268c5dcdc3e9ff6271768e093e6d6e06361da608
[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_ether.h"
44 //#include "use_npx.h"
45 #include "use_isa.h"
46 #include "opt_atalk.h"
47 #include "opt_compat.h"
48 #include "opt_cpu.h"
49 #include "opt_ddb.h"
50 #include "opt_directio.h"
51 #include "opt_inet.h"
52 #include "opt_ipx.h"
53 #include "opt_msgbuf.h"
54 #include "opt_swap.h"
55
56 #include <sys/param.h>
57 #include <sys/systm.h>
58 #include <sys/sysproto.h>
59 #include <sys/signalvar.h>
60 #include <sys/kernel.h>
61 #include <sys/linker.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/priv.h>
65 #include <sys/buf.h>
66 #include <sys/reboot.h>
67 #include <sys/mbuf.h>
68 #include <sys/msgbuf.h>
69 #include <sys/sysent.h>
70 #include <sys/sysctl.h>
71 #include <sys/vmmeter.h>
72 #include <sys/bus.h>
73 #include <sys/upcall.h>
74 #include <sys/usched.h>
75 #include <sys/reg.h>
76
77 #include <vm/vm.h>
78 #include <vm/vm_param.h>
79 #include <sys/lock.h>
80 #include <vm/vm_kern.h>
81 #include <vm/vm_object.h>
82 #include <vm/vm_page.h>
83 #include <vm/vm_map.h>
84 #include <vm/vm_pager.h>
85 #include <vm/vm_extern.h>
86
87 #include <sys/thread2.h>
88 #include <sys/mplock2.h>
89
90 #include <sys/user.h>
91 #include <sys/exec.h>
92 #include <sys/cons.h>
93
94 #include <ddb/ddb.h>
95
96 #include <machine/cpu.h>
97 #include <machine/clock.h>
98 #include <machine/specialreg.h>
99 #if JG
100 #include <machine/bootinfo.h>
101 #endif
102 #include <machine/md_var.h>
103 #include <machine/metadata.h>
104 #include <machine/pc/bios.h>
105 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
106 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
107 #include <machine/smp.h>
108 #ifdef PERFMON
109 #include <machine/perfmon.h>
110 #endif
111 #include <machine/cputypes.h>
112
113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
114 #include <bus/isa/isa_device.h>
115 #endif
116 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
117 #include <bus/isa/rtc.h>
118 #include <sys/random.h>
119 #include <sys/ptrace.h>
120 #include <machine/sigframe.h>
121
122 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
123
124 extern void init386(int first);
125 extern void dblfault_handler(void);
126 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
127
128 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
129 extern void identify_cpu(void);
130 #if JG
131 extern void finishidentcpu(void);
132 #endif
133 extern void panicifcpuunsupported(void);
134
135 static void cpu_startup(void *);
136 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
137 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
138 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
139 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
140 #ifdef DIRECTIO
141 extern void ffs_rawread_setup(void);
142 #endif /* DIRECTIO */
143 static void init_locks(void);
144
145 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
146
147 #ifdef DDB
148 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
149 #endif
150
151 uint64_t KPTphys;
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 static int
177 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
178 {
179         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
180         return (error);
181 }
182
183 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
184         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
185
186 static int
187 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
188 {
189         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
190                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
191         return (error);
192 }
193
194 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
195         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
196
197 static int
198 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
199 {
200         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
201                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
202         return (error);
203 }
204
205 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
206         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
207
208 vm_paddr_t Maxmem = 0;
209
210 /*
211  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
212  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
213  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
214  * PHYSSEG entries.
215  */
216 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
217
218 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
219 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
220
221 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
222 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
223 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
224
225 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
226 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
227 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
228 static struct trapframe proc0_tf;
229
230 static void
231 cpu_startup(void *dummy)
232 {
233         caddr_t v;
234         vm_size_t size = 0;
235         vm_offset_t firstaddr;
236
237         if (boothowto & RB_VERBOSE)
238                 bootverbose++;
239
240         /*
241          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
242          */
243         kprintf("%s", version);
244         startrtclock();
245         printcpuinfo();
246         panicifcpuunsupported();
247 #ifdef PERFMON
248         perfmon_init();
249 #endif
250         kprintf("real memory  = %ju (%juK bytes)\n",
251                 (intmax_t)ptoa(Maxmem),
252                 (intmax_t)ptoa(Maxmem) / 1024);
253         /*
254          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
255          */
256         if (bootverbose) {
257                 int indx;
258
259                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
260                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
261                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
262
263                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
264                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
265                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
266                                 (intmax_t)size1,
267                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
268                 }
269         }
270
271         /*
272          * Allocate space for system data structures.
273          * The first available kernel virtual address is in "v".
274          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
275          * As pages of memory are allocated and cleared,
276          * "firstaddr" is incremented.
277          * An index into the kernel page table corresponding to the
278          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
279          */
280
281         /*
282          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
283          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
284          * addresses to the various data structures.
285          */
286         firstaddr = 0;
287 again:
288         v = (caddr_t)firstaddr;
289
290 #define valloc(name, type, num) \
291             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
292 #define valloclim(name, type, num, lim) \
293             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
294
295         /*
296          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
297          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
298          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
299          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
300          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
301          * maxbcache bytes.
