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_atalk.h"
  44 #include "opt_compat.h"
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include "opt_ddb.h"
  47 #include "opt_directio.h"
  48 #include "opt_inet.h"
  49 #include "opt_ipx.h"
  50 #include "opt_maxmem.h"
  51 #include "opt_msgbuf.h"
  52 #include "opt_perfmon.h"
  53 #include "opt_swap.h"
  54 #include "opt_userconfig.h"
  55 #include "opt_apic.h"
  56
  57 #include <sys/param.h>
  58 #include <sys/systm.h>
  59 #include <sys/sysproto.h>
  60 #include <sys/signalvar.h>
  61 #include <sys/kernel.h>
  62 #include <sys/linker.h>
  63 #include <sys/malloc.h>
  64 #include <sys/proc.h>
  65 #include <sys/priv.h>
  66 #include <sys/buf.h>
  67 #include <sys/reboot.h>
  68 #include <sys/mbuf.h>
  69 #include <sys/msgbuf.h>
  70 #include <sys/sysent.h>
  71 #include <sys/sysctl.h>
  72 #include <sys/vmmeter.h>
  73 #include <sys/bus.h>
  74 #include <sys/upcall.h>
  75 #include <sys/usched.h>
  76 #include <sys/reg.h>
  77
  78 #include <vm/vm.h>
  79 #include <vm/vm_param.h>
  80 #include <sys/lock.h>
  81 #include <vm/vm_kern.h>
  82 #include <vm/vm_object.h>
  83 #include <vm/vm_page.h>
  84 #include <vm/vm_map.h>
  85 #include <vm/vm_pager.h>
  86 #include <vm/vm_extern.h>
  87
  88 #include <sys/thread2.h>
  89 #include <sys/mplock2.h>
  90
  91 #include <sys/user.h>
  92 #include <sys/exec.h>
  93 #include <sys/cons.h>
  94
  95 #include <ddb/ddb.h>
  96
  97 #include <machine/cpu.h>
  98 #include <machine/clock.h>
  99 #include <machine/specialreg.h>
 100 #include <machine/bootinfo.h>
 101 #include <machine/md_var.h>
 102 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 103 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 104 #include <machine/smp.h>
 105 #ifdef PERFMON
 106 #include <machine/perfmon.h>
 107 #endif
 108 #include <machine/cputypes.h>
 109 #include <machine/intr_machdep.h>
 110
 111 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 112 #include <bus/isa/isa_device.h>
 113 #endif
 114 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
 115 #include <bus/isa/rtc.h>
 116 #include <machine/vm86.h>
 117 #include <sys/random.h>
 118 #include <sys/ptrace.h>
 119 #include <machine/sigframe.h>
 120
 121 #include <sys/machintr.h>
 122 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
 123 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
 124 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
 125
 126 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 127
 128 extern void init386(int first);
 129 extern void dblfault_handler(void);
 130
 131 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 132 extern void finishidentcpu(void);
 133 extern void panicifcpuunsupported(void);
 134 extern void initializecpu(void);
 135
 136 static void cpu_startup(void *);
 137 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 138 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 139 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 140 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 141 #ifdef DIRECTIO
 142 extern void ffs_rawread_setup(void);
 143 #endif /* DIRECTIO */
 144 static void init_locks(void);
 145
 146 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 147
 148 int     _udatasel, _ucodesel;
 149 u_int   atdevbase;
 150 #ifdef SMP
 151 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 152 #else
 153 int64_t tsc_offsets[1];
 154 #endif
 155
 156 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 157 extern int swtch_optim_stats;
 158 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 159         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 160 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 161         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 162 #endif
 163
 164 long physmem = 0;
 165
 166 u_long ebda_addr = 0;
 167
 168 static int
 169 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 170 {
 171         u_long pmem = ctob(physmem);
 172
 173         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
 174         return (error);
 175 }
 176
 177 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
 178         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
 179
 180 static int
 181 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 182 {
 183         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 184                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 185         return (error);
 186 }
 187
 188 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 189         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 190
 191 static int
 192 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 193 {
 194         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 195                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
 196         return (error);
 197 }
 198
 199 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 200         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 201
 202 vm_paddr_t Maxmem;
 203 vm_paddr_t Realmem;
 204
 205 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 206 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 207
 208
 209 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 210 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 211 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 212 static struct trapframe proc0_tf;
 213
 214 static void
 215 cpu_startup(void *dummy)
 216 {
 217         caddr_t v;
 218         vm_size_t size = 0;
 219         vm_offset_t firstaddr;
 220
 221         /*
 222          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 223          */
 224         kprintf("%s", version);
 225         startrtclock();
 226         printcpuinfo();
 227         panicifcpuunsupported();
 228 #ifdef PERFMON
 229         perfmon_init();
 230 #endif
 231         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 232                 (intmax_t)Realmem,
 233                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 234         /*
 235          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 236          */
 237         if (bootverbose) {
 238                 int indx;
 239
 240                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 241                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 242                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 243
 244                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
 245                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
 246                             size1 / PAGE_SIZE);
 247                 }
 248         }
 249
 250         /*
 251          * Allocate space for system data structures.
 252          * The first available kernel virtual address is in "v".
 253          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 254          * As pages of memory are allocated and cleared,
 255          * "firstaddr" is incremented.
 256          * An index into the kernel page table corresponding to the
 257          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 258          */
 259
 260         /*
 261          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 262          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 263          * addresses to the various data structures.
 264          */
 265         firstaddr = 0;
 266 again:
 267         v = (caddr_t)firstaddr;
 268
 269 #define valloc(name, type, num) \
 270             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 271 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 272             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 273
 274         /*
 275          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 276          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 277          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 278          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 279          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 280          * maxbcache bytes.
 281          *
 282          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 283          */
 284         if (nbuf == 0) {
 285                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 286                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 287
 288                 nbuf = 50;
 289                 if (kbytes > 4096)
 290                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 291                 if (kbytes > 65536)
 292                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 293                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 294                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 295         }
 296
 297         /*
 298          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 299          * kernel_map.
 300          */
 301         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 302                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 303                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 304         }
 305
 306         /* limit to 128 on i386 */
 307         nswbuf = max(min(nbuf/4, 128), 16);
 308 #ifdef NSWBUF_MIN
 309         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 310                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 311 #endif
 312 #ifdef DIRECTIO
 313         ffs_rawread_setup();
 314 #endif
 315
 316         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 317         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 318
 319         /*
 320          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 321          */
 322         if (firstaddr == 0) {
 323                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 324                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 325                 if (firstaddr == 0)
 326                         panic("startup: no room for tables");
 327                 goto again;
 328         }
 329
 330         /*
 331          * End of second pass, addresses have been assigned
 332          */
 333         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 334                 panic("startup: table size inconsistency");
 335
 336         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 337                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 338         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 339                       (nbuf*BKVASIZE));
 340         buffer_map.system_map = 1;
 341         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 342                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 343         pager_map.system_map = 1;
 344
 345 #if defined(USERCONFIG)
 346         userconfig();
 347         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 348 #endif
 349
 350         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 351                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
 352                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
 353
 354         /*
 355          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 356          */
 357         bufinit();
 358         vm_pager_bufferinit();
 359
 360         /* Log ELCR information */
 361         elcr_dump();
 362
 363 #ifdef SMP
 364         /*
 365          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
 366          */
 367         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
 368         mp_announce();
 369 #endif  /* SMP */
 370
 371         /* Finalize PIC */
 372         MachIntrABI.finalize();
 373
 374         cpu_setregs();
 375 }
 376
 377 /*
 378  * Send an interrupt to process.
