sys/i386/i386/vm_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1986 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1989, 1990 William Jolitz
   4  * Copyright (c) 1994 John Dyson
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   8  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
   9  * Science Department, and William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  *      from: @(#)vm_machdep.c  7.3 (Berkeley) 5/13/91
  40  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  41  */
  42
  43 #include <sys/cdefs.h>
  44 __FBSDID("$FreeBSD$");
  45
  46 #include "opt_isa.h"
  47 #include "opt_npx.h"
  48 #include "opt_reset.h"
  49 #include "opt_cpu.h"
  50 #include "opt_xbox.h"
  51
  52 #include <sys/param.h>
  53 #include <sys/systm.h>
  54 #include <sys/bio.h>
  55 #include <sys/buf.h>
  56 #include <sys/kernel.h>
  57 #include <sys/ktr.h>
  58 #include <sys/lock.h>
  59 #include <sys/malloc.h>
  60 #include <sys/mbuf.h>
  61 #include <sys/mutex.h>
  62 #include <sys/pioctl.h>
  63 #include <sys/proc.h>
  64 #include <sys/sysent.h>
  65 #include <sys/sf_buf.h>
  66 #include <sys/smp.h>
  67 #include <sys/sched.h>
  68 #include <sys/sysctl.h>
  69 #include <sys/unistd.h>
  70 #include <sys/vnode.h>
  71 #include <sys/vmmeter.h>
  72
  73 #include <machine/cpu.h>
  74 #include <machine/cputypes.h>
  75 #include <machine/md_var.h>
  76 #include <machine/pcb.h>
  77 #include <machine/pcb_ext.h>
  78 #include <machine/smp.h>
  79 #include <machine/vm86.h>
  80
  81 #ifdef CPU_ELAN
  82 #include <machine/elan_mmcr.h>
  83 #endif
  84
  85 #include <vm/vm.h>
  86 #include <vm/vm_extern.h>
  87 #include <vm/vm_kern.h>
  88 #include <vm/vm_page.h>
  89 #include <vm/vm_map.h>
  90 #include <vm/vm_param.h>
  91
  92 #ifdef XEN
  93 #include <xen/hypervisor.h>
  94 #endif
  95 #ifdef PC98
  96 #include <pc98/cbus/cbus.h>
  97 #else
  98 #include <x86/isa/isa.h>
  99 #endif
 100
 101 #ifdef XBOX
 102 #include <machine/xbox.h>
 103 #endif
 104
 105 #ifndef NSFBUFS
 106 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
 107 #endif
 108
 109 #if !defined(CPU_DISABLE_SSE) && defined(I686_CPU)
 110 #define CPU_ENABLE_SSE
 111 #endif
 112
 113 _Static_assert(OFFSETOF_CURTHREAD == offsetof(struct pcpu, pc_curthread),
 114     "OFFSETOF_CURTHREAD does not correspond with offset of pc_curthread.");
 115 _Static_assert(OFFSETOF_CURPCB == offsetof(struct pcpu, pc_curpcb),
 116     "OFFSETOF_CURPCB does not correspond with offset of pc_curpcb.");
 117
 118 static void     cpu_reset_real(void);
 119 #ifdef SMP
 120 static void     cpu_reset_proxy(void);
 121 static u_int    cpu_reset_proxyid;
 122 static volatile u_int   cpu_reset_proxy_active;
 123 #endif
 124
 125 static int nsfbufs;
 126 static int nsfbufspeak;
 127 static int nsfbufsused;
 128
 129 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufs, CTLFLAG_RDTUN, &nsfbufs, 0,
 130     "Maximum number of sendfile(2) sf_bufs available");
 131 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufspeak, CTLFLAG_RD, &nsfbufspeak, 0,
 132     "Number of sendfile(2) sf_bufs at peak usage");
 133 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufsused, CTLFLAG_RD, &nsfbufsused, 0,
 134     "Number of sendfile(2) sf_bufs in use");
 135
 136 static void     sf_buf_init(void *arg);
 137 SYSINIT(sock_sf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_ANY, sf_buf_init, NULL);
 138
 139 LIST_HEAD(sf_head, sf_buf);
 140
 141 /*
 142  * A hash table of active sendfile(2) buffers
 143  */
 144 static struct sf_head *sf_buf_active;
 145 static u_long sf_buf_hashmask;
 146
 147 #define SF_BUF_HASH(m)  (((m) - vm_page_array) & sf_buf_hashmask)
 148
 149 static TAILQ_HEAD(, sf_buf) sf_buf_freelist;
 150 static u_int    sf_buf_alloc_want;
 151
 152 /*
 153  * A lock used to synchronize access to the hash table and free list
 154  */
 155 static struct mtx sf_buf_lock;
 156
 157 union savefpu *
 158 get_pcb_user_save_td(struct thread *td)
 159 {
 160         vm_offset_t p;
 161         p = td->td_kstack + td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE -
 162             cpu_max_ext_state_size;
 163         KASSERT((p % 64) == 0, ("Unaligned pcb_user_save area"));
 164         return ((union savefpu *)p);
 165 }
 166
 167 union savefpu *
 168 get_pcb_user_save_pcb(struct pcb *pcb)
 169 {
 170         vm_offset_t p;
 171
 172         p = (vm_offset_t)(pcb + 1);
 173         return ((union savefpu *)p);
 174 }
 175
 176 struct pcb *