302          *
303          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
304          */
305         if (nbuf == 0) {
306                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
307                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
308
309                 nbuf = 50;
310                 if (kbytes > 4096)
311                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
312                 if (kbytes > 65536)
313                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
314                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
315                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
316         }
317
318         /*
319          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
320          * kernel_map.
321          */
322         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
323                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
324                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
325         }
326
327         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
328 #ifdef NSWBUF_MIN
329         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
330                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
331 #endif
332 #ifdef DIRECTIO
333         ffs_rawread_setup();
334 #endif
335
336         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
337         valloc(buf, struct buf, nbuf);
338
339         /*
340          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
341          */
342         if (firstaddr == 0) {
343                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
344                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
345                 if (firstaddr == 0)
346                         panic("startup: no room for tables");
347                 goto again;
348         }
349
350         /*
351          * End of second pass, addresses have been assigned
352          */
353         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
354                 panic("startup: table size inconsistency");
355
356         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
357                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
358         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
359                       (nbuf*BKVASIZE));
360         buffer_map.system_map = 1;
361         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
362                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
363         pager_map.system_map = 1;
364
365 #if defined(USERCONFIG)
366         userconfig();
367         cninit();               /* the preferred console may have changed */
368 #endif
369
370         kprintf("avail memory = %lu (%luK bytes)\n",
371                 ptoa(vmstats.v_free_count),
372                 ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024);
373
374         /*
375          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
376          */
377         bufinit();
378         vm_pager_bufferinit();
379
380 #ifdef SMP
381         /*
382          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
383          */
384         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
385         mp_announce();
386 #endif  /* SMP */
387         cpu_setregs();
388 }
389
390 /*
391  * Send an interrupt to process.
392  *
393  * Stack is set up to allow sigcode stored
394  * at top to call routine, followed by kcall
395  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
396  * resets the signal mask, the stack, and the
397  * frame pointer, it returns to the user
398  * specified pc, psl.
399  */
400 void
401 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
402 {
403         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
404         struct proc *p = lp->lwp_proc;
405         struct trapframe *regs;
406         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
407         struct sigframe sf, *sfp;
408         int oonstack;
409         char *sp;
410
411         regs = lp->lwp_md.md_regs;
412         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
413
414         /* Save user context */
415         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
416         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
417         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
418         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
419         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
420         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
421
422         /* Make the size of the saved context visible to userland */
423         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
424
425         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
426         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
427                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
428
429         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
430         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
431             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
432                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
433                               sizeof(struct sigframe));
434                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
435         } else {
436                 /* We take red zone into account */
437                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
438         }
439
440         /* Align to 16 bytes */
441         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
442
443         /* Translate the signal is appropriate */
444         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
445                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
446                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
447         }
448
449         /*
450          * Build the argument list for the signal handler.
451          *
452          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
453          */
454         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
455         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
456
457         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
458                 /*
459                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
460                  *
461                  * action(signo, siginfo, ucontext)
462                  */
463                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
464                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
465                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
466
467                 /* fill siginfo structure */
468                 sf.sf_si.si_signo = sig;
469                 sf.sf_si.si_code = code;
470                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_err;
471         } else {
472                 /*
473                  * Old FreeBSD-style arguments.
474                  *
475                  * handler (signo, code, [uc], addr)
476                  */
477                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
478                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_err; /* argument 4 */
479                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
480         }
481
482         /*
483          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
484          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
485          * eflags.
486          */
487 #if JG
488         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
489                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
490                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
491
492                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
493                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
494                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
495                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
496
497                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
498                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
499                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
500                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
501
502                 /*
503                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
504                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
505                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
506                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
507                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
508                  */
509                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
510         }
511 #endif
512
513         /*
514          * Save the FPU state and reinit the FP unit
515          */
516         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
517
518         /*
519          * Copy the sigframe out to the user's stack.
520          */
521         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
522                 /*
523                  * Something is wrong with the stack pointer.
524                  * ...Kill the process.
525                  */
526                 sigexit(lp, SIGILL);
527         }
528
529         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
530         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
531
532         /*
533          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
534          * on function entry
535          */
536         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
537
538         /*
539          * 64 bit mode has a code and stack selector but
540          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
541          * stored in-context.
542          */
543         regs->tf_cs = _ucodesel;
544         regs->tf_ss = _udatasel;
545 }
546
547 /*
548  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
549  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
550  * issue.
551  *
552  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
553  * bad idea?
554  */
555 int
556 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
557 {
558         frame->tf_cs = _ucodesel;
559         frame->tf_ss = _udatasel;
560         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
561         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
562         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
563
564         return(0);
565 }
566
567 /*
568  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
569  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
570  */
571 int
572 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
573 {
574         return(0);
575 }
576
577 /*
578  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
579  *
580  * System call to cleanup state after a signal
581  * has been taken.  Reset signal mask and
582  * stack state from context left by sendsig (above).
583  * Return to previous pc and psl as specified by
584  * context left by sendsig. Check carefully to
585  * make sure that the user has not modified the
586  * state to gain improper privileges.
587  *
588  * MPSAFE
589  */
590 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
591 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
592
593 int
594 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
595 {
596         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
597         struct proc *p = lp->lwp_proc;
598         struct trapframe *regs;
599         ucontext_t uc;
600         ucontext_t *ucp;
601         register_t rflags;
602         int cs;
603         int error;
604
605         /*
606          * We have to copy the information into kernel space so userland
607          * can't modify it while we are sniffing it.