 379  *
 380  * Stack is set up to allow sigcode stored
 381  * at top to call routine, followed by kcall
 382  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 383  * resets the signal mask, the stack, and the
 384  * frame pointer, it returns to the user
 385  * specified pc, psl.
 386  */
 387 void
 388 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 389 {
 390         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 391         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 392         struct trapframe *regs;
 393         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 394         struct sigframe sf, *sfp;
 395         int oonstack;
 396
 397         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 398         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 399
 400         /* save user context */
 401         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 402         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 403         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 404         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 405         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 406
 407         /* make the size of the saved context visible to userland */
 408         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 409
 410         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 411         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 412                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 413
 414         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 415         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 416             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 417                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 418                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 419                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 420         } else {
 421                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 422         }
 423
 424         /* Translate the signal is appropriate */
 425         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 426                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 427                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 428         }
 429
 430         /* Build the argument list for the signal handler. */
 431         sf.sf_signum = sig;
 432         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 433         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 434                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 435                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 436                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 437
 438                 /* fill siginfo structure */
 439                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 440                 sf.sf_si.si_code = code;
 441                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 442         }
 443         else {
 444                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 445                 sf.sf_siginfo = code;
 446                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 447                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 448         }
 449
 450         /*
 451          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 452          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 453          * eflags.
 454          */
 455         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 456                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 457                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 458
 459                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 460                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 461                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 462                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 463
 464                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 465                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 466                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 467                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 468
 469                 /*
 470                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 471                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 472                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 473                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 474                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 475                  */
 476                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 477         }
 478
 479         /*
 480          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 481          */
 482         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 483
 484         /*
 485          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 486          */
 487         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 488                 /*
 489                  * Something is wrong with the stack pointer.
 490                  * ...Kill the process.
 491                  */
 492                 sigexit(lp, SIGILL);
 493         }
 494
 495         regs->tf_esp = (int)sfp;
 496         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 497
 498         /*
 499          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 500          * on function entry
 501          */
 502         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 503
 504         regs->tf_cs = _ucodesel;
 505         regs->tf_ds = _udatasel;
 506         regs->tf_es = _udatasel;
 507
 508         /*
 509          * Allow the signal handler to inherit %fs in addition to %gs as
 510          * the userland program might be using both.
 511          *
 512          * However, if a T_PROTFLT occured the segment registers could be
 513          * totally broken.  They must be reset in order to be able to
 514          * return to userland.
 515          */
 516         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 517                 regs->tf_fs = _udatasel;
 518                 regs->tf_gs = _udatasel;
 519         }
 520         regs->tf_ss = _udatasel;
 521 }
 522
 523 /*
 524  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 525  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 526  * issue.
 527  *
 528  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 529  * bad idea?
 530  */
 531 int
 532 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 533 {
 534         frame->tf_cs = _ucodesel;
 535         frame->tf_ds = _udatasel;
 536         frame->tf_es = _udatasel;       /* XXX allow userland this one too? */
 537 #if 0
 538         frame->tf_fs = _udatasel;
 539         frame->tf_gs = _udatasel;
 540 #endif
 541         frame->tf_ss = _udatasel;
 542         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 543         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 544         return(0);
 545 }
 546
 547 int
 548 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 549 {
 550          struct segment_descriptor *desc;
 551          int i;
 552
 553          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 554                 desc = &tls->tls[i];
 555                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 556                         continue;
 557                 if (desc->sd_def32 == 0)
 558                         return(ENXIO);
 559                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 560                         return(ENXIO);
 561                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 562                         return(ENXIO);
 563                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 564                         return(ENXIO);
 565          }
 566          return(0);
 567 }
 568
 569 /*
 570  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 571  *
 572  * System call to cleanup state after a signal
 573  * has been taken.  Reset signal mask and
 574  * stack state from context left by sendsig (above).
 575  * Return to previous pc and psl as specified by
 576  * context left by sendsig. Check carefully to
 577  * make sure that the user has not modified the
 578  * state to gain improper privileges.
 579  *
 580  * MPSAFE
 581  */
 582 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 583 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 584
 585 int
 586 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 587 {
 588         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 589         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 590         struct trapframe *regs;
 591         ucontext_t uc;
 592         ucontext_t *ucp;
 593         int cs;
 594         int eflags;
 595         int error;
 596
 597         /*
 598          * We have to copy the information into kernel space so userland
 599          * can't modify it while we are sniffing it.
 600          */
 601         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 602         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 603         if (error)
 604                 return (error);
 605         ucp = &uc;
 606         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 607
 608         if (eflags & PSL_VM) {
 609                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 610                 struct vm86_kernel *vm86;
 611
 612                 /*
 613                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 614                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 615                  */
 616                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 617                         return (EINVAL);
 618                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 619                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 620                         return (EINVAL);
 621
 622                 /* go back to user mode if both flags are set */
 623                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 624                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 625
 626                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 627                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 628                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 629                 } else {
 630                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 631                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 632                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 633                 }
 634                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 635                 tf->tf_eflags = eflags;
 636                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 637                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 638                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 639                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 640                 tf->tf_ds = _udatasel;
 641                 tf->tf_es = _udatasel;
 642 #if 0
 643                 tf->tf_fs = _udatasel;
 644                 tf->tf_gs = _udatasel;
 645 #endif
 646         } else {
 647                 /*
 648                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 649                  */
 650                 /*
 651                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 652                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 653                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 654                  * the signal context during signal handling and there is no
 655                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 656                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 657                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 658                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 659                  */
 660                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 661                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 662                         return(EINVAL);
 663                 }
 664
 665                 /*
 666                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 667                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 668                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 669                  */
 670                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 671                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 672                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 673                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 674                         return(EINVAL);
 675                 }
 676                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 677         }
 678
 679         /*
 680          * Restore the FPU state from the frame
 681          */
 682         crit_enter();
 683         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 684
 685         /*
 686          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 687          * semantics against system calls.
 688          */
 689         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 690                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 691
 692         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 693                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 694         else
 695                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 696
 697         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 698         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 699         crit_exit();
 700         return(EJUSTRETURN);
 701 }
 702
 703 /*
 704  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 705  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 706  * already been pushed on the stack.
 707  */
 708 struct upc_frame {
 709         register_t      eax;
 710         register_t      ecx;
 711         register_t      edx;
 712         register_t      flags;
 713         register_t      oldip;
 714 };
 715
 716 void
 717 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 718 {
 719         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 720         struct trapframe *regs;
 721         struct upcall upcall;
 722         struct upc_frame upc_frame;
 723         int     crit_count = 0;
 724
 725         /*
 726          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 727          * context, switch back to the virtual kernel context before
 728          * trying to post the signal.
