10068ff73986684d6512c21920b7a0c1e3a53a87
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * 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: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 //#include "use_npx.h"
44 #include "use_isa.h"
45 #include "opt_atalk.h"
46 #include "opt_compat.h"
47 #include "opt_cpu.h"
48 #include "opt_ddb.h"
49 #include "opt_directio.h"
50 #include "opt_inet.h"
51 #include "opt_ipx.h"
52 #include "opt_msgbuf.h"
53 #include "opt_swap.h"
54
55 #include <sys/param.h>
56 #include <sys/systm.h>
57 #include <sys/sysproto.h>
58 #include <sys/signalvar.h>
59 #include <sys/kernel.h>
60 #include <sys/linker.h>
61 #include <sys/malloc.h>
62 #include <sys/proc.h>
63 #include <sys/priv.h>
64 #include <sys/buf.h>
65 #include <sys/reboot.h>
66 #include <sys/mbuf.h>
67 #include <sys/msgbuf.h>
68 #include <sys/sysent.h>
69 #include <sys/sysctl.h>
70 #include <sys/vmmeter.h>
71 #include <sys/bus.h>
72 #include <sys/upcall.h>
73 #include <sys/usched.h>
74 #include <sys/reg.h>
75
76 #include <vm/vm.h>
77 #include <vm/vm_param.h>
78 #include <sys/lock.h>
79 #include <vm/vm_kern.h>
80 #include <vm/vm_object.h>
81 #include <vm/vm_page.h>
82 #include <vm/vm_map.h>
83 #include <vm/vm_pager.h>
84 #include <vm/vm_extern.h>
85
86 #include <sys/thread2.h>
87 #include <sys/mplock2.h>
88
89 #include <sys/user.h>
90 #include <sys/exec.h>
91 #include <sys/cons.h>
92
93 #include <ddb/ddb.h>
94
95 #include <machine/cpu.h>
96 #include <machine/clock.h>
97 #include <machine/specialreg.h>
98 #if JG
99 #include <machine/bootinfo.h>
100 #endif
101 #include <machine/md_var.h>
102 #include <machine/metadata.h>
103 #include <machine/pc/bios.h>
104 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
105 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
106 #include <machine/smp.h>
107 #ifdef PERFMON
108 #include <machine/perfmon.h>
109 #endif
110 #include <machine/cputypes.h>
111
112 #ifdef OLD_BUS_ARCH
113 #include <bus/isa/isa_device.h>
114 #endif
115 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
116 #include <bus/isa/rtc.h>
117 #include <sys/random.h>
118 #include <sys/ptrace.h>
119 #include <machine/sigframe.h>
120
121 #include <sys/machintr.h>
122
123 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
124
125 extern void init386(int first);
126 extern void dblfault_handler(void);
127 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
128
129 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
130 extern void identify_cpu(void);
131 #if JG
132 extern void finishidentcpu(void);
133 #endif
134 extern void panicifcpuunsupported(void);
135
136 static void cpu_startup(void *);
137 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
138 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
139 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
140 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
141 #ifdef DIRECTIO
142 extern void ffs_rawread_setup(void);
143 #endif /* DIRECTIO */
144 static void init_locks(void);
145
146 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
147
148 #ifdef DDB
149 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
150 #endif
151
152 uint64_t SMPptpa;
153 pt_entry_t *SMPpt;
154
155
156 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU];
157
158 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
159 u_long  atdevbase;
160 #ifdef SMP
161 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
162 #else
163 int64_t tsc_offsets[1];
164 #endif
165
166 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
167 extern int swtch_optim_stats;
168 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
169         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
170 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
171         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
172 #endif
173
174 int physmem = 0;
175
176 u_long ebda_addr = 0;
177
178 static int
179 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
180 {
181         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
182         return (error);
183 }
184
185 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
186         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
187
188 static int
189 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
190 {
191         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
192                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
193         return (error);
194 }
195
196 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
197         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
198
199 static int
200 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
201 {
202         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
203                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
204         return (error);
205 }
206
207 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
208         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
209
210 vm_paddr_t Maxmem;
211 vm_paddr_t Realmem;
212
213 /*
214  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
215  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
216  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
217  * PHYSSEG entries.
218  */
219 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
220
221 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
222 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
223
224 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
225 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
226 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
227
228 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
229 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
230 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
231 static struct trapframe proc0_tf;
232
233 static void
234 cpu_startup(void *dummy)
235 {
236         caddr_t v;
237         vm_size_t size = 0;
238         vm_offset_t firstaddr;
239
240         if (boothowto & RB_VERBOSE)
241                 bootverbose++;
242
243         /*
244          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
245          */
246         kprintf("%s", version);
247         startrtclock();
248         printcpuinfo();
249         panicifcpuunsupported();
250 #ifdef PERFMON
251         perfmon_init();
252 #endif
253         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
254                 (intmax_t)Realmem,
255                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
256         /*
257          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
258          */
259         if (bootverbose) {
260                 int indx;
261
262                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
263                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
264                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
265
266                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
267                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
268                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
269                                 (intmax_t)size1,
270                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
271                 }
272         }
273
274         /*
275          * Allocate space for system data structures.
276          * The first available kernel virtual address is in "v".
277          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
278          * As pages of memory are allocated and cleared,
279          * "firstaddr" is incremented.
280          * An index into the kernel page table corresponding to the
281          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
282          */
283
284         /*
285          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
286          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
287          * addresses to the various data structures.
