4bc469ac5e3664f901e26b2f39f3cb456b89b630
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 #include "use_ether.h"
44 //#include "use_npx.h"
45 #include "use_isa.h"
46 #include "opt_atalk.h"
47 #include "opt_compat.h"
48 #include "opt_cpu.h"
49 #include "opt_ddb.h"
50 #include "opt_directio.h"
51 #include "opt_inet.h"
52 #include "opt_ipx.h"
53 #include "opt_msgbuf.h"
54 #include "opt_swap.h"
55
56 #include <sys/param.h>
57 #include <sys/systm.h>
58 #include <sys/sysproto.h>
59 #include <sys/signalvar.h>
60 #include <sys/kernel.h>
61 #include <sys/linker.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/priv.h>
65 #include <sys/buf.h>
66 #include <sys/reboot.h>
67 #include <sys/mbuf.h>
68 #include <sys/msgbuf.h>
69 #include <sys/sysent.h>
70 #include <sys/sysctl.h>
71 #include <sys/vmmeter.h>
72 #include <sys/bus.h>
73 #include <sys/upcall.h>
74 #include <sys/usched.h>
75 #include <sys/reg.h>
76
77 #include <vm/vm.h>
78 #include <vm/vm_param.h>
79 #include <sys/lock.h>
80 #include <vm/vm_kern.h>
81 #include <vm/vm_object.h>
82 #include <vm/vm_page.h>
83 #include <vm/vm_map.h>
84 #include <vm/vm_pager.h>
85 #include <vm/vm_extern.h>
86
87 #include <sys/thread2.h>
88 #include <sys/mplock2.h>
89
90 #include <sys/user.h>
91 #include <sys/exec.h>
92 #include <sys/cons.h>
93
94 #include <ddb/ddb.h>
95
96 #include <machine/cpu.h>
97 #include <machine/clock.h>
98 #include <machine/specialreg.h>
99 #if JG
100 #include <machine/bootinfo.h>
101 #endif
102 #include <machine/md_var.h>
103 #include <machine/metadata.h>
104 #include <machine/pc/bios.h>
105 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
106 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
107 #include <machine/smp.h>
108 #ifdef PERFMON
109 #include <machine/perfmon.h>
110 #endif
111 #include <machine/cputypes.h>
112
113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
114 #include <bus/isa/isa_device.h>
115 #endif
116 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
117 #include <bus/isa/rtc.h>
118 #include <sys/random.h>
119 #include <sys/ptrace.h>
120 #include <machine/sigframe.h>
121
122 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
123
124 extern void init386(int first);
125 extern void dblfault_handler(void);
126 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
127
128 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
129 extern void identify_cpu(void);
130 #if JG
131 extern void finishidentcpu(void);
132 #endif
133 extern void panicifcpuunsupported(void);
134
135 static void cpu_startup(void *);
136 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
137 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
138 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
139 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
140 #ifdef DIRECTIO
141 extern void ffs_rawread_setup(void);
142 #endif /* DIRECTIO */
143 static void init_locks(void);
144
145 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
146
147 #ifdef DDB
148 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
149 #endif
150
151 uint64_t SMPptpa;
152 pt_entry_t *SMPpt;
153
154
155 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU];
156
157 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
158 u_long  atdevbase;
159 #ifdef SMP
160 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
161 #else
162 int64_t tsc_offsets[1];
163 #endif
164
165 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
166 extern int swtch_optim_stats;
167 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
168         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
169 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
170         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
171 #endif
172
173 int physmem = 0;
174
175 u_long ebda_addr = 0;
176
177 static int
178 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
179 {
180         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
181         return (error);
182 }
183
184 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
185         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
186
187 static int
188 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
189 {
190         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
191                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
192         return (error);
193 }
194
195 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
196         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
197
198 static int
199 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
200 {
201         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
202                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
203         return (error);
204 }
205
206 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
207         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
208
209 vm_paddr_t Maxmem = 0;
210
211 /*
212  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
213  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
214  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
215  * PHYSSEG entries.
216  */
217 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
218
219 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
220 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
221
222 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
223 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
224 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
225
226 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
227 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
228 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
229 static struct trapframe proc0_tf;
230
231 static void
232 cpu_startup(void *dummy)
233 {
234         caddr_t v;
235         vm_size_t size = 0;
236         vm_offset_t firstaddr;
237
238         if (boothowto & RB_VERBOSE)
239                 bootverbose++;
240
241         /*
242          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
243          */
244         kprintf("%s", version);
245         startrtclock();
246         printcpuinfo();
247         panicifcpuunsupported();
248 #ifdef PERFMON
249         perfmon_init();
250 #endif
251         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
252                 (intmax_t)ptoa(Maxmem),
253                 (intmax_t)ptoa(Maxmem) / 1024 / 1024);
254         /*
255          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
256          */
257         if (bootverbose) {
258                 int indx;
259
260                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
261                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
262                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
263
264                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
265                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
266                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
267                                 (intmax_t)size1,
268                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
269                 }
270         }
271
272         /*
273          * Allocate space for system data structures.
274          * The first available kernel virtual address is in "v".
275          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
276          * As pages of memory are allocated and cleared,
277          * "firstaddr" is incremented.
