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_apm.h"
  42 #include "use_ether.h"
  43 #include "use_npx.h"
  44 #include "use_isa.h"
  45 #include "opt_atalk.h"
  46 #include "opt_compat.h"
  47 #include "opt_cpu.h"
  48 #include "opt_ddb.h"
  49 #include "opt_directio.h"
  50 #include "opt_inet.h"
  51 #include "opt_ipx.h"
  52 #include "opt_maxmem.h"
  53 #include "opt_msgbuf.h"
  54 #include "opt_perfmon.h"
  55 #include "opt_swap.h"
  56 #include "opt_userconfig.h"
  57
  58 #include <sys/param.h>
  59 #include <sys/systm.h>
  60 #include <sys/sysproto.h>
  61 #include <sys/signalvar.h>
  62 #include <sys/kernel.h>
  63 #include <sys/linker.h>
  64 #include <sys/malloc.h>
  65 #include <sys/proc.h>
  66 #include <sys/priv.h>
  67 #include <sys/buf.h>
  68 #include <sys/reboot.h>
  69 #include <sys/mbuf.h>
  70 #include <sys/msgbuf.h>
  71 #include <sys/sysent.h>
  72 #include <sys/sysctl.h>
  73 #include <sys/vmmeter.h>
  74 #include <sys/bus.h>
  75 #include <sys/upcall.h>
  76 #include <sys/usched.h>
  77 #include <sys/reg.h>
  78
  79 #include <vm/vm.h>
  80 #include <vm/vm_param.h>
  81 #include <sys/lock.h>
  82 #include <vm/vm_kern.h>
  83 #include <vm/vm_object.h>
  84 #include <vm/vm_page.h>
  85 #include <vm/vm_map.h>
  86 #include <vm/vm_pager.h>
  87 #include <vm/vm_extern.h>
  88
  89 #include <sys/thread2.h>
  90 #include <sys/mplock2.h>
  91
  92 #include <sys/user.h>
  93 #include <sys/exec.h>
  94 #include <sys/cons.h>
  95
  96 #include <ddb/ddb.h>
  97
  98 #include <machine/cpu.h>
  99 #include <machine/clock.h>
 100 #include <machine/specialreg.h>
 101 #include <machine/bootinfo.h>
 102 #include <machine/md_var.h>
 103 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 104 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 105 #include <machine/smp.h>
 106 #ifdef PERFMON
 107 #include <machine/perfmon.h>
 108 #endif
 109 #include <machine/cputypes.h>
 110
 111 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 112 #include <bus/isa/isa_device.h>
 113 #endif
 114 #include <machine_base/isa/intr_machdep.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 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 122
 123 extern void init386(int first);
 124 extern void dblfault_handler(void);
 125
 126 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 127 extern void finishidentcpu(void);
 128 extern void panicifcpuunsupported(void);
 129 extern void initializecpu(void);
 130
 131 static void cpu_startup(void *);
 132 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 133 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 134 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 135 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 136 #ifdef DIRECTIO
 137 extern void ffs_rawread_setup(void);
 138 #endif /* DIRECTIO */
 139 static void init_locks(void);
 140
 141 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 142
 143 int     _udatasel, _ucodesel;
 144 u_int   atdevbase;
 145 #ifdef SMP
 146 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 147 #else
 148 int64_t tsc_offsets[1];
 149 #endif
 150
 151 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 152 extern int swtch_optim_stats;
 153 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 154         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 155 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 156         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 157 #endif
 158
 159 int physmem = 0;
 160
 161 u_long ebda_addr = 0;
 162
 163 static int
 164 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 165 {
 166         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
 167         return (error);
 168 }
 169
 170 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 171         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 172
 173 static int
 174 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 175 {
 176         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 177                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 178         return (error);
 179 }
 180
 181 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 182         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 183
 184 static int
 185 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 186 {
 187         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 188                 i386_btop(avail_end - avail_start), req);
 189         return (error);
 190 }
 191
 192 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 193         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 194
 195 vm_paddr_t Maxmem;
 196 vm_paddr_t Realmem;
 197
 198 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 199 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_ENTRIES*2+2];
 200
 201
 202 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 203 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 204 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 205 static struct trapframe proc0_tf;
 206
 207 static void
 208 cpu_startup(void *dummy)
 209 {
 210         caddr_t v;
 211         vm_size_t size = 0;
 212         vm_offset_t firstaddr;
 213
 214         if (boothowto & RB_VERBOSE)
 215                 bootverbose++;
 216
 217         /*
 218          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 219          */
 220         kprintf("%s", version);
 221         startrtclock();
 222         printcpuinfo();
 223         panicifcpuunsupported();
 224 #ifdef PERFMON
 225         perfmon_init();
 226 #endif
 227         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 228                 (intmax_t)Realmem,
 229                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
 230         /*
 231          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 232          */
 233         if (bootverbose) {
 234                 int indx;
 235
 236                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 237                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 238                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 239
 240                         kprintf("0x%08llx - 0x%08llx, %llu bytes (%llu pages)\n",
 241                             phys_avail[indx], phys_avail[indx + 1] - 1, size1,
 242                             size1 / PAGE_SIZE);
 243                 }
 244         }
 245
 246         /*
 247          * Allocate space for system data structures.
 248          * The first available kernel virtual address is in "v".
 249          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 250          * As pages of memory are allocated and cleared,
 251          * "firstaddr" is incremented.
 252          * An index into the kernel page table corresponding to the
 253          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 254          */
 255
 256         /*
 257          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 258          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 259          * addresses to the various data structures.
 260          */
 261         firstaddr = 0;
 262 again:
 263         v = (caddr_t)firstaddr;
 264
 265 #define valloc(name, type, num) \
 266             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 267 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 268             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 269
 270         /*
 271          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 272          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 273          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 274          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 275          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 276          * maxbcache bytes.
 277          *
 278          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 279          */
 280         if (nbuf == 0) {
 281                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 282                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 283
 284                 nbuf = 50;
 285                 if (kbytes > 4096)
 286                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 287                 if (kbytes > 65536)
 288                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 289                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 290                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 291         }
 292
 293         /*
 294          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 295          * kernel_map.
 296          */
 297         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 298                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 299                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 300         }
 301
 302         /* limit to 128 on i386 */
 303         nswbuf = max(min(nbuf/4, 128), 16);
 304 #ifdef NSWBUF_MIN
 305         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 306                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 307 #endif
 308 #ifdef DIRECTIO
 309         ffs_rawread_setup();
 310 #endif
 311
 312         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 313         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 314
 315         /*
 316          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 317          */
 318         if (firstaddr == 0) {
 319                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 320                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 321                 if (firstaddr == 0)
 322                         panic("startup: no room for tables");
 323                 goto again;
 324         }
 325
 326         /*
 327          * End of second pass, addresses have been assigned
 328          */
 329         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 330                 panic("startup: table size inconsistency");
 331
 332         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 333                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 334         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 335                       (nbuf*BKVASIZE));
 336         buffer_map.system_map = 1;
 337         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 338                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 339         pager_map.system_map = 1;
 340
 341 #if defined(USERCONFIG)
 342         userconfig();
 343         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 344 #endif
 345
 346         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 347                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
 348                 (intmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
 349
 350         /*
 351          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 352          */
 353         bufinit();
 354         vm_pager_bufferinit();
 355
 356 #ifdef SMP
 357         /*
 358          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
 359          */
 360         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
 361         mp_announce();
 362 #endif  /* SMP */
 363         cpu_setregs();
 364 }
 365
 366 /*
 367  * Send an interrupt to process.
 368  *
 369  * Stack is set up to allow sigcode stored
 370  * at top to call routine, followed by kcall
 371  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 372  * resets the signal mask, the stack, and the
 373  * frame pointer, it returns to the user
 374  * specified pc, psl.