 729          */
 730         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 731                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 732                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 733         }
 734
 735         /*
 736          * Get the upcall data structure
 737          */
 738         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 739             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 740         ) {
 741                 vu->vu_pending = 0;
 742                 kprintf("bad upcall address\n");
 743                 return;
 744         }
 745
 746         /*
 747          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 748          * section count, mark the data structure as pending and return
 749          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 750          */
 751         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 752                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 753                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 754                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 755                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 756                 }
 757                 return;
 758         }
 759
 760         /*
 761          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 762          *
 763          * Bump our critical section count and set or clear the
 764          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 765          * pending.  The user will be responsible for calling
 766          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 767          */
 768         vu->vu_pending = 0;
 769         upcall.upc_pending = morepending;
 770         ++crit_count;
 771         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 772                 sizeof(upcall.upc_pending));
 773         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 774                 sizeof(int));
 775
 776         /*
 777          * Construct a stack frame and issue the upcall
 778          */
 779         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 780         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 781         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 782         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 783         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 784         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 785         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 786             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 787                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 788         } else {
 789                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 790                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 791                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 792                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 793                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 794         }
 795 }
 796
 797 /*
 798  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 799  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 800  * being overwritten by the syscall return value.
 801  *
 802  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 803  * and the function pointer in %eax.
 804  */
 805 int
 806 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 807 {
 808         struct upc_frame upc_frame;
 809         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 810         struct trapframe *regs;
 811         int error;
 812         struct upcall upcall;
 813         int crit_count;
 814
 815         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 816
 817         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 818         if (error == 0) {
 819             if (vu) {
 820                 /*
 821                  * This jumps us to the next ready context.
 822                  */
 823                 vu->vu_pending = 0;
 824                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 825                 crit_count = 0;
 826                 if (error == 0)
 827                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 828                 ++crit_count;
 829                 if (error == 0)
 830                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 831                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 832                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 833                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 834                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 835                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 836             } else {
 837                 /*
 838                  * This returns us to the originally interrupted code.
 839                  */
 840                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 841                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 842                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 843                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 844                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 845                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 846                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 847                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 848             }
 849         }
 850         if (error == 0)
 851                 error = EJUSTRETURN;
 852         return(error);
 853 }
 854
 855 /*
 856  * Machine dependent boot() routine
 857  *
 858  * I haven't seen anything to put here yet
 859  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 860  */
 861 void
 862 cpu_boot(int howto)
 863 {
 864 }
 865
 866 /*
 867  * Shutdown the CPU as much as possible
 868  */
 869 void
 870 cpu_halt(void)
 871 {
 872         for (;;)
 873                 __asm__ __volatile("hlt");
 874 }
 875
 876 /*
 877  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 878  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 879  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 880  *
 881  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 882  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 883  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 884  * critical section.
 885  *
 886  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
 887  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
 888  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
 889  *       lwkt_switch() sets RQF_WAKEUP. We usually check
 890  *       RQF_IDLECHECK_WK_MASK.
 891  *
 892  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
 893  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
 894  */
 895 static int      cpu_idle_hlt = 2;
 896 static int      cpu_idle_hltcnt;
 897 static int      cpu_idle_spincnt;
 898 static u_int    cpu_idle_repeat = 4;
 899 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 900     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 901 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 902     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 903 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 904     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 905 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
 906     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
 907
 908 static void
 909 cpu_idle_default_hook(void)
 910 {
 911         /*
 912          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 913          * following the sti.
 914          */
 915         __asm __volatile("sti; hlt");
 916 }
 917
 918 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 919 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 920
 921 void
 922 cpu_idle(void)
 923 {
 924         globaldata_t gd = mycpu;
 925         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
 926         int reqflags;
 927         int quick;
 928
 929         crit_exit();
 930         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 931         for (;;) {
 932                 /*
 933                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 934                  */
 935                 lwkt_switch();
 936
 937                 /*
 938                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
 939                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
 940                  * splz() does the job.
 941                  *
 942                  * cpu_idle_hlt:
 943                  *      0       Never halt, just spin
 944                  *
 945                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
 946                  *              This typically eats more power than the
 947                  *              ACPI halt.
 948                  *
 949                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
 950                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
 951                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
 952                  *
 953                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
 954                  *              eats the least amount of power but the cpu
 955                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
 956                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
 957                  *
 958                  *
 959                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
 960                  *       section.
 961                  *
 962                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.  Also we
 963                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
 964                  *       it overflows.
 965                  */
 966                 ++gd->gd_idle_repeat;
 967                 reqflags = gd->gd_reqflags;
 968                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
 969                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
 970                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
 971
 972                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
 973                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 974                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
 975                         ++cpu_idle_hltcnt;
 976                 } else if (cpu_idle_hlt) {
 977                         __asm __volatile("cli");
 978                         splz();
 979                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
 980                                 if (quick)
 981                                         cpu_idle_default_hook();
 982                                 else
 983                                         cpu_idle_hook();
 984                         }
 985                         __asm __volatile("sti");
 986                         ++cpu_idle_hltcnt;
 987                 } else {
 988                         splz();
 989                         __asm __volatile("sti");
 990                         ++cpu_idle_spincnt;
 991                 }
 992         }
 993 }
 994
 995 #ifdef SMP
 996
 997 /*
 998  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 999  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1000  * we let it spin.
1001  */
1002 void
1003 cpu_spinlock_contested(void)
1004 {
1005         cpu_pause();
1006 }
1007
1008 #endif
1009
1010 /*
1011  * Clear registers on exec
1012  */
1013 void
1014 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1015 {
1016         struct thread *td = curthread;
1017         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1018         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1019         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1020
1021         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1022         user_ldt_free(pcb);
1023
1024         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1025         regs->tf_eip = entry;
1026         regs->tf_esp = stack;
1027         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
1028         regs->tf_ss = _udatasel;
1029         regs->tf_ds = _udatasel;
1030         regs->tf_es = _udatasel;
1031         regs->tf_fs = _udatasel;
1032         regs->tf_gs = _udatasel;
1033         regs->tf_cs = _ucodesel;
1034
1035         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1036         regs->tf_ebx = ps_strings;
1037
1038         /*
1039          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1040          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1041          */
1042         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1043                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1044                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1045                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1046                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1047                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1048                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1049                 if (pcb == td->td_pcb) {
1050                         /*
1051                          * Clear the debug registers on the running
1052                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1053                          * the next process we switch to.
1054                          */
1055                         reset_dbregs();
1056                 }
1057                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1058         }
1059
1060         /*
1061          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1062          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1063          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1064          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1065          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1066          */
1067         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1068
1069         /*
1070          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1071          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
1072          * in npxdna().
1073          */
1074         crit_enter();
1075         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1076
1077 #if NNPX > 0
1078         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1079         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1080 #endif
1081         crit_exit();
1082
1083         /*
1084          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
1085          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
1086          * return value to 0.