278          * An index into the kernel page table corresponding to the
279          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
280          */
281
282         /*
283          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
284          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
285          * addresses to the various data structures.
286          */
287         firstaddr = 0;
288 again:
289         v = (caddr_t)firstaddr;
290
291 #define valloc(name, type, num) \
292             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
293 #define valloclim(name, type, num, lim) \
294             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
295
296         /*
297          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
298          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
299          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
300          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
301          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
302          * maxbcache bytes.
303          *
304          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
305          */
306         if (nbuf == 0) {
307                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
308                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
309
310                 nbuf = 50;
311                 if (kbytes > 4096)
312                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
313                 if (kbytes > 65536)
314                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
315                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
316                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
317         }
318
319         /*
320          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
321          * kernel_map.
322          */
323         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
324                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
325                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
326         }
327
328         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
329 #ifdef NSWBUF_MIN
330         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
331                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
332 #endif
333 #ifdef DIRECTIO
334         ffs_rawread_setup();
335 #endif
336
337         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
338         valloc(buf, struct buf, nbuf);
339
340         /*
341          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
342          */
343         if (firstaddr == 0) {
344                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
345                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
346                 if (firstaddr == 0)
347                         panic("startup: no room for tables");
348                 goto again;
349         }
350
351         /*
352          * End of second pass, addresses have been assigned
353          */
354         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
355                 panic("startup: table size inconsistency");
356
357         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
358                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
359         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
360                       (nbuf*BKVASIZE));
361         buffer_map.system_map = 1;
362         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
363                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
364         pager_map.system_map = 1;
365
366 #if defined(USERCONFIG)
367         userconfig();
368         cninit();               /* the preferred console may have changed */
369 #endif
370
371         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
372                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
373                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
374
375         /*
376          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
377          */
378         bufinit();
379         vm_pager_bufferinit();
380
381 #ifdef SMP
382         /*
383          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
384          */
385         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
386         mp_announce();
387 #endif  /* SMP */
388         cpu_setregs();
389 }
390
391 /*
392  * Send an interrupt to process.
393  *
394  * Stack is set up to allow sigcode stored
395  * at top to call routine, followed by kcall
396  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
397  * resets the signal mask, the stack, and the
398  * frame pointer, it returns to the user
399  * specified pc, psl.
400  */
401 void
402 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
403 {
404         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
405         struct proc *p = lp->lwp_proc;
406         struct trapframe *regs;
407         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
408         struct sigframe sf, *sfp;
409         int oonstack;
410         char *sp;
411
412         regs = lp->lwp_md.md_regs;
413         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
414
415         /* Save user context */
416         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
417         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
418         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
419         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
420         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
421         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
422
423         /* Make the size of the saved context visible to userland */
424         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
425
426         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
427         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
428                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
429
430         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
431         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
432             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
433                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
434                               sizeof(struct sigframe));
435                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
436         } else {
437                 /* We take red zone into account */
438                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
439         }
440
441         /* Align to 16 bytes */
442         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
443
444         /* Translate the signal is appropriate */
445         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
446                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
447                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
448         }
449
450         /*
451          * Build the argument list for the signal handler.
452          *
453          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
454          */
455         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
456         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
457
458         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
459                 /*
460                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
461                  *
462                  * action(signo, siginfo, ucontext)
463                  */
464                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
465                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
466                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
467
468                 /* fill siginfo structure */
469                 sf.sf_si.si_signo = sig;
470                 sf.sf_si.si_code = code;
471                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
472         } else {
473                 /*
474                  * Old FreeBSD-style arguments.
475                  *
476                  * handler (signo, code, [uc], addr)
477                  */
478                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
479                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
480                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
481         }
482
483         /*
484          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
485          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
486          * eflags.
487          */
488 #if JG
489         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
490                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
491                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
492
493                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
494                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
495                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
496                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
497
498                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
499                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
500                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
501                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
502
503                 /*
504                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
505                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
506                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
507                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
508                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
509                  */
510                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
511         }
512 #endif
513
514         /*
515          * Save the FPU state and reinit the FP unit
516          */
517         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
518
519         /*
520          * Copy the sigframe out to the user's stack.
521          */
522         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
523                 /*
524                  * Something is wrong with the stack pointer.
525                  * ...Kill the process.
526                  */
527                 sigexit(lp, SIGILL);
528         }
529
530         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
531         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
532
533         /*
534          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
535          * on function entry
536          */
537         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
538
539         /*
540          * 64 bit mode has a code and stack selector but
541          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
542          * stored in-context.
543          */
544         regs->tf_cs = _ucodesel;
545         regs->tf_ss = _udatasel;
546 }
547
548 /*
549  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
550  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
551  * issue.
552  *
553  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
554  * bad idea?
555  */
556 int
557 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
558 {
559         frame->tf_cs = _ucodesel;
560         frame->tf_ss = _udatasel;
561         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
562         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
563         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
564
565         return(0);
566 }
567
568 /*
569  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
570  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
571  */
572 int
573 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
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 proc *p = lp->lwp_proc;
599         struct trapframe *regs;
600         ucontext_t uc;
601         ucontext_t *ucp;
602         register_t rflags;
603         int cs;
604         int error;
605
606         /*
607          * We have to copy the information into kernel space so userland
608          * can't modify it while we are sniffing it.
