sys/platform/pc32/i386/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   3  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * William Jolitz.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: @(#)machdep.c     7.4 (Berkeley) 6/3/91
  38  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  39  */
  40
  41 #include "use_npx.h"
  42 #include "use_isa.h"
  43 #include "opt_compat.h"
  44 #include "opt_cpu.h"
  45 #include "opt_ddb.h"
  46 #include "opt_directio.h"
  47 #include "opt_inet.h"
  48 #include "opt_ipx.h"
  49 #include "opt_maxmem.h"
  50 #include "opt_msgbuf.h"
  51 #include "opt_perfmon.h"
  52 #include "opt_swap.h"
  53 #include "opt_userconfig.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 #include <sys/mutex2.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 #include <machine/bootinfo.h>
 100 #include <machine/md_var.h>
 101 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 102 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 103 #include <machine/smp.h>
 104 #ifdef PERFMON
 105 #include <machine/perfmon.h>
 106 #endif
 107 #include <machine/cputypes.h>
 108 #include <machine/intr_machdep.h>
 109
 110 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 111 #include <bus/isa/isa_device.h>
 112 #endif
 113 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 114 #include <bus/isa/rtc.h>
 115 #include <machine/vm86.h>
 116 #include <sys/random.h>
 117 #include <sys/ptrace.h>
 118 #include <machine/sigframe.h>
 119
 120 #include <sys/machintr.h>
 121 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 122 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 123 #include <machine_base/apic/lapic.h>
 124 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
 125 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 126 #include <machine/mptable.h>
 127
 128 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 129
 130 extern void init386(int first);
 131 extern void dblfault_handler(void);
 132
 133 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 134 extern void finishidentcpu(void);
 135 extern void panicifcpuunsupported(void);
 136 extern void initializecpu(void);
 137
 138 static void cpu_startup(void *);
 139 static void pic_finish(void *);
 140 static void cpu_finish(void *);
 141 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 142 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 143 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 144 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 145 #ifdef DIRECTIO
 146 extern void ffs_rawread_setup(void);
 147 #endif /* DIRECTIO */
 148 static void init_locks(void);
 149
 150 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 151 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL)
 152 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL)
 153
 154 int     _udatasel, _ucodesel;
 155 u_int   atdevbase;
 156 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 157
 158 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 159 extern int swtch_optim_stats;
 160 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 161         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 162 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 163         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 164 #endif
 165
 166 long physmem = 0;
 167
 168 u_long ebda_addr = 0;
 169
 170 int imcr_present = 0;
 171
 172 int naps = 0; /* # of Applications processors */
 173 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
 174
 175 u_int base_memory;
 176
 177 static int
 178 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 179 {
 180         u_long pmem = ctob(physmem);
 181
 182         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 183         return (error);
 184 }
 185
 186 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 187         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 188
 189 static int
 190 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 191 {
 192         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 193                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 194         return (error);
 195 }
 196
 197 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 198         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 199
 200 static int
 201 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 202 {
 203         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 204                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
 205         return (error);
 206 }
 207
 208 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 209         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 210
 211 vm_paddr_t Maxmem;
 212 vm_paddr_t Realmem;
 213
 214 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 215 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 216
 217
 218 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 219 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 220 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 221 static struct trapframe proc0_tf;
 222
 223 static void
 224 cpu_startup(void *dummy)
 225 {
 226         caddr_t v;
 227         vm_size_t size = 0;
 228         vm_offset_t firstaddr;
 229
 230         /*
 231          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 232          */
 233         kprintf("%s", version);
 234         startrtclock();
 235         printcpuinfo();
 236         panicifcpuunsupported();
 237 #ifdef PERFMON
 238         perfmon_init();
 239 #endif
 240         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 241                 (intmax_t)Realmem,
 242                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 243         /*
 244          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 245          */
 246         if (bootverbose) {
 247                 int indx;
 248
 249                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 250                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 251                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 252
 253                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
 254                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
 255                             size1 / PAGE_SIZE);
 256                 }
 257         }
 258
 259         /*
 260          * Allocate space for system data structures.
 261          * The first available kernel virtual address is in "v".
 262          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 263          * As pages of memory are allocated and cleared,
 264          * "firstaddr" is incremented.
 265          * An index into the kernel page table corresponding to the
 266          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 267          */
 268
 269         /*
 270          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 271          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 272          * addresses to the various data structures.
 273          */
 274         firstaddr = 0;
 275 again:
 276         v = (caddr_t)firstaddr;
 277
 278 #define valloc(name, type, num) \
 279             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 280 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 281             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 282
 283         /*
 284          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 285          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 286          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 287          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 288          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 289          * maxbcache bytes.
 290          *
 291          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 292          */
 293         if (nbuf == 0) {
 294                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 295                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 296
 297                 nbuf = 50;
 298                 if (kbytes > 4096)
 299                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 300                 if (kbytes > 65536)
 301                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 302                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 303                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 304         }
 305
 306         /*
 307          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 308          * kernel_map.
 309          */
 310         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 311                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 312                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld\n", nbuf);
 313         }
 314
 315         /* limit to 128 on i386 */
 316         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 128), 16);
 317 #ifdef NSWBUF_MIN
 318         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 319                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 320 #endif
 321 #ifdef DIRECTIO
 322         ffs_rawread_setup();
 323 #endif
 324
 325         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 326         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 327
 328         /*
 329          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 330          */
 331         if (firstaddr == 0) {
 332                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 333                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 334                 if (firstaddr == 0)
 335                         panic("startup: no room for tables");
 336                 goto again;
 337         }
 338
 339         /*
 340          * End of second pass, addresses have been assigned
 341          */
 342         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 343                 panic("startup: table size inconsistency");
 344
 345         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 346                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 347         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 348                       (nbuf*BKVASIZE));
 349         buffer_map.system_map = 1;
 350         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 351                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 352         pager_map.system_map = 1;
 353
 354 #if defined(USERCONFIG)
 355         userconfig();
 356         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 357 #endif
 358
 359         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 360                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
 361                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
 362                 1024 / 1024);
 363
 364         /*
 365          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 366          */
 367         bufinit();
 368         vm_pager_bufferinit();
 369 }
 370
 371 static void
 372 cpu_finish(void *dummy __unused)
 373 {
 374         cpu_setregs();
 375 }
 376
 377 static void
 378 pic_finish(void *dummy __unused)
 379 {
 380         /* Log ELCR information */
 381         elcr_dump();
 382
 383         /* Log MPTABLE information */
 384         mptable_pci_int_dump();
 385
 386         /* Finalize PIC */
 387         MachIntrABI.finalize();
 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
 410         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 411         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 412
 413         /* save user context */
 414         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 415         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 416         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 417         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 418         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 419
 420         /* make the size of the saved context visible to userland */
 421         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 422
 423         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 424         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 425             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 426                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 427                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 428                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 429         } else {
 430                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 431         }
 432
 433         /* Translate the signal is appropriate */
 434         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 435                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 436                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 437         }
 438
 439         /* Build the argument list for the signal handler. */
 440         sf.sf_signum = sig;
 441         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 442         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 443                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 444                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 445                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 446
 447                 /* fill siginfo structure */
 448                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 449                 sf.sf_si.si_code = code;
 450                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 451         }
 452         else {
 453                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 454                 sf.sf_siginfo = code;
 455                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 456                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 457         }
 458
 459         /*
 460          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 461          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 462          * eflags.