 375  */
 376 void
 377 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 378 {
 379         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 380         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 381         struct trapframe *regs;
 382         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 383         struct sigframe sf, *sfp;
 384         int oonstack;
 385
 386         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 387         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 388
 389         /* save user context */
 390         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 391         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 392         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 393         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 394         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs, sizeof(struct trapframe));
 395
 396         /* make the size of the saved context visible to userland */
 397         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 398
 399         /* save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 400         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 401                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 402
 403         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 404         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 405             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 406                 sfp = (struct sigframe *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp +
 407                     lp->lwp_sigstk.ss_size - sizeof(struct sigframe));
 408                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 409         } else {
 410                 sfp = (struct sigframe *)regs->tf_esp - 1;
 411         }
 412
 413         /* Translate the signal is appropriate */
 414         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 415                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 416                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 417         }
 418
 419         /* Build the argument list for the signal handler. */
 420         sf.sf_signum = sig;
 421         sf.sf_ucontext = (register_t)&sfp->sf_uc;
 422         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 423                 /* Signal handler installed with SA_SIGINFO. */
 424                 sf.sf_siginfo = (register_t)&sfp->sf_si;
 425                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 426
 427                 /* fill siginfo structure */
 428                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 429                 sf.sf_si.si_code = code;
 430                 sf.sf_si.si_addr = (void*)regs->tf_err;
 431         }
 432         else {
 433                 /* Old FreeBSD-style arguments. */
 434                 sf.sf_siginfo = code;
 435                 sf.sf_addr = regs->tf_err;
 436                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 437         }
 438
 439         /*
 440          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 441          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 442          * eflags.
 443          */
 444         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 445                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 446                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 447
 448                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 449                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 450                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 451                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 452
 453                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 454                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 455                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 456                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 457
 458                 /*
 459                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 460                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 461                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 462                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 463                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 464                  */
 465                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 466         }
 467
 468         /*
 469          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 470          */
 471         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 472
 473         /*
 474          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 475          */
 476         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 477                 /*
 478                  * Something is wrong with the stack pointer.
 479                  * ...Kill the process.
 480                  */
 481                 sigexit(lp, SIGILL);
 482         }
 483
 484         regs->tf_esp = (int)sfp;
 485         regs->tf_eip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 486
 487         /*
 488          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 489          * on function entry
 490          */
 491         regs->tf_eflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 492
 493         regs->tf_cs = _ucodesel;
 494         regs->tf_ds = _udatasel;
 495         regs->tf_es = _udatasel;
 496
 497         /*
 498          * Allow the signal handler to inherit %fs in addition to %gs as
 499          * the userland program might be using both.
 500          *
 501          * However, if a T_PROTFLT occured the segment registers could be
 502          * totally broken.  They must be reset in order to be able to
 503          * return to userland.
 504          */
 505         if (regs->tf_trapno == T_PROTFLT) {
 506                 regs->tf_fs = _udatasel;
 507                 regs->tf_gs = _udatasel;
 508         }
 509         regs->tf_ss = _udatasel;
 510 }
 511
 512 /*
 513  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 514  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 515  * issue.
 516  *
 517  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 518  * bad idea?
 519  */
 520 int
 521 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 522 {
 523         frame->tf_cs = _ucodesel;
 524         frame->tf_ds = _udatasel;
 525         frame->tf_es = _udatasel;       /* XXX allow userland this one too? */
 526 #if 0
 527         frame->tf_fs = _udatasel;
 528         frame->tf_gs = _udatasel;
 529 #endif
 530         frame->tf_ss = _udatasel;
 531         frame->tf_eflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE);
 532         frame->tf_eflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 533         return(0);
 534 }
 535
 536 int
 537 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 538 {
 539          struct segment_descriptor *desc;
 540          int i;
 541
 542          for (i = 0; i < NGTLS; ++i) {
 543                 desc = &tls->tls[i];
 544                 if (desc->sd_dpl == 0 && desc->sd_type == 0)
 545                         continue;
 546                 if (desc->sd_def32 == 0)
 547                         return(ENXIO);
 548                 if (desc->sd_type != SDT_MEMRWA)
 549                         return(ENXIO);
 550                 if (desc->sd_dpl != SEL_UPL)
 551                         return(ENXIO);
 552                 if (desc->sd_xx != 0 || desc->sd_p != 1)
 553                         return(ENXIO);
 554          }
 555          return(0);
 556 }
 557
 558 /*
 559  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 560  *
 561  * System call to cleanup state after a signal
 562  * has been taken.  Reset signal mask and
 563  * stack state from context left by sendsig (above).
 564  * Return to previous pc and psl as specified by
 565  * context left by sendsig. Check carefully to
 566  * make sure that the user has not modified the
 567  * state to gain improper privileges.
 568  *
 569  * MPSAFE
 570  */
 571 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 572 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 573
 574 int
 575 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 576 {
 577         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 578         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 579         struct trapframe *regs;
 580         ucontext_t uc;
 581         ucontext_t *ucp;
 582         int cs;
 583         int eflags;
 584         int error;
 585
 586         /*
 587          * We have to copy the information into kernel space so userland
 588          * can't modify it while we are sniffing it.
 589          */
 590         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 591         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 592         if (error)
 593                 return (error);
 594         ucp = &uc;
 595         eflags = ucp->uc_mcontext.mc_eflags;
 596
 597         if (eflags & PSL_VM) {
 598                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 599                 struct vm86_kernel *vm86;
 600
 601                 /*
 602                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 603                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 604                  */
 605                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 606                         return (EINVAL);
 607                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 608                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 609                         return (EINVAL);
 610
 611                 /* go back to user mode if both flags are set */
 612                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 613                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 614
 615                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 616                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 617                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 618                 } else {
 619                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 620                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 621                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 622                 }
 623                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 624                 tf->tf_eflags = eflags;
 625                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 626                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 627                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 628                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 629                 tf->tf_ds = _udatasel;
 630                 tf->tf_es = _udatasel;
 631 #if 0
 632                 tf->tf_fs = _udatasel;
 633                 tf->tf_gs = _udatasel;
 634 #endif
 635         } else {
 636                 /*
 637                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 638                  */
 639                 /*
 640                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 641                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 642                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 643                  * the signal context during signal handling and there is no
 644                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 645                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 646                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 647                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 648                  */
 649                 if (!EFL_SECURE(eflags & ~PSL_RF, regs->tf_eflags & ~PSL_RF)) {
 650                         kprintf("sigreturn: eflags = 0x%x\n", eflags);
 651                         return(EINVAL);
 652                 }
 653
 654                 /*
 655                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 656                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 657                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 658                  */
 659                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 660                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 661                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 662                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 663                         return(EINVAL);
 664                 }
 665                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, regs, sizeof(struct trapframe));
 666         }
 667
 668         /*
 669          * Restore the FPU state from the frame
 670          */
 671         crit_enter();
 672         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 673
 674         /*
 675          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 676          * semantics against system calls.
 677          */
 678         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 679                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 680
 681         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 682                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 683         else
 684                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 685
 686         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 687         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 688         crit_exit();
 689         return(EJUSTRETURN);
 690 }
 691
 692 /*
 693  * Stack frame on entry to function.  %eax will contain the function vector,
 694  * %ecx will contain the function data.  flags, ecx, and eax will have
 695  * already been pushed on the stack.
 696  */
 697 struct upc_frame {
 698         register_t      eax;
 699         register_t      ecx;
 700         register_t      edx;
 701         register_t      flags;
 702         register_t      oldip;
 703 };
 704
 705 void
 706 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 707 {
 708         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 709         struct trapframe *regs;
 710         struct upcall upcall;
 711         struct upc_frame upc_frame;
 712         int     crit_count = 0;
 713
 714         /*
 715          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 716          * context, switch back to the virtual kernel context before
 717          * trying to post the signal.
 718          */
 719         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 720                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 721                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 722         }
 723
 724         /*
 725          * Get the upcall data structure
 726          */
 727         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 728             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 729         ) {
 730                 vu->vu_pending = 0;
 731                 kprintf("bad upcall address\n");
 732                 return;
 733         }
 734
 735         /*
 736          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 737          * section count, mark the data structure as pending and return
 738          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 739          */
 740         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 741                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 742                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 743                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 744                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 745                 }
 746                 return;
 747         }
 748
 749         /*
 750          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 751          *
 752          * Bump our critical section count and set or clear the
 753          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 754          * pending.  The user will be responsible for calling
 755          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 756          */
 757         vu->vu_pending = 0;
 758         upcall.upc_pending = morepending;
 759         ++crit_count;
 760         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 761                 sizeof(upcall.upc_pending));
 762         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 763                 sizeof(int));
 764
 765         /*
 766          * Construct a stack frame and issue the upcall
 767          */
 768         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 769         upc_frame.eax = regs->tf_eax;
 770         upc_frame.ecx = regs->tf_ecx;
 771         upc_frame.edx = regs->tf_edx;
 772         upc_frame.flags = regs->tf_eflags;
 773         upc_frame.oldip = regs->tf_eip;
 774         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_esp - sizeof(upc_frame)),
 775             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 776                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 777         } else {
 778                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 779                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 780                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 781                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 782                 regs->tf_esp -= sizeof(upc_frame);
 783         }
 784 }
 785
 786 /*
 787  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 788  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 789  * being overwritten by the syscall return value.