288          */
289         firstaddr = 0;
290 again:
291         v = (caddr_t)firstaddr;
292
293 #define valloc(name, type, num) \
294             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
295 #define valloclim(name, type, num, lim) \
296             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
297
298         /*
299          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
300          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
301          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
302          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
303          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
304          * maxbcache bytes.
305          *
306          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
307          */
308         if (nbuf == 0) {
309                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
310                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
311
312                 nbuf = 50;
313                 if (kbytes > 4096)
314                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
315                 if (kbytes > 65536)
316                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
317                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
318                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
319         }
320
321         /*
322          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
323          * kernel_map.
324          */
325         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
326                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
327                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
328         }
329
330         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
331 #ifdef NSWBUF_MIN
332         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
333                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
334 #endif
335 #ifdef DIRECTIO
336         ffs_rawread_setup();
337 #endif
338
339         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
340         valloc(buf, struct buf, nbuf);
341
342         /*
343          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
344          */
345         if (firstaddr == 0) {
346                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
347                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
348                 if (firstaddr == 0)
349                         panic("startup: no room for tables");
350                 goto again;
351         }
352
353         /*
354          * End of second pass, addresses have been assigned
355          */
356         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
357                 panic("startup: table size inconsistency");
358
359         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
360                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
361         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
362                       (nbuf*BKVASIZE));
363         buffer_map.system_map = 1;
364         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
365                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
366         pager_map.system_map = 1;
367
368 #if defined(USERCONFIG)
369         userconfig();
370         cninit();               /* the preferred console may have changed */
371 #endif
372
373         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
374                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
375                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
376
377         /*
378          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
379          */
380         bufinit();
381         vm_pager_bufferinit();
382
383 #ifdef SMP
384         /*
385          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
386          */
387         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
388         mp_announce();
389 #endif  /* SMP */
390         cpu_setregs();
391 }
392
393 /*
394  * Send an interrupt to process.
395  *
396  * Stack is set up to allow sigcode stored
397  * at top to call routine, followed by kcall
398  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
399  * resets the signal mask, the stack, and the
400  * frame pointer, it returns to the user
401  * specified pc, psl.
402  */
403 void
404 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
405 {
406         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
407         struct proc *p = lp->lwp_proc;
408         struct trapframe *regs;
409         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
410         struct sigframe sf, *sfp;
411         int oonstack;
412         char *sp;
413
414         regs = lp->lwp_md.md_regs;
415         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
416
417         /* Save user context */
418         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
419         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
420         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
421         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
422         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
423         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
424
425         /* Make the size of the saved context visible to userland */
426         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
427
428         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
429         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
430                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
431
432         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
433         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
434             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
435                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
436                               sizeof(struct sigframe));
437                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
438         } else {
439                 /* We take red zone into account */
440                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
441         }
442
443         /* Align to 16 bytes */
444         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
445
446         /* Translate the signal is appropriate */
447         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
448                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
449                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
450         }
451
452         /*
453          * Build the argument list for the signal handler.
454          *
455          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
456          */
457         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
458         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
459
460         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
461                 /*
462                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
463                  *
464                  * action(signo, siginfo, ucontext)
465                  */
466                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
467                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
468                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
469
470                 /* fill siginfo structure */
471                 sf.sf_si.si_signo = sig;
472                 sf.sf_si.si_code = code;
473                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
474         } else {
475                 /*
476                  * Old FreeBSD-style arguments.
477                  *
478                  * handler (signo, code, [uc], addr)
479                  */
480                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
481                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
482                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
483         }
484
485         /*
486          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
487          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
488          * eflags.
489          */
490 #if JG
491         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
492                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
493                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
494
495                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
496                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
497                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
498                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
499
500                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
501                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
502                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
503                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
504
505                 /*
506                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
507                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
508                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
509                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
510                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
511                  */
512                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
513         }
514 #endif
515
516         /*
517          * Save the FPU state and reinit the FP unit
518          */
519         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
520
521         /*
522          * Copy the sigframe out to the user's stack.
523          */
524         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
525                 /*
526                  * Something is wrong with the stack pointer.
527                  * ...Kill the process.
528                  */
529                 sigexit(lp, SIGILL);
530         }
531
532         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
533         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
534
535         /*
536          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
537          * on function entry
538          */
539         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
540
541         /*
542          * 64 bit mode has a code and stack selector but
543          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
544          * stored in-context.
545          */
546         regs->tf_cs = _ucodesel;
547         regs->tf_ss = _udatasel;
548 }
549
550 /*
551  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
552  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
553  * issue.
554  *
555  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
556  * bad idea?
557  */
558 int
559 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
560 {
561         frame->tf_cs = _ucodesel;
562         frame->tf_ss = _udatasel;
563         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
564         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
565         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
566
567         return(0);
568 }
569
570 /*
571  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
572  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
573  */
574 int
575 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
576 {
577         return(0);
578 }
579
580 /*
581  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
582  *
583  * System call to cleanup state after a signal
584  * has been taken.  Reset signal mask and
585  * stack state from context left by sendsig (above).
586  * Return to previous pc and psl as specified by
587  * context left by sendsig. Check carefully to
588  * make sure that the user has not modified the
589  * state to gain improper privileges.