 463          */
 464         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 465                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 466                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 467
 468                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 469                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 470                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 471                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 472
 473                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 474                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 475                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 476                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 477
 478                 /*
 479                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 480                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 481                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 482                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 483                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 484                  */
 485                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 486         }
 487
 488         /*
 489          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 490          */
 491         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 492
 493         /*
 494          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 495          */
 496         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 497                 /*
 498                  * Something is wrong with the stack pointer.
 499                  * ...Kill the process.
 500                  */
 501                 sigexit(lp, SIGILL);
 502         }
 503
 504         regs->tf_esp = (int)sfp;
 505         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 506
 507         /*
 508          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 509          * on function entry
 510          */
 511         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 512
 513         regs->tf_cs = _ucodesel;
 514         regs->tf_ds = _udatasel;
 515         regs->tf_es = _udatasel;
 516
 517         /*
 518          * Allow the signal handler to inherit %fs in addition to %gs as
 519          * the userland program might be using both.
 520          *
 521          * However, if a T_PROTFLT occured the segment registers could be
 522          * totally broken.  They must be reset in order to be able to
 523          * return to userland.
 524          */
 525         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 526                 regs->tf_fs = _udatasel;
 527                 regs->tf_gs = _udatasel;
 528         }
 529         regs->tf_ss = _udatasel;
 530 }
 531
 532 /*
 533  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 534  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 535  * issue.
 536  *
 537  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 538  * bad idea?
 539  */
 540 int
 541 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 542 {
 543         frame->tf_cs = _ucodesel;
 544         frame->tf_ds = _udatasel;
 545         frame->tf_es = _udatasel;       /* XXX allow userland this one too? */
 546 #if 0
 547         frame->tf_fs = _udatasel;
 548         frame->tf_gs = _udatasel;
 549 #endif
 550         frame->tf_ss = _udatasel;
 551         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 552         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 553         return(0);
 554 }
 555
 556 int
 557 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 558 {
 559          struct segment_descriptor *desc;
 560          int i;
 561
 562          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 563                 desc = &tls->tls[i];
 564                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 565                         continue;
 566                 if (desc->sd_def32 == 0)
 567                         return(ENXIO);
 568                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 569                         return(ENXIO);
 570                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 571                         return(ENXIO);
 572                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 573                         return(ENXIO);
 574          }
 575          return(0);
 576 }
 577
 578 /*
 579  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 580  *
 581  * System call to cleanup state after a signal
 582  * has been taken.  Reset signal mask and
 583  * stack state from context left by sendsig (above).
 584  * Return to previous pc and psl as specified by
 585  * context left by sendsig. Check carefully to
 586  * make sure that the user has not modified the
 587  * state to gain improper privileges.
 588  *
 589  * MPSAFE
 590  */
 591 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 592 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 593
 594 int
 595 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 596 {
 597         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 598         struct trapframe *regs;
 599         ucontext_t uc;
 600         ucontext_t *ucp;
 601         int cs;
 602         int eflags;
 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         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 615
 616         if (eflags & PSL_VM) {
 617                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 618                 struct vm86_kernel *vm86;
 619
 620                 /*
 621                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 622                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 623                  */
 624                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 625                         return (EINVAL);
 626                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 627                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 628                         return (EINVAL);
 629
 630                 /* go back to user mode if both flags are set */
 631                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 632                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 633
 634                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 635                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 636                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 637                 } else {
 638                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 639                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 640                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 641                 }
 642                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 643                 tf->tf_eflags = eflags;
 644                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 645                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 646                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 647                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 648                 tf->tf_ds = _udatasel;
 649                 tf->tf_es = _udatasel;
 650 #if 0
 651                 tf->tf_fs = _udatasel;
 652                 tf->tf_gs = _udatasel;
 653 #endif
 654         } else {
 655                 /*
 656                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 657                  */
 658                 /*
 659                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 660                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 661                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 662                  * the signal context during signal handling and there is no
 663                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 664                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 665                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 666                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 667                  */
 668                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 669                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 670                         return(EINVAL);
 671                 }
 672
 673                 /*
 674                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 675                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 676                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 677                  */
 678                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 679                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 680                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 681                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 682                         return(EINVAL);
 683                 }
 684                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 685         }
 686
 687         /*
 688          * Restore the FPU state from the frame
 689          */
 690         crit_enter();
 691         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 692
 693         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 694                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 695         else
 696                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 697
 698         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 699         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 700         crit_exit();
 701         return(EJUSTRETURN);
 702 }
 703
 704 /*
 705  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 706  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 707  * already been pushed on the stack.
 708  */
 709 struct upc_frame {
 710         register_t      eax;
 711         register_t      ecx;
 712         register_t      edx;
 713         register_t      flags;
 714         register_t      oldip;
 715 };
 716
 717 void
 718 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 719 {
 720         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 721         struct trapframe *regs;
 722         struct upcall upcall;
 723         struct upc_frame upc_frame;
 724         int     crit_count = 0;
 725
 726         /*
 727          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 728          * context, switch back to the virtual kernel context before
 729          * trying to post the signal.
 730          */
 731         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 732                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 733                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 734         }
 735
 736         /*
 737          * Get the upcall data structure
 738          */
 739         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 740             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 741         ) {
 742                 vu->vu_pending = 0;
 743                 kprintf("bad upcall address\n");
 744                 return;
 745         }
 746
 747         /*
 748          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 749          * section count, mark the data structure as pending and return
 750          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 751          */
 752         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 753                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 754                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 755                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 756                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 757                 }
 758                 return;
 759         }
 760
 761         /*
 762          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 763          *
 764          * Bump our critical section count and set or clear the
 765          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 766          * pending.  The user will be responsible for calling
 767          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 768          */
 769         vu->vu_pending = 0;
 770         upcall.upc_pending = morepending;
 771         ++crit_count;
 772         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 773                 sizeof(upcall.upc_pending));
 774         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 775                 sizeof(int));
 776
 777         /*
 778          * Construct a stack frame and issue the upcall
 779          */
 780         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 781         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 782         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 783         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 784         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 785         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 786         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 787             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 788                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 789         } else {
 790                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 791                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 792                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 793                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 794                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 795         }
 796 }
 797
 798 /*
 799  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 800  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 801  * being overwritten by the syscall return value.
 802  *
 803  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 804  * and the function pointer in %eax.
 805  */
 806 int
 807 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 808 {
 809         struct upc_frame upc_frame;
 810         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 811         struct trapframe *regs;
 812         int error;
 813         struct upcall upcall;
 814         int crit_count;
 815
 816         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 817
 818         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 819         if (error == 0) {
 820             if (vu) {
 821                 /*
 822                  * This jumps us to the next ready context.
