c396255267916a307a0d24f30c56fde53749849b
[dragonfly.git] / sys / platform / vkernel64 / x86_64 / cpu_regs.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
3  * Copyright (C) 1994, David Greenman
4  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990, 1993
5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
6  *
7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
8  * William Jolitz.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
19  *    must display the following acknowledgement:
20  *      This product includes software developed by the University of
21  *      California, Berkeley and its contributors.
22  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
23  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
24  *    without specific prior written permission.
25  *
26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
27  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
28  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
29  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
30  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
31  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
32  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
33  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
34  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
35  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
36  * SUCH DAMAGE.
37  *
38  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
39  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
40  */
41
42 #include "opt_atalk.h"
43 #include "opt_compat.h"
44 #include "opt_ddb.h"
45 #include "opt_directio.h"
46 #include "opt_inet.h"
47 #include "opt_ipx.h"
48 #include "opt_msgbuf.h"
49 #include "opt_swap.h"
50
51 #include <sys/param.h>
52 #include <sys/systm.h>
53 #include <sys/sysproto.h>
54 #include <sys/signalvar.h>
55 #include <sys/kernel.h>
56 #include <sys/linker.h>
57 #include <sys/malloc.h>
58 #include <sys/proc.h>
59 #include <sys/buf.h>
60 #include <sys/reboot.h>
61 #include <sys/mbuf.h>
62 #include <sys/msgbuf.h>
63 #include <sys/sysent.h>
64 #include <sys/sysctl.h>
65 #include <sys/vmmeter.h>
66 #include <sys/bus.h>
67 #include <sys/upcall.h>
68 #include <sys/usched.h>
69 #include <sys/reg.h>
70
71 #include <vm/vm.h>
72 #include <vm/vm_param.h>
73 #include <sys/lock.h>
74 #include <vm/vm_kern.h>
75 #include <vm/vm_object.h>
76 #include <vm/vm_page.h>
77 #include <vm/vm_map.h>
78 #include <vm/vm_pager.h>
79 #include <vm/vm_extern.h>
80
81 #include <sys/thread2.h>
82 #include <sys/mplock2.h>
83
84 #include <sys/user.h>
85 #include <sys/exec.h>
86 #include <sys/cons.h>
87
88 #include <ddb/ddb.h>
89
90 #include <machine/cpu.h>
91 #include <machine/clock.h>
92 #include <machine/specialreg.h>
93 #include <machine/md_var.h>
94 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
95 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
96 #include <machine/smp.h>
97 #ifdef PERFMON
98 #include <machine/perfmon.h>
99 #endif
100 #include <machine/cputypes.h>
101
102 #include <bus/isa/rtc.h>
103 #include <sys/random.h>
104 #include <sys/ptrace.h>
105 #include <machine/sigframe.h>
106 #include <unistd.h>             /* umtx_* functions */
107 #include <pthread.h>            /* pthread_yield() */
108
109 extern void dblfault_handler (void);
110
111 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
112 static void set_fpregs_xmm (struct save87 *, struct savexmm *);
113 static void fill_fpregs_xmm (struct savexmm *, struct save87 *);
114 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
115 #ifdef DIRECTIO
116 extern void ffs_rawread_setup(void);
117 #endif /* DIRECTIO */
118
119 #ifdef SMP
120 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
121 #else
122 int64_t tsc_offsets[1];
123 #endif
124
125 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
126 extern int swtch_optim_stats;
127 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
128         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
129 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
130         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
131 #endif
132
133 static int
134 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
135 {
136         u_long pmem = ctob(physmem);
137
138         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
139         return (error);
140 }
141
142 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
143         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
144
145 static int
146 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
147 {
148         /* JG */
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, 0, "");
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         char *sp;
225
226         regs = lp->lwp_md.md_regs;
227         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
228
229         /* Save user context */
230         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
231         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
232         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
233         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
234         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
235         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
236
237         /* Make the size of the saved context visible to userland */
238         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
239
240         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
241         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
242                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
243
244         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
245         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
246             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
247                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
248                               sizeof(struct sigframe));
249                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
250         } else {
251                 /* We take red zone into account */
252                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
253         }
254
255         /* Align to 16 bytes */
256         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
257
258         /* Translate the signal is appropriate */
259         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
260                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
261                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
262         }
263
264         /*
265          * Build the argument list for the signal handler.
