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  * 4. 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_npx.h"
  36 #include "opt_sched.h"
  37
  38 #include <machine/asmacros.h>
  39
  40 #include "assym.s"
  41
  42 #if defined(SMP) && defined(SCHED_ULE)
  43 #define SETOP           xchgl
  44 #define BLOCK_SPIN(reg)                                                 \
  45                 movl            $blocked_lock,%eax ;                    \
  46         100: ;                                                          \
  47                 lock ;                                                  \
  48                 cmpxchgl        %eax,TD_LOCK(reg) ;                     \
  49                 jne             101f ;                                  \
  50                 pause ;                                                 \
  51                 jmp             100b ;                                  \
  52         101:
  53 #else
  54 #define SETOP           movl
  55 #define BLOCK_SPIN(reg)
  56 #endif
  57
  58 /*****************************************************************************/
  59 /* Scheduling                                                                */
  60 /*****************************************************************************/
  61
  62         .text
  63
  64 /*
  65  * cpu_throw()
  66  *
  67  * This is the second half of cpu_switch(). It is used when the current
  68  * thread is either a dummy or slated to die, and we no longer care
  69  * about its state.  This is only a slight optimization and is probably
  70  * not worth it anymore.  Note that we need to clear the pm_active bits so
  71  * we do need the old proc if it still exists.
  72  * 0(%esp) = ret
  73  * 4(%esp) = oldtd
  74  * 8(%esp) = newtd
  75  */
  76 ENTRY(cpu_throw)
  77         movl    PCPU(CPUID), %esi
  78         movl    4(%esp),%ecx                    /* Old thread */
  79         testl   %ecx,%ecx                       /* no thread? */
  80         jz      1f
  81         /* release bit from old pm_active */
  82         movl    PCPU(CURPMAP), %ebx
  83 #ifdef SMP
  84         lock
  85 #endif
  86         btrl    %esi, PM_ACTIVE(%ebx)           /* clear old */
  87 1:
  88         movl    8(%esp),%ecx                    /* New thread */
  89         movl    TD_PCB(%ecx),%edx
  90         movl    PCB_CR3(%edx),%eax
  91         LOAD_CR3(%eax)
  92         /* set bit in new pm_active */
  93         movl    TD_PROC(%ecx),%eax
  94         movl    P_VMSPACE(%eax), %ebx
  95         addl    $VM_PMAP, %ebx
  96         movl    %ebx, PCPU(CURPMAP)
  97 #ifdef SMP
  98         lock
  99 #endif
 100         btsl    %esi, PM_ACTIVE(%ebx)           /* set new */
 101         jmp     sw1
 102 END(cpu_throw)
 103
 104 /*
 105  * cpu_switch(old, new)
 106  *
 107  * Save the current thread state, then select the next thread to run
 108  * and load its state.
 109  * 0(%esp) = ret
 110  * 4(%esp) = oldtd
 111  * 8(%esp) = newtd
 112  * 12(%esp) = newlock
 113  */
 114 ENTRY(cpu_switch)
 115
 116         /* Switch to new thread.  First, save context. */
 117         movl    4(%esp),%ecx
 118
 119 #ifdef INVARIANTS
 120         testl   %ecx,%ecx                       /* no thread? */
 121         jz      badsw2                          /* no, panic */
 122 #endif
 123
 124         movl    TD_PCB(%ecx),%edx
 125
 126         movl    (%esp),%eax                     /* Hardware registers */
 127         movl    %eax,PCB_EIP(%edx)
 128         movl    %ebx,PCB_EBX(%edx)
 129         movl    %esp,PCB_ESP(%edx)
 130         movl    %ebp,PCB_EBP(%edx)
 131         movl    %esi,PCB_ESI(%edx)
 132         movl    %edi,PCB_EDI(%edx)
 133         mov     %gs,PCB_GS(%edx)
 134         pushfl                                  /* PSL */
 135         popl    PCB_PSL(%edx)
 136         /* Test if debug registers should be saved. */