 177 get_pcb_td(struct thread *td)
 178 {
 179         vm_offset_t p;
 180
 181         p = td->td_kstack + td->td_kstack_pages * PAGE_SIZE -
 182             cpu_max_ext_state_size - sizeof(struct pcb);
 183         return ((struct pcb *)p);
 184 }
 185
 186 void *
 187 alloc_fpusave(int flags)
 188 {
 189         void *res;
 190 #ifdef CPU_ENABLE_SSE
 191         struct savefpu_ymm *sf;
 192 #endif
 193
 194         res = malloc(cpu_max_ext_state_size, M_DEVBUF, flags);
 195 #ifdef CPU_ENABLE_SSE
 196         if (use_xsave) {
 197                 sf = (struct savefpu_ymm *)res;
 198                 bzero(&sf->sv_xstate.sx_hd, sizeof(sf->sv_xstate.sx_hd));
 199                 sf->sv_xstate.sx_hd.xstate_bv = xsave_mask;
 200         }
 201 #endif
 202         return (res);
 203 }
 204
 205 /*
 206  * Finish a fork operation, with process p2 nearly set up.
 207  * Copy and update the pcb, set up the stack so that the child
 208  * ready to run and return to user mode.
 209  */
 210 void
 211 cpu_fork(td1, p2, td2, flags)
 212         register struct thread *td1;
 213         register struct proc *p2;
 214         struct thread *td2;
 215         int flags;
 216 {
 217         register struct proc *p1;
 218         struct pcb *pcb2;
 219         struct mdproc *mdp2;
 220
 221         p1 = td1->td_proc;
 222         if ((flags & RFPROC) == 0) {
 223                 if ((flags & RFMEM) == 0) {
 224                         /* unshare user LDT */
 225                         struct mdproc *mdp1 = &p1->p_md;
 226                         struct proc_ldt *pldt, *pldt1;
 227
 228                         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 229                         if ((pldt1 = mdp1->md_ldt) != NULL &&
 230                             pldt1->ldt_refcnt > 1) {
 231                                 pldt = user_ldt_alloc(mdp1, pldt1->ldt_len);
 232                                 if (pldt == NULL)
 233                                         panic("could not copy LDT");
 234                                 mdp1->md_ldt = pldt;
 235                                 set_user_ldt(mdp1);
 236                                 user_ldt_deref(pldt1);
 237                         } else
 238                                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 239                 }
 240                 return;
 241         }
 242
 243         /* Ensure that td1's pcb is up to date. */
 244         if (td1 == curthread)
 245                 td1->td_pcb->pcb_gs = rgs();
 246 #ifdef DEV_NPX
 247         critical_enter();
 248         if (PCPU_GET(fpcurthread) == td1)
 249                 npxsave(td1->td_pcb->pcb_save);
 250         critical_exit();
 251 #endif
 252
 253         /* Point the pcb to the top of the stack */
 254         pcb2 = get_pcb_td(td2);
 255         td2->td_pcb = pcb2;
 256
 257         /* Copy td1's pcb */
 258         bcopy(td1->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 259
 260         /* Properly initialize pcb_save */
 261         pcb2->pcb_save = get_pcb_user_save_pcb(pcb2);
 262         bcopy(get_pcb_user_save_td(td1), get_pcb_user_save_pcb(pcb2),
 263             cpu_max_ext_state_size);
 264
 265         /* Point mdproc and then copy over td1's contents */
 266         mdp2 = &p2->p_md;
 267         bcopy(&p1->p_md, mdp2, sizeof(*mdp2));
 268
 269         /*
 270          * Create a new fresh stack for the new process.
 271          * Copy the trap frame for the return to user mode as if from a
 272          * syscall.  This copies most of the user mode register values.
 273          * The -16 is so we can expand the trapframe if we go to vm86.
 274          */
 275         td2->td_frame = (struct trapframe *)((caddr_t)td2->td_pcb - 16) - 1;
 276         bcopy(td1->td_frame, td2->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 277
 278         td2->td_frame->tf_eax = 0;              /* Child returns zero */
 279         td2->td_frame->tf_eflags &= ~PSL_C;     /* success */
 280         td2->td_frame->tf_edx = 1;
 281
 282         /*
 283          * If the parent process has the trap bit set (i.e. a debugger had
 284          * single stepped the process to the system call), we need to clear
 285          * the trap flag from the new frame unless the debugger had set PF_FORK
 286          * on the parent.  Otherwise, the child will receive a (likely
 287          * unexpected) SIGTRAP when it executes the first instruction after
 288          * returning  to userland.
