sys/platform/pc64/x86_64/machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
   3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
   4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
   5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * William Jolitz.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  20  *    must display the following acknowledgement:
  21  *      This product includes software developed by the University of
  22  *      California, Berkeley and its contributors.
  23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  25  *    without specific prior written permission.
  26  *
  27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  37  * SUCH DAMAGE.
  38  *
  39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
  40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
  41  */
  42
  43 #include "use_ether.h"
  44 //#include "use_npx.h"
  45 #include "use_isa.h"
  46 #include "opt_atalk.h"
  47 #include "opt_compat.h"
  48 #include "opt_cpu.h"
  49 #include "opt_ddb.h"
  50 #include "opt_directio.h"
  51 #include "opt_inet.h"
  52 #include "opt_ipx.h"
  53 #include "opt_msgbuf.h"
  54 #include "opt_swap.h"
  55
  56 #include <sys/param.h>
  57 #include <sys/systm.h>
  58 #include <sys/sysproto.h>
  59 #include <sys/signalvar.h>
  60 #include <sys/kernel.h>
  61 #include <sys/linker.h>
  62 #include <sys/malloc.h>
  63 #include <sys/proc.h>
  64 #include <sys/priv.h>
  65 #include <sys/buf.h>
  66 #include <sys/reboot.h>
  67 #include <sys/mbuf.h>
  68 #include <sys/msgbuf.h>
  69 #include <sys/sysent.h>
  70 #include <sys/sysctl.h>
  71 #include <sys/vmmeter.h>
  72 #include <sys/bus.h>
  73 #include <sys/upcall.h>
  74 #include <sys/usched.h>
  75 #include <sys/reg.h>
  76
  77 #include <vm/vm.h>
  78 #include <vm/vm_param.h>
  79 #include <sys/lock.h>
  80 #include <vm/vm_kern.h>
  81 #include <vm/vm_object.h>
  82 #include <vm/vm_page.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vm_pager.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86
  87 #include <sys/thread2.h>
  88 #include <sys/mplock2.h>
  89
  90 #include <sys/user.h>
  91 #include <sys/exec.h>
  92 #include <sys/cons.h>
  93
  94 #include <ddb/ddb.h>
  95
  96 #include <machine/cpu.h>
  97 #include <machine/clock.h>
  98 #include <machine/specialreg.h>
  99 #if JG
 100 #include <machine/bootinfo.h>
 101 #endif
 102 #include <machine/md_var.h>
 103 #include <machine/metadata.h>
 104 #include <machine/pc/bios.h>
 105 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
 106 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
 107 #include <machine/smp.h>
 108 #ifdef PERFMON
 109 #include <machine/perfmon.h>
 110 #endif
 111 #include <machine/cputypes.h>
 112
 113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
 114 #include <bus/isa/isa_device.h>
 115 #endif
 116 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>
 117 #include <bus/isa/rtc.h>
 118 #include <sys/random.h>
 119 #include <sys/ptrace.h>
 120 #include <machine/sigframe.h>
 121
 122 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
 123
 124 extern void init386(int first);
 125 extern void dblfault_handler(void);
 126 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
 127
 128 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
 129 extern void identify_cpu(void);
 130 #if JG
 131 extern void finishidentcpu(void);
 132 #endif
 133 extern void panicifcpuunsupported(void);
 134
 135 static void cpu_startup(void *);
 136 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
 137 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
 138 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
 139 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
 140 #ifdef DIRECTIO
 141 extern void ffs_rawread_setup(void);
 142 #endif /* DIRECTIO */
 143 static void init_locks(void);
 144
 145 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
 146
 147 #ifdef DDB
 148 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 149 #endif
 150
 151 uint64_t SMPptpa;
 152 pt_entry_t *SMPpt;
 153
 154
 155 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU];
 156
 157 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
 158 u_long  atdevbase;
 159 #ifdef SMP
 160 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
 161 #else
 162 int64_t tsc_offsets[1];
 163 #endif
 164
 165 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
 166 extern int swtch_optim_stats;
 167 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
 168         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
 169 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
 170         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
 171 #endif
 172
 173 int physmem = 0;
 174
 175 static int
 176 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 177 {
 178         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0, ctob(physmem), req);
 179         return (error);
 180 }
 181
 182 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 183         0, 0, sysctl_hw_physmem, "IU", "");
 184
 185 static int
 186 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 187 {
 188         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 189                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
 190         return (error);
 191 }
 192
 193 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 194         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
 195
 196 static int
 197 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 198 {
 199         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
 200                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
 201         return (error);
 202 }
 203
 204 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
 205         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
 206
 207 vm_paddr_t Maxmem = 0;
 208
 209 /*
 210  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
 211  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
 212  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
 213  * PHYSSEG entries.
 214  */
 215 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
 216
 217 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 218 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
 219
 220 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
 221 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
 222 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
 223
 224 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
 225 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 226 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
 227 static struct trapframe proc0_tf;
 228
 229 static void
 230 cpu_startup(void *dummy)
 231 {
 232         caddr_t v;
 233         vm_size_t size = 0;
 234         vm_offset_t firstaddr;
 235
 236         if (boothowto & RB_VERBOSE)
 237                 bootverbose++;
 238
 239         /*
 240          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
 241          */
 242         kprintf("%s", version);
 243         startrtclock();
 244         printcpuinfo();
 245         panicifcpuunsupported();
 246 #ifdef PERFMON
 247         perfmon_init();
 248 #endif
 249         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
 250                 (intmax_t)ptoa(Maxmem),
 251                 (intmax_t)ptoa(Maxmem) / 1024 / 1024);
 252         /*
 253          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
 254          */
 255         if (bootverbose) {
 256                 int indx;
 257
 258                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
 259                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
 260                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
 261
 262                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
 263                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
 264                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
 265                                 (intmax_t)size1,
 266                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
 267                 }
 268         }
 269
 270         /*
 271          * Allocate space for system data structures.