608          */
609         regs = lp->lwp_md.md_regs;
610         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
611         if (error)
612                 return (error);
613         ucp = &uc;
614         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
615
616         /* VM (8086) mode not supported */
617         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
618
619 #if JG
620         if (eflags & PSL_VM) {
621                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
622                 struct vm86_kernel *vm86;
623
624                 /*
625                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
626                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
627                  */
628                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
629                         return (EINVAL);
630                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
631                 if (vm86->vm86_inited == 0)
632                         return (EINVAL);
633
634                 /* go back to user mode if both flags are set */
635                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
636                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
637
638                 if (vm86->vm86_has_vme) {
639                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
640                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
641                 } else {
642                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
643                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
644                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
645                 }
646                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
647                 tf->tf_eflags = eflags;
648                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
649                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
650                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
651                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
652                 tf->tf_ds = _udatasel;
653                 tf->tf_es = _udatasel;
654                 tf->tf_fs = _udatasel;
655                 tf->tf_gs = _udatasel;
656         } else
657 #endif
658         {
659                 /*
660                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
661                  */
662                 /*
663                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
664                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
665                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
666                  * the signal context during signal handling and there is no
667                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
668                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
669                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
670                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
671                  */
672                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
673                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
674                         return(EINVAL);
675                 }
676
677                 /*
678                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
679                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
680                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
681                  */
682                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
683                 if (!CS_SECURE(cs)) {
684                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
685                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
686                         return(EINVAL);
687                 }
688                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
689         }
690
691         /*
692          * Restore the FPU state from the frame
693          */
694         crit_enter();
695         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
696
697         /*
698          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
699          * semantics against system calls.
700          */
701         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
702                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
703
704         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
705                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
706         else
707                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
708
709         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
710         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
711         crit_exit();
712         return(EJUSTRETURN);
713 }
714
715 /*
716  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
717  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
718  * already been pushed on the stack.
719  */
720 struct upc_frame {
721         register_t      rax;
722         register_t      rcx;
723         register_t      rdx;
724         register_t      flags;
725         register_t      oldip;
726 };
727
728 void
729 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
730 {
731         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
732         struct trapframe *regs;
733         struct upcall upcall;
734         struct upc_frame upc_frame;
735         int     crit_count = 0;
736
737         /*
738          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
739          * context, switch back to the virtual kernel context before
740          * trying to post the signal.
741          */
742         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
743                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
744                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
745         }
746
747         /*
748          * Get the upcall data structure
749          */
750         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
751             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
752         ) {
753                 vu->vu_pending = 0;
754                 kprintf("bad upcall address\n");
755                 return;
756         }
757
758         /*
759          * If the data structure is already marked pending or has a critical
760          * section count, mark the data structure as pending and return 
761          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
762          */
763         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
764                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
765                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
766                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
767                                 sizeof(upcall.upc_pending));
768                 }
769                 return;
770         }
771
772         /*
773          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
774          *
775          * Bump our critical section count and set or clear the
776          * user pending flag depending on whether more upcalls are
777          * pending.  The user will be responsible for calling 
778          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
779          */
780         vu->vu_pending = 0;
781         upcall.upc_pending = morepending;
782         crit_count += TDPRI_CRIT;
783         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
784                 sizeof(upcall.upc_pending));
785         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
786                 sizeof(int));
787
788         /*
789          * Construct a stack frame and issue the upcall
790          */
791         regs = lp->lwp_md.md_regs;
792         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
793         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
794         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
795         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
796         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
797         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
798             sizeof(upc_frame)) != 0) {
799                 kprintf("bad stack on upcall\n");
800         } else {
801                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
802                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
803                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
804                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
805                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
806         }
807 }
808
809 /*
810  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
811  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
812  * being overwritten by the syscall return value.
813  *
814  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
815  * and the function pointer in %eax.  
816  */
817 int
818 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
819 {
820         struct upc_frame upc_frame;
821         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
822         struct trapframe *regs;
823         int error;
824         struct upcall upcall;
825         int crit_count;
826
827         regs = lp->lwp_md.md_regs;
828
829         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
830         if (error == 0) {
831             if (vu) {
832                 /*
833                  * This jumps us to the next ready context.
834                  */
835                 vu->vu_pending = 0;
836                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
837                 crit_count = 0;
838                 if (error == 0)
839                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
840                 crit_count += TDPRI_CRIT;
841                 if (error == 0)
842                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
843                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
844                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
845                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
846                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
847                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
848             } else {
849                 /*
850                  * This returns us to the originally interrupted code.
851                  */
852                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
853                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
854                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
855                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
856                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
857                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
858                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
859                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
860             }
861         }
862         if (error == 0)
863                 error = EJUSTRETURN;
864         return(error);
865 }
866
867 /*
868  * Machine dependent boot() routine
869  *
870  * I haven't seen anything to put here yet
871  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
872  */
873 void
874 cpu_boot(int howto)
875 {
876 }
877
878 /*
879  * Shutdown the CPU as much as possible
880  */
881 void
882 cpu_halt(void)
883 {
884         for (;;)
885                 __asm__ __volatile("hlt");
886 }
887
888 /*
889  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
890  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
891  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
892  *
893  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
894  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
895  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
896  * critical section.