 289          */
 290         if ((p1->p_pfsflags & PF_FORK) == 0)
 291                 td2->td_frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
 292
 293         /*
 294          * Set registers for trampoline to user mode.  Leave space for the
 295          * return address on stack.  These are the kernel mode register values.
 296          */
 297 #if defined(PAE) || defined(PAE_TABLES)
 298         pcb2->pcb_cr3 = vtophys(vmspace_pmap(p2->p_vmspace)->pm_pdpt);
 299 #else
 300         pcb2->pcb_cr3 = vtophys(vmspace_pmap(p2->p_vmspace)->pm_pdir);
 301 #endif
 302         pcb2->pcb_edi = 0;
 303         pcb2->pcb_esi = (int)fork_return;       /* fork_trampoline argument */
 304         pcb2->pcb_ebp = 0;
 305         pcb2->pcb_esp = (int)td2->td_frame - sizeof(void *);
 306         pcb2->pcb_ebx = (int)td2;               /* fork_trampoline argument */
 307         pcb2->pcb_eip = (int)fork_trampoline;
 308         pcb2->pcb_psl = PSL_KERNEL;             /* ints disabled */
 309         /*-
 310          * pcb2->pcb_dr*:       cloned above.
 311          * pcb2->pcb_savefpu:   cloned above.
 312          * pcb2->pcb_flags:     cloned above.
 313          * pcb2->pcb_onfault:   cloned above (always NULL here?).
 314          * pcb2->pcb_gs:        cloned above.
 315          * pcb2->pcb_ext:       cleared below.
 316          */
 317
 318         /*
 319          * XXX don't copy the i/o pages.  this should probably be fixed.
 320          */
 321         pcb2->pcb_ext = 0;
 322
 323         /* Copy the LDT, if necessary. */
 324         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 325         if (mdp2->md_ldt != NULL) {
 326                 if (flags & RFMEM) {
 327                         mdp2->md_ldt->ldt_refcnt++;
 328                 } else {
 329                         mdp2->md_ldt = user_ldt_alloc(mdp2,
 330                             mdp2->md_ldt->ldt_len);
 331                         if (mdp2->md_ldt == NULL)
 332                                 panic("could not copy LDT");
 333                 }
 334         }
 335         mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 336
 337         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 338         td2->td_md.md_spinlock_count = 1;
 339         /*
 340          * XXX XEN need to check on PSL_USER is handled
 341          */
 342         td2->td_md.md_saved_flags = PSL_KERNEL | PSL_I;
 343         /*
 344          * Now, cpu_switch() can schedule the new process.
 345          * pcb_esp is loaded pointing to the cpu_switch() stack frame
 346          * containing the return address when exiting cpu_switch.
 347          * This will normally be to fork_trampoline(), which will have
 348          * %ebx loaded with the new proc's pointer.  fork_trampoline()
 349          * will set up a stack to call fork_return(p, frame); to complete
 350          * the return to user-mode.
 351          */
 352 }
 353
 354 /*
 355  * Intercept the return address from a freshly forked process that has NOT
 356  * been scheduled yet.
 357  *
 358  * This is needed to make kernel threads stay in kernel mode.
 359  */
 360 void
 361 cpu_set_fork_handler(td, func, arg)
 362         struct thread *td;
 363         void (*func)(void *);
 364         void *arg;
 365 {
 366         /*
 367          * Note that the trap frame follows the args, so the function
 368          * is really called like this:  func(arg, frame);
 369          */
 370         td->td_pcb->pcb_esi = (int) func;       /* function */
 371         td->td_pcb->pcb_ebx = (int) arg;        /* first arg */
 372 }
 373
 374 void
 375 cpu_exit(struct thread *td)
 376 {
 377
 378         /*
 379          * If this process has a custom LDT, release it.  Reset pc->pcb_gs
 380          * and %gs before we free it in case they refer to an LDT entry.