 823                  */
 824                 vu->vu_pending = 0;
 825                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 826                 crit_count = 0;
 827                 if (error == 0)
 828                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 829                 ++crit_count;
 830                 if (error == 0)
 831                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 832                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 833                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 834                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 835                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 836                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 837             } else {
 838                 /*
 839                  * This returns us to the originally interrupted code.
 840                  */
 841                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 842                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 843                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 844                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 845                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 846                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 847                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 848                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 849             }
 850         }
 851         if (error == 0)
 852                 error = EJUSTRETURN;
 853         return(error);
 854 }
 855
 856 /*
 857  * Machine dependent boot() routine
 858  *
 859  * I haven't seen anything to put here yet
 860  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 861  */
 862 void
 863 cpu_boot(int howto)
 864 {
 865 }
 866
 867 /*
 868  * Shutdown the CPU as much as possible
 869  */
 870 void
 871 cpu_halt(void)
 872 {
 873         for (;;)
 874                 __asm__ __volatile("hlt");
 875 }
 876
 877 /*
 878  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 879  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 880  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 881  *
 882  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 883  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 884  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 885  * critical section.
 886  *
 887  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
 888  *
 889  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
 890  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
 891  */
 892 static int      cpu_idle_hlt = 2;
 893 static int      cpu_idle_hltcnt;
 894 static int      cpu_idle_spincnt;
 895 static u_int    cpu_idle_repeat = 750;
 896 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 897     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 898 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 899     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 900 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 901     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 902 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
 903     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
 904
 905 static void
 906 cpu_idle_default_hook(void)
 907 {
 908         /*
 909          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 910          * following the sti.
 911          */
 912         __asm __volatile("sti; hlt");
 913 }
 914
 915 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 916 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 917
 918 void
 919 cpu_idle(void)
 920 {
 921         globaldata_t gd = mycpu;
 922         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
 923         int reqflags;
 924         int quick;
 925
 926         crit_exit();
 927         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 928         for (;;) {
 929                 /*
 930                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 931                  */
 932                 lwkt_switch();
 933
 934                 /*
 935                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
 936                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
 937                  * splz() does the job.
 938                  *
 939                  * cpu_idle_hlt:
 940                  *      0       Never halt, just spin
 941                  *
 942                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
 943                  *              This typically eats more power than the
 944                  *              ACPI halt.
 945                  *
 946                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
 947                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
 948                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
 949                  *
 950                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
 951                  *              eats the least amount of power but the cpu
 952                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
 953                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
 954                  *
 955                  *
 956                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
 957                  *       section.
 958                  *
 959                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.  Also we
 960                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
 961                  *       it overflows.
 962                  */
 963                 ++gd->gd_idle_repeat;
 964                 reqflags = gd->gd_reqflags;
 965                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
 966                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
 967                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
 968
 969                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
 970                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 971                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
 972                         ++cpu_idle_hltcnt;
 973                 } else if (cpu_idle_hlt) {
 974                         __asm __volatile("cli");
 975                         splz();
 976                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 977                                 if (quick)
 978                                         cpu_idle_default_hook();
 979                                 else
 980                                         cpu_idle_hook();
 981                         }
 982                         __asm __volatile("sti");
 983                         ++cpu_idle_hltcnt;
 984                 } else {
 985                         splz();
 986                         __asm __volatile("sti");
 987                         ++cpu_idle_spincnt;
 988                 }
 989         }
 990 }
 991
 992 /*
 993  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 994  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 995  * we let it spin.
 996  */
 997 void
 998 cpu_spinlock_contested(void)
 999 {
1000         cpu_pause();
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Clear registers on exec
1005  */
1006 void
1007 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1008 {
1009         struct thread *td = curthread;
1010         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1011         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1012         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1013
1014         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1015         user_ldt_free(pcb);
1016
1017         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1018         regs->tf_eip = entry;
1019         regs->tf_esp = stack;
1020         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
1021         regs->tf_ss = _udatasel;
1022         regs->tf_ds = _udatasel;
1023         regs->tf_es = _udatasel;
1024         regs->tf_fs = _udatasel;
1025         regs->tf_gs = _udatasel;
1026         regs->tf_cs = _ucodesel;
1027
1028         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1029         regs->tf_ebx = ps_strings;
1030
1031         /*
1032          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1033          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1034          */
1035         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1036                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1037                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1038                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1039                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1040                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1041                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1042                 if (pcb == td->td_pcb) {
1043                         /*
1044                          * Clear the debug registers on the running
1045                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1046                          * the next process we switch to.
1047                          */
1048                         reset_dbregs();
1049                 }
1050                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1051         }
1052
1053         /*
1054          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1055          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1056          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1057          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1058          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1059          */
1060         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1061
1062         /*
1063          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1064          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
1065          * in npxdna().
1066          */
1067         crit_enter();
1068         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1069
1070 #if NNPX > 0
1071         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1072         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1073 #endif
1074         crit_exit();
1075
1076         /*
1077          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
1078          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
1079          * return value to 0.
1080          */
1081 }
1082
1083 void
1084 cpu_setregs(void)
1085 {
1086         unsigned int cr0;
1087
1088         cr0 = rcr0();
1089         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1090         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1091         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1092         load_cr0(cr0);
1093         load_gs(_udatasel);
1094 }
1095
1096 static int
1097 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1098 {
1099         int error;
1100         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1101                 req);
1102         if (!error && req->newptr)
1103                 resettodr();
1104         return (error);
1105 }
1106
1107 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1108         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1109
1110 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1111         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1112
1113 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1114         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1115
1116 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1117         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1118
1119 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1120 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1121         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1122
1123 /*
1124  * Initialize 386 and configure to run kernel
1125  */
1126
1127 /*
1128  * Initialize segments & interrupt table
1129  */
1130
1131 int _default_ldt;
1132 union descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];    /* global descriptor table */
1133 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1134 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1135 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1136
1137 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1138 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1139
1140 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1141 extern int has_f00f_bug;
1142 #endif
1143
1144 static struct i386tss dblfault_tss;
1145 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE];
1146
1147 extern  struct user *proc0paddr;
1148
1149
1150 /* software prototypes -- in more palatable form */
1151 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1152 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1153 {       0x0,                    /* segment base address  */
1154         0x0,                    /* length */
1155         0,                      /* segment type */
1156         0,                      /* segment descriptor priority level */
1157         0,                      /* segment descriptor present */
1158         0, 0,
1159         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1160         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1161 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1162 {       0x0,                    /* segment base address  */
1163         0xfffff,                /* length - all address space */
1164         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1165         0,                      /* segment descriptor priority level */
1166         1,                      /* segment descriptor present */
1167         0, 0,
1168         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1169         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1170 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1171 {       0x0,                    /* segment base address  */
1172         0xfffff,                /* length - all address space */
1173         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1174         0,                      /* segment descriptor priority level */
1175         1,                      /* segment descriptor present */
1176         0, 0,
1177         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1178         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1179 /* GPRIV_SEL    3 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1180 {       0x0,                    /* segment base address  */
1181         0xfffff,                /* length - all address space */