897  *
898  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
899  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
900  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
901  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
902  */
903 static int      cpu_idle_hlt = 1;
904 static int      cpu_idle_hltcnt;
905 static int      cpu_idle_spincnt;
906 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
907     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
908 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
909     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
910 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
911     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
912
913 static void
914 cpu_idle_default_hook(void)
915 {
916         /*
917          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
918          * following the sti.
919          */
920         __asm __volatile("sti; hlt");
921 }
922
923 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
924 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
925
926 void
927 cpu_idle(void)
928 {
929         struct thread *td = curthread;
930
931         crit_exit();
932         KKASSERT(td->td_pri < TDPRI_CRIT);
933         for (;;) {
934                 /*
935                  * See if there are any LWKTs ready to go.
936                  */
937                 lwkt_switch();
938
939                 /*
940                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
941                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
942                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
943                  */
944                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
945                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
946                         __asm __volatile("cli");
947                         splz();
948                         if (!lwkt_runnable())
949                             cpu_idle_hook();
950 #ifdef SMP
951                         else
952                             __asm __volatile("pause");
953 #endif
954                         ++cpu_idle_hltcnt;
955                 } else {
956                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
957                         splz();
958 #ifdef SMP
959                         __asm __volatile("sti; pause");
960 #else
961                         __asm __volatile("sti");
962 #endif
963                         ++cpu_idle_spincnt;
964                 }
965         }
966 }
967
968 #ifdef SMP
969
970 /*
971  * This routine is called when the only runnable threads require
972  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
973  * we let the scheduler spin.
974  */
975 void
976 cpu_mplock_contested(void)
977 {
978         cpu_pause();
979 }
980
981 /*
982  * This routine is called if a spinlock has been held through the
983  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
984  * we let it spin.
985  */
986 void
987 cpu_spinlock_contested(void)
988 {
989         cpu_pause();
990 }
991
992 #endif
993
994 /*
995  * Clear registers on exec
996  */
997 void
998 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
999 {
1000         struct thread *td = curthread;
1001         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1002         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1003         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1004
1005         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1006         user_ldt_free(pcb);
1007   
1008         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1009         regs->tf_rip = entry;
1010         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1011         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1012         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1013         regs->tf_ss = _udatasel;
1014         regs->tf_cs = _ucodesel;
1015         regs->tf_rbx = ps_strings;
1016
1017         /*
1018          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1019          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1020          */
1021         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1022                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1023                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1024                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1025                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1026                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1027                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1028                 if (pcb == td->td_pcb) {
1029                         /*
1030                          * Clear the debug registers on the running
1031                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1032                          * the next process we switch to.
1033                          */
1034                         reset_dbregs();
1035                 }
1036                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1037         }
1038
1039         /*
1040          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1041          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1042          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1043          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1044          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1045          */
1046         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1047
1048         /*
1049          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1050          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1051          *       may panic in npxdna().
1052          */
1053         crit_enter();
1054         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1055
1056         /*
1057          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1058          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1059          *       code knows what the current MSR values are.
1060          */
1061         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1062         pcb->pcb_gsbase = 0;
1063         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1064         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1065         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1066         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1067
1068         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1069         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1070         crit_exit();
1071
1072         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1073         pcb->pcb_es = _udatasel;
1074         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1075         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1076 }
1077
1078 void
1079 cpu_setregs(void)
1080 {
1081         register_t cr0;
1082
1083         cr0 = rcr0();
1084         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1085         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1086         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1087         load_cr0(cr0);
1088         load_gs(_udatasel);
1089 }
1090
1091 static int
1092 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1093 {
1094         int error;
1095         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1096                 req);
1097         if (!error && req->newptr)
1098                 resettodr();
1099         return (error);
1100 }
1101
1102 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1103         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1104
1105 #if JG
1106 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1107         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1108 #endif
1109
1110 #if JG
1111 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1112         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1113 #endif
1114
1115 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1116         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1117
1118 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1119 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1120         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1121
1122 /*
1123  * Initialize 386 and configure to run kernel
1124  */
1125
1126 /*
1127  * Initialize segments & interrupt table
1128  */
1129
1130 int _default_ldt;
1131 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1132 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1133 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1134 #if JG
1135 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1136 #endif
1137
1138 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1139 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1140
1141 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1142 extern int has_f00f_bug;
1143 #endif
1144
1145 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1146
1147 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1148 void *proc0paddr;
1149 /* JG alignment? */
1150 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1151
1152
1153 /* software prototypes -- in more palatable form */
1154 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1155 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1156 {       0x0,                    /* segment base address  */
1157         0x0,                    /* length */
1158         0,                      /* segment type */
1159         0,                      /* segment descriptor priority level */
1160         0,                      /* segment descriptor present */
1161         0,                      /* long */
1162         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1163         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1164 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1165 {       0x0,                    /* segment base address  */
1166         0xfffff,                /* length - all address space */
1167         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1168         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1169         1,                      /* segment descriptor present */
1170         1,                      /* long */
1171         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1172         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1173 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1174 {       0x0,                    /* segment base address  */
1175         0xfffff,                /* length - all address space */
1176         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1177         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1178         1,                      /* segment descriptor present */
1179         1,                      /* long */
1180         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1181         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1182 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1183 {       0x0,                    /* segment base address  */
1184         0xfffff,                /* length - all address space */
1185         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1186         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1187         1,                      /* segment descriptor present */
1188         0,                      /* long */
1189         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1190         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1191 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1192 {       0x0,                    /* segment base address  */
1193         0xfffff,                /* length - all address space */
1194         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1195         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1196         1,                      /* segment descriptor present */
1197         0,                      /* long */
1198         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1199         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1200 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1201 {       0x0,                    /* segment base address  */