590  *
591  * MPSAFE
592  */
593 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
594 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
595
596 int
597 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
598 {
599         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
600         struct proc *p = lp->lwp_proc;
601         struct trapframe *regs;
602         ucontext_t uc;
603         ucontext_t *ucp;
604         register_t rflags;
605         int cs;
606         int error;
607
608         /*
609          * We have to copy the information into kernel space so userland
610          * can't modify it while we are sniffing it.
611          */
612         regs = lp->lwp_md.md_regs;
613         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
614         if (error)
615                 return (error);
616         ucp = &uc;
617         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
618
619         /* VM (8086) mode not supported */
620         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
621
622 #if JG
623         if (eflags & PSL_VM) {
624                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
625                 struct vm86_kernel *vm86;
626
627                 /*
628                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
629                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
630                  */
631                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
632                         return (EINVAL);
633                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
634                 if (vm86->vm86_inited == 0)
635                         return (EINVAL);
636
637                 /* go back to user mode if both flags are set */
638                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
639                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
640
641                 if (vm86->vm86_has_vme) {
642                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
643                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
644                 } else {
645                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
646                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
647                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
648                 }
649                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
650                 tf->tf_eflags = eflags;
651                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
652                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
653                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
654                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
655                 tf->tf_ds = _udatasel;
656                 tf->tf_es = _udatasel;
657                 tf->tf_fs = _udatasel;
658                 tf->tf_gs = _udatasel;
659         } else
660 #endif
661         {
662                 /*
663                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
664                  */
665                 /*
666                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
667                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
668                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
669                  * the signal context during signal handling and there is no
670                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
671                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
672                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
673                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
674                  */
675                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
676                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
677                         return(EINVAL);
678                 }
679
680                 /*
681                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
682                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
683                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
684                  */
685                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
686                 if (!CS_SECURE(cs)) {
687                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
688                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
689                         return(EINVAL);
690                 }
691                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
692         }
693
694         /*
695          * Restore the FPU state from the frame
696          */
697         crit_enter();
698         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
699
700         /*
701          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
702          * semantics against system calls.
703          */
704         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
705                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
706
707         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
708                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
709         else
710                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
711
712         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
713         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
714         crit_exit();
715         return(EJUSTRETURN);
716 }
717
718 /*
719  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
720  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
721  * already been pushed on the stack.
722  */
723 struct upc_frame {
724         register_t      rax;
725         register_t      rcx;
726         register_t      rdx;
727         register_t      flags;
728         register_t      oldip;
729 };
730
731 void
732 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
733 {
734         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
735         struct trapframe *regs;
736         struct upcall upcall;
737         struct upc_frame upc_frame;
738         int     crit_count = 0;
739
740         /*
741          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
742          * context, switch back to the virtual kernel context before
743          * trying to post the signal.
744          */
745         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
746                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
747                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
748         }
749
750         /*
751          * Get the upcall data structure
752          */
753         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
754             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
755         ) {
756                 vu->vu_pending = 0;
757                 kprintf("bad upcall address\n");
758                 return;
759         }
760
761         /*
762          * If the data structure is already marked pending or has a critical
763          * section count, mark the data structure as pending and return 
764          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
765          */
766         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
767                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
768                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
769                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
770                                 sizeof(upcall.upc_pending));
771                 }
772                 return;
773         }
774
775         /*
776          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
777          *
778          * Bump our critical section count and set or clear the
779          * user pending flag depending on whether more upcalls are
780          * pending.  The user will be responsible for calling 
781          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
782          */
783         vu->vu_pending = 0;
784         upcall.upc_pending = morepending;
785         ++crit_count;
786         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
787                 sizeof(upcall.upc_pending));
788         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
789                 sizeof(int));
790
791         /*
792          * Construct a stack frame and issue the upcall
793          */
794         regs = lp->lwp_md.md_regs;
795         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
796         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
797         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
798         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
799         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
800         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
801             sizeof(upc_frame)) != 0) {
802                 kprintf("bad stack on upcall\n");
803         } else {
804                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
805                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
806                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
807                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
808                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
809         }
810 }
811
812 /*
813  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
814  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
815  * being overwritten by the syscall return value.
816  *
817  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
818  * and the function pointer in %eax.  
819  */
820 int
821 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
822 {
823         struct upc_frame upc_frame;
824         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
825         struct trapframe *regs;
826         int error;
827         struct upcall upcall;
828         int crit_count;
829
830         regs = lp->lwp_md.md_regs;
831
832         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
833         if (error == 0) {
834             if (vu) {
835                 /*
836                  * This jumps us to the next ready context.
837                  */
838                 vu->vu_pending = 0;
839                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
840                 crit_count = 0;
841                 if (error == 0)
842                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
843                 ++crit_count;
844                 if (error == 0)
845                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
846                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
847                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
848                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
849                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
850                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
851             } else {
852                 /*
853                  * This returns us to the originally interrupted code.
854                  */
855                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
856                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
857                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
858                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
859                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
860                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
861                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
862                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
863             }
864         }
865         if (error == 0)
866                 error = EJUSTRETURN;
867         return(error);
868 }
869
870 /*
871  * Machine dependent boot() routine
872  *
873  * I haven't seen anything to put here yet
874  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
875  */
876 void
877 cpu_boot(int howto)
878 {
879 }
880
881 /*
882  * Shutdown the CPU as much as possible
883  */
884 void
885 cpu_halt(void)
886 {
887         for (;;)
888                 __asm__ __volatile("hlt");
889 }
890
891 /*
892  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
893  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
894  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
895  *
896  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
897  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
898  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
899  * critical section.