1182         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1183         0,                      /* segment descriptor priority level */
1184         1,                      /* segment descriptor present */
1185         0, 0,
1186         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1187         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1188 /* GPROC0_SEL   4 Proc 0 Tss Descriptor */
1189 {
1190         0x0,                    /* segment base address */
1191         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1192         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1193         0,                      /* segment descriptor priority level */
1194         1,                      /* segment descriptor present */
1195         0, 0,
1196         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1197         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1198 /* GLDT_SEL     5 LDT Descriptor */
1199 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1200         sizeof(ldt)-1,          /* length - all address space */
1201         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1202         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1203         1,                      /* segment descriptor present */
1204         0, 0,
1205         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1206         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1207 /* GUSERLDT_SEL 6 User LDT Descriptor per process */
1208 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1209         (512 * sizeof(union descriptor)-1),             /* length */
1210         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1211         0,                      /* segment descriptor priority level */
1212         1,                      /* segment descriptor present */
1213         0, 0,
1214         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1215         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1216 /* GTGATE_SEL   7 Null Descriptor - Placeholder */
1217 {       0x0,                    /* segment base address  */
1218         0x0,                    /* length - all address space */
1219         0,                      /* segment type */
1220         0,                      /* segment descriptor priority level */
1221         0,                      /* segment descriptor present */
1222         0, 0,
1223         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1224         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1225 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1226 {       0x400,                  /* segment base address */
1227         0xfffff,                /* length */
1228         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1229         0,                      /* segment descriptor priority level */
1230         1,                      /* segment descriptor present */
1231         0, 0,
1232         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1233         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1234 /* GPANIC_SEL   9 Panic Tss Descriptor */
1235 {       (int) &dblfault_tss,    /* segment base address  */
1236         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1237         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1238         0,                      /* segment descriptor priority level */
1239         1,                      /* segment descriptor present */
1240         0, 0,
1241         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1242         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1243 /* GBIOSCODE32_SEL 10 BIOS 32-bit interface (32bit Code) */
1244 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1245         0xfffff,                /* length */
1246         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1247         0,                      /* segment descriptor priority level */
1248         1,                      /* segment descriptor present */
1249         0, 0,
1250         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1251         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1252 /* GBIOSCODE16_SEL 11 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1253 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1254         0xfffff,                /* length */
1255         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1256         0,                      /* segment descriptor priority level */
1257         1,                      /* segment descriptor present */
1258         0, 0,
1259         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1260         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1261 /* GBIOSDATA_SEL 12 BIOS 32-bit interface (Data) */
1262 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1263         0xfffff,                /* length */
1264         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1265         0,                      /* segment descriptor priority level */
1266         1,                      /* segment descriptor present */
1267         0, 0,
1268         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1269         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1270 /* GBIOSUTIL_SEL 13 BIOS 16-bit interface (Utility) */
1271 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1272         0xfffff,                /* length */
1273         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1274         0,                      /* segment descriptor priority level */
1275         1,                      /* segment descriptor present */
1276         0, 0,
1277         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1278         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1279 /* GBIOSARGS_SEL 14 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1280 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1281         0xfffff,                /* length */
1282         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1283         0,                      /* segment descriptor priority level */
1284         1,                      /* segment descriptor present */
1285         0, 0,
1286         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1287         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1288 /* GTLS_START 15 TLS */
1289 {       0x0,                    /* segment base address  */
1290         0x0,                    /* length */
1291         0,                      /* segment type */
1292         0,                      /* segment descriptor priority level */
1293         0,                      /* segment descriptor present */
1294         0, 0,
1295         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1296         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1297 /* GTLS_START+1 16 TLS */
1298 {       0x0,                    /* segment base address  */
1299         0x0,                    /* length */
1300         0,                      /* segment type */
1301         0,                      /* segment descriptor priority level */
1302         0,                      /* segment descriptor present */
1303         0, 0,
1304         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1305         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1306 /* GTLS_END 17 TLS */
1307 {       0x0,                    /* segment base address  */
1308         0x0,                    /* length */
1309         0,                      /* segment type */
1310         0,                      /* segment descriptor priority level */
1311         0,                      /* segment descriptor present */
1312         0, 0,
1313         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1314         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1315 /* GNDIS_SEL    18 NDIS Descriptor */
1316 {       0x0,                    /* segment base address  */
1317         0x0,                    /* length */
1318         0,                      /* segment type */
1319         0,                      /* segment descriptor priority level */
1320         0,                      /* segment descriptor present */
1321         0, 0,
1322         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1323         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1324 };
1325
1326 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
1327         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1328 {       0x0,                    /* segment base address  */
1329         0x0,                    /* length - all address space */
1330         0,                      /* segment type */
1331         0,                      /* segment descriptor priority level */
1332         0,                      /* segment descriptor present */
1333         0, 0,
1334         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1335         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1336         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1337 {       0x0,                    /* segment base address  */
1338         0x0,                    /* length - all address space */
1339         0,                      /* segment type */
1340         0,                      /* segment descriptor priority level */
1341         0,                      /* segment descriptor present */
1342         0, 0,
1343         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1344         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1345         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1346 {       0x0,                    /* segment base address  */
1347         0x0,                    /* length - all address space */
1348         0,                      /* segment type */
1349         0,                      /* segment descriptor priority level */
1350         0,                      /* segment descriptor present */
1351         0, 0,
1352         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1353         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1354         /* Code Descriptor for user */
1355 {       0x0,                    /* segment base address  */
1356         0xfffff,                /* length - all address space */
1357         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1358         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1359         1,                      /* segment descriptor present */
1360         0, 0,
1361         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1362         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1363         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1364 {       0x0,                    /* segment base address  */
1365         0x0,                    /* length - all address space */
1366         0,                      /* segment type */
1367         0,                      /* segment descriptor priority level */
1368         0,                      /* segment descriptor present */
1369         0, 0,
1370         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1371         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1372         /* Data Descriptor for user */
1373 {       0x0,                    /* segment base address  */
1374         0xfffff,                /* length - all address space */
1375         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1376         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1377         1,                      /* segment descriptor present */
1378         0, 0,
1379         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1380         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1381 };
1382
1383 void
1384 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int selec)
1385 {
1386         struct gate_descriptor *ip;
1387
1388         ip = idt + idx;
1389         ip->gd_looffset = (int)func;
1390         ip->gd_selector = selec;
1391         ip->gd_stkcpy = 0;
1392         ip->gd_xx = 0;
1393         ip->gd_type = typ;
1394         ip->gd_dpl = dpl;
1395         ip->gd_p = 1;
1396         ip->gd_hioffset = ((int)func)>>16 ;
1397 }
1398
1399 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1400
1401 extern inthand_t
1402         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1403         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1404         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1405         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1406         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
1407         IDTVEC(rsvd0);
1408 extern inthand_t
1409         IDTVEC(int0x80_syscall);
1410
1411 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1412 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1413 #endif
1414
1415 void
1416 sdtossd(struct segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1417 {
1418         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1419         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1420         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1421         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1422         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1423         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1424         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1425 }
1426
1427 /*
1428  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1429  * available physical memory in the system, then test this memory and
1430  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1431  *
1432  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1433  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1434  *
1435  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1436  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1437  */
1438 static void
1439 getmemsize(int first)
1440 {
1441         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1442         int hasbrokenint12;
1443         u_int basemem, extmem;
1444         struct vm86frame vmf;
1445         struct vm86context vmc;
1446         vm_offset_t pa;
1447         vm_offset_t physmap[PHYSMAP_ENTRIES*2];
1448         pt_entry_t *pte;
1449         quad_t maxmem;
1450         struct {
1451                 u_int64_t base;
1452                 u_int64_t length;
1453                 u_int32_t type;
1454         } *smap;
1455         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1456
1457         bzero(&vmf, sizeof(struct vm86frame));
1458         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1459         basemem = 0;
1460
1461         /*
1462          * Some newer BIOSes has broken INT 12H implementation which cause
1463          * kernel panic immediately. In this case, we need to scan SMAP
1464          * with INT 15:E820 first, then determine base memory size.