 790  *
 791  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 792  * and the function pointer in %eax.
 793  */
 794 int
 795 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 796 {
 797         struct upc_frame upc_frame;
 798         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 799         struct trapframe *regs;
 800         int error;
 801         struct upcall upcall;
 802         int crit_count;
 803
 804         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 805
 806         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 807         if (error == 0) {
 808             if (vu) {
 809                 /*
 810                  * This jumps us to the next ready context.
 811                  */
 812                 vu->vu_pending = 0;
 813                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 814                 crit_count = 0;
 815                 if (error == 0)
 816                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 817                 ++crit_count;
 818                 if (error == 0)
 819                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 820                 regs->tf_eax = (register_t)vu->vu_func;
 821                 regs->tf_ecx = (register_t)vu->vu_data;
 822                 regs->tf_edx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 823                 regs->tf_eip = (register_t)vu->vu_ctx;
 824                 regs->tf_esp = (register_t)rsp;
 825             } else {
 826                 /*
 827                  * This returns us to the originally interrupted code.
 828                  */
 829                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 830                 regs->tf_eax = upc_frame.eax;
 831                 regs->tf_ecx = upc_frame.ecx;
 832                 regs->tf_edx = upc_frame.edx;
 833                 regs->tf_eflags = (regs->tf_eflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 834                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 835                 regs->tf_eip = upc_frame.oldip;
 836                 regs->tf_esp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 837             }
 838         }
 839         if (error == 0)
 840                 error = EJUSTRETURN;
 841         return(error);
 842 }
 843
 844 /*
 845  * Machine dependent boot() routine
 846  *
 847  * I haven't seen anything to put here yet
 848  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 849  */
 850 void
 851 cpu_boot(int howto)
 852 {
 853 }
 854
 855 /*
 856  * Shutdown the CPU as much as possible
 857  */
 858 void
 859 cpu_halt(void)
 860 {
 861         for (;;)
 862                 __asm__ __volatile("hlt");
 863 }
 864
 865 /*
 866  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 867  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 868  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 869  *
 870  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 871  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 872  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 873  * critical section.
 874  *
 875  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
 876  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
 877  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
 878  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 879  */
 880 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 881 static int      cpu_idle_hltcnt;
 882 static int      cpu_idle_spincnt;
 883 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 884     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 885 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 886     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 887 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 888     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 889
 890 static void
 891 cpu_idle_default_hook(void)
 892 {
 893         /*
 894          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 895          * following the sti.
 896          */
 897         __asm __volatile("sti; hlt");
 898 }
 899
 900 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 901 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 902
 903 void
 904 cpu_idle(void)
 905 {
 906         struct thread *td = curthread;
 907
 908         crit_exit();
 909         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 910         for (;;) {
 911                 /*
 912                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 913                  */
 914                 lwkt_switch();
 915
 916                 /*
 917                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
 918                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
 919                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
 920                  */
 921                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
 922                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
 923                         __asm __volatile("cli");
 924                         splz();
 925                         if (!lwkt_runnable())
 926                                 cpu_idle_hook();
 927 #ifdef SMP
 928                         else
 929                                 handle_cpu_contention_mask();
 930 #endif
 931                         ++cpu_idle_hltcnt;
 932                 } else {
 933                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
 934                         splz();
 935 #ifdef SMP
 936                         __asm __volatile("sti");
 937                         handle_cpu_contention_mask();
 938 #else
 939                         __asm __volatile("sti");
 940 #endif
 941                         ++cpu_idle_spincnt;
 942                 }
 943         }
 944 }
 945
 946 #ifdef SMP
 947
 948 /*
 949  * This routine is called when the only runnable threads require
 950  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
 951  * we let the scheduler spin.
 952  */
 953 void
 954 handle_cpu_contention_mask(void)
 955 {
 956         cpumask_t mask;
 957
 958         mask = cpu_contention_mask;
 959         cpu_ccfence();
 960         if (mask && bsfl(mask) != mycpu->gd_cpuid)
 961                 DELAY(2);
 962 }
 963
 964 /*
 965  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 966  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 967  * we let it spin.
 968  */
 969 void
 970 cpu_spinlock_contested(void)
 971 {
 972         cpu_pause();
 973 }
 974
 975 #endif
 976
 977 /*
 978  * Clear registers on exec
 979  */
 980 void
 981 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 982 {
 983         struct thread *td = curthread;
 984         struct lwp *lp = td->td_lwp;
 985         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
 986         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
 987
 988         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
 989         user_ldt_free(pcb);
 990
 991         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
 992         regs->tf_eip = entry;
 993         regs->tf_esp = stack;
 994         regs->tf_eflags = PSL_USER | (regs->tf_eflags & PSL_T);
 995         regs->tf_ss = _udatasel;
 996         regs->tf_ds = _udatasel;
 997         regs->tf_es = _udatasel;
 998         regs->tf_fs = _udatasel;
 999         regs->tf_gs = _udatasel;
1000         regs->tf_cs = _ucodesel;
1001
1002         /* PS_STRINGS value for BSD/OS binaries.  It is 0 for non-BSD/OS. */
1003         regs->tf_ebx = ps_strings;
1004
1005         /*
1006          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1007          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1008          */
1009         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1010                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1011                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1012                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1013                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1014                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1015                 pcb->pcb_dr7 = 0;
1016                 if (pcb == td->td_pcb) {
1017                         /*
1018                          * Clear the debug registers on the running
1019                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1020                          * the next process we switch to.
1021                          */
1022                         reset_dbregs();
1023                 }
1024                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1025         }
1026
1027         /*
1028          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1029          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1030          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1031          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1032          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1033          */
1034         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1035
1036         /*
1037          * note: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1038          * gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread may panic
1039          * in npxdna().
1040          */
1041         crit_enter();
1042         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1043
1044 #if NNPX > 0
1045         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1046         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1047 #endif
1048         crit_exit();
1049
1050         /*
1051          * note: linux emulator needs edx to be 0x0 on entry, which is
1052          * handled in execve simply by setting the 64 bit syscall
1053          * return value to 0.