1087          */
1088 }
1089
1090 void
1091 cpu_setregs(void)
1092 {
1093         unsigned int cr0;
1094
1095         cr0 = rcr0();
1096         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1097         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1098         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1099         load_cr0(cr0);
1100         load_gs(_udatasel);
1101 }
1102
1103 static int
1104 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1105 {
1106         int error;
1107         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1108                 req);
1109         if (!error && req->newptr)
1110                 resettodr();
1111         return (error);
1112 }
1113
1114 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1115         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1116
1117 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1118         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1119
1120 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1121         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1122
1123 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1124         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1125
1126 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1127 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1128         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1129
1130 /*
1131  * Initialize 386 and configure to run kernel
1132  */
1133
1134 /*
1135  * Initialize segments & interrupt table
1136  */
1137
1138 int _default_ldt;
1139 union descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];    /* global descriptor table */
1140 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1141 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1142 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1143
1144 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1145 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1146
1147 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1148 extern int has_f00f_bug;
1149 #endif
1150
1151 static struct i386tss dblfault_tss;
1152 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE];
1153
1154 extern  struct user *proc0paddr;
1155
1156
1157 /* software prototypes -- in more palatable form */
1158 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1159 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1160 {       0x0,                    /* segment base address  */
1161         0x0,                    /* length */
1162         0,                      /* segment type */
1163         0,                      /* segment descriptor priority level */
1164         0,                      /* segment descriptor present */
1165         0, 0,
1166         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1167         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1168 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1169 {       0x0,                    /* segment base address  */
1170         0xfffff,                /* length - all address space */
1171         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1172         0,                      /* segment descriptor priority level */
1173         1,                      /* segment descriptor present */
1174         0, 0,
1175         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1176         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1177 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1178 {       0x0,                    /* segment base address  */
1179         0xfffff,                /* length - all address space */
1180         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1181         0,                      /* segment descriptor priority level */
1182         1,                      /* segment descriptor present */
1183         0, 0,
1184         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1185         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1186 /* GPRIV_SEL    3 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1187 {       0x0,                    /* segment base address  */
1188         0xfffff,                /* length - all address space */
1189         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1190         0,                      /* segment descriptor priority level */
1191         1,                      /* segment descriptor present */
1192         0, 0,
1193         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1194         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1195 /* GPROC0_SEL   4 Proc 0 Tss Descriptor */
1196 {
1197         0x0,                    /* segment base address */
1198         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1199         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1200         0,                      /* segment descriptor priority level */
1201         1,                      /* segment descriptor present */
1202         0, 0,
1203         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1204         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1205 /* GLDT_SEL     5 LDT Descriptor */
1206 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1207         sizeof(ldt)-1,          /* length - all address space */
1208         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1209         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1210         1,                      /* segment descriptor present */
1211         0, 0,
1212         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1213         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1214 /* GUSERLDT_SEL 6 User LDT Descriptor per process */
1215 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1216         (512 * sizeof(union descriptor)-1),             /* length */
1217         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1218         0,                      /* segment descriptor priority level */
1219         1,                      /* segment descriptor present */
1220         0, 0,
1221         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1222         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1223 /* GTGATE_SEL   7 Null Descriptor - Placeholder */
1224 {       0x0,                    /* segment base address  */
1225         0x0,                    /* length - all address space */
1226         0,                      /* segment type */
1227         0,                      /* segment descriptor priority level */
1228         0,                      /* segment descriptor present */
1229         0, 0,
1230         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1231         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1232 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1233 {       0x400,                  /* segment base address */
1234         0xfffff,                /* length */
1235         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1236         0,                      /* segment descriptor priority level */
1237         1,                      /* segment descriptor present */
1238         0, 0,
1239         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1240         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1241 /* GPANIC_SEL   9 Panic Tss Descriptor */
1242 {       (int) &dblfault_tss,    /* segment base address  */
1243         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1244         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1245         0,                      /* segment descriptor priority level */
1246         1,                      /* segment descriptor present */
1247         0, 0,
1248         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1249         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1250 /* GBIOSCODE32_SEL 10 BIOS 32-bit interface (32bit Code) */
1251 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1252         0xfffff,                /* length */
1253         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1254         0,                      /* segment descriptor priority level */
1255         1,                      /* segment descriptor present */
1256         0, 0,
1257         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1258         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1259 /* GBIOSCODE16_SEL 11 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1260 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1261         0xfffff,                /* length */
1262         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1263         0,                      /* segment descriptor priority level */
1264         1,                      /* segment descriptor present */
1265         0, 0,
1266         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1267         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1268 /* GBIOSDATA_SEL 12 BIOS 32-bit interface (Data) */
1269 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1270         0xfffff,                /* length */
1271         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1272         0,                      /* segment descriptor priority level */
1273         1,                      /* segment descriptor present */
1274         0, 0,
1275         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1276         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1277 /* GBIOSUTIL_SEL 13 BIOS 16-bit interface (Utility) */
1278 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1279         0xfffff,                /* length */
1280         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1281         0,                      /* segment descriptor priority level */
1282         1,                      /* segment descriptor present */
1283         0, 0,
1284         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1285         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1286 /* GBIOSARGS_SEL 14 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1287 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1288         0xfffff,                /* length */
1289         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1290         0,                      /* segment descriptor priority level */
1291         1,                      /* segment descriptor present */
1292         0, 0,
1293         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1294         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1295 /* GTLS_START 15 TLS */
1296 {       0x0,                    /* segment base address  */
1297         0x0,                    /* length */
1298         0,                      /* segment type */
1299         0,                      /* segment descriptor priority level */
1300         0,                      /* segment descriptor present */
1301         0, 0,
1302         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1303         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1304 /* GTLS_START+1 16 TLS */
1305 {       0x0,                    /* segment base address  */
1306         0x0,                    /* length */
1307         0,                      /* segment type */
1308         0,                      /* segment descriptor priority level */
1309         0,                      /* segment descriptor present */
1310         0, 0,
1311         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1312         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1313 /* GTLS_END 17 TLS */
1314 {       0x0,                    /* segment base address  */
1315         0x0,                    /* length */
1316         0,                      /* segment type */
1317         0,                      /* segment descriptor priority level */
1318         0,                      /* segment descriptor present */
1319         0, 0,
1320         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1321         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1322 };
1323
1324 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
1325         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1326 {       0x0,                    /* segment base address  */
1327         0x0,                    /* length - all address space */
1328         0,                      /* segment type */
1329         0,                      /* segment descriptor priority level */
1330         0,                      /* segment descriptor present */
1331         0, 0,
1332         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1333         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1334         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1335 {       0x0,                    /* segment base address  */
1336         0x0,                    /* length - all address space */
1337         0,                      /* segment type */
1338         0,                      /* segment descriptor priority level */
1339         0,                      /* segment descriptor present */
1340         0, 0,
1341         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1342         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1343         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1344 {       0x0,                    /* segment base address  */
1345         0x0,                    /* length - all address space */
1346         0,                      /* segment type */
1347         0,                      /* segment descriptor priority level */
1348         0,                      /* segment descriptor present */
1349         0, 0,
1350         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1351         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1352         /* Code Descriptor for user */
1353 {       0x0,                    /* segment base address  */
1354         0xfffff,                /* length - all address space */
1355         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1356         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1357         1,                      /* segment descriptor present */
1358         0, 0,
1359         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1360         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1361         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1362 {       0x0,                    /* segment base address  */
1363         0x0,                    /* length - all address space */
1364         0,                      /* segment type */
1365         0,                      /* segment descriptor priority level */
1366         0,                      /* segment descriptor present */
1367         0, 0,
1368         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1369         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1370         /* Data Descriptor for user */
1371 {       0x0,                    /* segment base address  */
1372         0xfffff,                /* length - all address space */
1373         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1374         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1375         1,                      /* segment descriptor present */
1376         0, 0,
1377         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1378         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1379 };
1380
1381 void
1382 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int selec)
1383 {
1384         struct gate_descriptor *ip;
1385
1386         ip = idt + idx;
1387         ip->gd_looffset = (int)func;
1388         ip->gd_selector = selec;
1389         ip->gd_stkcpy = 0;
1390         ip->gd_xx = 0;
1391         ip->gd_type = typ;
1392         ip->gd_dpl = dpl;
1393         ip->gd_p = 1;
1394         ip->gd_hioffset = ((int)func)>>16 ;
1395 }
1396
1397 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1398
1399 extern inthand_t
1400         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1401         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1402         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1403         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1404         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
1405         IDTVEC(rsvd0);
1406 extern inthand_t
1407         IDTVEC(int0x80_syscall);
1408
1409 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1410 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1411 #endif
1412
1413 void
1414 sdtossd(struct segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1415 {
1416         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1417         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1418         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1419         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1420         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1421         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1422         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1423 }
1424
1425 /*
1426  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1427  * available physical memory in the system, then test this memory and
1428  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1429  *
1430  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1431  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1432  *
1433  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1434  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1435  */
1436 static void
1437 getmemsize(int first)
1438 {
1439         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1440         int hasbrokenint12;
1441         u_int basemem, extmem;
1442         struct vm86frame vmf;
1443         struct vm86context vmc;
1444         vm_offset_t pa;
1445         vm_offset_t physmap[PHYSMAP_ENTRIES*2];
1446         pt_entry_t *pte;
1447         quad_t maxmem;
1448         struct {
1449                 u_int64_t base;
1450                 u_int64_t length;
1451                 u_int32_t type;
1452         } *smap;
1453         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1454
1455         bzero(&vmf, sizeof(struct vm86frame));
1456         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1457         basemem = 0;
1458
1459         /*
1460          * Some newer BIOSes has broken INT 12H implementation which cause
1461          * kernel panic immediately. In this case, we need to scan SMAP
1462          * with INT 15:E820 first, then determine base memory size.