1465          */
1466         hasbrokenint12 = 0;
1467         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
1468         if (hasbrokenint12) {
1469                 goto int15e820;
1470         }
1471
1472         /*
1473          * Perform "base memory" related probes & setup.  If we get a crazy
1474          * value give the bios some scribble space just in case.
1475          */
1476         vm86_intcall(0x12, &vmf);
1477         basemem = vmf.vmf_ax;
1478         if (basemem > 640) {
1479                 kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1480                         "truncating to < 640K\n", basemem);
1481                 basemem = 636;
1482         }
1483
1484         /*
1485          * XXX if biosbasemem is now < 640, there is a `hole'
1486          * between the end of base memory and the start of
1487          * ISA memory.  The hole may be empty or it may
1488          * contain BIOS code or data.  Map it read/write so
1489          * that the BIOS can write to it.  (Memory from 0 to
1490          * the physical end of the kernel is mapped read-only
1491          * to begin with and then parts of it are remapped.
1492          * The parts that aren't remapped form holes that
1493          * remain read-only and are unused by the kernel.
1494          * The base memory area is below the physical end of
1495          * the kernel and right now forms a read-only hole.
1496          * The part of it from PAGE_SIZE to
1497          * (trunc_page(biosbasemem * 1024) - 1) will be
1498          * remapped and used by the kernel later.)
1499          *
1500          * This code is similar to the code used in
1501          * pmap_mapdev, but since no memory needs to be
1502          * allocated we simply change the mapping.
1503          */
1504         for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1505              pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1506                 pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1507                 *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1508         }
1509
1510         /*
1511          * if basemem != 640, map pages r/w into vm86 page table so
1512          * that the bios can scribble on it.
1513          */
1514         pte = vm86paddr;
1515         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1516                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1517
1518 int15e820:
1519         /*
1520          * map page 1 R/W into the kernel page table so we can use it
1521          * as a buffer.  The kernel will unmap this page later.
1522          */
1523         pte = vtopte(KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1524         *pte = (1 << PAGE_SHIFT) | PG_RW | PG_V;
1525
1526         /*
1527          * get memory map with INT 15:E820
1528          */
1529 #define SMAPSIZ         sizeof(*smap)
1530 #define SMAP_SIG        0x534D4150                      /* 'SMAP' */
1531
1532         vmc.npages = 0;
1533         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1534         vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
1535
1536         physmap_idx = 0;
1537         vmf.vmf_ebx = 0;
1538         do {
1539                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
1540                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
1541                 vmf.vmf_ecx = SMAPSIZ;
1542                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
1543                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
1544                         break;
1545                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1546                         kprintf("SMAP type=%02x base=%08x %08x len=%08x %08x\n",
1547                                 smap->type,
1548                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->base + 4),
1549                                 (u_int32_t)smap->base,
1550                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->length + 4),
1551                                 (u_int32_t)smap->length);
1552
1553                 if (smap->type != 0x01)
1554                         goto next_run;
1555
1556                 if (smap->length == 0)
1557                         goto next_run;
1558
1559                 Realmem += smap->length;
1560
1561                 if (smap->base >= 0xffffffffLLU) {
1562                         kprintf("%ju MB of memory above 4GB ignored\n",
1563                                 (uintmax_t)(smap->length / 1024 / 1024));
1564                         goto next_run;
1565                 }
1566
1567                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1568                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1569                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1570                                         kprintf("Overlapping or non-montonic "
1571                                                 "memory region, ignoring "
1572                                                 "second region\n");
1573                                 }
1574                                 Realmem -= smap->length;
1575                                 goto next_run;
1576                         }
1577                 }
1578
1579                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1580                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1581                         goto next_run;
1582                 }
1583
1584                 physmap_idx += 2;
1585                 if (physmap_idx == PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1586                         kprintf("Too many segments in the physical "
1587                                 "address map, giving up\n");
1588                         break;
1589                 }
1590                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1591                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1592 next_run:
1593                 ; /* fix GCC3.x warning */
1594         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
1595
1596         /*
1597          * Perform "base memory" related probes & setup based on SMAP
1598          */
1599         if (basemem == 0) {
1600                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1601                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
1602                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1603                                 break;
1604                         }
1605                 }
1606
1607                 if (basemem == 0) {
1608                         basemem = 640;
1609                 }
1610
1611                 if (basemem > 640) {
1612                         kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1613                                 "truncating to 640K\n", basemem);
1614                         basemem = 640;
1615                 }
1616
1617                 for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1618                      pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1619                         pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1620                         *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1621                 }
1622
1623                 pte = vm86paddr;
1624                 for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1625                         pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1626         }
1627
1628         if (physmap[1] != 0)
1629                 goto physmap_done;
1630
1631         /*
1632          * If we failed above, try memory map with INT 15:E801
1633          */
1634         vmf.vmf_ax = 0xE801;
1635         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
1636                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
1637         } else {
1638 #if 0
1639                 vmf.vmf_ah = 0x88;
1640                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
1641                 extmem = vmf.vmf_ax;
1642 #else
1643                 /*
1644                  * Prefer the RTC value for extended memory.
1645                  */
1646                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
1647 #endif
1648         }
1649
1650         /*
1651          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
1652          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
1653          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
1654          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
1655          * them beyond the limit.
1656          *
1657          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
1658          *      chop it to 15MB.
1659          */
1660         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
1661                 extmem = 15 * 1024;
1662
1663         physmap[0] = 0;
1664         physmap[1] = basemem * 1024;
1665         physmap_idx = 2;
1666         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1667         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1668
1669 physmap_done:
1670         /*
1671          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1672          */
1673
1674         base_memory = physmap[1];
1675         /* make hole for AP bootstrap code YYY */
1676         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1677
1678         /* Save EBDA address, if any */
1679         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1680         ebda_addr <<= 4;
1681
1682         /*
1683          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1684          * highest page of the physical address space.  It should be
1685          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1686          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1687          */
1688         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1689
1690 #ifdef MAXMEM
1691         Maxmem = MAXMEM / 4;
1692 #endif
1693
1694         if (kgetenv_quad("hw.physmem", &maxmem))
1695                 Maxmem = atop(maxmem);
1696
1697         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1698             (boothowto & RB_VERBOSE))
1699                 kprintf("Physical memory use set to %lluK\n", Maxmem * 4);
1700
1701         /*
1702          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
1703          * extend the last memory segment to the new limit.
