sys/i386/i386/swtch.s

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   6  * William Jolitz.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  18  *    without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  *
  32  * $FreeBSD$
  33  */
  34
  35 #include "opt_sched.h"
  36
  37 #include <machine/asmacros.h>
  38
  39 #include "assym.inc"
  40
  41 #if defined(SMP) && defined(SCHED_ULE)
  42 #define SETOP           xchgl
  43 #define BLOCK_SPIN(reg)                                                 \
  44                 movl            $blocked_lock,%eax ;                    \
  45         100: ;                                                          \
  46                 lock ;                                                  \
  47                 cmpxchgl        %eax,TD_LOCK(reg) ;                     \
  48                 jne             101f ;                                  \
  49                 pause ;                                                 \
  50                 jmp             100b ;                                  \
  51         101:
  52 #else
  53 #define SETOP           movl
  54 #define BLOCK_SPIN(reg)
  55 #endif
  56
  57 /*****************************************************************************/
  58 /* Scheduling                                                                */
  59 /*****************************************************************************/
  60
  61         .text
  62
  63 /*
  64  * cpu_throw()
  65  *
  66  * This is the second half of cpu_switch(). It is used when the current
  67  * thread is either a dummy or slated to die, and we no longer care
  68  * about its state.  This is only a slight optimization and is probably
  69  * not worth it anymore.  Note that we need to clear the pm_active bits so
  70  * we do need the old proc if it still exists.
  71  * 0(%esp) = ret
  72  * 4(%esp) = oldtd
  73  * 8(%esp) = newtd
  74  */
  75 ENTRY(cpu_throw)
  76         movl    PCPU(CPUID), %esi
  77         /* release bit from old pm_active */
  78         movl    PCPU(CURPMAP), %ebx
  79 #ifdef SMP
  80         lock
  81 #endif
  82         btrl    %esi, PM_ACTIVE(%ebx)           /* clear old */
  83         movl    8(%esp),%ecx                    /* New thread */
  84         movl    TD_PCB(%ecx),%edx
  85         /* set bit in new pm_active */
  86         movl    TD_PROC(%ecx),%eax
  87         movl    P_VMSPACE(%eax), %ebx
  88         addl    $VM_PMAP, %ebx
  89         movl    %ebx, PCPU(CURPMAP)
  90 #ifdef SMP
  91         lock
  92 #endif
  93         btsl    %esi, PM_ACTIVE(%ebx)           /* set new */
  94         jmp     sw1
  95 END(cpu_throw)
  96
  97 /*
  98  * cpu_switch(old, new)
  99  *
 100  * Save the current thread state, then select the next thread to run
 101  * and load its state.
 102  * 0(%esp) = ret
 103  * 4(%esp) = oldtd
 104  * 8(%esp) = newtd
 105  * 12(%esp) = newlock
 106  */
 107 ENTRY(cpu_switch)
 108
 109         /* Switch to new thread.  First, save context. */
 110         movl    4(%esp),%ecx
 111
 112 #ifdef INVARIANTS
 113         testl   %ecx,%ecx                       /* no thread? */
 114         jz      badsw2                          /* no, panic */
 115 #endif
 116
 117         movl    TD_PCB(%ecx),%edx
 118
 119         movl    (%esp),%eax                     /* Hardware registers */
 120         movl    %eax,PCB_EIP(%edx)
 121         movl    %ebx,PCB_EBX(%edx)
 122         movl    %esp,PCB_ESP(%edx)
 123         movl    %ebp,PCB_EBP(%edx)
 124         movl    %esi,PCB_ESI(%edx)
 125         movl    %edi,PCB_EDI(%edx)
 126         mov     %gs,PCB_GS(%edx)
 127         /* Test if debug registers should be saved. */
 128         testl   $PCB_DBREGS,PCB_FLAGS(%edx)
 129         jz      1f                              /* no, skip over */
 130         movl    %dr7,%eax                       /* yes, do the save */
 131         movl    %eax,PCB_DR7(%edx)
 132         andl    $0x0000fc00, %eax               /* disable all watchpoints */
 133         movl    %eax,%dr7
 134         movl    %dr6,%eax
 135         movl    %eax,PCB_DR6(%edx)
 136         movl    %dr3,%eax
 137         movl    %eax,PCB_DR3(%edx)
 138         movl    %dr2,%eax
 139         movl    %eax,PCB_DR2(%edx)
 140         movl    %dr1,%eax
 141         movl    %eax,PCB_DR1(%edx)
 142         movl    %dr0,%eax
 143         movl    %eax,PCB_DR0(%edx)
 144 1:
 145
 146         /* have we used fp, and need a save? */