 381          */
 382         mtx_lock_spin(&dt_lock);
 383         if (td->td_proc->p_md.md_ldt) {
 384                 td->td_pcb->pcb_gs = _udatasel;
 385                 load_gs(_udatasel);
 386                 user_ldt_free(td);
 387         } else
 388                 mtx_unlock_spin(&dt_lock);
 389 }
 390
 391 void
 392 cpu_thread_exit(struct thread *td)
 393 {
 394
 395 #ifdef DEV_NPX
 396         critical_enter();
 397         if (td == PCPU_GET(fpcurthread))
 398                 npxdrop();
 399         critical_exit();
 400 #endif
 401
 402         /* Disable any hardware breakpoints. */
 403         if (td->td_pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
 404                 reset_dbregs();
 405                 td->td_pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
 406         }
 407 }
 408
 409 void
 410 cpu_thread_clean(struct thread *td)
 411 {
 412         struct pcb *pcb;
 413
 414         pcb = td->td_pcb;
 415         if (pcb->pcb_ext != NULL) {
 416                 /* if (pcb->pcb_ext->ext_refcount-- == 1) ?? */
 417                 /*
 418                  * XXX do we need to move the TSS off the allocated pages
 419                  * before freeing them?  (not done here)
 420                  */
 421                 kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)pcb->pcb_ext,
 422                     ctob(IOPAGES + 1));
 423                 pcb->pcb_ext = NULL;
 424         }
 425 }
 426
 427 void
 428 cpu_thread_swapin(struct thread *td)
 429 {
 430 }
 431
 432 void
 433 cpu_thread_swapout(struct thread *td)
 434 {
 435 }
 436
 437 void
 438 cpu_thread_alloc(struct thread *td)
 439 {
 440         struct pcb *pcb;
 441 #ifdef CPU_ENABLE_SSE
 442         struct xstate_hdr *xhdr;
 443 #endif
 444
 445         td->td_pcb = pcb = get_pcb_td(td);
 446         td->td_frame = (struct trapframe *)((caddr_t)pcb - 16) - 1;
 447         pcb->pcb_ext = NULL;
 448         pcb->pcb_save = get_pcb_user_save_pcb(pcb);
 449 #ifdef CPU_ENABLE_SSE
 450         if (use_xsave) {
 451                 xhdr = (struct xstate_hdr *)(pcb->pcb_save + 1);
 452                 bzero(xhdr, sizeof(*xhdr));
 453                 xhdr->xstate_bv = xsave_mask;
 454         }
 455 #endif
 456 }
 457
 458 void
 459 cpu_thread_free(struct thread *td)
 460 {
 461
 462         cpu_thread_clean(td);
 463 }
 464
 465 void
 466 cpu_set_syscall_retval(struct thread *td, int error)
 467 {
 468
 469         switch (error) {
 470         case 0:
 471                 td->td_frame->tf_eax = td->td_retval[0];
 472                 td->td_frame->tf_edx = td->td_retval[1];
 473                 td->td_frame->tf_eflags &= ~PSL_C;
 474                 break;
 475
 476         case ERESTART:
 477                 /*
 478                  * Reconstruct pc, assuming lcall $X,y is 7 bytes, int
 479                  * 0x80 is 2 bytes. We saved this in tf_err.
 480                  */
 481                 td->td_frame->tf_eip -= td->td_frame->tf_err;
 482                 break;
 483
 484         case EJUSTRETURN:
 485                 break;
 486
 487         default:
 488                 if (td->td_proc->p_sysent->sv_errsize) {
 489                         if (error >= td->td_proc->p_sysent->sv_errsize)
 490                                 error = -1;     /* XXX */
 491                         else
 492                                 error = td->td_proc->p_sysent->sv_errtbl[error];
 493                 }
 494                 td->td_frame->tf_eax = error;
 495                 td->td_frame->tf_eflags |= PSL_C;
 496                 break;
 497         }
 498 }
 499
 500 /*
 501  * Initialize machine state (pcb and trap frame) for a new thread about to
 502  * upcall. Put enough state in the new thread's PCB to get it to go back
 503  * userret(), where we can intercept it again to set the return (upcall)
 504  * Address and stack, along with those from upcals that are from other sources
 505  * such as those generated in thread_userret() itself.
 506  */
 507 void
 508 cpu_set_upcall(struct thread *td, struct thread *td0)
 509 {
 510         struct pcb *pcb2;
 511
 512         /* Point the pcb to the top of the stack. */
 513         pcb2 = td->td_pcb;
 514
 515         /*
 516          * Copy the upcall pcb.  This loads kernel regs.
 517          * Those not loaded individually below get their default
 518          * values here.
 519          */
 520         bcopy(td0->td_pcb, pcb2, sizeof(*pcb2));
 521         pcb2->pcb_flags &= ~(PCB_NPXINITDONE | PCB_NPXUSERINITDONE |
 522             PCB_KERNNPX);
 523         pcb2->pcb_save = get_pcb_user_save_pcb(pcb2);
 524         bcopy(get_pcb_user_save_td(td0), pcb2->pcb_save,
 525             cpu_max_ext_state_size);
 526
 527         /*
 528          * Create a new fresh stack for the new thread.
 529          */
 530         bcopy(td0->td_frame, td->td_frame, sizeof(struct trapframe));
 531
 532         /* If the current thread has the trap bit set (i.e. a debugger had
 533          * single stepped the process to the system call), we need to clear
 534          * the trap flag from the new frame. Otherwise, the new thread will
 535          * receive a (likely unexpected) SIGTRAP when it executes the first
 536          * instruction after returning to userland.