 272          * The first available kernel virtual address is in "v".
 273          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 274          * As pages of memory are allocated and cleared,
 275          * "firstaddr" is incremented.
 276          * An index into the kernel page table corresponding to the
 277          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
 278          */
 279
 280         /*
 281          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 282          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 283          * addresses to the various data structures.
 284          */
 285         firstaddr = 0;
 286 again:
 287         v = (caddr_t)firstaddr;
 288
 289 #define valloc(name, type, num) \
 290             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
 291 #define valloclim(name, type, num, lim) \
 292             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
 293
 294         /*
 295          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
 296          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
 297          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
 298          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
 299          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
 300          * maxbcache bytes.
 301          *
 302          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
 303          */
 304         if (nbuf == 0) {
 305                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
 306                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
 307
 308                 nbuf = 50;
 309                 if (kbytes > 4096)
 310                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
 311                 if (kbytes > 65536)
 312                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
 313                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
 314                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
 315         }
 316
 317         /*
 318          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
 319          * kernel_map.
 320          */
 321         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
 322                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
 323                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
 324         }
 325
 326         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
 327 #ifdef NSWBUF_MIN
 328         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
 329                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
 330 #endif
 331 #ifdef DIRECTIO
 332         ffs_rawread_setup();
 333 #endif
 334
 335         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
 336         valloc(buf, struct buf, nbuf);
 337
 338         /*
 339          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 340          */
 341         if (firstaddr == 0) {
 342                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
 343                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
 344                 if (firstaddr == 0)
 345                         panic("startup: no room for tables");
 346                 goto again;
 347         }
 348
 349         /*
 350          * End of second pass, addresses have been assigned
 351          */
 352         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
 353                 panic("startup: table size inconsistency");
 354
 355         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
 356                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 357         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
 358                       (nbuf*BKVASIZE));
 359         buffer_map.system_map = 1;
 360         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
 361                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
 362         pager_map.system_map = 1;
 363
 364 #if defined(USERCONFIG)
 365         userconfig();
 366         cninit();               /* the preferred console may have changed */
 367 #endif
 368
 369         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
 370                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
 371                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
 372
 373         /*
 374          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
 375          */
 376         bufinit();
 377         vm_pager_bufferinit();
 378
 379 #ifdef SMP
 380         /*
 381          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
 382          */
 383         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
 384         mp_announce();
 385 #endif  /* SMP */
 386         cpu_setregs();
 387 }
 388
 389 /*
 390  * Send an interrupt to process.
 391  *
 392  * Stack is set up to allow sigcode stored
 393  * at top to call routine, followed by kcall
 394  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
 395  * resets the signal mask, the stack, and the
 396  * frame pointer, it returns to the user
 397  * specified pc, psl.
 398  */
 399 void
 400 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
 401 {
 402         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 403         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 404         struct trapframe *regs;
 405         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
 406         struct sigframe sf, *sfp;
 407         int oonstack;
 408         char *sp;
 409
 410         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 411         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
 412
 413         /* Save user context */
 414         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
 415         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
 416         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
 417         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
 418         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
 419         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
 420
 421         /* Make the size of the saved context visible to userland */
 422         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
 423
 424         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
 425         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
 426                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
 427
 428         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
 429         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
 430             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
 431                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
 432                               sizeof(struct sigframe));
 433                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 434         } else {
 435                 /* We take red zone into account */
 436                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
 437         }
 438
 439         /* Align to 16 bytes */
 440         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~0xFUL);
 441
 442         /* Translate the signal is appropriate */
 443         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
 444                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
 445                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
 446         }
 447
 448         /*
 449          * Build the argument list for the signal handler.
 450          *
 451          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
 452          */
 453         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
 454         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
 455
 456         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
 457                 /*
 458                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
 459                  *
 460                  * action(signo, siginfo, ucontext)
 461                  */
 462                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
 463                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 464                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
 465
 466                 /* fill siginfo structure */
 467                 sf.sf_si.si_signo = sig;
 468                 sf.sf_si.si_code = code;
 469                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
 470         } else {
 471                 /*
 472                  * Old FreeBSD-style arguments.
 473                  *
 474                  * handler (signo, code, [uc], addr)
 475                  */
 476                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
 477                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
 478                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
 479         }
 480
 481         /*
 482          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
 483          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
 484          * eflags.
 485          */
 486 #if JG
 487         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
 488                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 489                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 490
 491                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
 492                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
 493                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
 494                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
 495
 496                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
 497                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
 498                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
 499                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
 500
 501                 /*
 502                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
 503                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
 504                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
 505                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
 506                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
 507                  */
 508                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
 509         }
 510 #endif
 511
 512         /*
 513          * Save the FPU state and reinit the FP unit
 514          */
 515         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
 516
 517         /*
 518          * Copy the sigframe out to the user's stack.
 519          */
 520         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
 521                 /*
 522                  * Something is wrong with the stack pointer.
 523                  * ...Kill the process.
 524                  */
 525                 sigexit(lp, SIGILL);
 526         }
 527
 528         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
 529         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
 530
 531         /*
 532          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
 533          * on function entry
 534          */
 535         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
 536
 537         /*
 538          * 64 bit mode has a code and stack selector but
 539          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
 540          * stored in-context.
 541          */
 542         regs->tf_cs = _ucodesel;
 543         regs->tf_ss = _udatasel;
 544 }
 545
 546 /*
 547  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
 548  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
 549  * issue.
 550  *
 551  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
 552  * bad idea?