1202         0xfffff,                /* length - all address space */
1203         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1204         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1205         1,                      /* segment descriptor present */
1206         1,                      /* long */
1207         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1208         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1209 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1210 {
1211         0x0,                    /* segment base address */
1212         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1213         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1214         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1215         1,                      /* segment descriptor present */
1216         0,                      /* long */
1217         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1218         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1219 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1220 {       0x0,                    /* segment base address  */
1221         0x0,                    /* length */
1222         0,                      /* segment type */
1223         0,                      /* segment descriptor priority level */
1224         0,                      /* segment descriptor present */
1225         0,                      /* long */
1226         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1227         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1228 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1229 {       0x0,                    /* segment base address  */
1230         0xfffff,                /* length - all address space */
1231         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1232         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1233         1,                      /* segment descriptor present */
1234         0,                      /* long */
1235         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1236         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1237 };
1238
1239 void
1240 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1241 {
1242         struct gate_descriptor *ip;
1243
1244         ip = idt + idx;
1245         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1246         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1247         ip->gd_ist = ist;
1248         ip->gd_xx = 0;
1249         ip->gd_type = typ;
1250         ip->gd_dpl = dpl;
1251         ip->gd_p = 1;
1252         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1253 }
1254
1255 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1256
1257 extern inthand_t
1258         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1259         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1260         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1261         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1262         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1263         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1264
1265 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1266 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1267 #endif
1268
1269 void
1270 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1271 {
1272         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1273         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1274         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1275         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1276         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1277         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1278         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1279 }
1280
1281 void
1282 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1283 {
1284
1285         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1286         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1287         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1288         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1289         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1290         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1291         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1292         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1293         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1294         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1295 }
1296
1297 void
1298 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1299     struct system_segment_descriptor *sd)
1300 {
1301
1302         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1303         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1304         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1305         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1306         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1307         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1308         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1309         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1310 }
1311
1312 u_int basemem;
1313
1314 /*
1315  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1316  * available physical memory in the system, then test this memory and
1317  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1318  *
1319  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1320  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1321  *
1322  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1323  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1324  *
1325  * XXX first should be vm_paddr_t.
1326  */
1327 static void
1328 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1329 {
1330         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1331         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1332         u_long physmem_tunable;
1333         pt_entry_t *pte;
1334         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1335         u_int32_t smapsize;
1336         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1337
1338         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1339         basemem = 0;
1340         physmap_idx = 0;
1341
1342         /*
1343          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1344          *
1345          * subr_module.c says:
1346          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1347          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1348          */
1349         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1350             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1351         if (smapbase == NULL)
1352                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1353
1354         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1355         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1356
1357         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1358                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1359                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1360                             smap->type, smap->base, smap->length);
1361
1362                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1363                         continue;
1364
1365                 if (smap->length == 0)
1366                         continue;
1367
1368                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1369                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1370                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1371                                         kprintf(
1372         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
1373                                 continue;
1374                         }
1375                 }
1376
1377                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1378                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1379                         continue;
1380                 }
1381
1382                 physmap_idx += 2;
1383                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1384                         kprintf(
1385                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1386                         break;
1387                 }
1388                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1389                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1390         }
1391
1392         /*
1393          * Find the 'base memory' segment for SMP
1394          */
1395         basemem = 0;
1396         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1397                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1398                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1399                         break;
1400                 }
1401         }
1402         if (basemem == 0)
1403                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1404
1405 #ifdef SMP
1406         /* make hole for AP bootstrap code */
1407         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1408
1409         /* look for the MP hardware - needed for apic addresses */
1410         mp_probe();
1411 #endif
1412
1413         /*
1414          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1415          * highest page of the physical address space.  It should be
1416          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1417          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1418          */
1419         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1420
1421 #ifdef MAXMEM
1422         Maxmem = MAXMEM / 4;
1423 #endif
1424
1425         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1426                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1427
1428         /*
1429          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1430          * in the system.
1431          */
1432         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1433                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1434
1435         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1436             (boothowto & RB_VERBOSE))
1437                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1438
1439         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1440         pmap_bootstrap(&first);
1441
1442         /*
1443          * Size up each available chunk of physical memory.
1444          */
1445         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1446         pa_indx = 0;
1447         da_indx = 1;
1448         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1449         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1450         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1451         pte = CMAP1;
1452
1453         /*
1454          * Get dcons buffer address
1455          */
1456         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1457             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1458                 dcons_addr = 0;
1459
1460         /*
1461          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1462          * round up the start address and round down the end address.
1463          */
1464         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1465                 vm_paddr_t end;
1466
1467                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1468                 if (physmap[i + 1] < end)
1469                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1470                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1471                         int tmp, page_bad, full;
1472                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1473
1474                         full = FALSE;
1475                         /*
1476                          * block out kernel memory as not available.