1054          */
1055 }
1056
1057 void
1058 cpu_setregs(void)
1059 {
1060         unsigned int cr0;
1061
1062         cr0 = rcr0();
1063         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1064         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1065         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1066         load_cr0(cr0);
1067         load_gs(_udatasel);
1068 }
1069
1070 static int
1071 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1072 {
1073         int error;
1074         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1075                 req);
1076         if (!error && req->newptr)
1077                 resettodr();
1078         return (error);
1079 }
1080
1081 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1082         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1083
1084 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1085         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1086
1087 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1088         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1089
1090 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1091         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1092
1093 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1094 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1095         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1096
1097 /*
1098  * Initialize 386 and configure to run kernel
1099  */
1100
1101 /*
1102  * Initialize segments & interrupt table
1103  */
1104
1105 int _default_ldt;
1106 union descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];    /* global descriptor table */
1107 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1108 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1109 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1110
1111 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1112 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1113
1114 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1115 extern int has_f00f_bug;
1116 #endif
1117
1118 static struct i386tss dblfault_tss;
1119 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE];
1120
1121 extern  struct user *proc0paddr;
1122
1123
1124 /* software prototypes -- in more palatable form */
1125 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1126 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1127 {       0x0,                    /* segment base address  */
1128         0x0,                    /* length */
1129         0,                      /* segment type */
1130         0,                      /* segment descriptor priority level */
1131         0,                      /* segment descriptor present */
1132         0, 0,
1133         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1134         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1135 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1136 {       0x0,                    /* segment base address  */
1137         0xfffff,                /* length - all address space */
1138         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1139         0,                      /* segment descriptor priority level */
1140         1,                      /* segment descriptor present */
1141         0, 0,
1142         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1143         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1144 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1145 {       0x0,                    /* segment base address  */
1146         0xfffff,                /* length - all address space */
1147         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1148         0,                      /* segment descriptor priority level */
1149         1,                      /* segment descriptor present */
1150         0, 0,
1151         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1152         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1153 /* GPRIV_SEL    3 SMP Per-Processor Private Data Descriptor */
1154 {       0x0,                    /* segment base address  */
1155         0xfffff,                /* length - all address space */
1156         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1157         0,                      /* segment descriptor priority level */
1158         1,                      /* segment descriptor present */
1159         0, 0,
1160         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1161         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1162 /* GPROC0_SEL   4 Proc 0 Tss Descriptor */
1163 {
1164         0x0,                    /* segment base address */
1165         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1166         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1167         0,                      /* segment descriptor priority level */
1168         1,                      /* segment descriptor present */
1169         0, 0,
1170         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1171         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1172 /* GLDT_SEL     5 LDT Descriptor */
1173 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1174         sizeof(ldt)-1,          /* length - all address space */
1175         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1176         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1177         1,                      /* segment descriptor present */
1178         0, 0,
1179         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1180         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1181 /* GUSERLDT_SEL 6 User LDT Descriptor per process */
1182 {       (int) ldt,              /* segment base address  */
1183         (512 * sizeof(union descriptor)-1),             /* length */
1184         SDT_SYSLDT,             /* segment type */
1185         0,                      /* segment descriptor priority level */
1186         1,                      /* segment descriptor present */
1187         0, 0,
1188         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1189         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1190 /* GTGATE_SEL   7 Null Descriptor - Placeholder */
1191 {       0x0,                    /* segment base address  */
1192         0x0,                    /* length - all address space */
1193         0,                      /* segment type */
1194         0,                      /* segment descriptor priority level */
1195         0,                      /* segment descriptor present */
1196         0, 0,
1197         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1198         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1199 /* GBIOSLOWMEM_SEL 8 BIOS access to realmode segment 0x40, must be #8 in GDT */
1200 {       0x400,                  /* segment base address */
1201         0xfffff,                /* length */
1202         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1203         0,                      /* segment descriptor priority level */
1204         1,                      /* segment descriptor present */
1205         0, 0,
1206         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1207         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1208 /* GPANIC_SEL   9 Panic Tss Descriptor */
1209 {       (int) &dblfault_tss,    /* segment base address  */
1210         sizeof(struct i386tss)-1,/* length - all address space */
1211         SDT_SYS386TSS,          /* segment type */
1212         0,                      /* segment descriptor priority level */
1213         1,                      /* segment descriptor present */
1214         0, 0,
1215         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1216         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1217 /* GBIOSCODE32_SEL 10 BIOS 32-bit interface (32bit Code) */
1218 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1219         0xfffff,                /* length */
1220         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1221         0,                      /* segment descriptor priority level */
1222         1,                      /* segment descriptor present */
1223         0, 0,
1224         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1225         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1226 /* GBIOSCODE16_SEL 11 BIOS 32-bit interface (16bit Code) */
1227 {       0,                      /* segment base address (overwritten)  */
1228         0xfffff,                /* length */
1229         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1230         0,                      /* segment descriptor priority level */
1231         1,                      /* segment descriptor present */
1232         0, 0,
1233         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1234         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1235 /* GBIOSDATA_SEL 12 BIOS 32-bit interface (Data) */
1236 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1237         0xfffff,                /* length */
1238         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1239         0,                      /* segment descriptor priority level */
1240         1,                      /* segment descriptor present */
1241         0, 0,
1242         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1243         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1244 /* GBIOSUTIL_SEL 13 BIOS 16-bit interface (Utility) */
1245 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1246         0xfffff,                /* length */
1247         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1248         0,                      /* segment descriptor priority level */
1249         1,                      /* segment descriptor present */
1250         0, 0,
1251         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1252         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1253 /* GBIOSARGS_SEL 14 BIOS 16-bit interface (Arguments) */
1254 {       0,                      /* segment base address (overwritten) */
1255         0xfffff,                /* length */
1256         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1257         0,                      /* segment descriptor priority level */
1258         1,                      /* segment descriptor present */
1259         0, 0,
1260         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1261         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1262 /* GTLS_START 15 TLS */
1263 {       0x0,                    /* segment base address  */
1264         0x0,                    /* length */
1265         0,                      /* segment type */
1266         0,                      /* segment descriptor priority level */
1267         0,                      /* segment descriptor present */
1268         0, 0,
1269         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1270         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1271 /* GTLS_START+1 16 TLS */
1272 {       0x0,                    /* segment base address  */
1273         0x0,                    /* length */
1274         0,                      /* segment type */
1275         0,                      /* segment descriptor priority level */
1276         0,                      /* segment descriptor present */
1277         0, 0,
1278         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1279         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1280 /* GTLS_END 17 TLS */
1281 {       0x0,                    /* segment base address  */
1282         0x0,                    /* length */
1283         0,                      /* segment type */
1284         0,                      /* segment descriptor priority level */
1285         0,                      /* segment descriptor present */
1286         0, 0,
1287         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1288         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1289 };
1290
1291 static struct soft_segment_descriptor ldt_segs[] = {
1292         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1293 {       0x0,                    /* segment base address  */
1294         0x0,                    /* length - all address space */
1295         0,                      /* segment type */
1296         0,                      /* segment descriptor priority level */
1297         0,                      /* segment descriptor present */
1298         0, 0,
1299         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1300         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1301         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1302 {       0x0,                    /* segment base address  */
1303         0x0,                    /* length - all address space */
1304         0,                      /* segment type */
1305         0,                      /* segment descriptor priority level */
1306         0,                      /* segment descriptor present */
1307         0, 0,
1308         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1309         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1310         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1311 {       0x0,                    /* segment base address  */
1312         0x0,                    /* length - all address space */
1313         0,                      /* segment type */
1314         0,                      /* segment descriptor priority level */
1315         0,                      /* segment descriptor present */
1316         0, 0,
1317         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1318         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1319         /* Code Descriptor for user */
1320 {       0x0,                    /* segment base address  */
1321         0xfffff,                /* length - all address space */
1322         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1323         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1324         1,                      /* segment descriptor present */
1325         0, 0,
1326         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1327         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1328         /* Null Descriptor - overwritten by call gate */
1329 {       0x0,                    /* segment base address  */
1330         0x0,                    /* length - all address space */
1331         0,                      /* segment type */
1332         0,                      /* segment descriptor priority level */
1333         0,                      /* segment descriptor present */
1334         0, 0,
1335         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1336         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1337         /* Data Descriptor for user */
1338 {       0x0,                    /* segment base address  */
1339         0xfffff,                /* length - all address space */
1340         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1341         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1342         1,                      /* segment descriptor present */
1343         0, 0,
1344         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1345         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1346 };
1347
1348 void
1349 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int selec)
1350 {
1351         struct gate_descriptor *ip;
1352
1353         ip = idt + idx;
1354         ip->gd_looffset = (int)func;
1355         ip->gd_selector = selec;
1356         ip->gd_stkcpy = 0;
1357         ip->gd_xx = 0;
1358         ip->gd_type = typ;
1359         ip->gd_dpl = dpl;
1360         ip->gd_p = 1;
1361         ip->gd_hioffset = ((int)func)>>16 ;
1362 }
1363
1364 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1365
1366 extern inthand_t
1367         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1368         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1369         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1370         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1371         IDTVEC(xmm), IDTVEC(syscall),
1372         IDTVEC(rsvd0);
1373 extern inthand_t
1374         IDTVEC(int0x80_syscall);
1375
1376 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1377 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1378 #endif
1379
1380 void
1381 sdtossd(struct segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1382 {
1383         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1384         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1385         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1386         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1387         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1388         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1389         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1390 }
1391
1392 /*
1393  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1394  * available physical memory in the system, then test this memory and
1395  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1396  *
1397  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1398  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1399  *
1400  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1401  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1402  */
1403 static void
1404 getmemsize(int first)
1405 {
1406         int i, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1407         int hasbrokenint12;
1408         u_int basemem, extmem;
1409         struct vm86frame vmf;
1410         struct vm86context vmc;
1411         vm_offset_t pa;
1412         vm_offset_t physmap[PHYSMAP_ENTRIES*2];
1413         pt_entry_t *pte;
1414         quad_t maxmem;
1415         struct {
1416                 u_int64_t base;
1417                 u_int64_t length;
1418                 u_int32_t type;
1419         } *smap;
1420         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1421
1422         bzero(&vmf, sizeof(struct vm86frame));
1423         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1424         basemem = 0;
1425
1426         /*
1427          * Some newer BIOSes has broken INT 12H implementation which cause
1428          * kernel panic immediately. In this case, we need to scan SMAP
1429          * with INT 15:E820 first, then determine base memory size.