609          */
610         regs = lp->lwp_md.md_regs;
611         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
612         if (error)
613                 return (error);
614         ucp = &uc;
615         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
616
617         /* VM (8086) mode not supported */
618         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
619
620 #if JG
621         if (eflags & PSL_VM) {
622                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
623                 struct vm86_kernel *vm86;
624
625                 /*
626                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
627                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
628                  */
629                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
630                         return (EINVAL);
631                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
632                 if (vm86->vm86_inited == 0)
633                         return (EINVAL);
634
635                 /* go back to user mode if both flags are set */
636                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
637                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
638
639                 if (vm86->vm86_has_vme) {
640                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
641                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
642                 } else {
643                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
644                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
645                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
646                 }
647                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
648                 tf->tf_eflags = eflags;
649                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
650                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
651                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
652                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
653                 tf->tf_ds = _udatasel;
654                 tf->tf_es = _udatasel;
655                 tf->tf_fs = _udatasel;
656                 tf->tf_gs = _udatasel;
657         } else
658 #endif
659         {
660                 /*
661                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
662                  */
663                 /*
664                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
665                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
666                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
667                  * the signal context during signal handling and there is no
668                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
669                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
670                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
671                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
672                  */
673                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
674                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
675                         return(EINVAL);
676                 }
677
678                 /*
679                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
680                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
681                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
682                  */
683                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
684                 if (!CS_SECURE(cs)) {
685                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
686                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
687                         return(EINVAL);
688                 }
689                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
690         }
691
692         /*
693          * Restore the FPU state from the frame
694          */
695         crit_enter();
696         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
697
698         /*
699          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
700          * semantics against system calls.
701          */
702         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
703                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
704
705         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
706                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
707         else
708                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
709
710         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
711         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
712         crit_exit();
713         return(EJUSTRETURN);
714 }
715
716 /*
717  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
718  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
719  * already been pushed on the stack.
720  */
721 struct upc_frame {
722         register_t      rax;
723         register_t      rcx;
724         register_t      rdx;
725         register_t      flags;
726         register_t      oldip;
727 };
728
729 void
730 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
731 {
732         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
733         struct trapframe *regs;
734         struct upcall upcall;
735         struct upc_frame upc_frame;
736         int     crit_count = 0;
737
738         /*
739          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
740          * context, switch back to the virtual kernel context before
741          * trying to post the signal.
742          */
743         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
744                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
745                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
746         }
747
748         /*
749          * Get the upcall data structure
750          */
751         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
752             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
753         ) {
754                 vu->vu_pending = 0;
755                 kprintf("bad upcall address\n");
756                 return;
757         }
758
759         /*
760          * If the data structure is already marked pending or has a critical
761          * section count, mark the data structure as pending and return 
762          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
763          */
764         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
765                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
766                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
767                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
768                                 sizeof(upcall.upc_pending));
769                 }
770                 return;
771         }
772
773         /*
774          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
775          *
776          * Bump our critical section count and set or clear the
777          * user pending flag depending on whether more upcalls are
778          * pending.  The user will be responsible for calling 
779          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
780          */
781         vu->vu_pending = 0;
782         upcall.upc_pending = morepending;
783         ++crit_count;
784         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
785                 sizeof(upcall.upc_pending));
786         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
787                 sizeof(int));
788
789         /*
790          * Construct a stack frame and issue the upcall
791          */
792         regs = lp->lwp_md.md_regs;
793         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
794         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
795         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
796         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
797         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
798         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
799             sizeof(upc_frame)) != 0) {
800                 kprintf("bad stack on upcall\n");
801         } else {
802                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
803                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
804                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
805                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
806                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
807         }
808 }
809
810 /*
811  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
812  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
813  * being overwritten by the syscall return value.
814  *
815  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
816  * and the function pointer in %eax.  
817  */
818 int
819 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
820 {
821         struct upc_frame upc_frame;
822         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
823         struct trapframe *regs;
824         int error;
825         struct upcall upcall;
826         int crit_count;
827
828         regs = lp->lwp_md.md_regs;
829
830         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
831         if (error == 0) {
832             if (vu) {
833                 /*
834                  * This jumps us to the next ready context.
835                  */
836                 vu->vu_pending = 0;
837                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
838                 crit_count = 0;
839                 if (error == 0)
840                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
841                 ++crit_count;
842                 if (error == 0)
843                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
844                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
845                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
846                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
847                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
848                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
849             } else {
850                 /*
851                  * This returns us to the originally interrupted code.
852                  */
853                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
854                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
855                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
856                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
857                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
858                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
859                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
860                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
861             }
862         }
863         if (error == 0)
864                 error = EJUSTRETURN;
865         return(error);
866 }
867
868 /*
869  * Machine dependent boot() routine
870  *
871  * I haven't seen anything to put here yet
872  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
873  */
874 void
875 cpu_boot(int howto)
876 {
877 }
878
879 /*
880  * Shutdown the CPU as much as possible
881  */
882 void
883 cpu_halt(void)
884 {
885         for (;;)
886                 __asm__ __volatile("hlt");
887 }
888
889 /*
890  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
891  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
892  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
893  *
894  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
895  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
896  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
897  * critical section.
