6de49280e8ac87ac7379a82f4a710abc7551d9a1
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 //#include "use_npx.h"
44 #include "use_isa.h"
45 #include "opt_atalk.h"
46 #include "opt_compat.h"
47 #include "opt_cpu.h"
48 #include "opt_ddb.h"
49 #include "opt_directio.h"
50 #include "opt_inet.h"
51 #include "opt_ipx.h"
52 #include "opt_msgbuf.h"
53 #include "opt_swap.h"
54 #include "opt_apic.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 #include <sys/machintr.h>
123
124 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
125
126 extern void init386(int first);
127 extern void dblfault_handler(void);
128 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
129
130 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
131 extern void identify_cpu(void);
132 #if JG
133 extern void finishidentcpu(void);
134 #endif
135 extern void panicifcpuunsupported(void);
136
137 static void cpu_startup(void *);
138 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
139 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
140 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
141 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
142 #ifdef DIRECTIO
143 extern void ffs_rawread_setup(void);
144 #endif /* DIRECTIO */
145 static void init_locks(void);
146
147 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
148
149 #ifdef DDB
150 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
151 #endif
152
153 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
154
155 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
156 u_long  atdevbase;
157 #ifdef SMP
158 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
159 #else
160 int64_t tsc_offsets[1];
161 #endif
162
163 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
164 extern int swtch_optim_stats;
165 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
166         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
167 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
168         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
169 #endif
170
171 int physmem = 0;
172
173 u_long ebda_addr = 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;
208 vm_paddr_t Realmem;
209
210 /*
211  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
212  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
213  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
214  * PHYSSEG entries.
215  */
216 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
217
218 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
219 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
220
221 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
222 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(phys_avail) / sizeof(phys_avail[0])) - 2)
223 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END ((sizeof(dump_avail) / sizeof(dump_avail[0])) - 2)
224
225 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
226 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
227 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
228 static struct trapframe proc0_tf;
229
230 static void
231 cpu_startup(void *dummy)
232 {
233         caddr_t v;
234         vm_size_t size = 0;
235         vm_offset_t firstaddr;
236
237         if (boothowto & RB_VERBOSE)
238                 bootverbose++;
239
240         /*
241          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
242          */
243         kprintf("%s", version);
244         startrtclock();
245         printcpuinfo();
246         panicifcpuunsupported();
247 #ifdef PERFMON
248         perfmon_init();
249 #endif
250         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
251                 (intmax_t)Realmem,
252                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
253         /*
254          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
255          */
256         if (bootverbose) {
257                 int indx;
258
259                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
260                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
261                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
262
263                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
264                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
265                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
266                                 (intmax_t)size1,
267                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
268                 }
269         }
270
271         /*
272          * Allocate space for system data structures.
273          * The first available kernel virtual address is in "v".
274          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
275          * As pages of memory are allocated and cleared,
276          * "firstaddr" is incremented.
277          * An index into the kernel page table corresponding to the
278          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
279          */
280
281         /*
282          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
283          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
284          * addresses to the various data structures.
285          */
286         firstaddr = 0;
287 again:
288         v = (caddr_t)firstaddr;
289
290 #define valloc(name, type, num) \
291             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
292 #define valloclim(name, type, num, lim) \
293             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
294
295         /*
296          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
297          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
298          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
299          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
300          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
301          * maxbcache bytes.
302          *
303          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
304          */
305         if (nbuf == 0) {
306                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
307                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
308
309                 nbuf = 50;
310                 if (kbytes > 4096)
311                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
312                 if (kbytes > 65536)
313                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
314                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
315                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
316         }
317
318         /*
319          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
320          * kernel_map.