1430          */
1431         hasbrokenint12 = 0;
1432         TUNABLE_INT_FETCH("hw.hasbrokenint12", &hasbrokenint12);
1433         if (hasbrokenint12) {
1434                 goto int15e820;
1435         }
1436
1437         /*
1438          * Perform "base memory" related probes & setup.  If we get a crazy
1439          * value give the bios some scribble space just in case.
1440          */
1441         vm86_intcall(0x12, &vmf);
1442         basemem = vmf.vmf_ax;
1443         if (basemem > 640) {
1444                 kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1445                         "truncating to < 640K\n", basemem);
1446                 basemem = 636;
1447         }
1448
1449         /*
1450          * XXX if biosbasemem is now < 640, there is a `hole'
1451          * between the end of base memory and the start of
1452          * ISA memory.  The hole may be empty or it may
1453          * contain BIOS code or data.  Map it read/write so
1454          * that the BIOS can write to it.  (Memory from 0 to
1455          * the physical end of the kernel is mapped read-only
1456          * to begin with and then parts of it are remapped.
1457          * The parts that aren't remapped form holes that
1458          * remain read-only and are unused by the kernel.
1459          * The base memory area is below the physical end of
1460          * the kernel and right now forms a read-only hole.
1461          * The part of it from PAGE_SIZE to
1462          * (trunc_page(biosbasemem * 1024) - 1) will be
1463          * remapped and used by the kernel later.)
1464          *
1465          * This code is similar to the code used in
1466          * pmap_mapdev, but since no memory needs to be
1467          * allocated we simply change the mapping.
1468          */
1469         for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1470              pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1471                 pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1472                 *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1473         }
1474
1475         /*
1476          * if basemem != 640, map pages r/w into vm86 page table so
1477          * that the bios can scribble on it.
1478          */
1479         pte = vm86paddr;
1480         for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1481                 pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1482
1483 int15e820:
1484         /*
1485          * map page 1 R/W into the kernel page table so we can use it
1486          * as a buffer.  The kernel will unmap this page later.
1487          */
1488         pte = vtopte(KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1489         *pte = (1 << PAGE_SHIFT) | PG_RW | PG_V;
1490
1491         /*
1492          * get memory map with INT 15:E820
1493          */
1494 #define SMAPSIZ         sizeof(*smap)
1495 #define SMAP_SIG        0x534D4150                      /* 'SMAP' */
1496
1497         vmc.npages = 0;
1498         smap = (void *)vm86_addpage(&vmc, 1, KERNBASE + (1 << PAGE_SHIFT));
1499         vm86_getptr(&vmc, (vm_offset_t)smap, &vmf.vmf_es, &vmf.vmf_di);
1500
1501         physmap_idx = 0;
1502         vmf.vmf_ebx = 0;
1503         do {
1504                 vmf.vmf_eax = 0xE820;
1505                 vmf.vmf_edx = SMAP_SIG;
1506                 vmf.vmf_ecx = SMAPSIZ;
1507                 i = vm86_datacall(0x15, &vmf, &vmc);
1508                 if (i || vmf.vmf_eax != SMAP_SIG)
1509                         break;
1510                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1511                         kprintf("SMAP type=%02x base=%08x %08x len=%08x %08x\n",
1512                                 smap->type,
1513                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->base + 4),
1514                                 (u_int32_t)smap->base,
1515                                 *(u_int32_t *)((char *)&smap->length + 4),
1516                                 (u_int32_t)smap->length);
1517
1518                 if (smap->type != 0x01)
1519                         goto next_run;
1520
1521                 if (smap->length == 0)
1522                         goto next_run;
1523
1524                 Realmem += smap->length;
1525
1526                 if (smap->base >= 0xffffffffLLU) {
1527                         kprintf("%ju MB of memory above 4GB ignored\n",
1528                                 (uintmax_t)(smap->length / 1024 / 1024));
1529                         goto next_run;
1530                 }
1531
1532                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1533                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1534                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1535                                         kprintf("Overlapping or non-montonic "
1536                                                 "memory region, ignoring "
1537                                                 "second region\n");
1538                                 }
1539                                 Realmem -= smap->length;
1540                                 goto next_run;
1541                         }
1542                 }
1543
1544                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1545                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1546                         goto next_run;
1547                 }
1548
1549                 physmap_idx += 2;
1550                 if (physmap_idx == PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1551                         kprintf("Too many segments in the physical "
1552                                 "address map, giving up\n");
1553                         break;
1554                 }
1555                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1556                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1557 next_run:
1558                 ; /* fix GCC3.x warning */
1559         } while (vmf.vmf_ebx != 0);
1560
1561         /*
1562          * Perform "base memory" related probes & setup based on SMAP
1563          */
1564         if (basemem == 0) {
1565                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1566                         if (physmap[i] == 0x00000000) {
1567                                 basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1568                                 break;
1569                         }
1570                 }
1571
1572                 if (basemem == 0) {
1573                         basemem = 640;
1574                 }
1575
1576                 if (basemem > 640) {
1577                         kprintf("Preposterous BIOS basemem of %uK, "
1578                                 "truncating to 640K\n", basemem);
1579                         basemem = 640;
1580                 }
1581
1582                 for (pa = trunc_page(basemem * 1024);
1583                      pa < ISA_HOLE_START; pa += PAGE_SIZE) {
1584                         pte = vtopte(pa + KERNBASE);
1585                         *pte = pa | PG_RW | PG_V;
1586                 }
1587
1588                 pte = vm86paddr;
1589                 for (i = basemem / 4; i < 160; i++)
1590                         pte[i] = (i << PAGE_SHIFT) | PG_V | PG_RW | PG_U;
1591         }
1592
1593         if (physmap[1] != 0)
1594                 goto physmap_done;
1595
1596         /*
1597          * If we failed above, try memory map with INT 15:E801
1598          */
1599         vmf.vmf_ax = 0xE801;
1600         if (vm86_intcall(0x15, &vmf) == 0) {
1601                 extmem = vmf.vmf_cx + vmf.vmf_dx * 64;
1602         } else {
1603 #if 0
1604                 vmf.vmf_ah = 0x88;
1605                 vm86_intcall(0x15, &vmf);
1606                 extmem = vmf.vmf_ax;
1607 #else
1608                 /*
1609                  * Prefer the RTC value for extended memory.
1610                  */
1611                 extmem = rtcin(RTC_EXTLO) + (rtcin(RTC_EXTHI) << 8);
1612 #endif
1613         }
1614
1615         /*
1616          * Special hack for chipsets that still remap the 384k hole when
1617          * there's 16MB of memory - this really confuses people that
1618          * are trying to use bus mastering ISA controllers with the
1619          * "16MB limit"; they only have 16MB, but the remapping puts
1620          * them beyond the limit.
1621          *
1622          * If extended memory is between 15-16MB (16-17MB phys address range),
1623          *      chop it to 15MB.
1624          */
1625         if ((extmem > 15 * 1024) && (extmem < 16 * 1024))
1626                 extmem = 15 * 1024;
1627
1628         physmap[0] = 0;
1629         physmap[1] = basemem * 1024;
1630         physmap_idx = 2;
1631         physmap[physmap_idx] = 0x100000;
1632         physmap[physmap_idx + 1] = physmap[physmap_idx] + extmem * 1024;
1633
1634 physmap_done:
1635         /*
1636          * Now, physmap contains a map of physical memory.