 553  */
 554 int
 555 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
 556 {
 557         frame->tf_cs = _ucodesel;
 558         frame->tf_ss = _udatasel;
 559         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
 560         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
 561         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
 562
 563         return(0);
 564 }
 565
 566 /*
 567  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
 568  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
 569  */
 570 int
 571 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
 572 {
 573         return(0);
 574 }
 575
 576 /*
 577  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
 578  *
 579  * System call to cleanup state after a signal
 580  * has been taken.  Reset signal mask and
 581  * stack state from context left by sendsig (above).
 582  * Return to previous pc and psl as specified by
 583  * context left by sendsig. Check carefully to
 584  * make sure that the user has not modified the
 585  * state to gain improper privileges.
 586  *
 587  * MPSAFE
 588  */
 589 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
 590 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
 591
 592 int
 593 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
 594 {
 595         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 596         struct proc *p = lp->lwp_proc;
 597         struct trapframe *regs;
 598         ucontext_t uc;
 599         ucontext_t *ucp;
 600         register_t rflags;
 601         int cs;
 602         int error;
 603
 604         /*
 605          * We have to copy the information into kernel space so userland
 606          * can't modify it while we are sniffing it.
 607          */
 608         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 609         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
 610         if (error)
 611                 return (error);
 612         ucp = &uc;
 613         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
 614
 615         /* VM (8086) mode not supported */
 616         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
 617
 618 #if JG
 619         if (eflags & PSL_VM) {
 620                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
 621                 struct vm86_kernel *vm86;
 622
 623                 /*
 624                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
 625                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
 626                  */
 627                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
 628                         return (EINVAL);
 629                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
 630                 if (vm86->vm86_inited == 0)
 631                         return (EINVAL);
 632
 633                 /* go back to user mode if both flags are set */
 634                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
 635                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
 636
 637                 if (vm86->vm86_has_vme) {
 638                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
 639                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
 640                 } else {
 641                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
 642                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
 643                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
 644                 }
 645                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
 646                 tf->tf_eflags = eflags;
 647                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
 648                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
 649                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
 650                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
 651                 tf->tf_ds = _udatasel;
 652                 tf->tf_es = _udatasel;
 653                 tf->tf_fs = _udatasel;
 654                 tf->tf_gs = _udatasel;
 655         } else
 656 #endif
 657         {
 658                 /*
 659                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
 660                  */
 661                 /*
 662                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
 663                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
 664                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
 665                  * the signal context during signal handling and there is no
 666                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
 667                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
 668                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
 669                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
 670                  */
 671                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
 672                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
 673                         return(EINVAL);
 674                 }
 675
 676                 /*
 677                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
 678                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
 679                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
 680                  */
 681                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
 682                 if (!CS_SECURE(cs)) {
 683                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
 684                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
 685                         return(EINVAL);
 686                 }
 687                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
 688         }
 689
 690         /*
 691          * Restore the FPU state from the frame
 692          */
 693         crit_enter();
 694         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
 695
 696         /*
 697          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
 698          * semantics against system calls.
 699          */
 700         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
 701                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
 702
 703         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
 704                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
 705         else
 706                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
 707
 708         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
 709         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
 710         crit_exit();
 711         return(EJUSTRETURN);
 712 }
 713
 714 /*
 715  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
 716  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
 717  * already been pushed on the stack.
 718  */
 719 struct upc_frame {
 720         register_t      rax;
 721         register_t      rcx;
 722         register_t      rdx;
 723         register_t      flags;
 724         register_t      oldip;
 725 };
 726
 727 void
 728 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
 729 {
 730         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 731         struct trapframe *regs;
 732         struct upcall upcall;
 733         struct upc_frame upc_frame;
 734         int     crit_count = 0;
 735
 736         /*
 737          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
 738          * context, switch back to the virtual kernel context before
 739          * trying to post the signal.
 740          */
 741         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
 742                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
 743                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
 744         }
 745
 746         /*
 747          * Get the upcall data structure
 748          */
 749         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
 750             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
 751         ) {
 752                 vu->vu_pending = 0;
 753                 kprintf("bad upcall address\n");
 754                 return;
 755         }
 756
 757         /*
 758          * If the data structure is already marked pending or has a critical
 759          * section count, mark the data structure as pending and return
 760          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
 761          */
 762         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
 763                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
 764                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
 765                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 766                                 sizeof(upcall.upc_pending));
 767                 }
 768                 return;
 769         }
 770
 771         /*
 772          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
 773          *
 774          * Bump our critical section count and set or clear the
 775          * user pending flag depending on whether more upcalls are
 776          * pending.  The user will be responsible for calling
 777          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
 778          */
 779         vu->vu_pending = 0;
 780         upcall.upc_pending = morepending;
 781         ++crit_count;
 782         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
 783                 sizeof(upcall.upc_pending));
 784         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
 785                 sizeof(int));
 786
 787         /*
 788          * Construct a stack frame and issue the upcall
 789          */
 790         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 791         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
 792         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
 793         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
 794         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
 795         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
 796         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
 797             sizeof(upc_frame)) != 0) {
 798                 kprintf("bad stack on upcall\n");
 799         } else {
 800                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
 801                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
 802                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 803                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
 804                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
 805         }
 806 }
 807
 808 /*
 809  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
 810  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
 811  * being overwritten by the syscall return value.
 812  *
 813  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
 814  * and the function pointer in %eax.
 815  */
 816 int
 817 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
 818 {
 819         struct upc_frame upc_frame;
 820         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
 821         struct trapframe *regs;
 822         int error;
 823         struct upcall upcall;
 824         int crit_count;
 825
 826         regs = lp->lwp_md.md_regs;
 827
 828         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
 829         if (error == 0) {
 830             if (vu) {
 831                 /*
 832                  * This jumps us to the next ready context.