1704          */
1705         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
1706                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa(Maxmem);
1707
1708         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1709         pmap_bootstrap(first, 0);
1710
1711         /*
1712          * Size up each available chunk of physical memory.
1713          */
1714         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1715         pa_indx = 0;
1716         da_indx = 1;
1717         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1718         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1719         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1720
1721         pte = CMAP1;
1722
1723         /*
1724          * Get dcons buffer address
1725          */
1726         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1727             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1728                 dcons_addr = 0;
1729
1730         /*
1731          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1732          * round up the start address and round down the end address.
1733          */
1734         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1735                 vm_offset_t end;
1736
1737                 end = ptoa(Maxmem);
1738                 if (physmap[i + 1] < end)
1739                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1740                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1741                         int tmp, page_bad, full;
1742 #if 0
1743                         int *ptr = 0;
1744 #else
1745                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1746 #endif
1747                         full = FALSE;
1748
1749                         /*
1750                          * block out kernel memory as not available.
1751                          */
1752                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1753                                 goto do_dump_avail;
1754
1755                         /*
1756                          * block out dcons buffer
1757                          */
1758                         if (dcons_addr > 0
1759                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1760                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1761                                 goto do_dump_avail;
1762
1763                         page_bad = FALSE;
1764
1765                         /*
1766                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1767                          */
1768                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1769                         cpu_invltlb();
1770
1771                         tmp = *(int *)ptr;
1772                         /*
1773                          * Test for alternating 1's and 0's
1774                          */
1775                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1776                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa) {
1777                                 page_bad = TRUE;
1778                         }
1779                         /*
1780                          * Test for alternating 0's and 1's
1781                          */
1782                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1783                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555) {
1784                         page_bad = TRUE;
1785                         }
1786                         /*
1787                          * Test for all 1's
1788                          */
1789                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1790                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff) {
1791                                 page_bad = TRUE;
1792                         }
1793                         /*
1794                          * Test for all 0's
1795                          */
1796                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1797                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0) {
1798                                 page_bad = TRUE;
1799                         }
1800                         /*
1801                          * Restore original value.
1802                          */
1803                         *(int *)ptr = tmp;
1804
1805                         /*
1806                          * Adjust array of valid/good pages.
1807                          */
1808                         if (page_bad == TRUE) {
1809                                 continue;
1810                         }
1811                         /*
1812                          * If this good page is a continuation of the
1813                          * previous set of good pages, then just increase
1814                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1815                          * Note that "end" points one higher than end,
1816                          * making the range >= start and < end.
1817                          * If we're also doing a speculative memory
1818                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1819                          * so that we keep going. The first bad page
1820                          * will terminate the loop.
1821                          */
1822                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1823                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1824                         } else {
1825                                 pa_indx++;
1826                                 if (pa_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1827                                         kprintf("Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1828                                         pa_indx--;
1829                                         full = TRUE;
1830                                         goto do_dump_avail;
1831                                 }
1832                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1833                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE;   /* end */
1834                         }
1835                         physmem++;
1836 do_dump_avail:
1837                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1838                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1839                         } else {
1840                                 da_indx++;
1841                                 if (da_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1842                                         da_indx--;
1843                                         goto do_next;
1844                                 }
1845                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
1846                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1847                         }
1848 do_next:
1849                         if (full)
1850                                 break;
1851
1852                 }
1853         }
1854         *pte = 0;
1855         cpu_invltlb();
1856
1857         /*
1858          * XXX
1859          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1860          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1861          * calculation, etc.).
1862          */
1863         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1864             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1865                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1866                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1867                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1868         }
1869
1870         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1871
1872         /* Trim off space for the message buffer. */
1873         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1874
1875         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1876 }
1877
1878 struct machintr_abi MachIntrABI;
1879
1880 /*
1881  * IDT VECTORS:
1882  *      0       Divide by zero
1883  *      1       Debug
1884  *      2       NMI
1885  *      3       BreakPoint
1886  *      4       OverFlow
1887  *      5       Bound-Range
1888  *      6       Invalid OpCode
1889  *      7       Device Not Available (x87)
1890  *      8       Double-Fault
1891  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1892  *      10      Invalid-TSS
1893  *      11      Segment not present
1894  *      12      Stack
1895  *      13      General Protection
1896  *      14      Page Fault
1897  *      15      Reserved
1898  *      16      x87 FP Exception pending
1899  *      17      Alignment Check
1900  *      18      Machine Check
1901  *      19      SIMD floating point
1902  *      20-31   reserved
1903  *      32-255  INTn/external sources
1904  */
1905 void
1906 init386(int first)
1907 {
1908         struct gate_descriptor *gdp;
1909         int gsel_tss, metadata_missing, off, x;
1910         struct mdglobaldata *gd;
1911
1912         /*
1913          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1914          */
1915         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1916         bzero(gd, sizeof(*gd));
1917
1918         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1919         thread0.td_gd = &gd->mi;
1920
1921         atdevbase = ISA_HOLE_START + KERNBASE;
1922
1923         metadata_missing = 0;
1924         if (bootinfo.bi_modulep) {
1925                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1926                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1927         } else {
1928                 metadata_missing = 1;
1929         }
1930         if (bootinfo.bi_envp)
1931                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1932
1933         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1934                 bootverbose++;
1935
1936         /*
1937          * Default MachIntrABI to ICU
1938          */
1939         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1940
1941         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
1942         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
1943         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
1944
1945         /*
1946          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
1947          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
1948          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
1949          * disable I/O APIC on all virtual machines.
1950          */
1951         if (ioapic_enable < 0) {
1952                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
1953                         ioapic_enable = 0;
1954                 else
1955                         ioapic_enable = 1;
1956         }
1957
1958         /*
1959          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1960          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1961          */
1962         ncpus = 1;
1963         ncpus2 = 1;
1964         ncpus_fit = 1;
1965         /* Init basic tunables, hz etc */
1966         init_param1();
1967
1968         /*
1969          * make gdt memory segments, the code segment goes up to end of the
1970          * page with etext in it, the data segment goes to the end of
1971          * the address space
1972          */
1973         /*
1974          * XXX text protection is temporarily (?) disabled.  The limit was
1975          * i386_btop(round_page(etext)) - 1.
1976          */
1977         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1978         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1979
1980         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit =
1981                 atop(sizeof(struct privatespace) - 1);
1982         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) &CPU_prvspace[0];
1983         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1984                 (int) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1985
1986         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1987
1988         /*
1989          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1990          * early in the boot sequence because the system assumes
1991          * that 'curthread' is never NULL.
1992          */
1993
1994         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1995 #ifdef BDE_DEBUGGER
1996                 /* avoid overwriting db entries with APM ones */
1997                 if (x >= GAPMCODE32_SEL && x <= GAPMDATA_SEL)
1998                         continue;
1999 #endif
2000                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x].sd);
2001         }
2002
2003         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
2004         r_gdt.rd_base =  (int) gdt;
2005         lgdt(&r_gdt);
2006
2007         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2008         cpu_gdinit(gd, 0);
2009         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2010         safepri = TDPRI_MAX;
2011
2012         /* make ldt memory segments */
2013         /*
2014          * XXX - VM_MAX_USER_ADDRESS is an end address, not a max.  And it
2015          * should be spelled ...MAX_USER...