1637          */
1638
1639 #ifdef SMP
1640         /* make hole for AP bootstrap code YYY */
1641         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1]);
1642
1643         /* Save EBDA address, if any */
1644         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1645         ebda_addr <<= 4;
1646 #endif
1647
1648         /*
1649          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1650          * highest page of the physical address space.  It should be
1651          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1652          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1653          */
1654         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1655
1656 #ifdef MAXMEM
1657         Maxmem = MAXMEM / 4;
1658 #endif
1659
1660         if (kgetenv_quad("hw.physmem", &maxmem))
1661                 Maxmem = atop(maxmem);
1662
1663         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1664             (boothowto & RB_VERBOSE))
1665                 kprintf("Physical memory use set to %lluK\n", Maxmem * 4);
1666
1667         /*
1668          * If Maxmem has been increased beyond what the system has detected,
1669          * extend the last memory segment to the new limit.
1670          */
1671         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) < Maxmem)
1672                 physmap[physmap_idx + 1] = ptoa(Maxmem);
1673
1674         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1675         pmap_bootstrap(first, 0);
1676
1677         /*
1678          * Size up each available chunk of physical memory.
1679          */
1680         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1681         pa_indx = 0;
1682         da_indx = 1;
1683         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1684         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1685         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1686
1687         pte = CMAP1;
1688
1689         /*
1690          * Get dcons buffer address
1691          */
1692         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1693             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1694                 dcons_addr = 0;
1695
1696         /*
1697          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1698          * round up the start address and round down the end address.
1699          */
1700         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1701                 vm_offset_t end;
1702
1703                 end = ptoa(Maxmem);
1704                 if (physmap[i + 1] < end)
1705                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1706                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1707                         int tmp, page_bad, full;
1708 #if 0
1709                         int *ptr = 0;
1710 #else
1711                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1712 #endif
1713                         full = FALSE;
1714
1715                         /*
1716                          * block out kernel memory as not available.
1717                          */
1718                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1719                                 goto do_dump_avail;
1720
1721                         /*
1722                          * block out dcons buffer
1723                          */
1724                         if (dcons_addr > 0
1725                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1726                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1727                                 goto do_dump_avail;
1728
1729                         page_bad = FALSE;
1730
1731                         /*
1732                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1733                          */
1734                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1735                         cpu_invltlb();
1736
1737                         tmp = *(int *)ptr;
1738                         /*
1739                          * Test for alternating 1's and 0's
1740                          */
1741                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1742                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa) {
1743                                 page_bad = TRUE;
1744                         }
1745                         /*
1746                          * Test for alternating 0's and 1's
1747                          */
1748                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1749                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555) {
1750                         page_bad = TRUE;
1751                         }
1752                         /*
1753                          * Test for all 1's
1754                          */
1755                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1756                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff) {
1757                                 page_bad = TRUE;
1758                         }
1759                         /*
1760                          * Test for all 0's
1761                          */
1762                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1763                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0) {
1764                                 page_bad = TRUE;
1765                         }
1766                         /*
1767                          * Restore original value.
1768                          */
1769                         *(int *)ptr = tmp;
1770
1771                         /*
1772                          * Adjust array of valid/good pages.
1773                          */
1774                         if (page_bad == TRUE) {
1775                                 continue;
1776                         }
1777                         /*
1778                          * If this good page is a continuation of the
1779                          * previous set of good pages, then just increase
1780                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1781                          * Note that "end" points one higher than end,
1782                          * making the range >= start and < end.
1783                          * If we're also doing a speculative memory
1784                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1785                          * so that we keep going. The first bad page
1786                          * will terminate the loop.
1787                          */
1788                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1789                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1790                         } else {
1791                                 pa_indx++;
1792                                 if (pa_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1793                                         kprintf("Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1794                                         pa_indx--;
1795                                         full = TRUE;
1796                                         goto do_dump_avail;
1797                                 }
1798                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1799                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE;   /* end */
1800                         }
1801                         physmem++;
1802 do_dump_avail:
1803                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1804                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1805                         } else {
1806                                 da_indx++;
1807                                 if (da_indx >= PHYSMAP_ENTRIES*2) {
1808                                         da_indx--;
1809                                         goto do_next;
1810                                 }
1811                                 dump_avail[da_indx++] = pa;     /* start */
1812                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1813                         }
1814 do_next:
1815                         if (full)
1816                                 break;
1817
1818                 }
1819         }
1820         *pte = 0;
1821         cpu_invltlb();
1822
1823         /*
1824          * XXX
1825          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1826          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1827          * calculation, etc.).
1828          */
1829         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1830             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1831                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1832                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1833                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1834         }
1835
1836         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1837
1838         /* Trim off space for the message buffer. */
1839         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1840
1841         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1842 }
1843
1844 /*
1845  * IDT VECTORS:
1846  *      0       Divide by zero
1847  *      1       Debug
1848  *      2       NMI
1849  *      3       BreakPoint
1850  *      4       OverFlow
1851  *      5       Bound-Range
1852  *      6       Invalid OpCode
1853  *      7       Device Not Available (x87)
1854  *      8       Double-Fault
1855  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1856  *      10      Invalid-TSS
1857  *      11      Segment not present
1858  *      12      Stack
1859  *      13      General Protection
1860  *      14      Page Fault
1861  *      15      Reserved
1862  *      16      x87 FP Exception pending
1863  *      17      Alignment Check
1864  *      18      Machine Check
1865  *      19      SIMD floating point
1866  *      20-31   reserved
1867  *      32-255  INTn/external sources
1868  */
1869 void
1870 init386(int first)
1871 {
1872         struct gate_descriptor *gdp;
1873         int gsel_tss, metadata_missing, off, x;
1874         struct mdglobaldata *gd;
1875
1876         /*
1877          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1878          */
1879         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1880         bzero(gd, sizeof(*gd));
1881
1882         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1883         thread0.td_gd = &gd->mi;
1884
1885         atdevbase = ISA_HOLE_START + KERNBASE;
1886
1887         metadata_missing = 0;
1888         if (bootinfo.bi_modulep) {
1889                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1890                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1891         } else {
1892                 metadata_missing = 1;
1893         }
1894         if (bootinfo.bi_envp)
1895                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1896
1897         /*
1898          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1899          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1900          */
1901         ncpus = 1;
1902         ncpus2 = 1;
1903         ncpus_fit = 1;
1904         /* Init basic tunables, hz etc */
1905         init_param1();
1906
1907         /*
1908          * make gdt memory segments, the code segment goes up to end of the
1909          * page with etext in it, the data segment goes to the end of
1910          * the address space
1911          */
1912         /*
1913          * XXX text protection is temporarily (?) disabled.  The limit was
1914          * i386_btop(round_page(etext)) - 1.
1915          */
1916         gdt_segs[GCODE_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1917         gdt_segs[GDATA_SEL].ssd_limit = atop(0 - 1);
1918
1919         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_limit =
1920                 atop(sizeof(struct privatespace) - 1);
1921         gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) &CPU_prvspace[0];
1922         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1923                 (int) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1924
1925         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1926
1927         /*
1928          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1929          * early in the boot sequence because the system assumes
1930          * that 'curthread' is never NULL.
1931          */
1932
1933         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1934 #ifdef BDE_DEBUGGER
1935                 /* avoid overwriting db entries with APM ones */
1936                 if (x >= GAPMCODE32_SEL && x <= GAPMDATA_SEL)
1937                         continue;
1938 #endif
1939                 ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x].sd);
1940         }
1941
1942         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1943         r_gdt.rd_base =  (int) gdt;
1944         lgdt(&r_gdt);
1945
1946         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1947         cpu_gdinit(gd, 0);
1948         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1949         safepri = TDPRI_MAX;
1950
1951         /* make ldt memory segments */
1952         /*
1953          * XXX - VM_MAX_USER_ADDRESS is an end address, not a max.  And it
1954          * should be spelled ...MAX_USER...