1477                          */
1478                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1479                                 goto do_dump_avail;
1480
1481                         /*
1482                          * block out dcons buffer
1483                          */
1484                         if (dcons_addr > 0
1485                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1486                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1487                                 goto do_dump_avail;
1488
1489                         page_bad = FALSE;
1490
1491                         /*
1492                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1493                          */
1494                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1495                         cpu_invltlb();
1496
1497                         tmp = *(int *)ptr;
1498                         /*
1499                          * Test for alternating 1's and 0's
1500                          */
1501                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1502                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1503                                 page_bad = TRUE;
1504                         /*
1505                          * Test for alternating 0's and 1's
1506                          */
1507                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1508                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1509                                 page_bad = TRUE;
1510                         /*
1511                          * Test for all 1's
1512                          */
1513                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1514                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1515                                 page_bad = TRUE;
1516                         /*
1517                          * Test for all 0's
1518                          */
1519                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1520                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1521                                 page_bad = TRUE;
1522                         /*
1523                          * Restore original value.
1524                          */
1525                         *(int *)ptr = tmp;
1526
1527                         /*
1528                          * Adjust array of valid/good pages.
1529                          */
1530                         if (page_bad == TRUE)
1531                                 continue;
1532                         /*
1533                          * If this good page is a continuation of the
1534                          * previous set of good pages, then just increase
1535                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1536                          * Note that "end" points one higher than end,
1537                          * making the range >= start and < end.
1538                          * If we're also doing a speculative memory
1539                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1540                          * so that we keep going. The first bad page
1541                          * will terminate the loop.
1542                          */
1543                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1544                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1545                         } else {
1546                                 pa_indx++;
1547                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1548                                         kprintf(
1549                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1550                                         pa_indx--;
1551                                         full = TRUE;
1552                                         goto do_dump_avail;
1553                                 }
1554                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1555                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1556                         }
1557                         physmem++;
1558 do_dump_avail:
1559                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1560                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1561                         } else {
1562                                 da_indx++;
1563                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1564                                         da_indx--;
1565                                         goto do_next;
1566                                 }
1567                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1568                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1569                         }
1570 do_next:
1571                         if (full)
1572                                 break;
1573                 }
1574         }
1575         *pte = 0;
1576         cpu_invltlb();
1577
1578         /*
1579          * XXX
1580          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1581          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1582          * calculation, etc.).
1583          */
1584         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1585             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1586                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1587                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1588                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1589         }
1590
1591         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1592
1593         /* Trim off space for the message buffer. */
1594         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1595
1596         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1597
1598         /* Map the message buffer. */
1599         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1600                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1601                     off);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * IDT VECTORS:
1606  *      0       Divide by zero
1607  *      1       Debug
1608  *      2       NMI
1609  *      3       BreakPoint
1610  *      4       OverFlow
1611  *      5       Bound-Range
1612  *      6       Invalid OpCode
1613  *      7       Device Not Available (x87)
1614  *      8       Double-Fault
1615  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1616  *      10      Invalid-TSS
1617  *      11      Segment not present
1618  *      12      Stack
1619  *      13      General Protection
1620  *      14      Page Fault
1621  *      15      Reserved
1622  *      16      x87 FP Exception pending
1623  *      17      Alignment Check
1624  *      18      Machine Check
1625  *      19      SIMD floating point
1626  *      20-31   reserved
1627  *      32-255  INTn/external sources
1628  */
1629 u_int64_t
1630 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1631 {
1632         caddr_t kmdp;
1633         int gsel_tss, x;
1634 #if JG
1635         int metadata_missing, off;
1636 #endif
1637         struct mdglobaldata *gd;
1638         u_int64_t msr;
1639         char *env;
1640
1641 #if JG
1642         /*
1643          * This must be done before the first references
1644          * to CPU_prvspace[0] are made.
1645          */
1646         init_paging(&physfree);
1647 #endif
1648
1649         /*
1650          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1651          */
1652         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1653         bzero(gd, sizeof(*gd));
1654
1655         /*
1656          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1657          * early in the boot sequence because the system assumes
1658          * that 'curthread' is never NULL.
1659          */
1660
1661         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1662         thread0.td_gd = &gd->mi;
1663
1664         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1665
1666 #if JG
1667         metadata_missing = 0;
1668         if (bootinfo.bi_modulep) {
1669                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1670                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1671         } else {
1672                 metadata_missing = 1;
1673         }
1674         if (bootinfo.bi_envp)
1675                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1676 #endif
1677
1678         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1679         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1680         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1681         if (kmdp == NULL)
1682                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1683         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1684         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1685 #ifdef DDB
1686         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1687         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1688 #endif
1689
1690         /*
1691          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1692          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1693          */
1694         ncpus = 1;
1695         ncpus2 = 1;
1696         ncpus_fit = 1;
1697         /* Init basic tunables, hz etc */
1698         init_param1();
1699
1700         /*
1701          * make gdt memory segments
1702          */
1703         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1704                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1705
1706         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1707
1708         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1709                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1710                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1711         }
1712         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1713             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1714
1715         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1716         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1717         lgdt(&r_gdt);
1718
1719         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1720         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1721         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1722
1723         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1724         cpu_gdinit(gd, 0);
1725         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1726         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1727         safepri = TDPRI_MAX;
1728
1729         /* spinlocks and the BGL */
1730         init_locks();
1731
1732         /* exceptions */
1733         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1734                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1735         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1736         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1737         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1738         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1739         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1742         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1744         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1747         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1748         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1749         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1750         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1751         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1752         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1753         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1754
1755         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1756         r_idt.rd_base = (long) idt;
1757         lidt(&r_idt);
1758
1759         /*
1760          * Initialize the console before we print anything out.