900  *
901  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
902  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
903  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
904  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
905  *
906  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
907  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
908  */
909 static int      cpu_idle_hlt = 2;
910 static int      cpu_idle_hltcnt;
911 static int      cpu_idle_spincnt;
912 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
913     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
914 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
915     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
916 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
917     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
918
919 static void
920 cpu_idle_default_hook(void)
921 {
922         /*
923          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
924          * following the sti.
925          */
926         __asm __volatile("sti; hlt");
927 }
928
929 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
930 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
931
932 void
933 cpu_idle(void)
934 {
935         struct thread *td = curthread;
936
937         crit_exit();
938         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
939         for (;;) {
940                 /*
941                  * See if there are any LWKTs ready to go.
942                  */
943                 lwkt_switch();
944
945                 /*
946                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
947                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
948                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
949                  */
950                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
951                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
952                         __asm __volatile("cli");
953                         splz();
954                         if (!lwkt_runnable()) {
955                                 if (cpu_idle_hlt == 1)
956                                         cpu_idle_default_hook();
957                                 else
958                                         cpu_idle_hook();
959                         }
960 #ifdef SMP
961                         else
962                                 handle_cpu_contention_mask();
963 #endif
964                         __asm __volatile("sti");
965                         ++cpu_idle_hltcnt;
966                 } else {
967                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
968                         splz();
969 #ifdef SMP
970                         __asm __volatile("sti");
971                         handle_cpu_contention_mask();
972 #else
973                         __asm __volatile("sti");
974 #endif
975                         ++cpu_idle_spincnt;
976                 }
977         }
978 }
979
980 #ifdef SMP
981
982 /*
983  * This routine is called when the only runnable threads require
984  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
985  * we let the scheduler spin.
986  */
987 void
988 handle_cpu_contention_mask(void)
989 {
990         cpumask_t mask;
991
992         mask = cpu_contention_mask;
993         cpu_ccfence();
994         if (mask && bsfl(mask) != mycpu->gd_cpuid)
995                 DELAY(2);
996 }
997
998 /*
999  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1000  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1001  * we let it spin.
1002  */
1003 void
1004 cpu_spinlock_contested(void)
1005 {
1006         cpu_pause();
1007 }
1008
1009 #endif
1010
1011 /*
1012  * Clear registers on exec
1013  */
1014 void
1015 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1016 {
1017         struct thread *td = curthread;
1018         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1019         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1020         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1021
1022         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1023         user_ldt_free(pcb);
1024   
1025         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1026         regs->tf_rip = entry;
1027         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1028         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1029         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1030         regs->tf_ss = _udatasel;
1031         regs->tf_cs = _ucodesel;
1032         regs->tf_rbx = ps_strings;
1033
1034         /*
1035          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1036          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1037          */
1038         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1039                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1040                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1041                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1042                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1043                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1044                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1045                 if (pcb == td->td_pcb) {
1046                         /*
1047                          * Clear the debug registers on the running
1048                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1049                          * the next process we switch to.
1050                          */
1051                         reset_dbregs();
1052                 }
1053                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1054         }
1055
1056         /*
1057          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1058          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1059          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1060          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1061          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1062          */
1063         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1064
1065         /*
1066          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1067          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1068          *       may panic in npxdna().
1069          */
1070         crit_enter();
1071         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1072
1073         /*
1074          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1075          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1076          *       code knows what the current MSR values are.
1077          */
1078         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1079         pcb->pcb_gsbase = 0;
1080         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1081         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1082         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1083         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1084
1085         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1086         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1087         crit_exit();
1088
1089         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1090         pcb->pcb_es = _udatasel;
1091         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1092         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1093 }
1094
1095 void
1096 cpu_setregs(void)
1097 {
1098         register_t cr0;
1099
1100         cr0 = rcr0();
1101         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1102         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1103         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1104         load_cr0(cr0);
1105         load_gs(_udatasel);
1106 }
1107
1108 static int
1109 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1110 {
1111         int error;
1112         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1113                 req);
1114         if (!error && req->newptr)
1115                 resettodr();
1116         return (error);
1117 }
1118
1119 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1120         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1121
1122 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1123         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1124
1125 #if JG
1126 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1127         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1128 #endif
1129
1130 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1131         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1132
1133 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1134 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1135         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1136
1137 /*
1138  * Initialize 386 and configure to run kernel
1139  */
1140
1141 /*
1142  * Initialize segments & interrupt table
1143  */
1144
1145 int _default_ldt;
1146 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1147 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1148 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1149 #if JG
1150 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1151 #endif
1152
1153 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1154 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1155
1156 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1157 extern int has_f00f_bug;
1158 #endif
1159
1160 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1161 void *proc0paddr;
1162 /* JG alignment? */
1163 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1164
1165
1166 /* software prototypes -- in more palatable form */
1167 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1168 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1169 {       0x0,                    /* segment base address  */
1170         0x0,                    /* length */
1171         0,                      /* segment type */
1172         0,                      /* segment descriptor priority level */
1173         0,                      /* segment descriptor present */
1174         0,                      /* long */
1175         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1176         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1177 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1178 {       0x0,                    /* segment base address  */
1179         0xfffff,                /* length - all address space */
1180         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1181         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1182         1,                      /* segment descriptor present */
1183         1,                      /* long */
1184         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1185         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1186 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1187 {       0x0,                    /* segment base address  */
1188         0xfffff,                /* length - all address space */
1189         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1190         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1191         1,                      /* segment descriptor present */
1192         1,                      /* long */
1193         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1194         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1195 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1196 {       0x0,                    /* segment base address  */
1197         0xfffff,                /* length - all address space */
1198         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1199         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1200         1,                      /* segment descriptor present */
1201         0,                      /* long */
1202         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1203         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1204 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1205 {       0x0,                    /* segment base address  */