1955          */
1956         ldt_segs[LUCODE_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
1957         ldt_segs[LUDATA_SEL].ssd_limit = atop(VM_MAX_USER_ADDRESS - 1);
1958         for (x = 0; x < sizeof ldt_segs / sizeof ldt_segs[0]; x++)
1959                 ssdtosd(&ldt_segs[x], &ldt[x].sd);
1960
1961         _default_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
1962         lldt(_default_ldt);
1963         gd->gd_currentldt = _default_ldt;
1964         /* spinlocks and the BGL */
1965         init_locks();
1966
1967         /*
1968          * Setup the hardware exception table.  Most exceptions use
1969          * SDT_SYS386TGT, known as a 'trap gate'.  Trap gates leave
1970          * interrupts enabled.  VM page faults use SDT_SYS386IGT, known as
1971          * an 'interrupt trap gate', which disables interrupts on entry,
1972          * in order to be able to poll the appropriate CRn register to
1973          * determine the fault address.
1974          */
1975         for (x = 0; x < NIDT; x++) {
1976 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1977                 setidt(x, Xrsvdary[x], SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1978 #else
1979                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd0), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1980 #endif
1981         }
1982         setidt(0, &IDTVEC(div),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1983         setidt(1, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1984         setidt(2, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1985         setidt(3, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1986         setidt(4, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1987         setidt(5, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1988         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1989         setidt(7, &IDTVEC(dna),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1990         setidt(8, 0,  SDT_SYSTASKGT, SEL_KPL, GSEL(GPANIC_SEL, SEL_KPL));
1991         setidt(9, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1992         setidt(10, &IDTVEC(tss),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1993         setidt(11, &IDTVEC(missing),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1994         setidt(12, &IDTVEC(stk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1995         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1996         setidt(14, &IDTVEC(page),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1997         setidt(15, &IDTVEC(rsvd0),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1998         setidt(16, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1999         setidt(17, &IDTVEC(align), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2000         setidt(18, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2001         setidt(19, &IDTVEC(xmm), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2002         setidt(0x80, &IDTVEC(int0x80_syscall),
2003                         SDT_SYS386TGT, SEL_UPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2004
2005         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2006         r_idt.rd_base = (int) idt;
2007         lidt(&r_idt);
2008
2009         /*
2010          * Initialize the console before we print anything out.
2011          */
2012         cninit();
2013
2014         if (metadata_missing)
2015                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
2016
2017 #if     NISA >0
2018         isa_defaultirq();
2019 #endif
2020         rand_initialize();
2021
2022 #ifdef DDB
2023         kdb_init();
2024         if (boothowto & RB_KDB)
2025                 Debugger("Boot flags requested debugger");
2026 #endif
2027
2028         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
2029         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2030         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
2031         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
2032
2033         /*
2034          * make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall!
2035          * The 16 bytes is to save room for a VM86 context.
2036          */
2037         gd->gd_common_tss.tss_esp0 = (int) thread0.td_pcb - 16;
2038         gd->gd_common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL) ;
2039         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
2040         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL].sd;
2041         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
2042         gd->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof gd->gd_common_tss) << 16;
2043         ltr(gsel_tss);
2044
2045         dblfault_tss.tss_esp = dblfault_tss.tss_esp0 = dblfault_tss.tss_esp1 =
2046             dblfault_tss.tss_esp2 = (int) &dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
2047         dblfault_tss.tss_ss = dblfault_tss.tss_ss0 = dblfault_tss.tss_ss1 =
2048             dblfault_tss.tss_ss2 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2049         dblfault_tss.tss_cr3 = (int)IdlePTD;
2050         dblfault_tss.tss_eip = (int) dblfault_handler;
2051         dblfault_tss.tss_eflags = PSL_KERNEL;
2052         dblfault_tss.tss_ds = dblfault_tss.tss_es =
2053             dblfault_tss.tss_gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
2054         dblfault_tss.tss_fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
2055         dblfault_tss.tss_cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
2056         dblfault_tss.tss_ldt = GSEL(GLDT_SEL, SEL_KPL);
2057
2058         vm86_initialize();
2059         getmemsize(first);
2060         init_param2(physmem);
2061
2062         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
2063
2064         /* Map the message buffer. */
2065         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
2066                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
2067
2068         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
2069
2070         /* make a call gate to reenter kernel with */
2071         gdp = &ldt[LSYS5CALLS_SEL].gd;
2072
2073         x = (int) &IDTVEC(syscall);
2074         gdp->gd_looffset = x++;
2075         gdp->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL,SEL_KPL);
2076         gdp->gd_stkcpy = 1;
2077         gdp->gd_type = SDT_SYS386CGT;
2078         gdp->gd_dpl = SEL_UPL;
2079         gdp->gd_p = 1;
2080         gdp->gd_hioffset = ((int) &IDTVEC(syscall)) >>16;
2081
2082         /* XXX does this work? */
2083         ldt[LBSDICALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2084         ldt[LSOL26CALLS_SEL] = ldt[LSYS5CALLS_SEL];
2085
2086         /* transfer to user mode */
2087
2088         _ucodesel = LSEL(LUCODE_SEL, SEL_UPL);
2089         _udatasel = LSEL(LUDATA_SEL, SEL_UPL);
2090
2091         /* setup proc 0's pcb */
2092         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
2093         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = (int)IdlePTD; /* should already be setup */
2094         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
2095         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
2096 }
2097
2098 /*
2099  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
2100  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
2101  * data space were allocated in locore.
2102  *
2103  * Note: the idlethread's cpl is 0
2104  *
2105  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
2106  */
2107 void
2108 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
2109 {
2110         if (cpu)
2111                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
2112
2113         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
2114                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
2115                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
2116                         0, &gd->mi);
2117         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
2118         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
2119         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
2120         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
2121 }
2122
2123 int
2124 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
2125 {
2126         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
2127             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
2128                 return (TRUE);
2129         }
2130         return (FALSE);
2131 }
2132
2133 struct globaldata *
2134 globaldata_find(int cpu)
2135 {
2136         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
2137         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
2138 }
2139
2140 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2141 static void f00f_hack(void *unused);
2142 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
2143
2144 static void
2145 f00f_hack(void *unused)
2146 {
2147         struct gate_descriptor *new_idt;
2148         vm_offset_t tmp;
2149
2150         if (!has_f00f_bug)
2151                 return;
2152
2153         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
2154
2155         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
2156
2157         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
2158         if (tmp == 0)
2159                 panic("kmem_alloc returned 0");
2160         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
2161                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
2162         /* Put the first seven entries in the lower page */
2163         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
2164         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
2165         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
2166         lidt(&r_idt);
2167         idt = new_idt;
2168         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
2169                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
2170                 panic("vm_map_protect failed");
2171         return;
2172 }
2173 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
2174
2175 int
2176 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
2177 {
2178         lp->lwp_md.md_regs->tf_eip = addr;
2179         return (0);
2180 }
2181
2182 int
2183 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
2184 {
2185         lp->lwp_md.md_regs->tf_eflags |= PSL_T;
2186         return (0);
2187 }
2188
2189 int
2190 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2191 {
2192         struct trapframe *tp;
2193
2194         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2195         regs->r_gs = tp->tf_gs;
2196         regs->r_fs = tp->tf_fs;
2197         regs->r_es = tp->tf_es;
2198         regs->r_ds = tp->tf_ds;
2199         regs->r_edi = tp->tf_edi;
2200         regs->r_esi = tp->tf_esi;
2201         regs->r_ebp = tp->tf_ebp;
2202         regs->r_ebx = tp->tf_ebx;
2203         regs->r_edx = tp->tf_edx;
2204         regs->r_ecx = tp->tf_ecx;
2205         regs->r_eax = tp->tf_eax;
2206         regs->r_eip = tp->tf_eip;
2207         regs->r_cs = tp->tf_cs;
2208         regs->r_eflags = tp->tf_eflags;
2209         regs->r_esp = tp->tf_esp;
2210         regs->r_ss = tp->tf_ss;
2211         return (0);
2212 }
2213
2214 int
2215 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2216 {
2217         struct trapframe *tp;
2218
2219         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2220         if (!EFL_SECURE(regs->r_eflags, tp->tf_eflags) ||
2221             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2222                 return (EINVAL);
2223         tp->tf_gs = regs->r_gs;
2224         tp->tf_fs = regs->r_fs;
2225         tp->tf_es = regs->r_es;
2226         tp->tf_ds = regs->r_ds;
2227         tp->tf_edi = regs->r_edi;
2228         tp->tf_esi = regs->r_esi;
2229         tp->tf_ebp = regs->r_ebp;
2230         tp->tf_ebx = regs->r_ebx;
2231         tp->tf_edx = regs->r_edx;
2232         tp->tf_ecx = regs->r_ecx;
2233         tp->tf_eax = regs->r_eax;
2234         tp->tf_eip = regs->r_eip;
2235         tp->tf_cs = regs->r_cs;
2236         tp->tf_eflags = regs->r_eflags;
2237         tp->tf_esp = regs->r_esp;
2238         tp->tf_ss = regs->r_ss;
2239         return (0);
2240 }
2241
2242 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2243 static void
2244 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2245 {
2246         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2247         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2248         int i;
2249
2250         /* FPU control/status */
2251         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2252         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2253         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2254         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2255         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2256         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2257         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2258         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2259