 833                  */
 834                 vu->vu_pending = 0;
 835                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
 836                 crit_count = 0;
 837                 if (error == 0)
 838                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
 839                 ++crit_count;
 840                 if (error == 0)
 841                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
 842                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
 843                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
 844                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
 845                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
 846                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
 847             } else {
 848                 /*
 849                  * This returns us to the originally interrupted code.
 850                  */
 851                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
 852                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
 853                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
 854                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
 855                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
 856                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
 857                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
 858                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
 859             }
 860         }
 861         if (error == 0)
 862                 error = EJUSTRETURN;
 863         return(error);
 864 }
 865
 866 /*
 867  * Machine dependent boot() routine
 868  *
 869  * I haven't seen anything to put here yet
 870  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
 871  */
 872 void
 873 cpu_boot(int howto)
 874 {
 875 }
 876
 877 /*
 878  * Shutdown the CPU as much as possible
 879  */
 880 void
 881 cpu_halt(void)
 882 {
 883         for (;;)
 884                 __asm__ __volatile("hlt");
 885 }
 886
 887 /*
 888  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
 889  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
 890  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
 891  *
 892  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
 893  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
 894  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own
 895  * critical section.
 896  *
 897  * Note on cpu_idle_hlt:  On an SMP system we rely on a scheduler IPI
 898  * to wake a HLTed cpu up.  However, there are cases where the idlethread
 899  * will be entered with the possibility that no IPI will occur and in such
 900  * cases lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
 901  */
 902 static int      cpu_idle_hlt = 1;
 903 static int      cpu_idle_hltcnt;
 904 static int      cpu_idle_spincnt;
 905 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
 906     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
 907 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
 908     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
 909 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
 910     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
 911
 912 static void
 913 cpu_idle_default_hook(void)
 914 {
 915         /*
 916          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
 917          * following the sti.
 918          */
 919         __asm __volatile("sti; hlt");
 920 }
 921
 922 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
 923 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
 924
 925 void
 926 cpu_idle(void)
 927 {
 928         struct thread *td = curthread;
 929
 930         crit_exit();
 931         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
 932         for (;;) {
 933                 /*
 934                  * See if there are any LWKTs ready to go.
 935                  */
 936                 lwkt_switch();
 937
 938                 /*
 939                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
 940                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
 941                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
 942                  */
 943                 if (cpu_idle_hlt && !lwkt_runnable() &&
 944                     (td->td_flags & TDF_IDLE_NOHLT) == 0) {
 945                         __asm __volatile("cli");
 946                         splz();
 947                         if (!lwkt_runnable())
 948                                 cpu_idle_hook();
 949 #ifdef SMP
 950                         else
 951                                 handle_cpu_contention_mask();
 952 #endif
 953                         ++cpu_idle_hltcnt;
 954                 } else {
 955                         td->td_flags &= ~TDF_IDLE_NOHLT;
 956                         splz();
 957 #ifdef SMP
 958                         __asm __volatile("sti");
 959                         handle_cpu_contention_mask();
 960 #else
 961                         __asm __volatile("sti");
 962 #endif
 963                         ++cpu_idle_spincnt;
 964                 }
 965         }
 966 }
 967
 968 #ifdef SMP
 969
 970 /*
 971  * This routine is called when the only runnable threads require
 972  * the MP lock, and the scheduler couldn't get it.  On a real cpu
 973  * we let the scheduler spin.
 974  */
 975 void
 976 handle_cpu_contention_mask(void)
 977 {
 978         cpu_pause();
 979 }
 980
 981 /*
 982  * This routine is called if a spinlock has been held through the
 983  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
 984  * we let it spin.
 985  */
 986 void
 987 cpu_spinlock_contested(void)
 988 {
 989         cpu_pause();
 990 }
 991
 992 #endif
 993
 994 /*
 995  * Clear registers on exec
 996  */
 997 void
 998 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
 999 {
1000         struct thread *td = curthread;
1001         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1002         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1003         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1004
1005         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1006         user_ldt_free(pcb);
1007
1008         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1009         regs->tf_rip = entry;
1010         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1011         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1012         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1013         regs->tf_ss = _udatasel;
1014         regs->tf_cs = _ucodesel;
1015         regs->tf_rbx = ps_strings;
1016
1017         /*
1018          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1019          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1020          */
1021         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1022                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1023                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1024                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1025                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1026                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1027                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1028                 if (pcb == td->td_pcb) {
1029                         /*
1030                          * Clear the debug registers on the running
1031                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1032                          * the next process we switch to.
1033                          */
1034                         reset_dbregs();
1035                 }
1036                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1037         }
1038
1039         /*
1040          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1041          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1042          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1043          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1044          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1045          */
1046         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1047
1048         /*
1049          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1050          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1051          *       may panic in npxdna().
1052          */
1053         crit_enter();
1054         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1055
1056         /*
1057          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1058          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1059          *       code knows what the current MSR values are.