1761          */
1762         cninit();
1763
1764 #if JG
1765         if (metadata_missing)
1766                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1767 #endif
1768
1769 #if     NISA >0
1770         isa_defaultirq();
1771 #endif
1772         rand_initialize();
1773
1774 #ifdef DDB
1775         kdb_init();
1776         if (boothowto & RB_KDB)
1777                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1778 #endif
1779
1780 #if JG
1781         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1782         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1783         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1784 #endif
1785         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1786         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1787
1788         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1789         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1790                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1791                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1792         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1793         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~0xFul;
1794         gd->gd_rsp0 = gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
1795
1796         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1797         gd->gd_common_tss.tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1798
1799         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1800         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1801
1802         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1803         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1804         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1805         ltr(gsel_tss);
1806
1807         /* Set up the fast syscall stuff */
1808         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1809         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1810         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1811         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1812         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1813               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1814         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1815         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1816
1817         getmemsize(kmdp, physfree);
1818         init_param2(physmem);
1819
1820         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1821
1822         /* Map the message buffer. */
1823 #if JG
1824         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1825                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1826 #endif
1827
1828         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1829
1830
1831         /* transfer to user mode */
1832
1833         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1834         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1835         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1836
1837         load_ds(_udatasel);
1838         load_es(_udatasel);
1839         load_fs(_udatasel);
1840
1841         /* setup proc 0's pcb */
1842         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1843         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1844         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1845         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1846         env = kgetenv("kernelname");
1847         if (env != NULL)
1848                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1849
1850         /* Location of kernel stack for locore */
1851         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1852 }
1853
1854 /*
1855  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1856  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1857  * data space were allocated in locore.
1858  *
1859  * Note: the idlethread's cpl is 0
1860  *
1861  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1862  */
1863 void
1864 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1865 {
1866         if (cpu)
1867                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1868
1869         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1870                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1871                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1872                         TDF_MPSAFE, &gd->mi);
1873         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1874         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1875         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1876         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1877 }
1878
1879 int
1880 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1881 {
1882         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1883             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1884                 return (TRUE);
1885         }
1886         return (FALSE);
1887 }
1888
1889 struct globaldata *
1890 globaldata_find(int cpu)
1891 {
1892         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1893         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1894 }
1895
1896 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1897 static void f00f_hack(void *unused);
1898 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1899
1900 static void
1901 f00f_hack(void *unused) 
1902 {
1903         struct gate_descriptor *new_idt;
1904         vm_offset_t tmp;
1905
1906         if (!has_f00f_bug)
1907                 return;
1908
1909         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1910
1911         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1912
1913         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1914         if (tmp == 0)
1915                 panic("kmem_alloc returned 0");
1916         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1917                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1918         /* Put the first seven entries in the lower page */
1919         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1920         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1921         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1922         lidt(&r_idt);
1923         idt = new_idt;
1924         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1925                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1926                 panic("vm_map_protect failed");
1927         return;
1928 }
1929 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1930
1931 int
1932 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1933 {
1934         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1935         return (0);
1936 }
1937
1938 int
1939 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1940 {
1941         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1942         return (0);
1943 }
1944
1945 int
1946 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1947 {
1948         struct pcb *pcb;
1949         struct trapframe *tp;
1950
1951         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1952         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1953
1954         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1955         return (0);
1956 }
1957
1958 int
1959 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1960 {
1961         struct pcb *pcb;
1962         struct trapframe *tp;
1963
1964         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1965         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1966             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1967                 return (EINVAL);
1968         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1969         pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
1970         return (0);
1971 }
1972
1973 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1974 static void
1975 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1976 {
1977         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1978         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1979         int i;
1980
1981         /* FPU control/status */
1982         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1983         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1984         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1985         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1986         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1987         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1988         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1989         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1990
1991         /* FPU registers */
1992         for (i = 0; i < 8; ++i)
1993                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1994
1995         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
1996 }
1997
1998 static void
1999 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2000 {
2001         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2002         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2003         int i;
2004
2005         /* FPU control/status */
2006         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2007         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2008         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2009         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2010         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2011         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2012         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2013         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2014
2015         /* FPU registers */
2016         for (i = 0; i < 8; ++i)
2017                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2018
2019         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2020 }
2021 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2022
2023 int
2024 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2025 {
2026 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2027         if (cpu_fxsr) {
2028                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2029                                 (struct save87 *)fpregs);
2030                 return (0);
2031         }
2032 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2033         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2034         return (0);
2035 }
2036
2037 int
2038 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2039 {
2040 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2041         if (cpu_fxsr) {
2042                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2043                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2044                 return (0);
2045         }
2046 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2047         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2048         return (0);
2049 }
2050
2051 int
2052 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2053 {
2054         if (lp == NULL) {
2055                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2056                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2057                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2058                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2059                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2060                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2061                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2062                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2063         } else {
2064                 struct pcb *pcb;
2065
2066                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2067                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2068                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2069                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2070                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2071                 dbregs->dr[4] = 0;
2072                 dbregs->dr[5] = 0;
2073                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2074                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2075         }
2076         return (0);
2077 }
2078
2079 int
2080 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2081 {
2082         if (lp == NULL) {
2083                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2084                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2085                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2086                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2087                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2088                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2089                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2090                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2091         } else {
2092                 struct pcb *pcb;
2093                 struct ucred *ucred;
2094                 int i;
2095                 uint64_t mask1, mask2;
2096
2097                 /*
2098                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2099                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2100                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2101                  * TRCTRAP.