2016          */
2017         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2018         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2019         for (x = 0; x < NELEM(ldt_segs); x++)
2020                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
2021
2022         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2023         lldt(_default_ldt);
2024         gd->gd_currentldt = _default_ldt;
2025         /* spinlocks and the BGL */
2026         init_locks();
2027
2028         /*
2029          * Setup the hardware exception table.  Most exceptions use
2030          * SDT_SYS386TGT, known as a 'trap gate'.  Trap gates leave
2031          * interrupts enabled.  VM page faults use SDT_SYS386IGT, known as
2032          * an 'interrupt trap gate', which disables interrupts on entry,
2033          * in order to be able to poll the appropriate CRn register to
2034          * determine the fault address.
2035          */
2036         for (x = 0; x < NIDT; x++) {
2037 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
2038                 setidt(x, Xrsvdary[x], SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2039 #else
2040                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd0), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2041 #endif
2042         }
2043         setidt(0, &IDTVEC(div),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2044         setidt(1, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2045         setidt(2, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2046         setidt(3, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2047         setidt(4, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2048         setidt(5, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2049         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2050         setidt(7, &IDTVEC(dna),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2051         setidt(8, 0,  SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL, SEL_KPL));
2052         setidt(9, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2053         setidt(10, &IDTVEC(tss),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2054         setidt(11, &IDTVEC(missing),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2055         setidt(12, &IDTVEC(stk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2056         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2057         setidt(14, &IDTVEC(page),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2058         setidt(15, &IDTVEC(rsvd0),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2059         setidt(16, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2060         setidt(17, &IDTVEC(align), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2061         setidt(18, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2062         setidt(19, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2063         setidt(0x80, &IDTVEC(int0x80_syscall),
2064                         SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2065
2066         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2067         r_idt.rd_base = (int) idt;
2068         lidt(&r_idt);
2069
2070         /*
2071          * Initialize the console before we print anything out.
2072          */
2073         cninit();
2074
2075         if (metadata_missing)
2076                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2077
2078 #if     NISA >0
2079         elcr_probe();
2080         isa_defaultirq();
2081 #endif
2082         rand_initialize();
2083
2084         /*
2085          * Initialize IRQ mapping
2086          *
2087          * NOTE:
2088          * SHOULD be after elcr_probe()
2089          */
2090         MachIntrABI_ICU.initmap();
2091         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2092
2093 #ifdef DDB
2094         kdb_init();
2095         if (boothowto & RB_KDB)
2096                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2097 #endif
2098
2099         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2100         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2101         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2102         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2103
2104         /*
2105          * make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall!
2106          * The 16 bytes is to save room for a VM86 context.
2107          */
2108         gd->gd_common_tss.tss_esp0 = (int) thread0.td_pcb - 16;
2109         gd->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL) ;
2110         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2111         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL].sd;
2112         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2113         gd->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof gd->gd_common_tss) << 16;
2114         ltr(gsel_tss);
2115
2116         dblfault_tss.tss_esp = dblfault_tss.tss_esp0 = dblfault_tss.tss_esp1 =
2117             dblfault_tss.tss_esp2 = (int) &dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2118         dblfault_tss.tss_ss = dblfault_tss.tss_ss0 = dblfault_tss.tss_ss1 =
2119             dblfault_tss.tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2120         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2121         dblfault_tss.tss_eip = (int) dblfault_handler;
2122         dblfault_tss.tss_eflags = PSL_KERNEL;
2123         dblfault_tss.tss_ds = dblfault_tss.tss_es =
2124             dblfault_tss.tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2125         dblfault_tss.tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2126         dblfault_tss.tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2127         dblfault_tss.tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2128
2129         vm86_initialize();
2130         getmemsize(first);
2131         init_param2(physmem);
2132
2133         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2134
2135         /* Map the message buffer. */
2136         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2137                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2138
2139         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2140
2141         /* make a call gate to reenter kernel with */
2142         gdp = &ldt[LSYS5CALLS_SEL].gd;
2143
2144         x = (int) &IDTVEC(syscall);
2145         gdp->gd_looffset = x++;
2146         gdp->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL,SEL_KPL);
2147         gdp->gd_stkcpy = 1;
2148         gdp->gd_type = SDT_SYS386CGT;
2149         gdp->gd_dpl = SEL_UPL;
2150         gdp->gd_p = 1;
2151         gdp->gd_hioffset = ((int) &IDTVEC(syscall)) >>16;
2152
2153         /* XXX does this work? */
2154         ldt[LBSDICALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2155         ldt[LSOL26CALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2156
2157         /* transfer to user mode */
2158
2159         _ucodesel = LSEL(LUCODE_SEL, SEL_UPL);
2160         _udatasel = LSEL(LUDATA_SEL, SEL_UPL);
2161
2162         /* setup proc 0's pcb */
2163         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2164         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD; /* should already be setup */
2165         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
2166         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
2167 }
2168
2169 /*
2170  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2171  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2172  * data space were allocated in locore.