1060          */
1061         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1062         pcb->pcb_gsbase = 0;
1063         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1064         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1065         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1066         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1067
1068         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1069         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1070         crit_exit();
1071
1072         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1073         pcb->pcb_es = _udatasel;
1074         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1075         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1076 }
1077
1078 void
1079 cpu_setregs(void)
1080 {
1081         register_t cr0;
1082
1083         cr0 = rcr0();
1084         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1085         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1086         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1087         load_cr0(cr0);
1088         load_gs(_udatasel);
1089 }
1090
1091 static int
1092 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1093 {
1094         int error;
1095         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1096                 req);
1097         if (!error && req->newptr)
1098                 resettodr();
1099         return (error);
1100 }
1101
1102 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1103         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1104
1105 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1106         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1107
1108 #if JG
1109 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo,
1110         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1111 #endif
1112
1113 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1114         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1115
1116 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1117 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1118         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1119
1120 /*
1121  * Initialize 386 and configure to run kernel
1122  */
1123
1124 /*
1125  * Initialize segments & interrupt table
1126  */
1127
1128 int _default_ldt;
1129 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1130 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1131 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1132 #if JG
1133 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1134 #endif
1135
1136 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1137 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1138
1139 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1140 extern int has_f00f_bug;
1141 #endif
1142
1143 static char dblfault_stack[PAGE_SIZE] __aligned(16);
1144
1145 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1146 void *proc0paddr;
1147 /* JG alignment? */
1148 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1149
1150
1151 /* software prototypes -- in more palatable form */
1152 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1153 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1154 {       0x0,                    /* segment base address  */
1155         0x0,                    /* length */
1156         0,                      /* segment type */
1157         0,                      /* segment descriptor priority level */
1158         0,                      /* segment descriptor present */
1159         0,                      /* long */
1160         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1161         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1162 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1163 {       0x0,                    /* segment base address  */
1164         0xfffff,                /* length - all address space */
1165         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1166         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1167         1,                      /* segment descriptor present */
1168         1,                      /* long */
1169         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1170         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1171 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1172 {       0x0,                    /* segment base address  */
1173         0xfffff,                /* length - all address space */
1174         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1175         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1176         1,                      /* segment descriptor present */
1177         1,                      /* long */
1178         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1179         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1180 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1181 {       0x0,                    /* segment base address  */
1182         0xfffff,                /* length - all address space */
1183         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1184         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1185         1,                      /* segment descriptor present */
1186         0,                      /* long */
1187         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1188         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1189 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1190 {       0x0,                    /* segment base address  */
1191         0xfffff,                /* length - all address space */
1192         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1193         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1194         1,                      /* segment descriptor present */
1195         0,                      /* long */
1196         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1197         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1198 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1199 {       0x0,                    /* segment base address  */
1200         0xfffff,                /* length - all address space */
1201         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1202         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1203         1,                      /* segment descriptor present */
1204         1,                      /* long */
1205         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1206         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1207 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1208 {
1209         0x0,                    /* segment base address */
1210         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1211         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1212         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1213         1,                      /* segment descriptor present */
1214         0,                      /* long */
1215         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1216         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1217 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1218 {       0x0,                    /* segment base address  */
1219         0x0,                    /* length */
1220         0,                      /* segment type */
1221         0,                      /* segment descriptor priority level */
1222         0,                      /* segment descriptor present */
1223         0,                      /* long */
1224         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1225         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1226 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1227 {       0x0,                    /* segment base address  */
1228         0xfffff,                /* length - all address space */
1229         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1230         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1231         1,                      /* segment descriptor present */
1232         0,                      /* long */
1233         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1234         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1235 };
1236
1237 void
1238 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1239 {
1240         struct gate_descriptor *ip;
1241
1242         ip = idt + idx;
1243         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1244         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1245         ip->gd_ist = ist;
1246         ip->gd_xx = 0;
1247         ip->gd_type = typ;
1248         ip->gd_dpl = dpl;
1249         ip->gd_p = 1;
1250         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1251 }
1252
1253 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1254
1255 extern inthand_t
1256         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1257         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1258         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1259         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1260         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1261         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1262
1263 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1264 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1265 #endif
1266
1267 void
1268 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1269 {
1270         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1271         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1272         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1273         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1274         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1275         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1276         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1277 }
1278
1279 void
1280 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1281 {
1282
1283         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1284         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1285         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1286         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1287         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1288         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1289         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1290         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1291         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1292         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1293 }
1294
1295 void
1296 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1297     struct system_segment_descriptor *sd)
1298 {
1299
1300         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1301         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1302         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1303         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1304         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1305         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1306         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1307         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1308 }
1309
1310 u_int basemem;
1311
1312 /*
1313  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1314  * available physical memory in the system, then test this memory and
1315  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1316  *
1317  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1318  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1319  *
1320  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1321  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1322  *
1323  * XXX first should be vm_paddr_t.
1324  */
1325 static void
1326 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1327 {
1328         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1329         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1330         u_long physmem_tunable;
1331         pt_entry_t *pte;
1332         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1333         u_int32_t smapsize;
1334         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1335
1336         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1337         basemem = 0;
1338         physmap_idx = 0;
1339
1340         /*
1341          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1342          *
1343          * subr_module.c says:
1344          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1345          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1346          */
1347         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1348             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1349         if (smapbase == NULL)
1350                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1351
1352         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1353         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1354
1355         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1356                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1357                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1358                             smap->type, smap->base, smap->length);
1359
1360                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1361                         continue;
1362
1363                 if (smap->length == 0)
1364                         continue;
1365
1366                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1367                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1368                                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1369                                         kprintf(
1370         "Overlapping or non-monotonic memory region, ignoring second region\n");
1371                                 continue;
1372                         }
1373                 }
1374
1375                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1376                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1377                         continue;
1378                 }
1379
1380                 physmap_idx += 2;
1381                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1382                         kprintf(
1383                 "Too many segments in the physical address map, giving up\n");
1384                         break;
1385                 }
1386                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1387                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1388         }
1389
1390         /*
1391          * Find the 'base memory' segment for SMP
1392          */
1393         basemem = 0;
1394         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1395                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1396                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1397                         break;
1398                 }
1399         }
1400         if (basemem == 0)
1401                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1402
1403 #ifdef SMP
1404         /* make hole for AP bootstrap code */
1405         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1406
1407         /* look for the MP hardware - needed for apic addresses */
1408         mp_probe();
1409 #endif
1410
1411         /*
1412          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1413          * highest page of the physical address space.  It should be
1414          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1415          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1416          */
1417         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1418
1419 #ifdef MAXMEM
1420         Maxmem = MAXMEM / 4;
1421 #endif
1422
1423         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1424                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1425
1426         /*
1427          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1428          * in the system.