266          *
267          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
268          */
269         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
270         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
271
272         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
273                 /*
274                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
275                  *
276                  * action(signo, siginfo, ucontext)
277                  */
278                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
279                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
280                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
281
282                 /* fill siginfo structure */
283                 sf.sf_si.si_signo = sig;
284                 sf.sf_si.si_code = code;
285                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_err;
286         } else {
287                 /*
288                  * Old FreeBSD-style arguments.
289                  *
290                  * handler (signo, code, [uc], addr)
291                  */
292                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
293                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
294                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
295         }
296
297 #if 0
298         /*
299          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
300          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
301          * eflags.
302          */
303         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
304                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
305                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
306
307                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
308                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
309                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
310                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
311
312                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
313                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
314                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
315                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
316
317                 /*
318                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
319                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
320                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
321                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
322                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
323                  */
324                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
325         }
326 #endif
327
328         /*
329          * Save the FPU state and reinit the FP unit
330          */
331         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
332
333         /*
334          * Copy the sigframe out to the user's stack.
335          */
336         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
337                 /*
338                  * Something is wrong with the stack pointer.
339                  * ...Kill the process.
340                  */
341                 sigexit(lp, SIGILL);
342         }
343
344         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
345         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
346
347         /*
348          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
349          * on function entry
350          */
351         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
352
353         /*
354          * 64 bit mode has a code and stack selector but
355          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
356          * stored in-context.
357          */
358         regs->tf_cs = _ucodesel;
359         regs->tf_ss = _udatasel;
360 }
361
362 /*
363  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
364  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
365  * issue.
366  *
367  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
368  * bad idea?
369  */
370 int
371 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
372 {
373         frame->tf_cs = _ucodesel;
374         frame->tf_ss = _udatasel;
375         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
376         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
377         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
378
379         return(0);
380 }
381
382 /*
383  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
384  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
385  */
386 int
387 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
388 {
389         return(0);
390 }
391
392 /*
393  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
394  *
395  * System call to cleanup state after a signal
396  * has been taken.  Reset signal mask and
397  * stack state from context left by sendsig (above).
398  * Return to previous pc and psl as specified by
399  * context left by sendsig. Check carefully to
400  * make sure that the user has not modified the
401  * state to gain improper privileges.
402  */
403 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
404 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
405
406 int
407 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
408 {
409         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
410         struct proc *p = lp->lwp_proc;
411         struct trapframe *regs;
412         ucontext_t uc;
413         ucontext_t *ucp;
414         register_t rflags;
415         int cs;
416         int error;
417
418         /*
419          * We have to copy the information into kernel space so userland
420          * can't modify it while we are sniffing it.
421          */
422         regs = lp->lwp_md.md_regs;
423         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
424         if (error)
425                 return (error);
426         ucp = &uc;
427         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
428
429         /* VM (8086) mode not supported */
430         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
431
432 #if 0
433         if (eflags & PSL_VM) {
434                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
435                 struct vm86_kernel *vm86;
436
437                 /*
438                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
439                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
440                  */
441                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
442                         return (EINVAL);
443                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
444                 if (vm86->vm86_inited == 0)
445                         return (EINVAL);
446
447                 /* go back to user mode if both flags are set */
448                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
449                         trapsignal(lp->lwp_proc, SIGBUS, 0);
450
451                 if (vm86->vm86_has_vme) {
452                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
453                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
454                 } else {
455                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
456                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |                                         (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
457                 }
458                 bcopy(&ucp.uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
459                 tf->tf_eflags = eflags;
460                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
461                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
462                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
463                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
464                 tf->tf_ds = _udatasel;
465                 tf->tf_es = _udatasel;
466 #if 0
467                 tf->tf_fs = _udatasel;
468                 tf->tf_gs = _udatasel;
469 #endif
470         } else
471 #endif
472         {
473                 /*
474                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
475                  */
476                 /*
477                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
478                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
479                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
480                  * the signal context during signal handling and there is no
481                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
482                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
483                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
484                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
485                  */
486                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
487                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
488                         return(EINVAL);
489                 }
490
491                 /*
492                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
493                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
494                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
495                  */
496                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
497                 if (!CS_SECURE(cs)) {
498                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
499                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
500                         return(EINVAL);
501                 }
502                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
503         }
504
505         /*
506          * Restore the FPU state from the frame
507          */
508         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
509
510         /*
511          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
512          * semantics against system calls.