 137         testl   $PCB_DBREGS,PCB_FLAGS(%edx)
 138         jz      1f                              /* no, skip over */
 139         movl    %dr7,%eax                       /* yes, do the save */
 140         movl    %eax,PCB_DR7(%edx)
 141         andl    $0x0000fc00, %eax               /* disable all watchpoints */
 142         movl    %eax,%dr7
 143         movl    %dr6,%eax
 144         movl    %eax,PCB_DR6(%edx)
 145         movl    %dr3,%eax
 146         movl    %eax,PCB_DR3(%edx)
 147         movl    %dr2,%eax
 148         movl    %eax,PCB_DR2(%edx)
 149         movl    %dr1,%eax
 150         movl    %eax,PCB_DR1(%edx)
 151         movl    %dr0,%eax
 152         movl    %eax,PCB_DR0(%edx)
 153 1:
 154
 155 #ifdef DEV_NPX
 156         /* have we used fp, and need a save? */
 157         cmpl    %ecx,PCPU(FPCURTHREAD)
 158         jne     1f
 159         addl    $PCB_SAVEFPU,%edx               /* h/w bugs make saving complicated */
 160         pushl   %edx
 161         call    npxsave                         /* do it in a big C function */
 162         popl    %eax
 163 1:
 164 #endif
 165
 166         /* Save is done.  Now fire up new thread. Leave old vmspace. */
 167         movl    4(%esp),%edi
 168         movl    8(%esp),%ecx                    /* New thread */
 169         movl    12(%esp),%esi                   /* New lock */
 170 #ifdef INVARIANTS
 171         testl   %ecx,%ecx                       /* no thread? */
 172         jz      badsw3                          /* no, panic */
 173 #endif
 174         movl    TD_PCB(%ecx),%edx
 175
 176         /* switch address space */
 177         movl    PCB_CR3(%edx),%eax
 178 #ifdef PAE
 179         cmpl    %eax,IdlePDPT                   /* Kernel address space? */
 180 #else
 181         cmpl    %eax,IdlePTD                    /* Kernel address space? */
 182 #endif
 183         je      sw0
 184         READ_CR3(%ebx)                          /* The same address space? */
 185         cmpl    %ebx,%eax
 186         je      sw0
 187         LOAD_CR3(%eax)                          /* new address space */
 188         movl    %esi,%eax
 189         movl    PCPU(CPUID),%esi
 190         SETOP   %eax,TD_LOCK(%edi)              /* Switchout td_lock */
 191
 192         /* Release bit from old pmap->pm_active */
 193         movl    PCPU(CURPMAP), %ebx
 194 #ifdef SMP
 195         lock
 196 #endif
 197         btrl    %esi, PM_ACTIVE(%ebx)           /* clear old */
 198
 199         /* Set bit in new pmap->pm_active */
 200         movl    TD_PROC(%ecx),%eax              /* newproc */
 201         movl    P_VMSPACE(%eax), %ebx
 202         addl    $VM_PMAP, %ebx
 203         movl    %ebx, PCPU(CURPMAP)
 204 #ifdef SMP
 205         lock
 206 #endif
 207         btsl    %esi, PM_ACTIVE(%ebx)           /* set new */
 208         jmp     sw1
 209
 210 sw0:
 211         SETOP   %esi,TD_LOCK(%edi)              /* Switchout td_lock */
 212 sw1:
 213         BLOCK_SPIN(%ecx)
 214 #ifdef XEN
 215         pushl   %eax
 216         pushl   %ecx
 217         pushl   %edx
 218         call    xen_handle_thread_switch
 219         popl    %edx
 220         popl    %ecx
 221         popl    %eax
 222         /*
 223          * XXX set IOPL
 224          */
 225 #else
 226         /*
 227          * At this point, we've switched address spaces and are ready
 228          * to load up the rest of the next context.
 229          */
 230         cmpl    $0, PCB_EXT(%edx)               /* has pcb extension? */
 231         je      1f                              /* If not, use the default */
 232         movl    $1, PCPU(PRIVATE_TSS)           /* mark use of private tss */
 233         movl    PCB_EXT(%edx), %edi             /* new tss descriptor */
 234         jmp     2f                              /* Load it up */
 235
 236 1:      /*
 237          * Use the common default TSS instead of our own.