898  *
899  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
900  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
901  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
902  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
903  */
904 static int      cpu_idle_hlt = 1;
905 static int      cpu_idle_hltcnt;
906 static int      cpu_idle_spincnt;
907 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
908     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
909 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
910     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
911 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
912     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
913
914 static void
915 cpu_idle_default_hook(void)
916 {
917         /*
918          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
919          * following the sti.
920          */
921         __asm __volatile("sti; hlt");
922 }
923
924 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
925 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
926
927 void
928 cpu_idle(void)
929 {
930         struct thread *td = curthread;
931
932         crit_exit();
933         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
934         for (;;) {
935                 /*
936                  * See if there are any LWKTs ready to go.
937                  */
938                 lwkt_switch();
939
940                 /*
941                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
942                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
943                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
944                  */
945                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
946                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
947                         __asm __volatile("cli");
948                         splz();
949                         if (!lwkt_runnable())
950                                 cpu_idle_hook();
951 #ifdef SMP
952                         else
953                                 handle_cpu_contention_mask();
954 #endif
955                         ++cpu_idle_hltcnt;
956                 } else {
957                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
958                         splz();
959 #ifdef SMP
960                         __asm __volatile("sti");
961                         handle_cpu_contention_mask();
962 #else
963                         __asm __volatile("sti");
964 #endif
965                         ++cpu_idle_spincnt;
966                 }
967         }
968 }
969
970 #ifdef SMP
971
972 /*
973  * This routine is called when the only runnable threads require
974  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
975  * we let the scheduler spin.
976  */
977 void
978 handle_cpu_contention_mask(void)
979 {
980         cpumask_t mask;
981
982         mask = cpu_contention_mask;
983         cpu_ccfence();
984         if (mask && bsfl(mask) != mycpu->gd_cpuid)
985                 DELAY(2);
986 }
987
988 /*
989  * This routine is called if a spinlock has been held through the
990  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
991  * we let it spin.
992  */
993 void
994 cpu_spinlock_contested(void)
995 {
996         cpu_pause();
997 }
998
999 #endif
1000
1001 /*
1002  * Clear registers on exec
1003  */
1004 void
1005 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1006 {
1007         struct thread *td = curthread;
1008         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1009         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1010         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1011
1012         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1013         user_ldt_free(pcb);
1014   
1015         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1016         regs->tf_rip = entry;
1017         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1018         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1019         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1020         regs->tf_ss = _udatasel;
1021         regs->tf_cs = _ucodesel;
1022         regs->tf_rbx = ps_strings;
1023
1024         /*
1025          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1026          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1027          */
1028         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1029                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1030                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1031                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1032                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1033                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1034                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1035                 if (pcb == td->td_pcb) {
1036                         /*
1037                          * Clear the debug registers on the running
1038                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1039                          * the next process we switch to.
1040                          */
1041                         reset_dbregs();
1042                 }
1043                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1044         }
1045
1046         /*
1047          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1048          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1049          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1050          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1051          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1052          */
1053         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1054
1055         /*
1056          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1057          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1058          *       may panic in npxdna().
1059          */
1060         crit_enter();
1061         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1062
1063         /*
1064          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1065          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1066          *       code knows what the current MSR values are.
1067          */
1068         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1069         pcb->pcb_gsbase = 0;
1070         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1071         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1072         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1073         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1074
1075         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1076         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1077         crit_exit();
1078
1079         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1080         pcb->pcb_es = _udatasel;
1081         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1082         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1083 }
1084
1085 void
1086 cpu_setregs(void)
1087 {
1088         register_t cr0;
1089
1090         cr0 = rcr0();
1091         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1092         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1093         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1094         load_cr0(cr0);
1095         load_gs(_udatasel);
1096 }
1097
1098 static int
1099 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1100 {
1101         int error;
1102         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1103                 req);
1104         if (!error && req->newptr)
1105                 resettodr();
1106         return (error);
1107 }
1108
1109 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1110         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1111
1112 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1113         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1114
1115 #if JG
1116 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1117         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1118 #endif
1119
1120 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1121         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1122
1123 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1124 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1125         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1126
1127 /*
1128  * Initialize 386 and configure to run kernel
1129  */
1130
1131 /*
1132  * Initialize segments & interrupt table
1133  */
1134
1135 int _default_ldt;
1136 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1137 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1138 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1139 #if JG
1140 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1141 #endif
1142
1143 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1144 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1145
1146 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1147 extern int has_f00f_bug;
1148 #endif
1149
1150 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1151
1152 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1153 void *proc0paddr;
1154 /* JG alignment? */
1155 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1156
1157
1158 /* software prototypes -- in more palatable form */
1159 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1160 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1161 {       0x0,                    /* segment base address  */
1162         0x0,                    /* length */
1163         0,                      /* segment type */
1164         0,                      /* segment descriptor priority level */
1165         0,                      /* segment descriptor present */
1166         0,                      /* long */
1167         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1168         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1169 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1170 {       0x0,                    /* segment base address  */
1171         0xfffff,                /* length - all address space */
1172         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1173         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1174         1,                      /* segment descriptor present */
1175         1,                      /* long */
1176         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1177         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1178 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1179 {       0x0,                    /* segment base address  */
1180         0xfffff,                /* length - all address space */
1181         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1182         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1183         1,                      /* segment descriptor present */
1184         1,                      /* long */
1185         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1186         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1187 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1188 {       0x0,                    /* segment base address  */
1189         0xfffff,                /* length - all address space */
1190         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1191         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1192         1,                      /* segment descriptor present */
1193         0,                      /* long */
1194         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1195         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1196 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1197 {       0x0,                    /* segment base address  */
1198         0xfffff,                /* length - all address space */