1429          */
1430         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1431                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1432
1433         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1434             (boothowto & RB_VERBOSE))
1435                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1436
1437         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1438         pmap_bootstrap(&first);
1439
1440         /*
1441          * Size up each available chunk of physical memory.
1442          */
1443         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1444         pa_indx = 0;
1445         da_indx = 1;
1446         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1447         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1448         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1449         pte = CMAP1;
1450
1451         /*
1452          * Get dcons buffer address
1453          */
1454         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1455             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1456                 dcons_addr = 0;
1457
1458         /*
1459          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1460          * round up the start address and round down the end address.
1461          */
1462         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1463                 vm_paddr_t end;
1464
1465                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1466                 if (physmap[i + 1] < end)
1467                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1468                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1469                         int tmp, page_bad, full;
1470                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1471
1472                         full = FALSE;
1473                         /*
1474                          * block out kernel memory as not available.
1475                          */
1476                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1477                                 goto do_dump_avail;
1478
1479                         /*
1480                          * block out dcons buffer
1481                          */
1482                         if (dcons_addr > 0
1483                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1484                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1485                                 goto do_dump_avail;
1486
1487                         page_bad = FALSE;
1488
1489                         /*
1490                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1491                          */
1492                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1493                         cpu_invltlb();
1494
1495                         tmp = *(int *)ptr;
1496                         /*
1497                          * Test for alternating 1's and 0's
1498                          */
1499                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1500                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1501                                 page_bad = TRUE;
1502                         /*
1503                          * Test for alternating 0's and 1's
1504                          */
1505                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1506                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1507                                 page_bad = TRUE;
1508                         /*
1509                          * Test for all 1's
1510                          */
1511                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1512                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1513                                 page_bad = TRUE;
1514                         /*
1515                          * Test for all 0's
1516                          */
1517                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1518                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1519                                 page_bad = TRUE;
1520                         /*
1521                          * Restore original value.
1522                          */
1523                         *(int *)ptr = tmp;
1524
1525                         /*
1526                          * Adjust array of valid/good pages.
1527                          */
1528                         if (page_bad == TRUE)
1529                                 continue;
1530                         /*
1531                          * If this good page is a continuation of the
1532                          * previous set of good pages, then just increase
1533                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1534                          * Note that "end" points one higher than end,
1535                          * making the range >= start and < end.
1536                          * If we're also doing a speculative memory
1537                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1538                          * so that we keep going. The first bad page
1539                          * will terminate the loop.
1540                          */
1541                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1542                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1543                         } else {
1544                                 pa_indx++;
1545                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1546                                         kprintf(
1547                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1548                                         pa_indx--;
1549                                         full = TRUE;
1550                                         goto do_dump_avail;
1551                                 }
1552                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1553                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1554                         }
1555                         physmem++;
1556 do_dump_avail:
1557                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1558                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1559                         } else {
1560                                 da_indx++;
1561                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1562                                         da_indx--;
1563                                         goto do_next;
1564                                 }
1565                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1566                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1567                         }
1568 do_next:
1569                         if (full)
1570                                 break;
1571                 }
1572         }
1573         *pte = 0;
1574         cpu_invltlb();
1575
1576         /*
1577          * XXX
1578          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1579          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1580          * calculation, etc.).
1581          */
1582         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1583             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1584                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1585                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1586                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1587         }
1588
1589         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1590
1591         /* Trim off space for the message buffer. */
1592         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1593
1594         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1595
1596         /* Map the message buffer. */
1597         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1598                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1599                     off);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * IDT VECTORS:
1604  *      0       Divide by zero
1605  *      1       Debug
1606  *      2       NMI
1607  *      3       BreakPoint
1608  *      4       OverFlow
1609  *      5       Bound-Range
1610  *      6       Invalid OpCode
1611  *      7       Device Not Available (x87)
1612  *      8       Double-Fault
1613  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1614  *      10      Invalid-TSS
1615  *      11      Segment not present
1616  *      12      Stack
1617  *      13      General Protection
1618  *      14      Page Fault
1619  *      15      Reserved
1620  *      16      x87 FP Exception pending
1621  *      17      Alignment Check
1622  *      18      Machine Check
1623  *      19      SIMD floating point
1624  *      20-31   reserved
1625  *      32-255  INTn/external sources
1626  */
1627 u_int64_t
1628 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1629 {
1630         caddr_t kmdp;
1631         int gsel_tss, x;
1632 #if JG
1633         int metadata_missing, off;
1634 #endif
1635         struct mdglobaldata *gd;
1636         u_int64_t msr;
1637         char *env;
1638
1639 #if JG
1640         /*
1641          * This must be done before the first references
1642          * to CPU_prvspace[0] are made.
1643          */
1644         init_paging(&physfree);
1645 #endif
1646
1647         /*
1648          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1649          */
1650         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1651         bzero(gd, sizeof(*gd));
1652
1653         /*
1654          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1655          * early in the boot sequence because the system assumes
1656          * that 'curthread' is never NULL.