 537          */
 538         td->td_frame->tf_eflags &= ~PSL_T;
 539
 540         /*
 541          * Set registers for trampoline to user mode.  Leave space for the
 542          * return address on stack.  These are the kernel mode register values.
 543          */
 544         pcb2->pcb_edi = 0;
 545         pcb2->pcb_esi = (int)fork_return;                   /* trampoline arg */
 546         pcb2->pcb_ebp = 0;
 547         pcb2->pcb_esp = (int)td->td_frame - sizeof(void *); /* trampoline arg */
 548         pcb2->pcb_ebx = (int)td;                            /* trampoline arg */
 549         pcb2->pcb_eip = (int)fork_trampoline;
 550         pcb2->pcb_psl &= ~(PSL_I);      /* interrupts must be disabled */
 551         pcb2->pcb_gs = rgs();
 552         /*
 553          * If we didn't copy the pcb, we'd need to do the following registers:
 554          * pcb2->pcb_cr3:       cloned above.
 555          * pcb2->pcb_dr*:       cloned above.
 556          * pcb2->pcb_savefpu:   cloned above.
 557          * pcb2->pcb_flags:     cloned above.
 558          * pcb2->pcb_onfault:   cloned above (always NULL here?).
 559          * pcb2->pcb_gs:        cloned above.
 560          * pcb2->pcb_ext:       cleared below.
 561          */
 562         pcb2->pcb_ext = NULL;
 563
 564         /* Setup to release spin count in fork_exit(). */
 565         td->td_md.md_spinlock_count = 1;
 566         td->td_md.md_saved_flags = PSL_KERNEL | PSL_I;
 567 }
 568
 569 /*
 570  * Set that machine state for performing an upcall that has to
 571  * be done in thread_userret() so that those upcalls generated
 572  * in thread_userret() itself can be done as well.
 573  */
 574 void
 575 cpu_set_upcall_kse(struct thread *td, void (*entry)(void *), void *arg,
 576         stack_t *stack)
 577 {
 578
 579         /*
 580          * Do any extra cleaning that needs to be done.
 581          * The thread may have optional components
 582          * that are not present in a fresh thread.
 583          * This may be a recycled thread so make it look
 584          * as though it's newly allocated.
 585          */
 586         cpu_thread_clean(td);
 587
 588         /*
 589          * Set the trap frame to point at the beginning of the uts
 590          * function.
 591          */
 592         td->td_frame->tf_ebp = 0;
 593         td->td_frame->tf_esp =
 594             (((int)stack->ss_sp + stack->ss_size - 4) & ~0x0f) - 4;
 595         td->td_frame->tf_eip = (int)entry;
 596
 597         /*
 598          * Pass the address of the mailbox for this kse to the uts
 599          * function as a parameter on the stack.
 600          */
 601         suword((void *)(td->td_frame->tf_esp + sizeof(void *)),
 602             (int)arg);
 603 }
 604
 605 int
 606 cpu_set_user_tls(struct thread *td, void *tls_base)
 607 {
 608         struct segment_descriptor sd;
 609         uint32_t base;
 610
 611         /*
 612          * Construct a descriptor and store it in the pcb for
 613          * the next context switch.  Also store it in the gdt
 614          * so that the load of tf_fs into %fs will activate it
 615          * at return to userland.
 616          */
 617         base = (uint32_t)tls_base;
 618         sd.sd_lobase = base & 0xffffff;
 619         sd.sd_hibase = (base >> 24) & 0xff;
 620         sd.sd_lolimit = 0xffff; /* 4GB limit, wraps around */
 621         sd.sd_hilimit = 0xf;
 622         sd.sd_type  = SDT_MEMRWA;
 623         sd.sd_dpl   = SEL_UPL;
 624         sd.sd_p     = 1;
 625         sd.sd_xx    = 0;
 626         sd.sd_def32 = 1;
 627         sd.sd_gran  = 1;
 628         critical_enter();
 629         /* set %gs */
 630         td->td_pcb->pcb_gsd = sd;
 631         if (td == curthread) {
 632                 PCPU_GET(fsgs_gdt)[1] = sd;
 633                 load_gs(GSEL(GUGS_SEL, SEL_UPL));
 634         }
 635         critical_exit();
 636         return (0);
 637 }
 638
 639 /*
 640  * Convert kernel VA to physical address
 641  */
 642 vm_paddr_t
 643 kvtop(void *addr)
 644 {
 645         vm_paddr_t pa;
 646
 647         pa = pmap_kextract((vm_offset_t)addr);
 648         if (pa == 0)
 649                 panic("kvtop: zero page frame");
 650         return (pa);
 651 }
 652
 653 #ifdef SMP
 654 static void
 655 cpu_reset_proxy()
 656 {
 657         cpuset_t tcrp;
 658
 659         cpu_reset_proxy_active = 1;
 660         while (cpu_reset_proxy_active == 1)
 661                 ;       /* Wait for other cpu to see that we've started */
 662         CPU_SETOF(cpu_reset_proxyid, &tcrp);
 663         stop_cpus(tcrp);
 664         printf("cpu_reset_proxy: Stopped CPU %d\n", cpu_reset_proxyid);