321          */
322         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
323                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
324                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
325         }
326
327         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
328 #ifdef NSWBUF_MIN
329         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
330                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
331 #endif
332 #ifdef DIRECTIO
333         ffs_rawread_setup();
334 #endif
335
336         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
337         valloc(buf, struct buf, nbuf);
338
339         /*
340          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
341          */
342         if (firstaddr == 0) {
343                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
344                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
345                 if (firstaddr == 0)
346                         panic("startup: no room for tables");
347                 goto again;
348         }
349
350         /*
351          * End of second pass, addresses have been assigned
352          */
353         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
354                 panic("startup: table size inconsistency");
355
356         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
357                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
358         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
359                       (nbuf*BKVASIZE));
360         buffer_map.system_map = 1;
361         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
362                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
363         pager_map.system_map = 1;
364
365 #if defined(USERCONFIG)
366         userconfig();
367         cninit();               /* the preferred console may have changed */
368 #endif
369
370         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
371                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
372                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
373
374         /*
375          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
376          */
377         bufinit();
378         vm_pager_bufferinit();
379
380 #ifdef SMP
381         /*
382          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
383          */
384         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
385         mp_announce();
386 #endif  /* SMP */
387         cpu_setregs();
388 }
389
390 /*
391  * Send an interrupt to process.
392  *
393  * Stack is set up to allow sigcode stored
394  * at top to call routine, followed by kcall
395  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
396  * resets the signal mask, the stack, and the
397  * frame pointer, it returns to the user
398  * specified pc, psl.
399  */
400 void
401 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
402 {
403         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
404         struct proc *p = lp->lwp_proc;
405         struct trapframe *regs;
406         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
407         struct sigframe sf, *sfp;
408         int oonstack;
409         char *sp;
410
411         regs = lp->lwp_md.md_regs;
412         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
413
414         /* Save user context */
415         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
416         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
417         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
418         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
419         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
420         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
421
422         /* Make the size of the saved context visible to userland */
423         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
424
425         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
426         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
427                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
428
429         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
430         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
431             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
432                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
433                               sizeof(struct sigframe));
434                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
435         } else {
436                 /* We take red zone into account */
437                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
438         }
439
440         /* Align to 16 bytes */
441         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
442
443         /* Translate the signal is appropriate */
444         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
445                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
446                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
447         }
448
449         /*
450          * Build the argument list for the signal handler.
451          *
452          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
453          */
454         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
455         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
456
457         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
458                 /*
459                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
460                  *
461                  * action(signo, siginfo, ucontext)
462                  */
463                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
464                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
465                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
466
467                 /* fill siginfo structure */
468                 sf.sf_si.si_signo = sig;
469                 sf.sf_si.si_code = code;
470                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
471         } else {
472                 /*
473                  * Old FreeBSD-style arguments.
474                  *
475                  * handler (signo, code, [uc], addr)
476                  */
477                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
478                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
479                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
480         }
481
482         /*
483          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
484          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
485          * eflags.
486          */
487 #if JG
488         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
489                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
490                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
491
492                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
493                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
494                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
495                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
496
497                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
498                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
499                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
500                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
501
502                 /*
503                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
504                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
505                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
506                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
507                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
508                  */
509                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
510         }
511 #endif
512
513         /*
514          * Save the FPU state and reinit the FP unit
515          */
516         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
517
518         /*
519          * Copy the sigframe out to the user's stack.
520          */
521         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
522                 /*
523                  * Something is wrong with the stack pointer.
524                  * ...Kill the process.
525                  */
526                 sigexit(lp, SIGILL);
527         }
528
529         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
530         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
531
532         /*
533          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
534          * on function entry
535          */
536         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
537
538         /*
539          * 64 bit mode has a code and stack selector but
540          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
541          * stored in-context.
542          */
543         regs->tf_cs = _ucodesel;
544         regs->tf_ss = _udatasel;
545 }
546
547 /*
548  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
549  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
550  * issue.
551  *
552  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
553  * bad idea?
554  */
555 int
556 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
557 {
558         frame->tf_cs = _ucodesel;
559         frame->tf_ss = _udatasel;
560         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
561         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
562         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
563
564         return(0);
565 }
566
567 /*
568  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
569  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
570  */
571 int
572 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
573 {
574         return(0);
575 }
576
577 /*
578  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
579  *
580  * System call to cleanup state after a signal
581  * has been taken.  Reset signal mask and
582  * stack state from context left by sendsig (above).