1206         0xfffff,                /* length - all address space */
1207         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1208         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1209         1,                      /* segment descriptor present */
1210         0,                      /* long */
1211         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1212         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1213 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1214 {       0x0,                    /* segment base address  */
1215         0xfffff,                /* length - all address space */
1216         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1217         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1218         1,                      /* segment descriptor present */
1219         1,                      /* long */
1220         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1221         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1222 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1223 {
1224         0x0,                    /* segment base address */
1225         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1226         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1227         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1228         1,                      /* segment descriptor present */
1229         0,                      /* long */
1230         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1231         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1232 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1233 {       0x0,                    /* segment base address  */
1234         0x0,                    /* length */
1235         0,                      /* segment type */
1236         0,                      /* segment descriptor priority level */
1237         0,                      /* segment descriptor present */
1238         0,                      /* long */
1239         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1240         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1241 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1242 {       0x0,                    /* segment base address  */
1243         0xfffff,                /* length - all address space */
1244         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1245         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1246         1,                      /* segment descriptor present */
1247         0,                      /* long */
1248         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1249         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1250 };
1251
1252 void
1253 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1254 {
1255         struct gate_descriptor *ip;
1256
1257         ip = idt + idx;
1258         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1259         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1260         ip->gd_ist = ist;
1261         ip->gd_xx = 0;
1262         ip->gd_type = typ;
1263         ip->gd_dpl = dpl;
1264         ip->gd_p = 1;
1265         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1266 }
1267
1268 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1269
1270 extern inthand_t
1271         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1272         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1273         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1274         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1275         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1276         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1277
1278 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1279 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1280 #endif
1281
1282 void
1283 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1284 {
1285         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1286         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1287         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1288         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1289         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1290         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1291         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1292 }
1293
1294 void
1295 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1296 {
1297
1298         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1299         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1300         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1301         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1302         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1303         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1304         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1305         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1306         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1307         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1308 }
1309
1310 void
1311 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1312     struct system_segment_descriptor *sd)
1313 {
1314
1315         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1316         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1317         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1318         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1319         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1320         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1321         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1322         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1323 }
1324
1325 u_int basemem;
1326
1327 /*
1328  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1329  * available physical memory in the system, then test this memory and
1330  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1331  *
1332  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1333  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1334  *
1335  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1336  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1337  *
1338  * XXX first should be vm_paddr_t.
1339  */
1340 static void
1341 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1342 {
1343         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1344         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1345         u_long physmem_tunable;
1346         pt_entry_t *pte;
1347         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1348         u_int32_t smapsize;
1349         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1350
1351         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1352         basemem = 0;
1353         physmap_idx = 0;
1354
1355         /*
1356          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1357          *
1358          * subr_module.c says:
1359          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1360          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1361          */
1362         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1363             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1364         if (smapbase == NULL)
1365                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1366
1367         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1368         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1369
1370         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1371                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1372                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1373                             smap->type, smap->base, smap->length);
1374
1375                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1376                         continue;
1377
1378                 if (smap->length == 0)
1379                         continue;
1380
1381                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1382                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1383                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1384                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1385                                                 "memory region, ignoring "
1386                                                 "second region\n");
1387                                 }
1388                                 continue;
1389                         }
1390                 }
1391                 Realmem += smap->length;
1392
1393                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1394                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1395                         continue;
1396                 }
1397
1398                 physmap_idx += 2;
1399                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1400                         kprintf("Too many segments in the physical "
1401                                 "address map, giving up\n");
1402                         break;
1403                 }
1404                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1405                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1406         }
1407
1408         /*
1409          * Find the 'base memory' segment for SMP
1410          */
1411         basemem = 0;
1412         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1413                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1414                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1415                         break;
1416                 }
1417         }
1418         if (basemem == 0)
1419                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1420
1421 #ifdef SMP
1422         /* make hole for AP bootstrap code */
1423         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1424
1425         /* Save EBDA address, if any */
1426         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1427         ebda_addr <<= 4;
1428 #endif
1429
1430         /*
1431          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1432          * highest page of the physical address space.  It should be
1433          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1434          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1435          */
1436         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1437
1438 #ifdef MAXMEM
1439         Maxmem = MAXMEM / 4;
1440 #endif
1441
1442         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1443                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1444
1445         /*
1446          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1447          * in the system.
1448          */
1449         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1450                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1451
1452         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1453             (boothowto & RB_VERBOSE))
1454                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1455
1456         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1457         pmap_bootstrap(&first);
1458
1459         /*
1460          * Size up each available chunk of physical memory.
1461          */
1462         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1463         pa_indx = 0;
1464         da_indx = 1;
1465         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1466         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1467         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1468         pte = CMAP1;
1469
1470         /*
1471          * Get dcons buffer address
1472          */
1473         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1474             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1475                 dcons_addr = 0;
1476
1477         /*
1478          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1479          * round up the start address and round down the end address.