 665         DELAY(1000000);
 666         cpu_reset_real();
 667 }
 668 #endif
 669
 670 void
 671 cpu_reset()
 672 {
 673 #ifdef XBOX
 674         if (arch_i386_is_xbox) {
 675                 /* Kick the PIC16L, it can reboot the box */
 676                 pic16l_reboot();
 677                 for (;;);
 678         }
 679 #endif
 680
 681 #ifdef SMP
 682         cpuset_t map;
 683         u_int cnt;
 684
 685         if (smp_started) {
 686                 map = all_cpus;
 687                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &map);
 688                 CPU_NAND(&map, &stopped_cpus);
 689                 if (!CPU_EMPTY(&map)) {
 690                         printf("cpu_reset: Stopping other CPUs\n");
 691                         stop_cpus(map);
 692                 }
 693
 694                 if (PCPU_GET(cpuid) != 0) {
 695                         cpu_reset_proxyid = PCPU_GET(cpuid);
 696                         cpustop_restartfunc = cpu_reset_proxy;
 697                         cpu_reset_proxy_active = 0;
 698                         printf("cpu_reset: Restarting BSP\n");
 699
 700                         /* Restart CPU #0. */
 701                         /* XXX: restart_cpus(1 << 0); */
 702                         CPU_SETOF(0, &started_cpus);
 703                         wmb();
 704
 705                         cnt = 0;
 706                         while (cpu_reset_proxy_active == 0 && cnt < 10000000)
 707                                 cnt++;  /* Wait for BSP to announce restart */
 708                         if (cpu_reset_proxy_active == 0)
 709                                 printf("cpu_reset: Failed to restart BSP\n");
 710                         enable_intr();
 711                         cpu_reset_proxy_active = 2;
 712
 713                         while (1);
 714                         /* NOTREACHED */
 715                 }
 716
 717                 DELAY(1000000);
 718         }
 719 #endif
 720         cpu_reset_real();
 721         /* NOTREACHED */
 722 }
 723
 724 static void
 725 cpu_reset_real()
 726 {
 727         struct region_descriptor null_idt;
 728 #ifndef PC98
 729         int b;
 730 #endif
 731
 732         disable_intr();
 733 #ifdef XEN
 734         if (smp_processor_id() == 0)
 735                 HYPERVISOR_shutdown(SHUTDOWN_reboot);
 736         else
 737                 HYPERVISOR_shutdown(SHUTDOWN_poweroff);
 738 #endif
 739 #ifdef CPU_ELAN
 740         if (elan_mmcr != NULL)
 741                 elan_mmcr->RESCFG = 1;
 742 #endif
 743
 744         if (cpu == CPU_GEODE1100) {
 745                 /* Attempt Geode's own reset */
 746                 outl(0xcf8, 0x80009044ul);
 747                 outl(0xcfc, 0xf);
 748         }
 749
 750 #ifdef PC98
 751         /*
 752          * Attempt to do a CPU reset via CPU reset port.
 753          */
 754         if ((inb(0x35) & 0xa0) != 0xa0) {
 755                 outb(0x37, 0x0f);               /* SHUT0 = 0. */
 756                 outb(0x37, 0x0b);               /* SHUT1 = 0. */
 757         }
 758         outb(0xf0, 0x00);               /* Reset. */
 759 #else
 760 #if !defined(BROKEN_KEYBOARD_RESET)
 761         /*
 762          * Attempt to do a CPU reset via the keyboard controller,
 763          * do not turn off GateA20, as any machine that fails
 764          * to do the reset here would then end up in no man's land.
 765          */
 766         outb(IO_KBD + 4, 0xFE);
 767         DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
 768 #endif
 769
 770         /*
 771          * Attempt to force a reset via the Reset Control register at
 772          * I/O port 0xcf9.  Bit 2 forces a system reset when it
 773          * transitions from 0 to 1.  Bit 1 selects the type of reset
 774          * to attempt: 0 selects a "soft" reset, and 1 selects a
 775          * "hard" reset.  We try a "hard" reset.  The first write sets
 776          * bit 1 to select a "hard" reset and clears bit 2.  The
 777          * second write forces a 0 -> 1 transition in bit 2 to trigger
 778          * a reset.
 779          */
 780         outb(0xcf9, 0x2);
 781         outb(0xcf9, 0x6);
 782         DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
 783
 784         /*
 785          * Attempt to force a reset via the Fast A20 and Init register
 786          * at I/O port 0x92.  Bit 1 serves as an alternate A20 gate.
 787          * Bit 0 asserts INIT# when set to 1.  We are careful to only
 788          * preserve bit 1 while setting bit 0.  We also must clear bit
 789          * 0 before setting it if it isn't already clear.