1463          */
1464         hasbrokenint12 = 0;
1465         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
1466         if (hasbrokenint12) {
1467                 goto int15e820;
1468         }
1469
1470         /*
1471          * Perform "base memory" related probes & setup.  If we get a crazy
1472          * value give the bios some scribble space just in case.
1473          */
1474         vm86_intcall(0x12, &vmf);
1475         basemem = vmf.vmf_ax;
1476         if (basemem > 640) {
1477                 kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1478                         "truncating to < 640K\n", basemem);
1479                 basemem = 636;
1480         }
1481
1482         /*
1483          * XXX if biosbasemem is now < 640, there is a `hole'
1484          * between the end of base memory and the start of
1485          * ISA memory.  The hole may be empty or it may
1486          * contain BIOS code or data.  Map it read/write so
1487          * that the BIOS can write to it.  (Memory from 0 to
1488          * the physical end of the kernel is mapped read-only
1489          * to begin with and then parts of it are remapped.
1490          * The parts that aren't remapped form holes that
1491          * remain read-only and are unused by the kernel.
1492          * The base memory area is below the physical end of
1493          * the kernel and right now forms a read-only hole.
1494          * The part of it from PAGE_SIZE to
1495          * (trunc_page(biosbasemem * 1024) - 1) will be
1496          * remapped and used by the kernel later.)
1497          *
1498          * This code is similar to the code used in
1499          * pmap_mapdev, but since no memory needs to be
1500          * allocated we simply change the mapping.
1501          */
1502         for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1503              pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1504                 pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1505                 *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1506         }
1507
1508         /*
1509          * if basemem != 640, map pages r/w into vm86 page table so
1510          * that the bios can scribble on it.
1511          */
1512         pte = vm86paddr;
1513         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1514                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1515
1516 int15e820:
1517         /*
1518          * map page 1 R/W into the kernel page table so we can use it
1519          * as a buffer.  The kernel will unmap this page later.
1520          */
1521         pte = vtopte(KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1522         *pte = (1 << PAGE_SHIFT) | PG_RW | PG_V;
1523
1524         /*
1525          * get memory map with INT 15:E820
1526          */
1527 #define SMAPSIZ         sizeof(*smap)
1528 #define SMAP_SIG        0x534D4150                      /* 'SMAP' */
1529
1530         vmc.npages = 0;
1531         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1532         vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
1533
1534         physmap_idx = 0;
1535         vmf.vmf_ebx = 0;
1536         do {
1537                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
1538                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
1539                 vmf.vmf_ecx = SMAPSIZ;
1540                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
1541                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
1542                         break;
1543                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1544                         kprintf("SMAP type=%02x base=%08x %08x len=%08x %08x\n",
1545                                 smap->type,
1546                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->base + 4),
1547                                 (u_int32_t)smap->base,
1548                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->length + 4),
1549                                 (u_int32_t)smap->length);
1550
1551                 if (smap->type != 0x01)
1552                         goto next_run;
1553
1554                 if (smap->length == 0)
1555                         goto next_run;
1556
1557                 Realmem += smap->length;
1558
1559                 if (smap->base >= 0xffffffffLLU) {
1560                         kprintf("%ju MB of memory above 4GB ignored\n",
1561                                 (uintmax_t)(smap->length / 1024 / 1024));
1562                         goto next_run;
1563                 }
1564
1565                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1566                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1567                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1568                                         kprintf("Overlapping or non-montonic "
1569                                                 "memory region, ignoring "
1570                                                 "second region\n");
1571                                 }
1572                                 Realmem -= smap->length;
1573                                 goto next_run;
1574                         }
1575                 }
1576
1577                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1578                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1579                         goto next_run;
1580                 }
1581
1582                 physmap_idx += 2;
1583                 if (physmap_idx == PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1584                         kprintf("Too many segments in the physical "
1585                                 "address map, giving up\n");
1586                         break;
1587                 }
1588                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1589                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1590 next_run:
1591                 ; /* fix GCC3.x warning */
1592         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
1593
1594         /*
1595          * Perform "base memory" related probes & setup based on SMAP
1596          */
1597         if (basemem == 0) {
1598                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1599                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
1600                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1601                                 break;
1602                         }
1603                 }
1604
1605                 if (basemem == 0) {
1606                         basemem = 640;
1607                 }
1608
1609                 if (basemem > 640) {
1610                         kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1611                                 "truncating to 640K\n", basemem);
1612                         basemem = 640;
1613                 }
1614
1615                 for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1616                      pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1617                         pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1618                         *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1619                 }
1620
1621                 pte = vm86paddr;
1622                 for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1623                         pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1624         }
1625
1626         if (physmap[1] != 0)
1627                 goto physmap_done;
1628
1629         /*
1630          * If we failed above, try memory map with INT 15:E801
1631          */
1632         vmf.vmf_ax = 0xE801;
1633         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
1634                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
1635         } else {
1636 #if 0
1637                 vmf.vmf_ah = 0x88;
1638                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
1639                 extmem = vmf.vmf_ax;
1640 #else
1641                 /*
1642                  * Prefer the RTC value for extended memory.
1643                  */
1644                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
1645 #endif
1646         }
1647
1648         /*
1649          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
1650          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
1651          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
1652          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
1653          * them beyond the limit.
1654          *
1655          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
1656          *      chop it to 15MB.