583  * Return to previous pc and psl as specified by
584  * context left by sendsig. Check carefully to
585  * make sure that the user has not modified the
586  * state to gain improper privileges.
587  *
588  * MPSAFE
589  */
590 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
591 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
592
593 int
594 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
595 {
596         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
597         struct proc *p = lp->lwp_proc;
598         struct trapframe *regs;
599         ucontext_t uc;
600         ucontext_t *ucp;
601         register_t rflags;
602         int cs;
603         int error;
604
605         /*
606          * We have to copy the information into kernel space so userland
607          * can't modify it while we are sniffing it.
608          */
609         regs = lp->lwp_md.md_regs;
610         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
611         if (error)
612                 return (error);
613         ucp = &uc;
614         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
615
616         /* VM (8086) mode not supported */
617         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
618
619 #if JG
620         if (eflags & PSL_VM) {
621                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
622                 struct vm86_kernel *vm86;
623
624                 /*
625                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
626                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
627                  */
628                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
629                         return (EINVAL);
630                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
631                 if (vm86->vm86_inited == 0)
632                         return (EINVAL);
633
634                 /* go back to user mode if both flags are set */
635                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
636                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
637
638                 if (vm86->vm86_has_vme) {
639                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
640                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
641                 } else {
642                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
643                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
644                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
645                 }
646                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
647                 tf->tf_eflags = eflags;
648                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
649                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
650                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
651                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
652                 tf->tf_ds = _udatasel;
653                 tf->tf_es = _udatasel;
654                 tf->tf_fs = _udatasel;
655                 tf->tf_gs = _udatasel;
656         } else
657 #endif
658         {
659                 /*
660                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
661                  */
662                 /*
663                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
664                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
665                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
666                  * the signal context during signal handling and there is no
667                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
668                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
669                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
670                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
671                  */
672                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
673                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
674                         return(EINVAL);
675                 }
676
677                 /*
678                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
679                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
680                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
681                  */
682                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
683                 if (!CS_SECURE(cs)) {
684                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
685                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
686                         return(EINVAL);
687                 }
688                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
689         }
690
691         /*
692          * Restore the FPU state from the frame
693          */
694         crit_enter();
695         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
696
697         /*
698          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
699          * semantics against system calls.
700          */
701         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
702                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
703
704         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
705                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
706         else
707                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
708
709         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
710         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
711         crit_exit();
712         return(EJUSTRETURN);
713 }
714
715 /*
716  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
717  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
718  * already been pushed on the stack.
719  */
720 struct upc_frame {
721         register_t      rax;
722         register_t      rcx;
723         register_t      rdx;
724         register_t      flags;
725         register_t      oldip;
726 };
727
728 void
729 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
730 {
731         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
732         struct trapframe *regs;
733         struct upcall upcall;
734         struct upc_frame upc_frame;
735         int     crit_count = 0;
736
737         /*
738          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
739          * context, switch back to the virtual kernel context before
740          * trying to post the signal.
741          */
742         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
743                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
744                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
745         }
746
747         /*
748          * Get the upcall data structure
749          */
750         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
751             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
752         ) {
753                 vu->vu_pending = 0;
754                 kprintf("bad upcall address\n");
755                 return;
756         }
757
758         /*
759          * If the data structure is already marked pending or has a critical
760          * section count, mark the data structure as pending and return 
761          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
762          */
763         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
764                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
765                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
766                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
767                                 sizeof(upcall.upc_pending));
768                 }
769                 return;
770         }
771
772         /*
773          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
774          *
775          * Bump our critical section count and set or clear the
776          * user pending flag depending on whether more upcalls are
777          * pending.  The user will be responsible for calling 
778          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
779          */
780         vu->vu_pending = 0;
781         upcall.upc_pending = morepending;
782         ++crit_count;
783         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
784                 sizeof(upcall.upc_pending));
785         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
786                 sizeof(int));
787
788         /*
789          * Construct a stack frame and issue the upcall
790          */
791         regs = lp->lwp_md.md_regs;
792         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
793         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
794         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
795         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
796         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
797         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
798             sizeof(upc_frame)) != 0) {
799                 kprintf("bad stack on upcall\n");
800         } else {
801                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
802                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
803                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
804                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
805                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
806         }
807 }
808
809 /*
810  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
811  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
812  * being overwritten by the syscall return value.