1657          */
1658
1659         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1660         thread0.td_gd = &gd->mi;
1661
1662         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1663
1664 #if JG
1665         metadata_missing = 0;
1666         if (bootinfo.bi_modulep) {
1667                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1668                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1669         } else {
1670                 metadata_missing = 1;
1671         }
1672         if (bootinfo.bi_envp)
1673                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1674 #endif
1675
1676         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1677         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1678         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1679         if (kmdp == NULL)
1680                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1681         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1682         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1683 #ifdef DDB
1684         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1685         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1686 #endif
1687
1688         /*
1689          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1690          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1691          */
1692         ncpus = 1;
1693         ncpus2 = 1;
1694         ncpus_fit = 1;
1695         /* Init basic tunables, hz etc */
1696         init_param1();
1697
1698         /*
1699          * make gdt memory segments
1700          */
1701         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1702                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1703
1704         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1705
1706         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1707                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1708                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1709         }
1710         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1711             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1712
1713         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1714         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1715         lgdt(&r_gdt);
1716
1717         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1718         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1719         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1720
1721         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1722         cpu_gdinit(gd, 0);
1723         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1724         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1725         safepri = TDPRI_MAX;
1726
1727         /* spinlocks and the BGL */
1728         init_locks();
1729
1730         /* exceptions */
1731         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1732                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1733         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1735         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1736         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1737         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1738         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1739         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1742         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1743         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1744         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1745         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1746         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1747         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1748         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1749         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1750         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1751         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1752
1753         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1754         r_idt.rd_base = (long) idt;
1755         lidt(&r_idt);
1756
1757         /*
1758          * Initialize the console before we print anything out.
1759          */
1760         cninit();
1761
1762 #if JG
1763         if (metadata_missing)
1764                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1765 #endif
1766
1767 #if     NISA >0
1768         isa_defaultirq();
1769 #endif
1770         rand_initialize();
1771
1772 #ifdef DDB
1773         kdb_init();
1774         if (boothowto & RB_KDB)
1775                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1776 #endif
1777
1778 #if JG
1779         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1780         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1781         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386TGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1782 #endif
1783         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1784         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1785
1786         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1787         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1788                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1789                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1790         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1791         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~0xFul;
1792         gd->gd_rsp0 = gd->gd_common_tss.tss_rsp0;
1793
1794         /* doublefault stack space, runs on ist1 */
1795         gd->gd_common_tss.tss_ist1 = (long)&dblfault_stack[sizeof(dblfault_stack)];
1796
1797         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1798         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1799
1800         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1801         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1802         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1803         ltr(gsel_tss);
1804
1805         /* Set up the fast syscall stuff */
1806         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1807         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1808         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1809         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1810         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1811               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1812         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1813         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1814
1815         getmemsize(kmdp, physfree);
1816         init_param2(physmem);
1817
1818         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1819
1820         /* Map the message buffer. */
1821 #if JG
1822         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1823                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1824 #endif
1825
1826         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1827
1828
1829         /* transfer to user mode */
1830
1831         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1832         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1833         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1834
1835         load_ds(_udatasel);
1836         load_es(_udatasel);
1837         load_fs(_udatasel);
1838
1839         /* setup proc 0's pcb */
1840         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1841         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1842         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1843         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
1844         env = kgetenv("kernelname");
1845         if (env != NULL)
1846                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
1847
1848         /* Location of kernel stack for locore */
1849         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1850 }
1851
1852 /*
1853  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1854  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1855  * data space were allocated in locore.
1856  *
1857  * Note: the idlethread's cpl is 0
1858  *
1859  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1860  */
1861 void
1862 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1863 {
1864         if (cpu)
1865                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1866
1867         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread,
1868                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack,
1869                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack),
1870                         TDF_MPSAFE, &gd->mi);
1871         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1872         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1873         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1874         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1875 }
1876
1877 int
1878 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1879 {
1880         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1881             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1882                 return (TRUE);
1883         }
1884         return (FALSE);
1885 }
1886
1887 struct globaldata *
1888 globaldata_find(int cpu)
1889 {
1890         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1891         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1892 }
1893
1894 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1895 static void f00f_hack(void *unused);
1896 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1897
1898 static void
1899 f00f_hack(void *unused)
1900 {
1901         struct gate_descriptor *new_idt;
1902         vm_offset_t tmp;
1903
1904         if (!has_f00f_bug)
1905                 return;
1906
1907         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1908
1909         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1910
1911         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1912         if (tmp == 0)
1913                 panic("kmem_alloc returned 0");
1914         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1915                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1916         /* Put the first seven entries in the lower page */
1917         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1918         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1919         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1920         lidt(&r_idt);
1921         idt = new_idt;
1922         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1923                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1924                 panic("vm_map_protect failed");
1925         return;
1926 }
1927 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1928
1929 int
1930 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1931 {
1932         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1933         return (0);
1934 }
1935
1936 int
1937 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1938 {
1939         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1940         return (0);
1941 }
1942
1943 int
1944 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1945 {
1946         struct trapframe *tp;
1947
1948         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1949         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1950         return (0);
1951 }
1952
1953 int
1954 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1955 {
1956         struct trapframe *tp;
1957
1958         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1959         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1960             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1961                 return (EINVAL);
1962         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1963         return (0);
1964 }
1965
1966 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1967 static void
1968 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1969 {
1970         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1971         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1972         int i;
1973
1974         /* FPU control/status */
1975         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1976         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1977         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1978         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1979         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1980         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1981         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1982         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1983
1984         /* FPU registers */
1985         for (i = 0; i < 8; ++i)
1986                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1987
1988         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
1989 }
1990
1991 static void
1992 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1993 {
1994         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1995         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1996         int i;
1997
1998         /* FPU control/status */
1999         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2000         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2001         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2002         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2003         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2004         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2005         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2006         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2007
2008         /* FPU registers */
2009         for (i = 0; i < 8; ++i)
2010                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2011
2012         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2013 }
2014 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2015
2016 int
2017 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2018 {
2019 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2020         if (cpu_fxsr) {
2021                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2022                                 (struct save87 *)fpregs);
2023                 return (0);
2024         }
2025 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2026         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2027         return (0);
2028 }
2029
2030 int
2031 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2032 {
2033 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2034         if (cpu_fxsr) {
2035                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2036                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2037                 return (0);
2038         }
2039 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2040         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2041         return (0);
2042 }
2043
2044 int
2045 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2046 {
2047         if (lp == NULL) {
2048                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2049                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2050                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2051                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2052                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2053                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2054                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2055                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2056         } else {
2057                 struct pcb *pcb;
2058
2059                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2060                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2061                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2062                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2063                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2064                 dbregs->dr[4] = 0;
2065                 dbregs->dr[5] = 0;
2066                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2067                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2068         }
2069         return (0);
2070 }
2071
2072 int
2073 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2074 {
2075         if (lp == NULL) {
2076                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2077                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2078                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2079                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2080                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2081                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2082                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2083                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2084         } else {
2085                 struct pcb *pcb;
2086                 struct ucred *ucred;
2087                 int i;
2088                 uint64_t mask1, mask2;
2089
2090                 /*
2091                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2092                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2093                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2094                  * TRCTRAP.