1657          */
1658         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
1659                 extmem = 15 * 1024;
1660
1661         physmap[0] = 0;
1662         physmap[1] = basemem * 1024;
1663         physmap_idx = 2;
1664         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1665         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1666
1667 physmap_done:
1668         /*
1669          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1670          */
1671
1672 #ifdef SMP
1673         /* make hole for AP bootstrap code YYY */
1674         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1]);
1675
1676         /* Save EBDA address, if any */
1677         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1678         ebda_addr <<= 4;
1679 #endif
1680
1681         /*
1682          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1683          * highest page of the physical address space.  It should be
1684          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1685          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1686          */
1687         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1688
1689 #ifdef MAXMEM
1690         Maxmem = MAXMEM / 4;
1691 #endif
1692
1693         if (kgetenv_quad("hw.physmem", &maxmem))
1694                 Maxmem = atop(maxmem);
1695
1696         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1697             (boothowto & RB_VERBOSE))
1698                 kprintf("Physical memory use set to %lluK\n", Maxmem * 4);
1699
1700         /*
1701          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
1702          * extend the last memory segment to the new limit.
1703          */
1704         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
1705                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa(Maxmem);
1706
1707         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1708         pmap_bootstrap(first, 0);
1709
1710         /*
1711          * Size up each available chunk of physical memory.
1712          */
1713         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1714         pa_indx = 0;
1715         da_indx = 1;
1716         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1717         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1718         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1719
1720         pte = CMAP1;
1721
1722         /*
1723          * Get dcons buffer address
1724          */
1725         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1726             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1727                 dcons_addr = 0;
1728
1729         /*
1730          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1731          * round up the start address and round down the end address.
1732          */
1733         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1734                 vm_offset_t end;
1735
1736                 end = ptoa(Maxmem);
1737                 if (physmap[i + 1] < end)
1738                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1739                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1740                         int tmp, page_bad, full;
1741 #if 0
1742                         int *ptr = 0;
1743 #else
1744                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1745 #endif
1746                         full = FALSE;
1747
1748                         /*
1749                          * block out kernel memory as not available.
1750                          */
1751                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1752                                 goto do_dump_avail;
1753
1754                         /*
1755                          * block out dcons buffer
1756                          */
1757                         if (dcons_addr > 0
1758                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1759                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1760                                 goto do_dump_avail;
1761
1762                         page_bad = FALSE;
1763
1764                         /*
1765                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1766                          */
1767                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1768                         cpu_invltlb();
1769
1770                         tmp = *(int *)ptr;
1771                         /*
1772                          * Test for alternating 1's and 0's
1773                          */
1774                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1775                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa) {
1776                                 page_bad = TRUE;
1777                         }
1778                         /*
1779                          * Test for alternating 0's and 1's
1780                          */
1781                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1782                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555) {
1783                         page_bad = TRUE;
1784                         }
1785                         /*
1786                          * Test for all 1's
1787                          */
1788                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1789                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff) {
1790                                 page_bad = TRUE;
1791                         }
1792                         /*
1793                          * Test for all 0's
1794                          */
1795                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1796                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0) {
1797                                 page_bad = TRUE;
1798                         }
1799                         /*
1800                          * Restore original value.
1801                          */
1802                         *(int *)ptr = tmp;
1803
1804                         /*
1805                          * Adjust array of valid/good pages.
1806                          */
1807                         if (page_bad == TRUE) {
1808                                 continue;
1809                         }
1810                         /*
1811                          * If this good page is a continuation of the
1812                          * previous set of good pages, then just increase
1813                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1814                          * Note that "end" points one higher than end,
1815                          * making the range >= start and < end.
1816                          * If we're also doing a speculative memory
1817                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1818                          * so that we keep going. The first bad page
1819                          * will terminate the loop.
1820                          */
1821                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1822                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1823                         } else {
1824                                 pa_indx++;
1825                                 if (pa_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1826                                         kprintf("Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1827                                         pa_indx--;
1828                                         full = TRUE;
1829                                         goto do_dump_avail;
1830                                 }
1831                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1832                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE;   /* end */
1833                         }
1834                         physmem++;
1835 do_dump_avail:
1836                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1837                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1838                         } else {
1839                                 da_indx++;
1840                                 if (da_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1841                                         da_indx--;
1842                                         goto do_next;
1843                                 }
1844                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
1845                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1846                         }
1847 do_next:
1848                         if (full)
1849                                 break;
1850
1851                 }
1852         }
1853         *pte = 0;
1854         cpu_invltlb();
1855
1856         /*
1857          * XXX
1858          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1859          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1860          * calculation, etc.).
1861          */
1862         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1863             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1864                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1865                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1866                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1867         }
1868
1869         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1870
1871         /* Trim off space for the message buffer. */
1872         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1873
1874         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1875 }
1876
1877 #ifdef SMP
1878 #ifdef APIC_IO
1879 int apic_io_enable = 1; /* Enabled by default for kernels compiled w/APIC_IO */
1880 #else
1881 int apic_io_enable = 0; /* Disabled by default for kernels compiled without */
1882 #endif
1883 #endif
1884
1885 struct machintr_abi MachIntrABI;
1886
1887 /*
1888  * IDT VECTORS:
1889  *      0       Divide by zero
1890  *      1       Debug
1891  *      2       NMI
1892  *      3       BreakPoint
1893  *      4       OverFlow
1894  *      5       Bound-Range
1895  *      6       Invalid OpCode
1896  *      7       Device Not Available (x87)
1897  *      8       Double-Fault
1898  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1899  *      10      Invalid-TSS
1900  *      11      Segment not present
1901  *      12      Stack
1902  *      13      General Protection
1903  *      14      Page Fault
1904  *      15      Reserved
1905  *      16      x87 FP Exception pending
1906  *      17      Alignment Check
1907  *      18      Machine Check
1908  *      19      SIMD floating point
1909  *      20-31   reserved
1910  *      32-255  INTn/external sources
1911  */
1912 void
1913 init386(int first)
1914 {
1915         struct gate_descriptor *gdp;
1916         int gsel_tss, metadata_missing, off, x;
1917         struct mdglobaldata *gd;
1918
1919         /*
1920          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1921          */
1922         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1923         bzero(gd, sizeof(*gd));
1924
1925         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1926         thread0.td_gd = &gd->mi;
1927
1928         atdevbase = ISA_HOLE_START + KERNBASE;
1929
1930         metadata_missing = 0;
1931         if (bootinfo.bi_modulep) {
1932                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1933                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1934         } else {
1935                 metadata_missing = 1;
1936         }
1937         if (bootinfo.bi_envp)
1938                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1939
1940         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1941                 bootverbose++;
1942
1943         /*
1944          * Default MachIntrABI to ICU
1945          */
1946         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1947 #ifdef SMP
1948         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1949 #endif
1950
1951         /*
1952          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1953          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1954          */
1955         ncpus = 1;
1956         ncpus2 = 1;
1957         ncpus_fit = 1;
1958         /* Init basic tunables, hz etc */
1959         init_param1();
1960
1961         /*
1962          * make gdt memory segments, the code segment goes up to end of the
1963          * page with etext in it, the data segment goes to the end of
1964          * the address space
1965          */
1966         /*
1967          * XXX text protection is temporarily (?) disabled.  The limit was
1968          * i386_btop(round_page(etext)) - 1.
1969          */
1970         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1971         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1972
1973         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit =
1974                 atop(sizeof(struct privatespace) - 1);
1975         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) &CPU_prvspace[0];
1976         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1977                 (int) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1978
1979         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1980
1981         /*
1982          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1983          * early in the boot sequence because the system assumes
1984          * that 'curthread' is never NULL.