513          */
514         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
515                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
516
517         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
518                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
519         else
520                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
521
522         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
523         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
524         return(EJUSTRETURN);
525 }
526
527 /*
528  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
529  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
530  * already been pushed on the stack.
531  */
532 struct upc_frame {
533         register_t      rax;
534         register_t      rcx;
535         register_t      rdx;
536         register_t      flags;
537         register_t      oldip;
538 };
539
540 void
541 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
542 {
543         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
544         struct trapframe *regs;
545         struct upcall upcall;
546         struct upc_frame upc_frame;
547         int     crit_count = 0;
548
549         /*
550          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
551          * context, switch back to the virtual kernel context before
552          * trying to post the signal.
553          */
554         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
555                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
556                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
557         }
558
559         /*
560          * Get the upcall data structure
561          */
562         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
563             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
564         ) {
565                 vu->vu_pending = 0;
566                 kprintf("bad upcall address\n");
567                 return;
568         }
569
570         /*
571          * If the data structure is already marked pending or has a critical
572          * section count, mark the data structure as pending and return
573          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
574          */
575         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
576                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
577                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
578                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
579                                 sizeof(upcall.upc_pending));
580                 }
581                 return;
582         }
583
584         /*
585          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
586          *
587          * Bump our critical section count and set or clear the
588          * user pending flag depending on whether more upcalls are
589          * pending.  The user will be responsible for calling
590          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
591          */
592         vu->vu_pending = 0;
593         upcall.upc_pending = morepending;
594         ++crit_count;
595         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
596                 sizeof(upcall.upc_pending));
597         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
598                 sizeof(int));
599
600         /*
601          * Construct a stack frame and issue the upcall
602          */
603         regs = lp->lwp_md.md_regs;
604         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
605         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
606         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
607         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
608         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
609         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
610             sizeof(upc_frame)) != 0) {
611                 kprintf("bad stack on upcall\n");
612         } else {
613                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
614                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
615                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
616                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
617                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
618         }
619 }
620
621 /*
622  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
623  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
624  * being overwritten by the syscall return value.
625  *
626  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
627  * and the function pointer in %eax.
628  */
629 int
630 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
631 {
632         struct upc_frame upc_frame;
633         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
634         struct trapframe *regs;
635         int error;
636         struct upcall upcall;
637         int crit_count;
638
639         regs = lp->lwp_md.md_regs;
640
641         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
642         if (error == 0) {
643             if (vu) {
644                 /*
645                  * This jumps us to the next ready context.
646                  */
647                 vu->vu_pending = 0;
648                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
649                 crit_count = 0;
650                 if (error == 0)
651                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
652                 ++crit_count;
653                 if (error == 0)
654                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
655                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
656                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
657                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
658                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
659                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
660             } else {
661                 /*
662                  * This returns us to the originally interrupted code.
663                  */
664                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
665                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
666                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
667                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
668                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
669                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
670                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
671                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
672             }
673         }
674         if (error == 0)
675                 error = EJUSTRETURN;
676         return(error);
677 }
678
679 /*
680  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
681  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
682  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
683  *
684  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
685  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
686  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
687  * critical section.
688  *
689  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
690  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
691  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
692  * cases lwkt_switch() sets RQF_WAKEUP and we nominally check
693  * RQF_IDLECHECK_WK_MASK.