1199         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1200         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1201         1,                      /* segment descriptor present */
1202         0,                      /* long */
1203         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1204         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1205 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1206 {       0x0,                    /* segment base address  */
1207         0xfffff,                /* length - all address space */
1208         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1209         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1210         1,                      /* segment descriptor present */
1211         1,                      /* long */
1212         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1213         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1214 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1215 {
1216         0x0,                    /* segment base address */
1217         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1218         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1219         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1220         1,                      /* segment descriptor present */
1221         0,                      /* long */
1222         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1223         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1224 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1225 {       0x0,                    /* segment base address  */
1226         0x0,                    /* length */
1227         0,                      /* segment type */
1228         0,                      /* segment descriptor priority level */
1229         0,                      /* segment descriptor present */
1230         0,                      /* long */
1231         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1232         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1233 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1234 {       0x0,                    /* segment base address  */
1235         0xfffff,                /* length - all address space */
1236         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1237         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1238         1,                      /* segment descriptor present */
1239         0,                      /* long */
1240         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1241         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1242 };
1243
1244 void
1245 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1246 {
1247         struct gate_descriptor *ip;
1248
1249         ip = idt + idx;
1250         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1251         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1252         ip->gd_ist = ist;
1253         ip->gd_xx = 0;
1254         ip->gd_type = typ;
1255         ip->gd_dpl = dpl;
1256         ip->gd_p = 1;
1257         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1258 }
1259
1260 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1261
1262 extern inthand_t
1263         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1264         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1265         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1266         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1267         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1268         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1269
1270 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1271 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1272 #endif
1273
1274 void
1275 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1276 {
1277         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1278         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1279         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1280         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1281         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1282         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1283         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1284 }
1285
1286 void
1287 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1288 {
1289
1290         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1291         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1292         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1293         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1294         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1295         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1296         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1297         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1298         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1299         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1300 }
1301
1302 void
1303 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1304     struct system_segment_descriptor *sd)
1305 {
1306
1307         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1308         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1309         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1310         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1311         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1312         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1313         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1314         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1315 }
1316
1317 u_int basemem;
1318
1319 /*
1320  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1321  * available physical memory in the system, then test this memory and
1322  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1323  *
1324  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1325  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1326  *
1327  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1328  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1329  *
1330  * XXX first should be vm_paddr_t.
1331  */
1332 static void
1333 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1334 {
1335         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1336         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1337         u_long physmem_tunable;
1338         pt_entry_t *pte;
1339         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1340         u_int32_t smapsize;
1341         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1342
1343         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1344         basemem = 0;
1345         physmap_idx = 0;
1346
1347         /*
1348          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1349          *
1350          * subr_module.c says:
1351          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1352          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1353          */
1354         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1355             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1356         if (smapbase == NULL)
1357                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1358
1359         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1360         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1361
1362         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1363                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1364                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1365                             smap->type, smap->base, smap->length);
1366
1367                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1368                         continue;
1369
1370                 if (smap->length == 0)
1371                         continue;
1372
1373                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1374                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1375                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1376                                         kprintf(
1377         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
1378                                 continue;
1379                         }
1380                 }
1381
1382                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1383                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1384                         continue;
1385                 }
1386
1387                 physmap_idx += 2;
1388                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1389                         kprintf(
1390                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1391                         break;
1392                 }
1393                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1394                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1395         }
1396
1397         /*
1398          * Find the 'base memory' segment for SMP
1399          */
1400         basemem = 0;
1401         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1402                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1403                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1404                         break;
1405                 }
1406         }
1407         if (basemem == 0)
1408                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1409
1410 #ifdef SMP
1411         /* make hole for AP bootstrap code */
1412         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1413
1414         /* Save EBDA address, if any */
1415         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1416         ebda_addr <<= 4;
1417
1418         /* look for the MP hardware - needed for apic addresses */
1419         mp_probe();
1420 #endif
1421
1422         /*
1423          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1424          * highest page of the physical address space.  It should be
1425          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1426          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1427          */
1428         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1429
1430 #ifdef MAXMEM
1431         Maxmem = MAXMEM / 4;
1432 #endif
1433
1434         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1435                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1436
1437         /*
1438          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1439          * in the system.
1440          */
1441         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1442                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1443
1444         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1445             (boothowto & RB_VERBOSE))
1446                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1447
1448         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1449         pmap_bootstrap(&first);
1450
1451         /*
1452          * Size up each available chunk of physical memory.
1453          */
1454         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1455         pa_indx = 0;
1456         da_indx = 1;
1457         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1458         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1459         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1460         pte = CMAP1;
1461
1462         /*
1463          * Get dcons buffer address
1464          */
1465         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1466             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1467                 dcons_addr = 0;
1468
1469         /*
1470          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1471          * round up the start address and round down the end address.