1985          */
1986
1987         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1988 #ifdef BDE_DEBUGGER
1989                 /* avoid overwriting db entries with APM ones */
1990                 if (x >= GAPMCODE32_SEL && x <= GAPMDATA_SEL)
1991                         continue;
1992 #endif
1993                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x].sd);
1994         }
1995
1996         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1997         r_gdt.rd_base =  (int) gdt;
1998         lgdt(&r_gdt);
1999
2000         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
2001         cpu_gdinit(gd, 0);
2002         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
2003         safepri = TDPRI_MAX;
2004
2005         /* make ldt memory segments */
2006         /*
2007          * XXX - VM_MAX_USER_ADDRESS is an end address, not a max.  And it
2008          * should be spelled ...MAX_USER...
2009          */
2010         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2011         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
2012         for (x = 0; x < sizeof ldt_segs / sizeof ldt_segs[0]; x++)
2013                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
2014
2015         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2016         lldt(_default_ldt);
2017         gd->gd_currentldt = _default_ldt;
2018         /* spinlocks and the BGL */
2019         init_locks();
2020
2021         /*
2022          * Setup the hardware exception table.  Most exceptions use
2023          * SDT_SYS386TGT, known as a 'trap gate'.  Trap gates leave
2024          * interrupts enabled.  VM page faults use SDT_SYS386IGT, known as
2025          * an 'interrupt trap gate', which disables interrupts on entry,
2026          * in order to be able to poll the appropriate CRn register to
2027          * determine the fault address.
2028          */
2029         for (x = 0; x < NIDT; x++) {
2030 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
2031                 setidt(x, Xrsvdary[x], SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2032 #else
2033                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd0), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2034 #endif
2035         }
2036         setidt(0, &IDTVEC(div),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2037         setidt(1, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2038         setidt(2, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2039         setidt(3, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2040         setidt(4, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2041         setidt(5, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2042         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2043         setidt(7, &IDTVEC(dna),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2044         setidt(8, 0,  SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL, SEL_KPL));
2045         setidt(9, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2046         setidt(10, &IDTVEC(tss),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2047         setidt(11, &IDTVEC(missing),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2048         setidt(12, &IDTVEC(stk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2049         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2050         setidt(14, &IDTVEC(page),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2051         setidt(15, &IDTVEC(rsvd0),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2052         setidt(16, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2053         setidt(17, &IDTVEC(align), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2054         setidt(18, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2055         setidt(19, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2056         setidt(0x80, &IDTVEC(int0x80_syscall),
2057                         SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2058
2059         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2060         r_idt.rd_base = (int) idt;
2061         lidt(&r_idt);
2062
2063         /*
2064          * Initialize the console before we print anything out.
2065          */
2066         cninit();
2067
2068         if (metadata_missing)
2069                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2070
2071 #if     NISA >0
2072         elcr_probe();
2073         isa_defaultirq();
2074 #endif
2075         rand_initialize();
2076
2077         /*
2078          * Initialize IRQ mapping
2079          *
2080          * NOTE:
2081          * SHOULD be after elcr_probe()
2082          */
2083         MachIntrABI_ICU.initmap();
2084 #ifdef SMP
2085         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
2086 #endif
2087
2088 #ifdef DDB
2089         kdb_init();
2090         if (boothowto & RB_KDB)
2091                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2092 #endif
2093
2094         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2095         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2096         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2097         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2098
2099         /*
2100          * make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall!
2101          * The 16 bytes is to save room for a VM86 context.
2102          */
2103         gd->gd_common_tss.tss_esp0 = (int) thread0.td_pcb - 16;
2104         gd->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL) ;
2105         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2106         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL].sd;
2107         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2108         gd->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof gd->gd_common_tss) << 16;
2109         ltr(gsel_tss);
2110
2111         dblfault_tss.tss_esp = dblfault_tss.tss_esp0 = dblfault_tss.tss_esp1 =
2112             dblfault_tss.tss_esp2 = (int) &dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2113         dblfault_tss.tss_ss = dblfault_tss.tss_ss0 = dblfault_tss.tss_ss1 =
2114             dblfault_tss.tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2115         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2116         dblfault_tss.tss_eip = (int) dblfault_handler;
2117         dblfault_tss.tss_eflags = PSL_KERNEL;
2118         dblfault_tss.tss_ds = dblfault_tss.tss_es =
2119             dblfault_tss.tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2120         dblfault_tss.tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2121         dblfault_tss.tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2122         dblfault_tss.tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2123
2124         vm86_initialize();
2125         getmemsize(first);
2126         init_param2(physmem);
2127
2128         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2129
2130         /* Map the message buffer. */
2131         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2132                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2133
2134         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2135
2136         /* make a call gate to reenter kernel with */
2137         gdp = &ldt[LSYS5CALLS_SEL].gd;
2138
2139         x = (int) &IDTVEC(syscall);
2140         gdp->gd_looffset = x++;
2141         gdp->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL,SEL_KPL);
2142         gdp->gd_stkcpy = 1;
2143         gdp->gd_type = SDT_SYS386CGT;
2144         gdp->gd_dpl = SEL_UPL;
2145         gdp->gd_p = 1;
2146         gdp->gd_hioffset = ((int) &IDTVEC(syscall)) >>16;
2147
2148         /* XXX does this work? */
2149         ldt[LBSDICALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2150         ldt[LSOL26CALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2151
2152         /* transfer to user mode */
2153
2154         _ucodesel = LSEL(LUCODE_SEL, SEL_UPL);
2155         _udatasel = LSEL(LUDATA_SEL, SEL_UPL);
2156
2157         /* setup proc 0's pcb */
2158         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2159         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD; /* should already be setup */
2160         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
2161         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2166  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2167  * data space were allocated in locore.