 238          * Set our stack pointer into the TSS, it's set to just
 239          * below the PCB.  In C, common_tss.tss_esp0 = &pcb - 16;
 240          */
 241         leal    -16(%edx), %ebx                 /* leave space for vm86 */
 242         movl    %ebx, PCPU(COMMON_TSS) + TSS_ESP0
 243
 244         /*
 245          * Test this CPU's  bit in the bitmap to see if this
 246          * CPU was using a private TSS.
 247          */
 248         cmpl    $0, PCPU(PRIVATE_TSS)           /* Already using the common? */
 249         je      3f                              /* if so, skip reloading */
 250         movl    $0, PCPU(PRIVATE_TSS)
 251         PCPU_ADDR(COMMON_TSSD, %edi)
 252 2:
 253         /* Move correct tss descriptor into GDT slot, then reload tr. */
 254         movl    PCPU(TSS_GDT), %ebx             /* entry in GDT */
 255         movl    0(%edi), %eax
 256         movl    4(%edi), %esi
 257         movl    %eax, 0(%ebx)
 258         movl    %esi, 4(%ebx)
 259         movl    $GPROC0_SEL*8, %esi             /* GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL) */
 260         ltr     %si
 261 3:
 262
 263         /* Copy the %fs and %gs selectors into this pcpu gdt */
 264         leal    PCB_FSD(%edx), %esi
 265         movl    PCPU(FSGS_GDT), %edi
 266         movl    0(%esi), %eax           /* %fs selector */
 267         movl    4(%esi), %ebx
 268         movl    %eax, 0(%edi)
 269         movl    %ebx, 4(%edi)
 270         movl    8(%esi), %eax           /* %gs selector, comes straight after */
 271         movl    12(%esi), %ebx
 272         movl    %eax, 8(%edi)
 273         movl    %ebx, 12(%edi)
 274 #endif
 275         /* Restore context. */
 276         movl    PCB_EBX(%edx),%ebx
 277         movl    PCB_ESP(%edx),%esp
 278         movl    PCB_EBP(%edx),%ebp
 279         movl    PCB_ESI(%edx),%esi
 280         movl    PCB_EDI(%edx),%edi
 281         movl    PCB_EIP(%edx),%eax
 282         movl    %eax,(%esp)
 283         pushl   PCB_PSL(%edx)
 284         popfl
 285
 286         movl    %edx, PCPU(CURPCB)
 287         movl    TD_TID(%ecx),%eax
 288         movl    %ecx, PCPU(CURTHREAD)           /* into next thread */
 289
 290         /*
 291          * Determine the LDT to use and load it if is the default one and
 292          * that is not the current one.
 293          */
 294         movl    TD_PROC(%ecx),%eax
 295         cmpl    $0,P_MD+MD_LDT(%eax)
 296         jnz     1f
 297         movl    _default_ldt,%eax
 298         cmpl    PCPU(CURRENTLDT),%eax
 299         je      2f
 300         LLDT(_default_ldt)
 301         movl    %eax,PCPU(CURRENTLDT)
 302         jmp     2f
 303 1:
 304         /* Load the LDT when it is not the default one. */
 305         pushl   %edx                            /* Preserve pointer to pcb. */
 306         addl    $P_MD,%eax                      /* Pointer to mdproc is arg. */
 307         pushl   %eax
 308         call    set_user_ldt
 309         addl    $4,%esp
 310         popl    %edx
 311 2:
 312
 313         /* This must be done after loading the user LDT. */
 314         .globl  cpu_switch_load_gs
 315 cpu_switch_load_gs:
 316         mov     PCB_GS(%edx),%gs
 317
 318         /* Test if debug registers should be restored. */
 319         testl   $PCB_DBREGS,PCB_FLAGS(%edx)
 320         jz      1f
 321
 322         /*
 323          * Restore debug registers.  The special code for dr7 is to
 324          * preserve the current values of its reserved bits.