813  *
814  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
815  * and the function pointer in %eax.  
816  */
817 int
818 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
819 {
820         struct upc_frame upc_frame;
821         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
822         struct trapframe *regs;
823         int error;
824         struct upcall upcall;
825         int crit_count;
826
827         regs = lp->lwp_md.md_regs;
828
829         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
830         if (error == 0) {
831             if (vu) {
832                 /*
833                  * This jumps us to the next ready context.
834                  */
835                 vu->vu_pending = 0;
836                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
837                 crit_count = 0;
838                 if (error == 0)
839                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
840                 ++crit_count;
841                 if (error == 0)
842                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
843                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
844                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
845                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
846                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
847                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
848             } else {
849                 /*
850                  * This returns us to the originally interrupted code.
851                  */
852                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
853                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
854                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
855                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
856                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
857                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
858                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
859                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
860             }
861         }
862         if (error == 0)
863                 error = EJUSTRETURN;
864         return(error);
865 }
866
867 /*
868  * Machine dependent boot() routine
869  *
870  * I haven't seen anything to put here yet
871  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
872  */
873 void
874 cpu_boot(int howto)
875 {
876 }
877
878 /*
879  * Shutdown the CPU as much as possible
880  */
881 void
882 cpu_halt(void)
883 {
884         for (;;)
885                 __asm__ __volatile("hlt");
886 }
887
888 /*
889  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
890  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
891  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
892  *
893  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
894  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
895  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
896  * critical section.
897  *
898  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
899  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
900  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
901  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
902  *
903  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
904  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
905  */
906 static int      cpu_idle_hlt = 2;
907 static int      cpu_idle_hltcnt;
908 static int      cpu_idle_spincnt;
909 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
910     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
911 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
912     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
913 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
914     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
915
916 static void
917 cpu_idle_default_hook(void)
918 {
919         /*
920          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
921          * following the sti.
922          */
923         __asm __volatile("sti; hlt");
924 }
925
926 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
927 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
928
929 void
930 cpu_idle(void)
931 {
932         globaldata_t gd = mycpu;
933         struct thread *td = gd->gd_curthread;
934         int reqflags;
935
936         crit_exit();
937         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
938         for (;;) {
939                 /*
940                  * See if there are any LWKTs ready to go.
941                  */
942                 lwkt_switch();
943
944                 /*
945                  * If we are going to halt call splz unconditionally after
946                  * CLIing to catch any interrupt races.  Note that we are
947                  * at SPL0 and interrupts are enabled.
948                  */
949                 reqflags = gd->gd_reqflags;
950                 if (cpu_idle_hlt == 1 &&
951                     (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
952                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
953                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
954                 } else if (cpu_idle_hlt) {
955                         __asm __volatile("cli");
956                         splz();
957                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
958                                 if (cpu_idle_hlt == 1)
959                                         cpu_idle_default_hook();
960                                 else
961                                         cpu_idle_hook();
962                         }
963                         __asm __volatile("sti");
964                         ++cpu_idle_hltcnt;
965                 } else {
966                         splz();
967                         __asm __volatile("sti");
968                         ++cpu_idle_spincnt;
969                 }
970         }
971 }
972
973 #ifdef SMP
974
975 /*
976  * This routine is called if a spinlock has been held through the
977  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
978  * we let it spin.