 790          */
 791         b = inb(0x92);
 792         if (b != 0xff) {
 793                 if ((b & 0x1) != 0)
 794                         outb(0x92, b & 0xfe);
 795                 outb(0x92, b | 0x1);
 796                 DELAY(500000);  /* wait 0.5 sec to see if that did it */
 797         }
 798 #endif /* PC98 */
 799
 800         printf("No known reset method worked, attempting CPU shutdown\n");
 801         DELAY(1000000); /* wait 1 sec for printf to complete */
 802
 803         /* Wipe the IDT. */
 804         null_idt.rd_limit = 0;
 805         null_idt.rd_base = 0;
 806         lidt(&null_idt);
 807
 808         /* "good night, sweet prince .... <THUNK!>" */
 809         breakpoint();
 810
 811         /* NOTREACHED */
 812         while(1);
 813 }
 814
 815 /*
 816  * Allocate a pool of sf_bufs (sendfile(2) or "super-fast" if you prefer. :-))
 817  */
 818 static void
 819 sf_buf_init(void *arg)
 820 {
 821         struct sf_buf *sf_bufs;
 822         vm_offset_t sf_base;
 823         int i;
 824
 825         nsfbufs = NSFBUFS;
 826         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 827
 828         sf_buf_active = hashinit(nsfbufs, M_TEMP, &sf_buf_hashmask);
 829         TAILQ_INIT(&sf_buf_freelist);
 830         sf_base = kva_alloc(nsfbufs * PAGE_SIZE);
 831         sf_bufs = malloc(nsfbufs * sizeof(struct sf_buf), M_TEMP,
 832             M_NOWAIT | M_ZERO);
 833         for (i = 0; i < nsfbufs; i++) {
 834                 sf_bufs[i].kva = sf_base + i * PAGE_SIZE;
 835                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, &sf_bufs[i], free_entry);
 836         }
 837         sf_buf_alloc_want = 0;
 838         mtx_init(&sf_buf_lock, "sf_buf", NULL, MTX_DEF);
 839 }
 840
 841 /*
 842  * Invalidate the cache lines that may belong to the page, if
 843  * (possibly old) mapping of the page by sf buffer exists.  Returns
 844  * TRUE when mapping was found and cache invalidated.
 845  */
 846 boolean_t
 847 sf_buf_invalidate_cache(vm_page_t m)
 848 {
 849         struct sf_head *hash_list;
 850         struct sf_buf *sf;
 851         boolean_t ret;
 852
 853         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 854         ret = FALSE;
 855         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 856         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 857                 if (sf->m == m) {
 858                         /*
 859                          * Use pmap_qenter to update the pte for
 860                          * existing mapping, in particular, the PAT
 861                          * settings are recalculated.
 862                          */
 863                         pmap_qenter(sf->kva, &m, 1);
 864                         pmap_invalidate_cache_range(sf->kva, sf->kva +
 865                             PAGE_SIZE, FALSE);
 866                         ret = TRUE;
 867                         break;
 868                 }
 869         }
 870         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 871         return (ret);
 872 }
 873
 874 /*
 875  * Get an sf_buf from the freelist.  May block if none are available.
 876  */
 877 struct sf_buf *
 878 sf_buf_alloc(struct vm_page *m, int flags)
 879 {
 880         pt_entry_t opte, *ptep;
 881         struct sf_head *hash_list;
 882         struct sf_buf *sf;
 883 #ifdef SMP
 884         cpuset_t other_cpus;
 885         u_int cpuid;
 886 #endif
 887         int error;
 888
 889         KASSERT(curthread->td_pinned > 0 || (flags & SFB_CPUPRIVATE) == 0,
 890             ("sf_buf_alloc(SFB_CPUPRIVATE): curthread not pinned"));
 891         hash_list = &sf_buf_active[SF_BUF_HASH(m)];
 892         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 893         LIST_FOREACH(sf, hash_list, list_entry) {
 894                 if (sf->m == m) {
 895                         sf->ref_count++;
 896                         if (sf->ref_count == 1) {
 897                                 TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 898                                 nsfbufsused++;
 899                                 nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 900                         }
 901 #ifdef SMP
 902                         goto shootdown;
 903 #else
 904                         goto done;
 905 #endif
 906                 }
 907         }
 908         while ((sf = TAILQ_FIRST(&sf_buf_freelist)) == NULL) {
 909                 if (flags & SFB_NOWAIT)
 910                         goto done;
 911                 sf_buf_alloc_want++;
 912                 SFSTAT_INC(sf_allocwait);
 913                 error = msleep(&sf_buf_freelist, &sf_buf_lock,
 914                     (flags & SFB_CATCH) ? PCATCH | PVM : PVM, "sfbufa", 0);
 915                 sf_buf_alloc_want--;
 916
 917                 /*
 918                  * If we got a signal, don't risk going back to sleep.