694  */
695 static int      cpu_idle_hlt = 1;
696 static int      cpu_idle_hltcnt;
697 static int      cpu_idle_spincnt;
698 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
699     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
700 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
701     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
702 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
703     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
704
705 void
706 cpu_idle(void)
707 {
708         struct thread *td = curthread;
709         struct mdglobaldata *gd = mdcpu;
710         int reqflags;
711
712         crit_exit();
713         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
714         cpu_enable_intr();
715         for (;;) {
716                 /*
717                  * See if there are any LWKTs ready to go.
718                  */
719                 lwkt_switch();
720
721                 /*
722                  * The idle loop halts only if no threads are scheduleable
723                  * and no signals have occured.
724                  */
725                 if (cpu_idle_hlt &&
726                     (td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
727                         splz();
728                         if ((td->td_gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
729 #ifdef DEBUGIDLE
730                                 struct timeval tv1, tv2;
731                                 gettimeofday(&tv1, NULL);
732 #endif
733                                 reqflags = gd->mi.gd_reqflags &
734                                            ~RQF_IDLECHECK_WK_MASK;
735                                 umtx_sleep(&gd->mi.gd_reqflags, reqflags,
736                                            1000000);
737 #ifdef DEBUGIDLE
738                                 gettimeofday(&tv2, NULL);
739                                 if (tv2.tv_usec - tv1.tv_usec +
740                                     (tv2.tv_sec - tv1.tv_sec) * 1000000
741                                     > 500000) {
742                                         kprintf("cpu %d idlelock %08x %08x\n",
743                                                 gd->mi.gd_cpuid,
744                                                 gd->mi.gd_reqflags,
745                                                 gd->gd_fpending);
746                                 }
747 #endif
748                         }
749                         ++cpu_idle_hltcnt;
750                 } else {
751                         splz();
752 #ifdef SMP
753                         __asm __volatile("pause");
754 #endif
755                         ++cpu_idle_spincnt;
756                 }
757         }
758 }
759
760 #ifdef SMP
761
762 /*
763  * Called by the spinlock code with or without a critical section held
764  * when a spinlock is found to be seriously constested.
765  *
766  * We need to enter a critical section to prevent signals from recursing
767  * into pthreads.
768  */
769 void
770 cpu_spinlock_contested(void)
771 {
772         cpu_pause();
773 }
774
775 #endif
776
777 /*
778  * Clear registers on exec
779  */
780 void
781 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
782 {
783         struct thread *td = curthread;
784         struct lwp *lp = td->td_lwp;
785         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
786         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
787
788         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
789         user_ldt_free(pcb);
790
791         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
792         regs->tf_rip = entry;
793         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
794         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
795         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
796         regs->tf_ss = _udatasel;
797         regs->tf_cs = _ucodesel;
798         regs->tf_rbx = ps_strings;
799
800         /*
801          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
802          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
803          */
804         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
805                 pcb->pcb_dr0 = 0;
806                 pcb->pcb_dr1 = 0;
807                 pcb->pcb_dr2 = 0;
808                 pcb->pcb_dr3 = 0;
809                 pcb->pcb_dr6 = 0;
810                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
811                 if (pcb == td->td_pcb) {
812                         /*
813                          * Clear the debug registers on the running
814                          * CPU, otherwise they will end up affecting
815                          * the next process we switch to.
816                          */
817                         reset_dbregs();
818                 }
819                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
820         }
821
822         /*
823          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
824          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
825          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
826          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
827          * emulators don't provide an entry point for initialization.
828          */
829         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
830
831         /*
832          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
833          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
834          *       may panic in npxdna().
835          */
836         crit_enter();
837 #if 0
838         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
839 #endif
840
841         /*
842          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
843          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
844          *       code knows what the current MSR values are.
845          */
846         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
847         pcb->pcb_gsbase = 0;
848         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
849         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
850         crit_exit();
851
852         /*
853          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
854          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
855          * return value to 0.