 147         cmpl    %ecx,PCPU(FPCURTHREAD)
 148         jne     1f
 149         pushl   PCB_SAVEFPU(%edx)               /* h/w bugs make saving complicated */
 150         call    npxsave                         /* do it in a big C function */
 151         popl    %eax
 152 1:
 153
 154         /* Save is done.  Now fire up new thread. */
 155         movl    4(%esp),%edi
 156         movl    8(%esp),%ecx                    /* New thread */
 157         movl    12(%esp),%esi                   /* New lock */
 158 #ifdef INVARIANTS
 159         testl   %ecx,%ecx                       /* no thread? */
 160         jz      badsw3                          /* no, panic */
 161 #endif
 162         movl    TD_PCB(%ecx),%edx
 163
 164         /* Switchout td_lock */
 165         movl    %esi,%eax
 166         movl    PCPU(CPUID),%esi
 167         SETOP   %eax,TD_LOCK(%edi)
 168
 169         /* Release bit from old pmap->pm_active */
 170         movl    PCPU(CURPMAP), %ebx
 171 #ifdef SMP
 172         lock
 173 #endif
 174         btrl    %esi, PM_ACTIVE(%ebx)           /* clear old */
 175
 176         /* Set bit in new pmap->pm_active */
 177         movl    TD_PROC(%ecx),%eax              /* newproc */
 178         movl    P_VMSPACE(%eax), %ebx
 179         addl    $VM_PMAP, %ebx
 180         movl    %ebx, PCPU(CURPMAP)
 181 #ifdef SMP
 182         lock
 183 #endif
 184         btsl    %esi, PM_ACTIVE(%ebx)           /* set new */
 185 sw1:
 186         BLOCK_SPIN(%ecx)
 187         /*
 188          * At this point, we have managed thread locks and are ready
 189          * to load up the rest of the next context.
 190          */
 191
 192         /* Load a pointer to the thread kernel stack into PCPU. */
 193         leal    -VM86_STACK_SPACE(%edx), %eax   /* leave space for vm86 */
 194         movl    %eax, PCPU(KESP0)
 195
 196         cmpl    $0, PCB_EXT(%edx)               /* has pcb extension? */
 197         je      1f                              /* If not, use the default */
 198         movl    $1, PCPU(PRIVATE_TSS)           /* mark use of private tss */
 199         movl    PCB_EXT(%edx), %edi             /* new tss descriptor */
 200         movl    PCPU(TRAMPSTK), %ebx
 201         movl    %ebx, PCB_EXT_TSS+TSS_ESP0(%edi)
 202         jmp     2f                              /* Load it up */
 203
 204 1:      /*
 205          * Use the common default TSS instead of our own.
 206          * Stack pointer in the common TSS points to the trampoline stack
 207          * already and should be not changed.
 208          *
 209          * Test this CPU's flag to see if this CPU was using a private TSS.
 210          */
 211         cmpl    $0, PCPU(PRIVATE_TSS)           /* Already using the common? */
 212         je      3f                              /* if so, skip reloading */
 213         movl    $0, PCPU(PRIVATE_TSS)
 214         PCPU_ADDR(COMMON_TSSD, %edi)
 215 2:
 216         /* Move correct tss descriptor into GDT slot, then reload tr. */
 217         movl    PCPU(TSS_GDT), %ebx             /* entry in GDT */
 218         movl    0(%edi), %eax
 219         movl    4(%edi), %esi
 220         movl    %eax, 0(%ebx)
 221         movl    %esi, 4(%ebx)
 222         movl    $GPROC0_SEL*8, %esi             /* GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL) */
 223         ltr     %si
 224 3:
 225
 226         /* Copy the %fs and %gs selectors into this pcpu gdt */
 227         leal    PCB_FSD(%edx), %esi
 228         movl    PCPU(FSGS_GDT), %edi
 229         movl    0(%esi), %eax           /* %fs selector */
 230         movl    4(%esi), %ebx
 231         movl    %eax, 0(%edi)
 232         movl    %ebx, 4(%edi)
 233         movl    8(%esi), %eax           /* %gs selector, comes straight after */
 234         movl    12(%esi), %ebx
 235         movl    %eax, 8(%edi)
 236         movl    %ebx, 12(%edi)
 237
 238         /* Restore context. */
 239         movl    PCB_EBX(%edx),%ebx
 240         movl    PCB_ESP(%edx),%esp
 241         movl    PCB_EBP(%edx),%ebp
 242         movl    PCB_ESI(%edx),%esi
 243         movl    PCB_EDI(%edx),%edi
 244         movl    PCB_EIP(%edx),%eax
 245         movl    %eax,(%esp)
 246
 247         movl    %edx, PCPU(CURPCB)
 248         movl    %ecx, PCPU(CURTHREAD)           /* into next thread */
 249
 250         /*
 251          * Determine the LDT to use and load it if is the default one and
 252          * that is not the current one.