1472          */
1473         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1474                 vm_paddr_t end;
1475
1476                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1477                 if (physmap[i + 1] < end)
1478                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1479                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1480                         int tmp, page_bad, full;
1481                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1482
1483                         full = FALSE;
1484                         /*
1485                          * block out kernel memory as not available.
1486                          */
1487                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1488                                 goto do_dump_avail;
1489
1490                         /*
1491                          * block out dcons buffer
1492                          */
1493                         if (dcons_addr > 0
1494                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1495                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1496                                 goto do_dump_avail;
1497
1498                         page_bad = FALSE;
1499
1500                         /*
1501                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1502                          */
1503                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1504                         cpu_invltlb();
1505
1506                         tmp = *(int *)ptr;
1507                         /*
1508                          * Test for alternating 1's and 0's
1509                          */
1510                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1511                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1512                                 page_bad = TRUE;
1513                         /*
1514                          * Test for alternating 0's and 1's
1515                          */
1516                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1517                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1518                                 page_bad = TRUE;
1519                         /*
1520                          * Test for all 1's
1521                          */
1522                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1523                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1524                                 page_bad = TRUE;
1525                         /*
1526                          * Test for all 0's
1527                          */
1528                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1529                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1530                                 page_bad = TRUE;
1531                         /*
1532                          * Restore original value.
1533                          */
1534                         *(int *)ptr = tmp;
1535
1536                         /*
1537                          * Adjust array of valid/good pages.
1538                          */
1539                         if (page_bad == TRUE)
1540                                 continue;
1541                         /*
1542                          * If this good page is a continuation of the
1543                          * previous set of good pages, then just increase
1544                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1545                          * Note that "end" points one higher than end,
1546                          * making the range >= start and < end.
1547                          * If we're also doing a speculative memory
1548                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1549                          * so that we keep going. The first bad page
1550                          * will terminate the loop.
1551                          */
1552                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1553                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1554                         } else {
1555                                 pa_indx++;
1556                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1557                                         kprintf(
1558                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1559                                         pa_indx--;
1560                                         full = TRUE;
1561                                         goto do_dump_avail;
1562                                 }
1563                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1564                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1565                         }
1566                         physmem++;
1567 do_dump_avail:
1568                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1569                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1570                         } else {
1571                                 da_indx++;
1572                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1573                                         da_indx--;
1574                                         goto do_next;
1575                                 }
1576                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1577                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1578                         }
1579 do_next:
1580                         if (full)
1581                                 break;
1582                 }
1583         }
1584         *pte = 0;
1585         cpu_invltlb();
1586
1587         /*
1588          * XXX
1589          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1590          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1591          * calculation, etc.).
1592          */
1593         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1594             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1595                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1596                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1597                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1598         }
1599
1600         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1601
1602         /* Trim off space for the message buffer. */
1603         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1604
1605         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1606
1607         /* Map the message buffer. */
1608         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1609                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1610                     off);
1611 }
1612
1613 /*
1614  * IDT VECTORS:
1615  *      0       Divide by zero
1616  *      1       Debug
1617  *      2       NMI
1618  *      3       BreakPoint
1619  *      4       OverFlow
1620  *      5       Bound-Range
1621  *      6       Invalid OpCode
1622  *      7       Device Not Available (x87)
1623  *      8       Double-Fault
1624  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1625  *      10      Invalid-TSS
1626  *      11      Segment not present
1627  *      12      Stack
1628  *      13      General Protection
1629  *      14      Page Fault
1630  *      15      Reserved
1631  *      16      x87 FP Exception pending
1632  *      17      Alignment Check
1633  *      18      Machine Check
1634  *      19      SIMD floating point
1635  *      20-31   reserved
1636  *      32-255  INTn/external sources
1637  */
1638 u_int64_t
1639 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1640 {
1641         caddr_t kmdp;
1642         int gsel_tss, x;
1643 #if JG
1644         int metadata_missing, off;
1645 #endif
1646         struct mdglobaldata *gd;
1647         u_int64_t msr;
1648
1649         /*
1650          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1651          */
1652         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1653         bzero(gd, sizeof(*gd));
1654
1655         /*
1656          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1657          * early in the boot sequence because the system assumes
1658          * that 'curthread' is never NULL.
1659          */
1660
1661         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1662         thread0.td_gd = &gd->mi;
1663
1664         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1665
1666 #if JG
1667         metadata_missing = 0;
1668         if (bootinfo.bi_modulep) {
1669                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1670                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1671         } else {
1672                 metadata_missing = 1;
1673         }
1674         if (bootinfo.bi_envp)
1675                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1676 #endif
1677
1678         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1679         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1680         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1681         if (kmdp == NULL)
1682                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1683         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1684         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1685 #ifdef DDB
1686         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1687         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1688 #endif
1689
1690         /*
1691          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1692          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1693          */
1694         ncpus = 1;
1695         ncpus2 = 1;
1696         ncpus_fit = 1;
1697         /* Init basic tunables, hz etc */
1698         init_param1();
1699
1700         /*
1701          * make gdt memory segments
1702          */
1703         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1704                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1705
1706         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1707
1708         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1709                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1710                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1711         }
1712         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1713             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1714
1715         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1716         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1717         lgdt(&r_gdt);
1718
1719         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1720         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1721         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1722
1723         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1724         cpu_gdinit(gd, 0);
1725         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1726         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1727         safepri = TDPRI_MAX;
1728
1729         /* spinlocks and the BGL */
1730         init_locks();
1731
1732         /* exceptions */
1733         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1734                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1735         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1736         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1737         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1738         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1739         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1742         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1744         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1747         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1748         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1749         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1750         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1751         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1752         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1753         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1754
1755         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1756         r_idt.rd_base = (long) idt;
1757         lidt(&r_idt);
1758
1759         /*
1760          * Initialize the console before we print anything out.