2168  *
2169  * Note: the idlethread's cpl is 0
2170  *
2171  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2172  */
2173 void
2174 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2175 {
2176         if (cpu)
2177                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2178
2179         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2180                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2181                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2182                         0, &gd->mi);
2183         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2184         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2185         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2186         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2187 }
2188
2189 int
2190 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2191 {
2192         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2193             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2194                 return (TRUE);
2195         }
2196         return (FALSE);
2197 }
2198
2199 struct globaldata *
2200 globaldata_find(int cpu)
2201 {
2202         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2203         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2204 }
2205
2206 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2207 static void f00f_hack(void *unused);
2208 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
2209
2210 static void
2211 f00f_hack(void *unused)
2212 {
2213         struct gate_descriptor *new_idt;
2214         vm_offset_t tmp;
2215
2216         if (!has_f00f_bug)
2217                 return;
2218
2219         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2220
2221         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2222
2223         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
2224         if (tmp == 0)
2225                 panic("kmem_alloc returned 0");
2226         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
2227                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
2228         /* Put the first seven entries in the lower page */
2229         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
2230         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2231         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
2232         lidt(&r_idt);
2233         idt = new_idt;
2234         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
2235                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
2236                 panic("vm_map_protect failed");
2237         return;
2238 }
2239 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2240
2241 int
2242 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2243 {
2244         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
2245         return (0);
2246 }
2247
2248 int
2249 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2250 {
2251         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
2252         return (0);
2253 }
2254
2255 int
2256 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2257 {
2258         struct trapframe *tp;
2259
2260         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2261         regs->r_gs = tp->tf_gs;
2262         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2263         regs->r_es = tp->tf_es;
2264         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2265         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2266         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2267         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2268         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2269         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2270         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2271         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2272         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2273         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2274         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2275         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2276         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2277         return (0);
2278 }
2279
2280 int
2281 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2282 {
2283         struct trapframe *tp;
2284
2285         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2286         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2287             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2288                 return (EINVAL);
2289         tp->tf_gs = regs->r_gs;
2290         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2291         tp->tf_es = regs->r_es;
2292         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2293         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2294         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2295         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2296         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2297         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2298         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2299         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2300         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2301         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2302         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2303         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2304         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2305         return (0);
2306 }
2307
2308 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2309 static void
2310 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2311 {
2312         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2313         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2314         int i;
2315
2316         /* FPU control/status */
2317         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2318         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2319         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2320         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2321         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2322         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2323         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2324         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2325
2326         /* FPU registers */
2327         for (i = 0; i < 8; ++i)
2328                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2329 }
2330
2331 static void
2332 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2333 {
2334         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2335         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2336         int i;
2337
2338         /* FPU control/status */
2339         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2340         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2341         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2342         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2343         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2344         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2345         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2346         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2347
2348         /* FPU registers */
2349         for (i = 0; i < 8; ++i)
2350                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2351 }
2352 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2353
2354 int
2355 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2356 {
2357 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2358         if (cpu_fxsr) {
2359                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2360                                 (struct save87 *)fpregs);
2361                 return (0);
2362         }
2363 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2364         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2365         return (0);
2366 }
2367
2368 int
2369 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2370 {
2371 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2372         if (cpu_fxsr) {
2373                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2374                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2375                 return (0);
2376         }
2377 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2378         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2379         return (0);
2380 }
2381
2382 int
2383 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2384 {
2385         if (lp == NULL) {
2386                 dbregs->dr0 = rdr0();
2387                 dbregs->dr1 = rdr1();
2388                 dbregs->dr2 = rdr2();
2389                 dbregs->dr3 = rdr3();
2390                 dbregs->dr4 = rdr4();
2391                 dbregs->dr5 = rdr5();
2392                 dbregs->dr6 = rdr6();
2393                 dbregs->dr7 = rdr7();
2394         } else {
2395                 struct pcb *pcb;
2396
2397                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2398                 dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
2399                 dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
2400                 dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
2401                 dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
2402                 dbregs->dr4 = 0;
2403                 dbregs->dr5 = 0;
2404                 dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
2405                 dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
2406         }
2407         return (0);
2408 }
2409
2410 int
2411 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2412 {
2413         if (lp == NULL) {
2414                 load_dr0(dbregs->dr0);
2415                 load_dr1(dbregs->dr1);
2416                 load_dr2(dbregs->dr2);
2417                 load_dr3(dbregs->dr3);
2418                 load_dr4(dbregs->dr4);
2419                 load_dr5(dbregs->dr5);
2420                 load_dr6(dbregs->dr6);
2421                 load_dr7(dbregs->dr7);
2422         } else {
2423                 struct pcb *pcb;
2424                 struct ucred *ucred;
2425                 int i;
2426                 uint32_t mask1, mask2;
2427
2428                 /*
2429                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2430                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2431                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2432                  * TRCTRAP.
2433                  */
2434                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8;
2435                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
2436                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
2437                                 return (EINVAL);
2438
2439                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2440                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2441
2442                 /*
2443                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2444                  * process's address space.  If a process could do this, it
2445                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2446                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2447                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2448                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2449                  * uid 0.
2450                  *
2451                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2452                  * address space is written into from within the kernel
2453                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2454                  * from within kernel mode?
2455                  */
2456
2457                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2458                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
2459                                 /* dr0 is enabled */
2460                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2461                                         return (EINVAL);
2462                         }
2463
2464                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
2465                                 /* dr1 is enabled */
2466                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2467                                         return (EINVAL);
2468                         }
2469
2470                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
2471                                 /* dr2 is enabled */
2472                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2473                                         return (EINVAL);
2474                         }
2475
2476                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
2477                                 /* dr3 is enabled */
2478                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2479                                         return (EINVAL);
2480                         }
2481                 }
2482
2483                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
2484                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
2485                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
2486                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
2487                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
2488                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
2489
2490                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2491         }
2492
2493         return (0);
2494 }
2495
2496 /*
2497  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2498  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2499  */
2500 int
2501 user_dbreg_trap(void)
2502 {
2503         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2504         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2505         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2506         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2507         int i;
2508
2509         dr7 = rdr7();
2510         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2511                 /*
2512                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2513                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2514                  * hardware debug registers
2515                  */
2516                 return 0;
2517         }
2518
2519         nbp = 0;
2520         dr6 = rdr6();
2521         bp = dr6 & 0x0000000f;
2522
2523         if (!bp) {
2524                 /*
2525                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2526                  * trap was not caused by any of the debug registers
2527                  */
2528                 return 0;
2529         }
2530
2531         /*
2532          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2533          * which ones and if any of them are user space addresses
2534          */
2535
2536         if (bp & 0x01) {
2537                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2538         }
2539         if (bp & 0x02) {
2540                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2541         }
2542         if (bp & 0x04) {
2543                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2544         }
2545         if (bp & 0x08) {
2546                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2547         }
2548
2549         for (i=0; i<nbp; i++) {
2550                 if (addr[i] <
2551                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2552                         /*
2553                          * addr[i] is in user space
2554                          */
2555                         return nbp;
2556                 }
2557         }
2558
2559         /*
2560          * None of the breakpoints are in user space.
2561          */
2562         return 0;
2563 }
2564
2565
2566 #ifndef DDB
2567 void
2568 Debugger(const char *msg)
2569 {
2570         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2571 }
2572 #endif /* no DDB */
2573
2574 #ifdef DDB
2575
2576 /*
2577  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2578  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2579  * called inside DDB.
2580  *
2581  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2582  */
2583
2584 #undef inb
2585 #undef outb
2586
2587 /* silence compiler warnings */
2588 u_char inb(u_int);
2589 void outb(u_int, u_char);
2590
2591 u_char
2592 inb(u_int port)
2593 {
2594         u_char  data;
2595         /*
2596          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2597          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2598          * if we tell it to load (u_short) port.
2599          */
2600         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2601         return (data);
2602 }
2603
2604 void
2605 outb(u_int port, u_char data)
2606 {
2607         u_char  al;
2608         /*
2609          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2610          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2611          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2612          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2613          */
2614         al = data;
2615         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2616 }
2617
2618 #endif /* DDB */
2619
2620
2621
2622 #include "opt_cpu.h"
2623
2624
2625 /*
2626  * initialize all the SMP locks
2627  */
2628
2629 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2630 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2631
2632 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2633 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2634
2635 /* critical region around INTR() routines */
2636 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2637
2638 /* lock region used by kernel profiling */
2639 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2640
2641 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2642 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2643
2644 /* lock regions around the clock hardware */
2645 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2646
2647 /* lock around the MP rendezvous */
2648 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2649
2650 static void
2651 init_locks(void)
2652 {
2653 #ifdef SMP
2654         /*
2655          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2656          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2657          */
2658         cpu_get_initial_mplock();
2659 #endif
2660         /* DEPRECATED */
2661         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2662         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2663         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2664         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2665         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2666         spin_lock_init(&com_spinlock);
2667         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2668
2669         /* our token pool needs to work early */
2670         lwkt_token_pool_init();
2671 }