2095                  */
2096                 /* JG this loop looks unreadable */
2097                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2098                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2099                  */
2100                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2101                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2102                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2103                  * carried to decide if it is safe and useful to
2104                  * provide access to that capability
2105                  */
2106                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4;
2107                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2108                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2109                                 return (EINVAL);
2110
2111                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2112                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2113
2114                 /*
2115                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2116                  * process's address space.  If a process could do this, it
2117                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2118                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2119                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2120                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2121                  * uid 0.
2122                  *
2123                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2124                  * address space is written into from within the kernel
2125                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2126                  * from within kernel mode?
2127                  */
2128
2129                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2130                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2131                                 /* dr0 is enabled */
2132                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2133                                         return (EINVAL);
2134                         }
2135
2136                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2137                                 /* dr1 is enabled */
2138                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2139                                         return (EINVAL);
2140                         }
2141
2142                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2143                                 /* dr2 is enabled */
2144                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2145                                         return (EINVAL);
2146                         }
2147
2148                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2149                                 /* dr3 is enabled */
2150                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2151                                         return (EINVAL);
2152                         }
2153                 }
2154
2155                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2156                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2157                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2158                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2159                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2160                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2161
2162                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2163         }
2164
2165         return (0);
2166 }
2167
2168 /*
2169  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2170  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2171  */
2172 int
2173 user_dbreg_trap(void)
2174 {
2175         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2176         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2177         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2178         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2179         int i;
2180
2181         dr7 = rdr7();
2182         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2183                 /*
2184                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2185                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2186                  * hardware debug registers
2187                  */
2188                 return 0;
2189         }
2190
2191         nbp = 0;
2192         dr6 = rdr6();
2193         bp = dr6 & 0xf;
2194
2195         if (bp == 0) {
2196                 /*
2197                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2198                  * trap was not caused by any of the debug registers
2199                  */
2200                 return 0;
2201         }
2202
2203         /*
2204          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2205          * which ones and if any of them are user space addresses
2206          */
2207
2208         if (bp & 0x01) {
2209                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2210         }
2211         if (bp & 0x02) {
2212                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2213         }
2214         if (bp & 0x04) {
2215                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2216         }
2217         if (bp & 0x08) {
2218                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2219         }
2220
2221         for (i=0; i<nbp; i++) {
2222                 if (addr[i] <
2223                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2224                         /*
2225                          * addr[i] is in user space
2226                          */
2227                         return nbp;
2228                 }
2229         }
2230
2231         /*
2232          * None of the breakpoints are in user space.
2233          */
2234         return 0;
2235 }
2236
2237
2238 #ifndef DDB
2239 void
2240 Debugger(const char *msg)
2241 {
2242         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2243 }
2244 #endif /* no DDB */
2245
2246 #ifdef DDB
2247
2248 /*
2249  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2250  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2251  * called inside DDB.
2252  *
2253  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2254  */
2255
2256 #undef inb
2257 #undef outb
2258
2259 /* silence compiler warnings */
2260 u_char inb(u_int);
2261 void outb(u_int, u_char);
2262
2263 u_char
2264 inb(u_int port)
2265 {
2266         u_char  data;
2267         /*
2268          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2269          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2270          * if we tell it to load (u_short) port.
2271          */
2272         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2273         return (data);
2274 }
2275
2276 void
2277 outb(u_int port, u_char data)
2278 {
2279         u_char  al;
2280         /*
2281          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2282          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2283          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2284          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2285          */
2286         al = data;
2287         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2288 }
2289
2290 #endif /* DDB */
2291
2292
2293
2294 #include "opt_cpu.h"
2295
2296
2297 /*
2298  * initialize all the SMP locks
2299  */
2300
2301 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2302 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2303
2304 /* Make FAST_INTR() routines sequential */
2305 struct spinlock_deprecated fast_intr_spinlock;
2306
2307 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2308 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2309
2310 /* critical region around INTR() routines */
2311 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2312
2313 /* lock region used by kernel profiling */
2314 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2315
2316 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2317 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2318
2319 /* locks kernel kprintfs */
2320 struct spinlock_deprecated cons_spinlock;
2321
2322 /* lock regions around the clock hardware */
2323 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2324
2325 /* lock around the MP rendezvous */
2326 struct spinlock_deprecated smp_rv_spinlock;
2327
2328 static void
2329 init_locks(void)
2330 {
2331         /*
2332          * mp_lock = 0; BSP already owns the MP lock
2333          */
2334         /*
2335          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
2336          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2337          */
2338 #ifdef SMP
2339         cpu_get_initial_mplock();
2340 #endif
2341         /* DEPRECATED */
2342         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2343         spin_lock_init(&fast_intr_spinlock);
2344         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2345         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2346         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2347         spin_lock_init(&smp_rv_spinlock);
2348         spin_lock_init(&com_spinlock);
2349         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2350         spin_lock_init(&cons_spinlock);
2351
2352         /* our token pool needs to work early */
2353         lwkt_token_pool_init();
2354 }
2355