1480          */
1481         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1482                 vm_paddr_t end;
1483
1484                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1485                 if (physmap[i + 1] < end)
1486                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1487                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1488                         int tmp, page_bad, full;
1489                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1490
1491                         full = FALSE;
1492                         /*
1493                          * block out kernel memory as not available.
1494                          */
1495                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1496                                 goto do_dump_avail;
1497
1498                         /*
1499                          * block out dcons buffer
1500                          */
1501                         if (dcons_addr > 0
1502                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1503                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1504                                 goto do_dump_avail;
1505
1506                         page_bad = FALSE;
1507
1508                         /*
1509                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1510                          */
1511                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1512                         cpu_invltlb();
1513
1514                         tmp = *(int *)ptr;
1515                         /*
1516                          * Test for alternating 1's and 0's
1517                          */
1518                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1519                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1520                                 page_bad = TRUE;
1521                         /*
1522                          * Test for alternating 0's and 1's
1523                          */
1524                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1525                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1526                                 page_bad = TRUE;
1527                         /*
1528                          * Test for all 1's
1529                          */
1530                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1531                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1532                                 page_bad = TRUE;
1533                         /*
1534                          * Test for all 0's
1535                          */
1536                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1537                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1538                                 page_bad = TRUE;
1539                         /*
1540                          * Restore original value.
1541                          */
1542                         *(int *)ptr = tmp;
1543
1544                         /*
1545                          * Adjust array of valid/good pages.
1546                          */
1547                         if (page_bad == TRUE)
1548                                 continue;
1549                         /*
1550                          * If this good page is a continuation of the
1551                          * previous set of good pages, then just increase
1552                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1553                          * Note that "end" points one higher than end,
1554                          * making the range >= start and < end.
1555                          * If we're also doing a speculative memory
1556                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1557                          * so that we keep going. The first bad page
1558                          * will terminate the loop.
1559                          */
1560                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1561                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1562                         } else {
1563                                 pa_indx++;
1564                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1565                                         kprintf(
1566                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1567                                         pa_indx--;
1568                                         full = TRUE;
1569                                         goto do_dump_avail;
1570                                 }
1571                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1572                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1573                         }
1574                         physmem++;
1575 do_dump_avail:
1576                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1577                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1578                         } else {
1579                                 da_indx++;
1580                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1581                                         da_indx--;
1582                                         goto do_next;
1583                                 }
1584                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1585                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1586                         }
1587 do_next:
1588                         if (full)
1589                                 break;
1590                 }
1591         }
1592         *pte = 0;
1593         cpu_invltlb();
1594
1595         /*
1596          * XXX
1597          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1598          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1599          * calculation, etc.).
1600          */
1601         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1602             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1603                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1604                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1605                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1606         }
1607
1608         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1609
1610         /* Trim off space for the message buffer. */
1611         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1612
1613         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1614
1615         /* Map the message buffer. */
1616         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1617                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1618                     off);
1619 }
1620
1621 #ifdef SMP
1622 int apic_io_enable = 1; /* Enabled by default */
1623 TUNABLE_INT("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1624 extern struct machintr_abi MachIntrABI_APIC;
1625 #endif
1626
1627 extern struct machintr_abi MachIntrABI_ICU;
1628 struct machintr_abi MachIntrABI;
1629
1630 /*
1631  * IDT VECTORS:
1632  *      0       Divide by zero
1633  *      1       Debug
1634  *      2       NMI
1635  *      3       BreakPoint
1636  *      4       OverFlow
1637  *      5       Bound-Range
1638  *      6       Invalid OpCode
1639  *      7       Device Not Available (x87)
1640  *      8       Double-Fault
1641  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1642  *      10      Invalid-TSS
1643  *      11      Segment not present
1644  *      12      Stack
1645  *      13      General Protection
1646  *      14      Page Fault
1647  *      15      Reserved
1648  *      16      x87 FP Exception pending
1649  *      17      Alignment Check
1650  *      18      Machine Check
1651  *      19      SIMD floating point
1652  *      20-31   reserved
1653  *      32-255  INTn/external sources
1654  */
1655 u_int64_t
1656 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1657 {
1658         caddr_t kmdp;
1659         int gsel_tss, x;
1660 #if JG
1661         int metadata_missing, off;
1662 #endif
1663         struct mdglobaldata *gd;
1664         u_int64_t msr;
1665
1666         /*
1667          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1668          */
1669         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1670         bzero(gd, sizeof(*gd));
1671
1672         /*
1673          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1674          * early in the boot sequence because the system assumes
1675          * that 'curthread' is never NULL.
1676          */
1677
1678         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1679         thread0.td_gd = &gd->mi;
1680
1681         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1682
1683 #if JG
1684         metadata_missing = 0;
1685         if (bootinfo.bi_modulep) {
1686                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1687                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1688         } else {
1689                 metadata_missing = 1;
1690         }
1691         if (bootinfo.bi_envp)
1692                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1693 #endif
1694
1695         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1696         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1697         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1698         if (kmdp == NULL)
1699                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1700         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1701         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1702 #ifdef DDB
1703         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1704         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1705 #endif
1706
1707         /*
1708          * Setup MachIntrABI
1709          * XXX: Where is the correct place for it?