 919                  */
 920                 if (error)
 921                         goto done;
 922         }
 923         TAILQ_REMOVE(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 924         if (sf->m != NULL)
 925                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
 926         LIST_INSERT_HEAD(hash_list, sf, list_entry);
 927         sf->ref_count = 1;
 928         sf->m = m;
 929         nsfbufsused++;
 930         nsfbufspeak = imax(nsfbufspeak, nsfbufsused);
 931
 932         /*
 933          * Update the sf_buf's virtual-to-physical mapping, flushing the
 934          * virtual address from the TLB.  Since the reference count for
 935          * the sf_buf's old mapping was zero, that mapping is not
 936          * currently in use.  Consequently, there is no need to exchange
 937          * the old and new PTEs atomically, even under PAE.
 938          */
 939         ptep = vtopte(sf->kva);
 940         opte = *ptep;
 941 #ifdef XEN
 942        PT_SET_MA(sf->kva, xpmap_ptom(VM_PAGE_TO_PHYS(m)) | pgeflag
 943            | PG_RW | PG_V | pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0));
 944 #else
 945         *ptep = VM_PAGE_TO_PHYS(m) | pgeflag | PG_RW | PG_V |
 946             pmap_cache_bits(m->md.pat_mode, 0);
 947 #endif
 948
 949         /*
 950          * Avoid unnecessary TLB invalidations: If the sf_buf's old
 951          * virtual-to-physical mapping was not used, then any processor
 952          * that has invalidated the sf_buf's virtual address from its TLB
 953          * since the last used mapping need not invalidate again.
 954          */
 955 #ifdef SMP
 956         if ((opte & (PG_V | PG_A)) ==  (PG_V | PG_A))
 957                 CPU_ZERO(&sf->cpumask);
 958 shootdown:
 959         sched_pin();
 960         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 961         if (!CPU_ISSET(cpuid, &sf->cpumask)) {
 962                 CPU_SET(cpuid, &sf->cpumask);
 963                 invlpg(sf->kva);
 964         }
 965         if ((flags & SFB_CPUPRIVATE) == 0) {
 966                 other_cpus = all_cpus;
 967                 CPU_CLR(cpuid, &other_cpus);
 968                 CPU_NAND(&other_cpus, &sf->cpumask);
 969                 if (!CPU_EMPTY(&other_cpus)) {
 970                         CPU_OR(&sf->cpumask, &other_cpus);
 971                         smp_masked_invlpg(other_cpus, sf->kva);
 972                 }
 973         }
 974         sched_unpin();
 975 #else
 976         if ((opte & (PG_V | PG_A)) ==  (PG_V | PG_A))
 977                 pmap_invalidate_page(kernel_pmap, sf->kva);
 978 #endif
 979 done:
 980         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
 981         return (sf);
 982 }
 983
 984 /*
 985  * Remove a reference from the given sf_buf, adding it to the free
 986  * list when its reference count reaches zero.  A freed sf_buf still,
 987  * however, retains its virtual-to-physical mapping until it is
 988  * recycled or reactivated by sf_buf_alloc(9).
 989  */
 990 void
 991 sf_buf_free(struct sf_buf *sf)
 992 {
 993
 994         mtx_lock(&sf_buf_lock);
 995         sf->ref_count--;
 996         if (sf->ref_count == 0) {
 997                 TAILQ_INSERT_TAIL(&sf_buf_freelist, sf, free_entry);
 998                 nsfbufsused--;
 999 #ifdef XEN
1000 /*
1001  * Xen doesn't like having dangling R/W mappings
1002  */
1003                 pmap_qremove(sf->kva, 1);
1004                 sf->m = NULL;
1005                 LIST_REMOVE(sf, list_entry);
1006 #endif
1007                 if (sf_buf_alloc_want > 0)
1008                         wakeup(&sf_buf_freelist);
1009         }
1010         mtx_unlock(&sf_buf_lock);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Software interrupt handler for queued VM system processing.
1015  */
1016 void
1017 swi_vm(void *dummy)
1018 {
1019         if (busdma_swi_pending != 0)
1020                 busdma_swi();
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Tell whether this address is in some physical memory region.
1025  * Currently used by the kernel coredump code in order to avoid
1026  * dumping the ``ISA memory hole'' which could cause indefinite hangs,
1027  * or other unpredictable behaviour.
1028  */
1029
1030 int
1031 is_physical_memory(vm_paddr_t addr)
1032 {
1033
1034 #ifdef DEV_ISA
1035         /* The ISA ``memory hole''. */
1036         if (addr >= 0xa0000 && addr < 0x100000)
1037                 return 0;
1038 #endif
1039
1040         /*
1041          * stuff other tests for known memory-mapped devices (PCI?)
1042          * here
1043          */
1044
1045         return 1;
1046 }