1761          */
1762         cninit();
1763
1764 #if JG
1765         if (metadata_missing)
1766                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1767 #endif
1768
1769 #if     NISA >0
1770         isa_defaultirq();
1771 #endif
1772         rand_initialize();
1773
1774 #ifdef DDB
1775         kdb_init();
1776         if (boothowto & RB_KDB)
1777                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1778 #endif
1779
1780 #if JG
1781         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1782         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1783         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1784 #endif
1785         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1786         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1787
1788         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1789         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1790                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1791                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1792         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1793         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~0xFul;
1794         gd->gd_rsp0 = gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
1795
1796         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1797         gd->gd_common_tss.tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1798
1799         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1800         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1801
1802         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1803         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1804         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1805         ltr(gsel_tss);
1806
1807         /* Set up the fast syscall stuff */
1808         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1809         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1810         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1811         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1812         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1813               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1814         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1815         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1816
1817         getmemsize(kmdp, physfree);
1818         init_param2(physmem);
1819
1820         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1821
1822         /* Map the message buffer. */
1823 #if JG
1824         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1825                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1826 #endif
1827
1828         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1829
1830
1831         /* transfer to user mode */
1832
1833         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1834         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1835         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1836
1837         load_ds(_udatasel);
1838         load_es(_udatasel);
1839         load_fs(_udatasel);
1840
1841         /* setup proc 0's pcb */
1842         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1843         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1844         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1845         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1846
1847         /* Location of kernel stack for locore */
1848         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1849 }
1850
1851 /*
1852  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1853  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1854  * data space were allocated in locore.
1855  *
1856  * Note: the idlethread's cpl is 0
1857  *
1858  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1859  */
1860 void
1861 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1862 {
1863         if (cpu)
1864                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1865
1866         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1867                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1868                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1869                         0, &gd->mi);
1870         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1871         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1872         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1873         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1874 }
1875
1876 int
1877 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1878 {
1879         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1880             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1881                 return (TRUE);
1882         }
1883         return (FALSE);
1884 }
1885
1886 struct globaldata *
1887 globaldata_find(int cpu)
1888 {
1889         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1890         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1891 }
1892
1893 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1894 static void f00f_hack(void *unused);
1895 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1896
1897 static void
1898 f00f_hack(void *unused) 
1899 {
1900         struct gate_descriptor *new_idt;
1901         vm_offset_t tmp;
1902
1903         if (!has_f00f_bug)
1904                 return;
1905
1906         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1907
1908         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1909
1910         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1911         if (tmp == 0)
1912                 panic("kmem_alloc returned 0");
1913         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1914                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1915         /* Put the first seven entries in the lower page */
1916         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1917         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1918         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1919         lidt(&r_idt);
1920         idt = new_idt;
1921         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1922                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1923                 panic("vm_map_protect failed");
1924         return;
1925 }
1926 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1927
1928 int
1929 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1930 {
1931         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1932         return (0);
1933 }
1934
1935 int
1936 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1937 {
1938         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1939         return (0);
1940 }
1941
1942 int
1943 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1944 {
1945         struct trapframe *tp;
1946
1947         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1948         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1949         return (0);
1950 }
1951
1952 int
1953 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1954 {
1955         struct trapframe *tp;
1956
1957         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1958         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1959             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1960                 return (EINVAL);
1961         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1962         return (0);
1963 }
1964
1965 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1966 static void
1967 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1968 {
1969         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1970         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1971         int i;
1972
1973         /* FPU control/status */
1974         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1975         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1976         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1977         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1978         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1979         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1980         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1981         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1982
1983         /* FPU registers */
1984         for (i = 0; i < 8; ++i)
1985                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1986
1987         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
1988 }
1989
1990 static void
1991 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1992 {
1993         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1994         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1995         int i;
1996
1997         /* FPU control/status */
1998         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1999         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2000         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2001         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2002         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2003         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2004         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2005         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2006
2007         /* FPU registers */
2008         for (i = 0; i < 8; ++i)
2009                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2010
2011         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2012 }
2013 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2014
2015 int
2016 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2017 {
2018 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2019         if (cpu_fxsr) {
2020                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2021                                 (struct save87 *)fpregs);
2022                 return (0);
2023         }
2024 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2025         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2026         return (0);
2027 }
2028
2029 int
2030 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2031 {
2032 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2033         if (cpu_fxsr) {
2034                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2035                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2036                 return (0);
2037         }
2038 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2039         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2040         return (0);
2041 }
2042
2043 int
2044 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2045 {
2046         if (lp == NULL) {
2047                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2048                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2049                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2050                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2051                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2052                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2053                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2054                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2055         } else {
2056                 struct pcb *pcb;
2057
2058                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2059                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2060                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2061                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2062                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2063                 dbregs->dr[4] = 0;
2064                 dbregs->dr[5] = 0;
2065                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2066                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2067         }
2068         return (0);
2069 }
2070
2071 int
2072 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2073 {
2074         if (lp == NULL) {
2075                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2076                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2077                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2078                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2079                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2080                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2081                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2082                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2083         } else {
2084                 struct pcb *pcb;
2085                 struct ucred *ucred;
2086                 int i;
2087                 uint64_t mask1, mask2;
2088
2089                 /*
2090                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2091                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2092                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2093                  * TRCTRAP.