 325          */
 326         movl    PCB_DR6(%edx),%eax
 327         movl    %eax,%dr6
 328         movl    PCB_DR3(%edx),%eax
 329         movl    %eax,%dr3
 330         movl    PCB_DR2(%edx),%eax
 331         movl    %eax,%dr2
 332         movl    PCB_DR1(%edx),%eax
 333         movl    %eax,%dr1
 334         movl    PCB_DR0(%edx),%eax
 335         movl    %eax,%dr0
 336         movl    %dr7,%eax
 337         andl    $0x0000fc00,%eax
 338         movl    PCB_DR7(%edx),%ecx
 339         andl    $~0x0000fc00,%ecx
 340         orl     %ecx,%eax
 341         movl    %eax,%dr7
 342 1:
 343         ret
 344
 345 #ifdef INVARIANTS
 346 badsw1:
 347         pushal
 348         pushl   $sw0_1
 349         call    panic
 350 sw0_1:  .asciz  "cpu_throw: no newthread supplied"
 351
 352 badsw2:
 353         pushal
 354         pushl   $sw0_2
 355         call    panic
 356 sw0_2:  .asciz  "cpu_switch: no curthread supplied"
 357
 358 badsw3:
 359         pushal
 360         pushl   $sw0_3
 361         call    panic
 362 sw0_3:  .asciz  "cpu_switch: no newthread supplied"
 363 #endif
 364 END(cpu_switch)
 365
 366 /*
 367  * savectx(pcb)
 368  * Update pcb, saving current processor state.
 369  */
 370 ENTRY(savectx)
 371         /* Fetch PCB. */
 372         movl    4(%esp),%ecx
 373
 374         /* Save caller's return address.  Child won't execute this routine. */
 375         movl    (%esp),%eax
 376         movl    %eax,PCB_EIP(%ecx)
 377
 378         movl    %cr3,%eax
 379         movl    %eax,PCB_CR3(%ecx)
 380
 381         movl    %ebx,PCB_EBX(%ecx)
 382         movl    %esp,PCB_ESP(%ecx)
 383         movl    %ebp,PCB_EBP(%ecx)
 384         movl    %esi,PCB_ESI(%ecx)
 385         movl    %edi,PCB_EDI(%ecx)
 386         mov     %gs,PCB_GS(%ecx)
 387         pushfl
 388         popl    PCB_PSL(%ecx)
 389
 390 #ifdef DEV_NPX
 391         /*
 392          * If fpcurthread == NULL, then the npx h/w state is irrelevant and the
 393          * state had better already be in the pcb.  This is true for forks
 394          * but not for dumps (the old book-keeping with FP flags in the pcb
 395          * always lost for dumps because the dump pcb has 0 flags).
 396          *
 397          * If fpcurthread != NULL, then we have to save the npx h/w state to
 398          * fpcurthread's pcb and copy it to the requested pcb, or save to the
 399          * requested pcb and reload.  Copying is easier because we would
 400          * have to handle h/w bugs for reloading.  We used to lose the
 401          * parent's npx state for forks by forgetting to reload.
 402          */
 403         pushfl
 404         CLI
 405         movl    PCPU(FPCURTHREAD),%eax
 406         testl   %eax,%eax
 407         je      1f
 408
 409         pushl   %ecx
 410         movl    TD_PCB(%eax),%eax
 411         leal    PCB_SAVEFPU(%eax),%eax
 412         pushl   %eax
 413         pushl   %eax
 414         call    npxsave
 415         addl    $4,%esp
 416         popl    %eax
 417         popl    %ecx
 418
 419         pushl   $PCB_SAVEFPU_SIZE
 420         leal    PCB_SAVEFPU(%ecx),%ecx
 421         pushl   %ecx
 422         pushl   %eax
 423         call    bcopy
 424         addl    $12,%esp
 425 1:
 426         popfl
 427 #endif  /* DEV_NPX */
 428
 429         ret
 430 END(savectx)