 253          */
 254         movl    TD_PROC(%ecx),%eax
 255         cmpl    $0,P_MD+MD_LDT(%eax)
 256         jnz     1f
 257         movl    _default_ldt,%eax
 258         cmpl    PCPU(CURRENTLDT),%eax
 259         je      2f
 260         lldt    _default_ldt
 261         movl    %eax,PCPU(CURRENTLDT)
 262         jmp     2f
 263 1:
 264         /* Load the LDT when it is not the default one. */
 265         pushl   %edx                            /* Preserve pointer to pcb. */
 266         addl    $P_MD,%eax                      /* Pointer to mdproc is arg. */
 267         pushl   %eax
 268         /*
 269          * Holding dt_lock prevents context switches, so dt_lock cannot
 270          * be held now and set_user_ldt() will not deadlock acquiring it.
 271          */
 272         call    set_user_ldt
 273         addl    $4,%esp
 274         popl    %edx
 275 2:
 276
 277         /* This must be done after loading the user LDT. */
 278         .globl  cpu_switch_load_gs
 279 cpu_switch_load_gs:
 280         mov     PCB_GS(%edx),%gs
 281
 282         pushl   %edx
 283         pushl   PCPU(CURTHREAD)
 284         call    npxswitch
 285         popl    %edx
 286         popl    %edx
 287
 288         /* Test if debug registers should be restored. */
 289         testl   $PCB_DBREGS,PCB_FLAGS(%edx)
 290         jz      1f
 291
 292         /*
 293          * Restore debug registers.  The special code for dr7 is to
 294          * preserve the current values of its reserved bits.
 295          */
 296         movl    PCB_DR6(%edx),%eax
 297         movl    %eax,%dr6
 298         movl    PCB_DR3(%edx),%eax
 299         movl    %eax,%dr3
 300         movl    PCB_DR2(%edx),%eax
 301         movl    %eax,%dr2
 302         movl    PCB_DR1(%edx),%eax
 303         movl    %eax,%dr1
 304         movl    PCB_DR0(%edx),%eax
 305         movl    %eax,%dr0
 306         movl    %dr7,%eax
 307         andl    $0x0000fc00,%eax
 308         movl    PCB_DR7(%edx),%ecx
 309         andl    $~0x0000fc00,%ecx
 310         orl     %ecx,%eax
 311         movl    %eax,%dr7
 312 1:
 313         ret
 314
 315 #ifdef INVARIANTS
 316 badsw1:
 317         pushal
 318         pushl   $sw0_1
 319         call    panic
 320 sw0_1:  .asciz  "cpu_throw: no newthread supplied"
 321
 322 badsw2:
 323         pushal
 324         pushl   $sw0_2
 325         call    panic
 326 sw0_2:  .asciz  "cpu_switch: no curthread supplied"
 327
 328 badsw3:
 329         pushal
 330         pushl   $sw0_3
 331         call    panic
 332 sw0_3:  .asciz  "cpu_switch: no newthread supplied"
 333 #endif
 334 END(cpu_switch)
 335
 336 /*
 337  * savectx(pcb)
 338  * Update pcb, saving current processor state.