2173  *
2174  * Note: the idlethread's cpl is 0
2175  *
2176  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2177  */
2178 void
2179 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2180 {
2181         if (cpu)
2182                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2183
2184         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2185                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2186                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2187                         0, &gd->mi);
2188         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2189         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2190         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2191         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2192 }
2193
2194 int
2195 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2196 {
2197         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2198             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2199                 return (TRUE);
2200         }
2201         return (FALSE);
2202 }
2203
2204 struct globaldata *
2205 globaldata_find(int cpu)
2206 {
2207         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2208         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2209 }
2210
2211 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2212 static void f00f_hack(void *unused);
2213 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
2214
2215 static void
2216 f00f_hack(void *unused)
2217 {
2218         struct gate_descriptor *new_idt;
2219         vm_offset_t tmp;
2220
2221         if (!has_f00f_bug)
2222                 return;
2223
2224         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2225
2226         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2227
2228         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
2229         if (tmp == 0)
2230                 panic("kmem_alloc returned 0");
2231         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
2232                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
2233         /* Put the first seven entries in the lower page */
2234         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
2235         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2236         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
2237         lidt(&r_idt);
2238         idt = new_idt;
2239         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
2240                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
2241                 panic("vm_map_protect failed");
2242         return;
2243 }
2244 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2245
2246 int
2247 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2248 {
2249         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
2250         return (0);
2251 }
2252
2253 int
2254 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2255 {
2256         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
2257         return (0);
2258 }
2259
2260 int
2261 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2262 {
2263         struct trapframe *tp;
2264
2265         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
2266                 return EINVAL;
2267         regs->r_gs = tp->tf_gs;
2268         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2269         regs->r_es = tp->tf_es;
2270         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2271         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2272         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2273         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2274         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2275         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2276         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2277         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2278         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2279         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2280         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2281         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2282         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2283         return (0);
2284 }
2285
2286 int
2287 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2288 {
2289         struct trapframe *tp;
2290
2291         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2292         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2293             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2294                 return (EINVAL);
2295         tp->tf_gs = regs->r_gs;
2296         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2297         tp->tf_es = regs->r_es;
2298         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2299         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2300         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2301         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2302         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2303         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2304         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2305         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2306         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2307         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2308         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2309         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2310         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2311         return (0);
2312 }
2313
2314 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2315 static void
2316 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2317 {
2318         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2319         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2320         int i;
2321
2322         /* FPU control/status */
2323         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2324         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2325         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2326         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2327         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2328         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2329         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2330         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2331
2332         /* FPU registers */
2333         for (i = 0; i < 8; ++i)
2334                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2335 }
2336
2337 static void
2338 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2339 {
2340         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2341         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2342         int i;
2343
2344         /* FPU control/status */
2345         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2346         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2347         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2348         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2349         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2350         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2351         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2352         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2353
2354         /* FPU registers */
2355         for (i = 0; i < 8; ++i)
2356                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2357 }
2358 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2359
2360 int
2361 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2362 {
2363         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2364                 return EINVAL;
2365 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2366         if (cpu_fxsr) {
2367                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2368                                 (struct save87 *)fpregs);
2369                 return (0);
2370         }
2371 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2372         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2373         return (0);
2374 }
2375
2376 int
2377 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2378 {
2379 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2380         if (cpu_fxsr) {
2381                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2382                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2383                 return (0);
2384         }
2385 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2386         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2387         return (0);
2388 }
2389
2390 int
2391 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2392 {
2393         struct pcb *pcb;
2394
2395         if (lp == NULL) {
2396                 dbregs->dr0 = rdr0();
2397                 dbregs->dr1 = rdr1();
2398                 dbregs->dr2 = rdr2();
2399                 dbregs->dr3 = rdr3();
2400                 dbregs->dr4 = rdr4();
2401                 dbregs->dr5 = rdr5();
2402                 dbregs->dr6 = rdr6();
2403                 dbregs->dr7 = rdr7();
2404                 return (0);
2405         }
2406         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2407                 return EINVAL;
2408         dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
2409         dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
2410         dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
2411         dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
2412         dbregs->dr4 = 0;
2413         dbregs->dr5 = 0;
2414         dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
2415         dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
2416         return (0);
2417 }
2418
2419 int
2420 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2421 {
2422         if (lp == NULL) {
2423                 load_dr0(dbregs->dr0);
2424                 load_dr1(dbregs->dr1);
2425                 load_dr2(dbregs->dr2);
2426                 load_dr3(dbregs->dr3);
2427                 load_dr4(dbregs->dr4);
2428                 load_dr5(dbregs->dr5);
2429                 load_dr6(dbregs->dr6);
2430                 load_dr7(dbregs->dr7);
2431         } else {
2432                 struct pcb *pcb;
2433                 struct ucred *ucred;
2434                 int i;
2435                 uint32_t mask1, mask2;
2436
2437                 /*
2438                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2439                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2440                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2441                  * TRCTRAP.
2442                  */
2443                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8;
2444                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
2445                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
2446                                 return (EINVAL);
2447
2448                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2449                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2450
2451                 /*
2452                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2453                  * process's address space.  If a process could do this, it
2454                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2455                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2456                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2457                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2458                  * uid 0.
2459                  *
2460                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2461                  * address space is written into from within the kernel
2462                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2463                  * from within kernel mode?
2464                  */
2465
2466                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2467                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
2468                                 /* dr0 is enabled */
2469                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2470                                         return (EINVAL);
2471                         }
2472
2473                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
2474                                 /* dr1 is enabled */
2475                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2476                                         return (EINVAL);
2477                         }
2478
2479                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
2480                                 /* dr2 is enabled */
2481                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2482                                         return (EINVAL);
2483                         }
2484
2485                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
2486                                 /* dr3 is enabled */
2487                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2488                                         return (EINVAL);
2489                         }
2490                 }
2491
2492                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
2493                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
2494                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
2495                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
2496                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
2497                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
2498
2499                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2500         }
2501
2502         return (0);
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2507  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2508  */
2509 int
2510 user_dbreg_trap(void)
2511 {
2512         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2513         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2514         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2515         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2516         int i;
2517
2518         dr7 = rdr7();
2519         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2520                 /*
2521                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2522                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2523                  * hardware debug registers
2524                  */
2525                 return 0;
2526         }
2527
2528         nbp = 0;
2529         dr6 = rdr6();
2530         bp = dr6 & 0x0000000f;
2531
2532         if (!bp) {
2533                 /*
2534                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2535                  * trap was not caused by any of the debug registers
2536                  */
2537                 return 0;
2538         }
2539
2540         /*
2541          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2542          * which ones and if any of them are user space addresses
2543          */
2544
2545         if (bp & 0x01) {
2546                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2547         }
2548         if (bp & 0x02) {
2549                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2550         }
2551         if (bp & 0x04) {
2552                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2553         }
2554         if (bp & 0x08) {
2555                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2556         }
2557
2558         for (i=0; i<nbp; i++) {
2559                 if (addr[i] <
2560                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2561                         /*
2562                          * addr[i] is in user space
2563                          */
2564                         return nbp;
2565                 }
2566         }
2567
2568         /*
2569          * None of the breakpoints are in user space.
2570          */
2571         return 0;
2572 }
2573
2574
2575 #ifndef DDB
2576 void
2577 Debugger(const char *msg)
2578 {
2579         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2580 }
2581 #endif /* no DDB */
2582
2583 #ifdef DDB
2584
2585 /*
2586  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2587  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2588  * called inside DDB.
2589  *
2590  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2591  */
2592
2593 #undef inb
2594 #undef outb
2595
2596 /* silence compiler warnings */
2597 u_char inb(u_int);
2598 void outb(u_int, u_char);
2599
2600 u_char
2601 inb(u_int port)
2602 {
2603         u_char  data;
2604         /*
2605          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2606          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2607          * if we tell it to load (u_short) port.
2608          */
2609         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2610         return (data);
2611 }
2612
2613 void
2614 outb(u_int port, u_char data)
2615 {
2616         u_char  al;
2617         /*
2618          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2619          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2620          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2621          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2622          */
2623         al = data;
2624         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2625 }
2626
2627 #endif /* DDB */
2628
2629
2630
2631 #include "opt_cpu.h"
2632
2633
2634 /*
2635  * initialize all the SMP locks
2636  */
2637
2638 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2639 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2640
2641 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2642 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2643
2644 /* critical region around INTR() routines */
2645 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2646
2647 /* lock region used by kernel profiling */
2648 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2649
2650 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2651 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2652
2653 /* lock regions around the clock hardware */
2654 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2655
2656 /* lock around the MP rendezvous */
2657 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2658
2659 static void
2660 init_locks(void)
2661 {
2662         /*
2663          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2664          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2665          */
2666         cpu_get_initial_mplock();
2667         /* DEPRECATED */
2668         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2669         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2670         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2671         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2672         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2673         spin_lock_init(&com_spinlock);
2674         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2675
2676         /* our token pool needs to work early */
2677         lwkt_token_pool_init();
2678 }