2094                  */
2095                 /* JG this loop looks unreadable */
2096                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2097                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2098                  */
2099                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2100                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2101                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2102                  * carried to decide if it is safe and useful to
2103                  * provide access to that capability
2104                  */
2105                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2106                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2107                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2108                                 return (EINVAL);
2109                 
2110                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2111                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2112
2113                 /*
2114                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2115                  * process's address space.  If a process could do this, it
2116                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2117                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2118                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2119                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2120                  * uid 0.
2121                  *
2122                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2123                  * address space is written into from within the kernel
2124                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2125                  * from within kernel mode?
2126                  */
2127
2128                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2129                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2130                                 /* dr0 is enabled */
2131                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2132                                         return (EINVAL);
2133                         }
2134
2135                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2136                                 /* dr1 is enabled */
2137                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2138                                         return (EINVAL);
2139                         }
2140
2141                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2142                                 /* dr2 is enabled */
2143                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2144                                         return (EINVAL);
2145                         }
2146
2147                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2148                                 /* dr3 is enabled */
2149                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2150                                         return (EINVAL);
2151                         }
2152                 }
2153
2154                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2155                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2156                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2157                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2158                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2159                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2160
2161                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2162         }
2163
2164         return (0);
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2169  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2170  */
2171 int
2172 user_dbreg_trap(void)
2173 {
2174         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2175         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2176         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2177         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2178         int i;
2179         
2180         dr7 = rdr7();
2181         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2182                 /*
2183                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2184                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2185                  * hardware debug registers
2186                  */
2187                 return 0;
2188         }
2189
2190         nbp = 0;
2191         dr6 = rdr6();
2192         bp = dr6 & 0xf;
2193
2194         if (bp == 0) {
2195                 /*
2196                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2197                  * trap was not caused by any of the debug registers
2198                  */
2199                 return 0;
2200         }
2201
2202         /*
2203          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2204          * which ones and if any of them are user space addresses
2205          */
2206
2207         if (bp & 0x01) {
2208                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2209         }
2210         if (bp & 0x02) {
2211                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2212         }
2213         if (bp & 0x04) {
2214                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2215         }
2216         if (bp & 0x08) {
2217                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2218         }
2219
2220         for (i=0; i<nbp; i++) {
2221                 if (addr[i] <
2222                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2223                         /*
2224                          * addr[i] is in user space
2225                          */
2226                         return nbp;
2227                 }
2228         }
2229
2230         /*
2231          * None of the breakpoints are in user space.
2232          */
2233         return 0;
2234 }
2235
2236
2237 #ifndef DDB
2238 void
2239 Debugger(const char *msg)
2240 {
2241         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2242 }
2243 #endif /* no DDB */
2244
2245 #ifdef DDB
2246
2247 /*
2248  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2249  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2250  * called inside DDB.
2251  *
2252  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2253  */
2254
2255 #undef inb
2256 #undef outb
2257
2258 /* silence compiler warnings */
2259 u_char inb(u_int);
2260 void outb(u_int, u_char);
2261
2262 u_char
2263 inb(u_int port)
2264 {
2265         u_char  data;
2266         /*
2267          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2268          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2269          * if we tell it to load (u_short) port.
2270          */
2271         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2272         return (data);
2273 }
2274
2275 void
2276 outb(u_int port, u_char data)
2277 {
2278         u_char  al;
2279         /*
2280          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2281          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2282          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2283          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2284          */
2285         al = data;
2286         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2287 }
2288
2289 #endif /* DDB */
2290
2291
2292
2293 #include "opt_cpu.h"
2294
2295
2296 /*
2297  * initialize all the SMP locks
2298  */
2299
2300 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2301 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2302
2303 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2304 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2305
2306 /* critical region around INTR() routines */
2307 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2308
2309 /* lock region used by kernel profiling */
2310 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2311
2312 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2313 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2314
2315 /* lock regions around the clock hardware */
2316 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2317
2318 static void
2319 init_locks(void)
2320 {
2321         /*
2322          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock 
2323          */
2324         /*
2325          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2326          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2327          */
2328 #ifdef SMP
2329         cpu_get_initial_mplock();
2330 #endif
2331         /* DEPRECATED */
2332         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2333         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2334         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2335         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2336         spin_lock_init(&com_spinlock);
2337         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2338
2339         /* our token pool needs to work early */
2340         lwkt_token_pool_init();
2341 }
2342