 339  */
 340 ENTRY(savectx)
 341         /* Fetch PCB. */
 342         movl    4(%esp),%ecx
 343
 344         /* Save caller's return address.  Child won't execute this routine. */
 345         movl    (%esp),%eax
 346         movl    %eax,PCB_EIP(%ecx)
 347
 348         movl    %cr3,%eax
 349         movl    %eax,PCB_CR3(%ecx)
 350
 351         movl    %ebx,PCB_EBX(%ecx)
 352         movl    %esp,PCB_ESP(%ecx)
 353         movl    %ebp,PCB_EBP(%ecx)
 354         movl    %esi,PCB_ESI(%ecx)
 355         movl    %edi,PCB_EDI(%ecx)
 356         mov     %gs,PCB_GS(%ecx)
 357
 358         movl    %cr0,%eax
 359         movl    %eax,PCB_CR0(%ecx)
 360         movl    %cr2,%eax
 361         movl    %eax,PCB_CR2(%ecx)
 362         movl    %cr4,%eax
 363         movl    %eax,PCB_CR4(%ecx)
 364
 365         movl    %dr0,%eax
 366         movl    %eax,PCB_DR0(%ecx)
 367         movl    %dr1,%eax
 368         movl    %eax,PCB_DR1(%ecx)
 369         movl    %dr2,%eax
 370         movl    %eax,PCB_DR2(%ecx)
 371         movl    %dr3,%eax
 372         movl    %eax,PCB_DR3(%ecx)
 373         movl    %dr6,%eax
 374         movl    %eax,PCB_DR6(%ecx)
 375         movl    %dr7,%eax
 376         movl    %eax,PCB_DR7(%ecx)
 377
 378         mov     %ds,PCB_DS(%ecx)
 379         mov     %es,PCB_ES(%ecx)
 380         mov     %fs,PCB_FS(%ecx)
 381         mov     %ss,PCB_SS(%ecx)
 382
 383         sgdt    PCB_GDT(%ecx)
 384         sidt    PCB_IDT(%ecx)
 385         sldt    PCB_LDT(%ecx)
 386         str     PCB_TR(%ecx)
 387
 388         movl    $1,%eax
 389         ret
 390 END(savectx)
 391
 392 /*
 393  * resumectx(pcb) __fastcall
 394  * Resuming processor state from pcb.
 395  */
 396 ENTRY(resumectx)
 397         /* Restore GDT. */
 398         lgdt    PCB_GDT(%ecx)
 399
 400         /* Restore segment registers */
 401         movzwl  PCB_DS(%ecx),%eax
 402         mov     %ax,%ds
 403         movzwl  PCB_ES(%ecx),%eax
 404         mov     %ax,%es
 405         movzwl  PCB_FS(%ecx),%eax
 406         mov     %ax,%fs
 407         movzwl  PCB_GS(%ecx),%eax
 408         movw    %ax,%gs
 409         movzwl  PCB_SS(%ecx),%eax
 410         mov     %ax,%ss
 411
 412         /* Restore CR2, CR4, CR3 and CR0 */
 413         movl    PCB_CR2(%ecx),%eax
 414         movl    %eax,%cr2
 415         movl    PCB_CR4(%ecx),%eax
 416         movl    %eax,%cr4
 417         movl    PCB_CR3(%ecx),%eax
 418         movl    %eax,%cr3
 419         movl    PCB_CR0(%ecx),%eax
 420         movl    %eax,%cr0
 421         jmp     1f
 422 1:
 423
 424         /* Restore descriptor tables */
 425         lidt    PCB_IDT(%ecx)
 426         lldt    PCB_LDT(%ecx)
 427
 428 #define SDT_SYS386TSS   9
 429 #define SDT_SYS386BSY   11
 430         /* Clear "task busy" bit and reload TR */
 431         movl    PCPU(TSS_GDT),%eax
 432         andb    $(~SDT_SYS386BSY | SDT_SYS386TSS),5(%eax)
 433         movzwl  PCB_TR(%ecx),%eax
 434         ltr     %ax
 435 #undef SDT_SYS386TSS
 436 #undef SDT_SYS386BSY
 437
 438         /* Restore debug registers */
 439         movl    PCB_DR0(%ecx),%eax
 440         movl    %eax,%dr0
 441         movl    PCB_DR1(%ecx),%eax
 442         movl    %eax,%dr1
 443         movl    PCB_DR2(%ecx),%eax
 444         movl    %eax,%dr2
 445         movl    PCB_DR3(%ecx),%eax
 446         movl    %eax,%dr3
 447         movl    PCB_DR6(%ecx),%eax
 448         movl    %eax,%dr6
 449         movl    PCB_DR7(%ecx),%eax
 450         movl    %eax,%dr7
 451
 452         /* Restore other registers */
 453         movl    PCB_EDI(%ecx),%edi
 454         movl    PCB_ESI(%ecx),%esi
 455         movl    PCB_EBP(%ecx),%ebp
 456         movl    PCB_ESP(%ecx),%esp
 457         movl    PCB_EBX(%ecx),%ebx
 458
 459         /* reload code selector by turning return into intersegmental return */
 460         pushl   PCB_EIP(%ecx)
 461         movl    $KCSEL,4(%esp)
 462         xorl    %eax,%eax
 463         lret
 464 END(resumectx)