2102                  */
2103                 /* JG this loop looks unreadable */
2104                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2105                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2106                  */
2107                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2108                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2109                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2110                  * carried to decide if it is safe and useful to
2111                  * provide access to that capability
2112                  */
2113                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2114                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2115                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2116                                 return (EINVAL);
2117                 
2118                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2119                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2120
2121                 /*
2122                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2123                  * process's address space.  If a process could do this, it
2124                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2125                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2126                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2127                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2128                  * uid 0.
2129                  *
2130                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2131                  * address space is written into from within the kernel
2132                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2133                  * from within kernel mode?
2134                  */
2135
2136                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2137                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2138                                 /* dr0 is enabled */
2139                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2140                                         return (EINVAL);
2141                         }
2142
2143                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2144                                 /* dr1 is enabled */
2145                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2146                                         return (EINVAL);
2147                         }
2148
2149                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2150                                 /* dr2 is enabled */
2151                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2152                                         return (EINVAL);
2153                         }
2154
2155                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2156                                 /* dr3 is enabled */
2157                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2158                                         return (EINVAL);
2159                         }
2160                 }
2161
2162                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2163                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2164                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2165                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2166                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2167                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2168
2169                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2170         }
2171
2172         return (0);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2177  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2178  */
2179 int
2180 user_dbreg_trap(void)
2181 {
2182         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2183         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2184         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2185         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2186         int i;
2187         
2188         dr7 = rdr7();
2189         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2190                 /*
2191                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2192                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2193                  * hardware debug registers
2194                  */
2195                 return 0;
2196         }
2197
2198         nbp = 0;
2199         dr6 = rdr6();
2200         bp = dr6 & 0xf;
2201
2202         if (bp == 0) {
2203                 /*
2204                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2205                  * trap was not caused by any of the debug registers
2206                  */
2207                 return 0;
2208         }
2209
2210         /*
2211          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2212          * which ones and if any of them are user space addresses
2213          */
2214
2215         if (bp & 0x01) {
2216                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2217         }
2218         if (bp & 0x02) {
2219                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2220         }
2221         if (bp & 0x04) {
2222                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2223         }
2224         if (bp & 0x08) {
2225                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2226         }
2227
2228         for (i=0; i<nbp; i++) {
2229                 if (addr[i] <
2230                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2231                         /*
2232                          * addr[i] is in user space
2233                          */
2234                         return nbp;
2235                 }
2236         }
2237
2238         /*
2239          * None of the breakpoints are in user space.
2240          */
2241         return 0;
2242 }
2243
2244
2245 #ifndef DDB
2246 void
2247 Debugger(const char *msg)
2248 {
2249         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2250 }
2251 #endif /* no DDB */
2252
2253 #ifdef DDB
2254
2255 /*
2256  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2257  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2258  * called inside DDB.
2259  *
2260  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2261  */
2262
2263 #undef inb
2264 #undef outb
2265
2266 /* silence compiler warnings */
2267 u_char inb(u_int);
2268 void outb(u_int, u_char);
2269
2270 u_char
2271 inb(u_int port)
2272 {
2273         u_char  data;
2274         /*
2275          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2276          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2277          * if we tell it to load (u_short) port.
2278          */
2279         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2280         return (data);
2281 }
2282
2283 void
2284 outb(u_int port, u_char data)
2285 {
2286         u_char  al;
2287         /*
2288          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2289          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2290          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2291          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2292          */
2293         al = data;
2294         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2295 }
2296
2297 #endif /* DDB */
2298
2299
2300
2301 #include "opt_cpu.h"
2302
2303
2304 /*
2305  * initialize all the SMP locks
2306  */
2307
2308 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2309 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2310
2311 /* Make FAST_INTR() routines sequential */
2312 struct spinlock_deprecated fast_intr_spinlock;
2313
2314 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2315 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2316
2317 /* critical region around INTR() routines */
2318 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2319
2320 /* lock region used by kernel profiling */
2321 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2322
2323 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2324 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2325
2326 /* locks kernel kprintfs */
2327 struct spinlock_deprecated cons_spinlock;
2328
2329 /* lock regions around the clock hardware */
2330 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2331
2332 /* lock around the MP rendezvous */
2333 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2334
2335 static void
2336 init_locks(void)
2337 {
2338         /*
2339          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock 
2340          */
2341         /*
2342          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2343          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2344          */
2345 #ifdef SMP
2346         cpu_get_initial_mplock();
2347 #endif
2348         /* DEPRECATED */
2349         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2350         spin_lock_init(&fast_intr_spinlock);
2351         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2352         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2353         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2354         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2355         spin_lock_init(&com_spinlock);
2356         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2357         spin_lock_init(&cons_spinlock);
2358
2359         /* our token pool needs to work early */
2360         lwkt_token_pool_init();
2361 }
2362