1710          */
1711         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1712 #ifdef SMP
1713         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1714         if (apic_io_enable)
1715                 MachIntrABI = MachIntrABI_APIC;
1716 #endif
1717
1718         /*
1719          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1720          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1721          */
1722         ncpus = 1;
1723         ncpus2 = 1;
1724         ncpus_fit = 1;
1725         /* Init basic tunables, hz etc */
1726         init_param1();
1727
1728         /*
1729          * make gdt memory segments
1730          */
1731         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1732                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1733
1734         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1735
1736         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1737                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1738                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1739         }
1740         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1741             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1742
1743         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1744         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1745         lgdt(&r_gdt);
1746
1747         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1748         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1749         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1750
1751         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1752         cpu_gdinit(gd, 0);
1753         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1754         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1755         safepri = TDPRI_MAX;
1756
1757         /* spinlocks and the BGL */
1758         init_locks();
1759
1760         /* exceptions */
1761         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1762                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1763         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1764         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1765         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1766         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1767         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1768         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1769         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1770         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1771         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1772         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1773         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1774         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1775         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1776         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1777         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1778         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1779         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1780         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1781         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1782
1783         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1784         r_idt.rd_base = (long) idt;
1785         lidt(&r_idt);
1786
1787         /*
1788          * Initialize the console before we print anything out.
1789          */
1790         cninit();
1791
1792 #if JG
1793         if (metadata_missing)
1794                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1795 #endif
1796
1797 #if     NISA >0
1798         isa_defaultirq();
1799 #endif
1800         rand_initialize();
1801
1802 #ifdef DDB
1803         kdb_init();
1804         if (boothowto & RB_KDB)
1805                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1806 #endif
1807
1808 #if JG
1809         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1810         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1811         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1812 #endif
1813         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1814         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1815
1816         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1817         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1818                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1819                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1820         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1821         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1822         gd->gd_rsp0 = gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
1823
1824         /* double fault stack */
1825         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1826                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1827                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1828
1829         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1830         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1831
1832         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1833         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1834         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1835         ltr(gsel_tss);
1836
1837         /* Set up the fast syscall stuff */
1838         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1839         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1840         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1841         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1842         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1843               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1844         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1845         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1846
1847         getmemsize(kmdp, physfree);
1848         init_param2(physmem);
1849
1850         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1851
1852         /* Map the message buffer. */
1853 #if JG
1854         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1855                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1856 #endif
1857
1858         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1859
1860
1861         /* transfer to user mode */
1862
1863         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1864         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1865         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1866
1867         load_ds(_udatasel);
1868         load_es(_udatasel);
1869         load_fs(_udatasel);
1870
1871         /* setup proc 0's pcb */
1872         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1873         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1874         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1875         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1876
1877         /* Location of kernel stack for locore */
1878         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1879 }
1880
1881 /*
1882  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1883  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1884  * data space were allocated in locore.
1885  *
1886  * Note: the idlethread's cpl is 0
1887  *
1888  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1889  */
1890 void
1891 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1892 {
1893         if (cpu)
1894                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1895
1896         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1897                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1898                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1899                         0, &gd->mi);
1900         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1901         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1902         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1903         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1904 }
1905
1906 int
1907 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1908 {
1909         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1910             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1911                 return (TRUE);
1912         }
1913         return (FALSE);
1914 }
1915
1916 struct globaldata *
1917 globaldata_find(int cpu)
1918 {
1919         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1920         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1921 }
1922
1923 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1924 static void f00f_hack(void *unused);
1925 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1926
1927 static void
1928 f00f_hack(void *unused) 
1929 {
1930         struct gate_descriptor *new_idt;
1931         vm_offset_t tmp;
1932
1933         if (!has_f00f_bug)
1934                 return;
1935
1936         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1937
1938         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1939
1940         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1941         if (tmp == 0)
1942                 panic("kmem_alloc returned 0");
1943         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1944                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1945         /* Put the first seven entries in the lower page */
1946         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1947         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1948         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1949         lidt(&r_idt);
1950         idt = new_idt;
1951         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1952                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1953                 panic("vm_map_protect failed");
1954         return;
1955 }
1956 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1957
1958 int
1959 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1960 {
1961         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1962         return (0);
1963 }
1964
1965 int
1966 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1967 {
1968         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1969         return (0);
1970 }
1971
1972 int
1973 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1974 {
1975         struct trapframe *tp;
1976
1977         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1978         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1979         return (0);
1980 }
1981
1982 int
1983 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1984 {
1985         struct trapframe *tp;
1986
1987         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1988         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1989             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1990                 return (EINVAL);
1991         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1992         return (0);
1993 }
1994
1995 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1996 static void
1997 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1998 {
1999         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2000         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2001         int i;
2002
2003         /* FPU control/status */
2004         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2005         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2006         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2007         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2008         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2009         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2010         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2011         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2012
2013         /* FPU registers */
2014         for (i = 0; i < 8; ++i)
2015                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2016
2017         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2018 }
2019
2020 static void
2021 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2022 {
2023         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2024         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2025         int i;
2026
2027         /* FPU control/status */
2028         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2029         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2030         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2031         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2032         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2033         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2034         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2035         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2036
2037         /* FPU registers */
2038         for (i = 0; i < 8; ++i)
2039                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2040
2041         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2042 }
2043 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2044
2045 int
2046 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2047 {
2048 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2049         if (cpu_fxsr) {
2050                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2051                                 (struct save87 *)fpregs);
2052                 return (0);
2053         }
2054 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2055         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2056         return (0);
2057 }
2058
2059 int
2060 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2061 {
2062 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2063         if (cpu_fxsr) {
2064                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2065                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2066                 return (0);
2067         }
2068 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2069         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2070         return (0);
2071 }
2072
2073 int
2074 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2075 {
2076         if (lp == NULL) {
2077                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2078                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2079                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2080                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2081                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2082                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2083                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2084                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2085         } else {
2086                 struct pcb *pcb;
2087
2088                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2089                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2090                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2091                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2092                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2093                 dbregs->dr[4] = 0;
2094                 dbregs->dr[5] = 0;
2095                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2096                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2097         }
2098         return (0);
2099 }
2100
2101 int
2102 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2103 {
2104         if (lp == NULL) {
2105                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2106                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2107                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2108                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2109                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2110                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2111                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2112                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2113         } else {
2114                 struct pcb *pcb;
2115                 struct ucred *ucred;
2116                 int i;
2117                 uint64_t mask1, mask2;
2118
2119                 /*
2120                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2121                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2122                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2123                  * TRCTRAP.