2260         /* FPU registers */
2261         for (i = 0; i < 8; ++i)
2262                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2263
2264         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2265 }
2266
2267 static void
2268 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2269 {
2270         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2271         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2272         int i;
2273
2274         /* FPU control/status */
2275         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2276         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2277         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2278         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2279         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2280         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2281         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2282         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2283
2284         /* FPU registers */
2285         for (i = 0; i < 8; ++i)
2286                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2287
2288         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2289 }
2290 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2291
2292 int
2293 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2294 {
2295 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2296         if (cpu_fxsr) {
2297                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2298                                 (struct save87 *)fpregs);
2299                 return (0);
2300         }
2301 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2302         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2303         return (0);
2304 }
2305
2306 int
2307 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2308 {
2309 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2310         if (cpu_fxsr) {
2311                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2312                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2313                 return (0);
2314         }
2315 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2316         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2317         return (0);
2318 }
2319
2320 int
2321 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2322 {
2323         if (lp == NULL) {
2324                 dbregs->dr0 = rdr0();
2325                 dbregs->dr1 = rdr1();
2326                 dbregs->dr2 = rdr2();
2327                 dbregs->dr3 = rdr3();
2328                 dbregs->dr4 = rdr4();
2329                 dbregs->dr5 = rdr5();
2330                 dbregs->dr6 = rdr6();
2331                 dbregs->dr7 = rdr7();
2332         } else {
2333                 struct pcb *pcb;
2334
2335                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2336                 dbregs->dr0 = pcb->pcb_dr0;
2337                 dbregs->dr1 = pcb->pcb_dr1;
2338                 dbregs->dr2 = pcb->pcb_dr2;
2339                 dbregs->dr3 = pcb->pcb_dr3;
2340                 dbregs->dr4 = 0;
2341                 dbregs->dr5 = 0;
2342                 dbregs->dr6 = pcb->pcb_dr6;
2343                 dbregs->dr7 = pcb->pcb_dr7;
2344         }
2345         return (0);
2346 }
2347
2348 int
2349 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2350 {
2351         if (lp == NULL) {
2352                 load_dr0(dbregs->dr0);
2353                 load_dr1(dbregs->dr1);
2354                 load_dr2(dbregs->dr2);
2355                 load_dr3(dbregs->dr3);
2356                 load_dr4(dbregs->dr4);
2357                 load_dr5(dbregs->dr5);
2358                 load_dr6(dbregs->dr6);
2359                 load_dr7(dbregs->dr7);
2360         } else {
2361                 struct pcb *pcb;
2362                 struct ucred *ucred;
2363                 int i;
2364                 uint32_t mask1, mask2;
2365
2366                 /*
2367                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2368                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2369                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2370                  * TRCTRAP.
2371                  */
2372                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 8;
2373                      i++, mask1 <<= 2, mask2 <<= 2)
2374                         if ((dbregs->dr7 & mask1) == mask2)
2375                                 return (EINVAL);
2376
2377                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2378                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2379
2380                 /*
2381                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2382                  * process's address space.  If a process could do this, it
2383                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2384                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2385                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2386                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2387                  * uid 0.
2388                  *
2389                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2390                  * address space is written into from within the kernel
2391                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2392                  * from within kernel mode?
2393                  */
2394
2395                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2396                         if (dbregs->dr7 & 0x3) {
2397                                 /* dr0 is enabled */
2398                                 if (dbregs->dr0 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2399                                         return (EINVAL);
2400                         }
2401
2402                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<2)) {
2403                                 /* dr1 is enabled */
2404                                 if (dbregs->dr1 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2405                                         return (EINVAL);
2406                         }
2407
2408                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<4)) {
2409                                 /* dr2 is enabled */
2410                                 if (dbregs->dr2 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2411                                         return (EINVAL);
2412                         }
2413
2414                         if (dbregs->dr7 & (0x3<<6)) {
2415                                 /* dr3 is enabled */
2416                                 if (dbregs->dr3 >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2417                                         return (EINVAL);
2418                         }
2419                 }
2420
2421                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr0;
2422                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr1;
2423                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr2;
2424                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr3;
2425                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr6;
2426                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr7;
2427
2428                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2429         }
2430
2431         return (0);
2432 }
2433
2434 /*
2435  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2436  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2437  */
2438 int
2439 user_dbreg_trap(void)
2440 {
2441         u_int32_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2442         u_int32_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2443         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2444         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2445         int i;
2446
2447         dr7 = rdr7();
2448         if ((dr7 & 0x000000ff) == 0) {
2449                 /*
2450                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2451                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2452                  * hardware debug registers
2453                  */
2454                 return 0;
2455         }
2456
2457         nbp = 0;
2458         dr6 = rdr6();
2459         bp = dr6 & 0x0000000f;
2460
2461         if (!bp) {
2462                 /*
2463                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2464                  * trap was not caused by any of the debug registers
2465                  */
2466                 return 0;
2467         }
2468
2469         /*
2470          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2471          * which ones and if any of them are user space addresses
2472          */
2473
2474         if (bp & 0x01) {
2475                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2476         }
2477         if (bp & 0x02) {
2478                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2479         }
2480         if (bp & 0x04) {
2481                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2482         }
2483         if (bp & 0x08) {
2484                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2485         }
2486
2487         for (i=0; i<nbp; i++) {
2488                 if (addr[i] <
2489                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2490                         /*
2491                          * addr[i] is in user space
2492                          */
2493                         return nbp;
2494                 }
2495         }
2496
2497         /*
2498          * None of the breakpoints are in user space.
2499          */
2500         return 0;
2501 }
2502
2503
2504 #ifndef DDB
2505 void
2506 Debugger(const char *msg)
2507 {
2508         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2509 }
2510 #endif /* no DDB */
2511
2512 #ifdef DDB
2513
2514 /*
2515  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2516  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2517  * called inside DDB.
2518  *
2519  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2520  */
2521
2522 #undef inb
2523 #undef outb
2524
2525 /* silence compiler warnings */
2526 u_char inb(u_int);
2527 void outb(u_int, u_char);
2528
2529 u_char
2530 inb(u_int port)
2531 {
2532         u_char  data;
2533         /*
2534          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2535          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2536          * if we tell it to load (u_short) port.
2537          */
2538         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2539         return (data);
2540 }
2541
2542 void
2543 outb(u_int port, u_char data)
2544 {
2545         u_char  al;
2546         /*
2547          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2548          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2549          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2550          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2551          */
2552         al = data;
2553         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2554 }
2555
2556 #endif /* DDB */
2557
2558
2559
2560 #include "opt_cpu.h"
2561
2562
2563 /*
2564  * initialize all the SMP locks
2565  */
2566
2567 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2568 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2569
2570 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2571 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2572
2573 /* critical region around INTR() routines */
2574 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2575
2576 /* lock region used by kernel profiling */
2577 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2578
2579 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2580 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2581
2582 /* lock regions around the clock hardware */
2583 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2584
2585 /* lock around the MP rendezvous */
2586 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2587
2588 static void
2589 init_locks(void)
2590 {
2591         /*
2592          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock
2593          */
2594         /*
2595          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2596          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2597          */
2598 #ifdef SMP
2599         cpu_get_initial_mplock();
2600 #endif
2601         /* DEPRECATED */
2602         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2603         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2604         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2605         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2606         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2607         spin_lock_init(&com_spinlock);
2608         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2609
2610         /* our token pool needs to work early */
2611         lwkt_token_pool_init();
2612 }