856          */
857 }
858
859 void
860 cpu_setregs(void)
861 {
862 #if 0
863         unsigned int cr0;
864
865         cr0 = rcr0();
866         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
867         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
868         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
869         load_cr0(cr0);
870         load_gs(_udatasel);
871 #endif
872 }
873
874 static int
875 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
876 {
877         int error;
878         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
879                 req);
880         if (!error && req->newptr)
881                 resettodr();
882         return (error);
883 }
884
885 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
886         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
887
888 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
889 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
890         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
891
892 /*
893  * Initialize 386 and configure to run kernel
894  */
895
896 /*
897  * Initialize segments & interrupt table
898  */
899
900 extern  struct user *proc0paddr;
901
902 #if 0
903
904 extern inthand_t
905         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
906         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
907         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
908         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
909         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
910         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
911 #endif
912
913 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
914 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
915 #endif
916
917 int
918 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
919 {
920         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
921         return (0);
922 }
923
924 int
925 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
926 {
927         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
928         return (0);
929 }
930
931 int
932 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
933 {
934         struct trapframe *tp;
935
936         tp = lp->lwp_md.md_regs;
937         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
938         return (0);
939 }
940
941 int
942 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
943 {
944         struct trapframe *tp;
945
946         tp = lp->lwp_md.md_regs;
947         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
948             !CS_SECURE(regs->r_cs))
949                 return (EINVAL);
950         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
951         return (0);
952 }
953
954 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
955 static void
956 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
957 {
958         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
959         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
960         int i;
961
962         /* FPU control/status */
963         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
964         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
965         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
966         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
967         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
968         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
969         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
970         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
971
972         /* FPU registers */
973         for (i = 0; i < 8; ++i)
974                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
975 }
976
977 static void
978 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
979 {
980         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
981         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
982         int i;
983
984         /* FPU control/status */
985         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
986         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
987         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
988         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
989         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
990         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
991         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
992         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
993
994         /* FPU registers */
995         for (i = 0; i < 8; ++i)
996                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
997 }
998 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
999
1000 int
1001 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1002 {
1003 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1004         if (cpu_fxsr) {
1005                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
1006                                 (struct save87 *)fpregs);
1007                 return (0);
1008         }
1009 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1010         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
1011         return (0);
1012 }
1013
1014 int
1015 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1016 {
1017 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1018         if (cpu_fxsr) {
1019                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
1020                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
1021                 return (0);
1022         }
1023 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1024         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
1025         return (0);
1026 }
1027
1028 int
1029 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1030 {
1031         return (ENOSYS);
1032 }
1033
1034 int
1035 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
1036 {
1037         return (ENOSYS);
1038 }
1039
1040 #if 0
1041 /*
1042  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
1043  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
1044  */
1045 int
1046 user_dbreg_trap(void)
1047 {
1048         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
1049         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
1050         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
1051         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
1052         int i;
1053
1054         dr7 = rdr7();
1055         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
1056                 /*
1057                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
1058                  * thus the trap couldn't have been caused by the
1059                  * hardware debug registers
1060                  */
1061                 return 0;
1062         }
1063
1064         nbp = 0;
1065         dr6 = rdr6();
1066         bp = dr6 & 0x0000000f;
1067
1068         if (!bp) {
1069                 /*
1070                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
1071                  * trap was not caused by any of the debug registers
1072                  */
1073                 return 0;
1074         }
1075
1076         /*
1077          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
1078          * which ones and if any of them are user space addresses
1079          */
1080
1081         if (bp & 0x01) {
1082                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
1083         }
1084         if (bp & 0x02) {
1085                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
1086         }
1087         if (bp & 0x04) {
1088                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
1089         }
1090         if (bp & 0x08) {
1091                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
1092         }
1093
1094         for (i=0; i<nbp; i++) {
1095                 if (addr[i] <
1096                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
1097                         /*
1098                          * addr[i] is in user space
1099                          */
1100                         return nbp;
1101                 }
1102         }
1103
1104         /*
1105          * None of the breakpoints are in user space.
1106          */
1107         return 0;
1108 }
1109
1110 #endif
1111
1112 void
1113 identcpu(void)
1114 {
1115         int regs[4];
1116
1117         do_cpuid(1, regs);
1118         cpu_feature = regs[3];
1119 }
1120
1121
1122 #ifndef DDB
1123 void
1124 Debugger(const char *msg)
1125 {
1126         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
1127 }
1128 #endif /* no DDB */