2124                  */
2125                 /* JG this loop looks unreadable */
2126                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2127                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2128                  */
2129                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2130                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2131                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2132                  * carried to decide if it is safe and useful to
2133                  * provide access to that capability
2134                  */
2135                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2136                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2137                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2138                                 return (EINVAL);
2139                 
2140                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2141                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2142
2143                 /*
2144                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2145                  * process's address space.  If a process could do this, it
2146                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2147                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2148                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2149                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2150                  * uid 0.
2151                  *
2152                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2153                  * address space is written into from within the kernel
2154                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2155                  * from within kernel mode?
2156                  */
2157
2158                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2159                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2160                                 /* dr0 is enabled */
2161                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2162                                         return (EINVAL);
2163                         }
2164
2165                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2166                                 /* dr1 is enabled */
2167                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2168                                         return (EINVAL);
2169                         }
2170
2171                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2172                                 /* dr2 is enabled */
2173                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2174                                         return (EINVAL);
2175                         }
2176
2177                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2178                                 /* dr3 is enabled */
2179                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2180                                         return (EINVAL);
2181                         }
2182                 }
2183
2184                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2185                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2186                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2187                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2188                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2189                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2190
2191                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2192         }
2193
2194         return (0);
2195 }
2196
2197 /*
2198  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2199  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2200  */
2201 int
2202 user_dbreg_trap(void)
2203 {
2204         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2205         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2206         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2207         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2208         int i;
2209         
2210         dr7 = rdr7();
2211         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2212                 /*
2213                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2214                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2215                  * hardware debug registers
2216                  */
2217                 return 0;
2218         }
2219
2220         nbp = 0;
2221         dr6 = rdr6();
2222         bp = dr6 & 0xf;
2223
2224         if (bp == 0) {
2225                 /*
2226                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2227                  * trap was not caused by any of the debug registers
2228                  */
2229                 return 0;
2230         }
2231
2232         /*
2233          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2234          * which ones and if any of them are user space addresses
2235          */
2236
2237         if (bp & 0x01) {
2238                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2239         }
2240         if (bp & 0x02) {
2241                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2242         }
2243         if (bp & 0x04) {
2244                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2245         }
2246         if (bp & 0x08) {
2247                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2248         }
2249
2250         for (i=0; i<nbp; i++) {
2251                 if (addr[i] <
2252                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2253                         /*
2254                          * addr[i] is in user space
2255                          */
2256                         return nbp;
2257                 }
2258         }
2259
2260         /*
2261          * None of the breakpoints are in user space.
2262          */
2263         return 0;
2264 }
2265
2266
2267 #ifndef DDB
2268 void
2269 Debugger(const char *msg)
2270 {
2271         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2272 }
2273 #endif /* no DDB */
2274
2275 #ifdef DDB
2276
2277 /*
2278  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2279  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2280  * called inside DDB.
2281  *
2282  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2283  */
2284
2285 #undef inb
2286 #undef outb
2287
2288 /* silence compiler warnings */
2289 u_char inb(u_int);
2290 void outb(u_int, u_char);
2291
2292 u_char
2293 inb(u_int port)
2294 {
2295         u_char  data;
2296         /*
2297          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2298          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2299          * if we tell it to load (u_short) port.
2300          */
2301         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2302         return (data);
2303 }
2304
2305 void
2306 outb(u_int port, u_char data)
2307 {
2308         u_char  al;
2309         /*
2310          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2311          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2312          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2313          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2314          */
2315         al = data;
2316         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2317 }
2318
2319 #endif /* DDB */
2320
2321
2322
2323 #include "opt_cpu.h"
2324
2325
2326 /*
2327  * initialize all the SMP locks
2328  */
2329
2330 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2331 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2332
2333 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2334 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2335
2336 /* critical region around INTR() routines */
2337 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2338
2339 /* lock region used by kernel profiling */
2340 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2341
2342 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2343 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2344
2345 /* lock regions around the clock hardware */
2346 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2347
2348 static void
2349 init_locks(void)
2350 {
2351         /*
2352          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock 
2353          */
2354         /*
2355          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2356          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2357          */
2358 #ifdef SMP
2359         cpu_get_initial_mplock();
2360 #endif
2361         /* DEPRECATED */
2362         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2363         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2364         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2365         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2366         spin_lock_init(&com_spinlock);
2367         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2368
2369         /* our token pool needs to work early */
2370         lwkt_token_pool_init();
2371 }
2372