regs->r_esi = tp->tf_esi;
910         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
911         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
912         regs->r_edx = tp->tf_edx;
913         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
914         regs->r_eax = tp->tf_eax;
915         regs->r_eip = tp->tf_eip;
916         regs->r_cs = tp->tf_cs;
917         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
918         regs->r_esp = tp->tf_esp;
919         regs->r_ss = tp->tf_ss;
920         return (0);
921 }
922
923 int
924 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
925 {
926         struct trapframe *tp;
927
928         tp = lp->lwp_md.md_regs;
929         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
930             !CS_SECURE(regs->r_cs))
931                 return (EINVAL);
932         tp->tf_gs = regs->r_gs;
933         tp->tf_fs = regs->r_fs;
934         tp->tf_es = regs->r_es;
935         tp->tf_ds = regs->r_ds;
936         tp->tf_edi = regs->r_edi;
937         tp->tf_esi = regs->r_esi;
938         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
939         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
940         tp->tf_edx = regs->r_edx;
941         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
942         tp->tf_eax = regs->r_eax;
943         tp->tf_eip = regs->r_eip;
944         tp->tf_cs = regs->r_cs;
945         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
946         tp->tf_esp = regs->r_esp;
947         tp->tf_ss = regs->r_ss;
948         return (0);
949 }
950
951 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
952 static void
953 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
954 {
955         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
956         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
957         int i;
958
959         /* FPU control/status */
960         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
961         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
962         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
963         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
964         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
965         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
966         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
967         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
968
969         /* FPU registers */
970         for (i = 0; i < 8; ++i)
971                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
972
973         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
974 }
975
976 static void
977 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
978 {
979         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
980         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
981         int i;
982
983         /* FPU control/status */
984         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
985         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
986         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
987         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
988         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
989         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
990         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
991         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
992
993         /* FPU registers */
994         for (i = 0; i < 8; ++i)
995                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
996
997         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
998 }
999 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1000
1001 int
1002 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1003 {
1004 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1005         if (cpu_fxsr) {
1006                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
1007                                 (struct save87 *)fpregs);
1008                 return (0);
1009         }
1010 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1011         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
1012         return (0);
1013 }
1014
1015 int
1016 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1017 {
1018 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1019         if (cpu_fxsr) {
1020                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
1021                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
1022                 return (0);
1023         }
1024 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1025         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
1026         return (0);
1027 }
1028
1029 int
1030 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1031 {
1032         if (lp == NULL) {
1033                 dbregs->dr0 = rdr0();
1034                 dbregs->dr1 = rdr1();
1035                 dbregs->dr2 = rdr2();
1036                 dbregs->dr3 = rdr3();
1037                 dbregs->dr4 = rdr4();
1038                 dbregs->dr5 = rdr5();
1039                 dbregs->dr6 = rdr6();
1040                 dbregs->dr7 = rdr7();
1041         } else {
1042                 struct pcb *pcb;
1043
1044                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1045                 dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
1046                 dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
1047                 dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
1048                 dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
1049                 dbregs->dr4 = 0;
1050                 dbregs->dr5 = 0;
1051                 dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
1052                 dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
1053         }
1054         return (0);
1055 }
1056
1057 int
1058 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1059 {
1060         if (lp == NULL) {
1061                 load_dr0(dbregs->dr0);
1062                 load_dr1(dbregs->dr1);
1063                 load_dr2(dbregs->dr2);
1064                 load_dr3(dbregs->dr3);
1065                 load_dr4(dbregs->dr4);
1066                 load_dr5(dbregs->dr5);
1067                 load_dr6(dbregs->dr6);
1068                 load_dr7(dbregs->dr7);
1069         } else {
1070                 struct pcb *pcb;
1071                 struct ucred *ucred;
1072                 int i;
1073                 uint32_t mask1, mask2;
1074
1075                 /*
1076                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
1077                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
1078                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
1079                  * TRCTRAP.
1080                  */
1081                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8; 
1082                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
1083                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
1084                                 return (EINVAL);
1085                 
1086                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1087                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
1088
1089                 /*
1090                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
1091                  * process's address space.  If a process could do this, it
1092                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
1093                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
1094                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
1095                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
1096                  * uid 0.
1097                  *
1098                  * XXX - what about when the watched area of the user's
1099                  * address space is written into from within the kernel
1100                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
1101                  * from within kernel mode?
1102                  */
1103
1104                 if (suser_cred(ucred, 0) != 0) {
1105                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
1106                                 /* dr0 is enabled */
1107                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
1108                                         return (EINVAL);
1109                         }
1110
1111                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
1112                                 /* dr1 is enabled */
1113                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
1114                                         return (EINVAL);
1115                         }
1116
1117                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
1118                                 /* dr2 is enabled */
1119                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
1120                                         return (EINVAL);
1121                         }
1122
1123                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
1124                                 /* dr3 is enabled */
1125                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
1126                                         return (EINVAL);
1127                         }
1128                 }
1129
1130                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
1131                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
1132                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
1133                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
1134                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
1135                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
1136
1137                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
1138         }
1139
1140         return (0);
1141 }
1142
1143 #if 0
1144 /*
1145  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1146  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1147  */
1148 int
1149 user_dbreg_trap(void)
1150 {
1151         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1152         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1153         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1154         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1155         int i;
1156         
1157         dr7 = rdr7();
1158         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1159                 /*
1160                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1161                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1162                  * hardware debug registers
1163                  */
1164                 return 0;
1165         }
1166
1167         nbp = 0;
1168         dr6 = rdr6();
1169         bp = dr6 & 0x0000000f;
1170
1171         if (!bp) {
1172                 /*
1173                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1174                  * trap was not caused by any of the debug registers
1175                  */
1176                 return 0;
1177         }
1178
1179         /*
1180          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1181          * which ones and if any of them are user space addresses
1182          */
1183
1184         if (bp & 0x01) {
1185                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1186         }
1187         if (bp & 0x02) {
1188                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1189         }
1190         if (bp & 0x04) {
1191                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1192         }
1193         if (bp & 0x08) {
1194                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1195         }
1196
1197         for (i=0; i<nbp; i++) {
1198                 if (addr[i] <
1199                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1200                         /*
1201                          * addr[i] is in user space
1202                          */
1203                         return nbp;
1204                 }
1205         }
1206
1207         /*
1208          * None of the breakpoints are in user space.
1209          */
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 #endif
1214
1215
1216 #ifndef DDB
1217 void
1218 Debugger(const char *msg)
1219 {
1220         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
1221 }
1222 #endif /* no DDB */
1223