979  */
980 void
981 cpu_spinlock_contested(void)
982 {
983         cpu_pause();
984 }
985
986 #endif
987
988 /*
989  * Clear registers on exec
990  */
991 void
992 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
993 {
994         struct thread *td = curthread;
995         struct lwp *lp = td->td_lwp;
996         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
997         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
998
999         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1000         user_ldt_free(pcb);
1001   
1002         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1003         regs->tf_rip = entry;
1004         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1005         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1006         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1007         regs->tf_ss = _udatasel;
1008         regs->tf_cs = _ucodesel;
1009         regs->tf_rbx = ps_strings;
1010
1011         /*
1012          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1013          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1014          */
1015         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1016                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1017                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1018                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1019                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1020                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1021                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1022                 if (pcb == td->td_pcb) {
1023                         /*
1024                          * Clear the debug registers on the running
1025                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1026                          * the next process we switch to.
1027                          */
1028                         reset_dbregs();
1029                 }
1030                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1031         }
1032
1033         /*
1034          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1035          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1036          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1037          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1038          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1039          */
1040         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1041
1042         /*
1043          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1044          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1045          *       may panic in npxdna().
1046          */
1047         crit_enter();
1048         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1049
1050         /*
1051          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1052          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1053          *       code knows what the current MSR values are.
1054          */
1055         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1056         pcb->pcb_gsbase = 0;
1057         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1058         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1059         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1060         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1061
1062         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1063         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1064         crit_exit();
1065
1066         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1067         pcb->pcb_es = _udatasel;
1068         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1069         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1070 }
1071
1072 void
1073 cpu_setregs(void)
1074 {
1075         register_t cr0;
1076
1077         cr0 = rcr0();
1078         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1079         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1080         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1081         load_cr0(cr0);
1082         load_gs(_udatasel);
1083 }
1084
1085 static int
1086 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1087 {
1088         int error;
1089         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1090                 req);
1091         if (!error && req->newptr)
1092                 resettodr();
1093         return (error);
1094 }
1095
1096 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1097         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1098
1099 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1100         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1101
1102 #if JG
1103 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1104         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1105 #endif
1106
1107 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1108         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1109
1110 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1111 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1112         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1113
1114 /*
1115  * Initialize 386 and configure to run kernel
1116  */
1117
1118 /*
1119  * Initialize segments & interrupt table
1120  */
1121
1122 int _default_ldt;
1123 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1124 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1125 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1126 #if JG
1127 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1128 #endif
1129
1130 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1131 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1132
1133 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1134 extern int has_f00f_bug;
1135 #endif
1136
1137 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1138 void *proc0paddr;
1139 /* JG alignment? */
1140 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1141
1142
1143 /* software prototypes -- in more palatable form */
1144 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1145 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1146 {       0x0,                    /* segment base address  */
1147         0x0,                    /* length */
1148         0,                      /* segment type */
1149         0,                      /* segment descriptor priority level */
1150         0,                      /* segment descriptor present */
1151         0,                      /* long */
1152         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1153         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1154 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1155 {       0x0,                    /* segment base address  */
1156         0xfffff,                /* length - all address space */
1157         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1158         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1159         1,                      /* segment descriptor present */
1160         1,                      /* long */
1161         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1162         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1163 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1164 {       0x0,                    /* segment base address  */
1165         0xfffff,                /* length - all address space */
1166         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1167         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1168         1,                      /* segment descriptor present */
1169         1,                      /* long */
1170         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1171         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1172 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1173 {       0x0,                    /* segment base address  */
1174         0xfffff,                /* length - all address space */
1175         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1176         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1177         1,                      /* segment descriptor present */
1178         0,                      /* long */
1179         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1180         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1181 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1182 {       0x0,                    /* segment base address  */
1183         0xfffff,                /* length - all address space */
1184         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1185         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1186         1,                      /* segment descriptor present */
1187         0,                      /* long */
1188         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1189         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1190 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1191 {       0x0,                    /* segment base address  */
1192         0xfffff,                /* length - all address space */
1193         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1194         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1195         1,                      /* segment descriptor present */
1196         1,                      /* long */
1197         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1198         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1199 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1200 {
1201         0x0,                    /* segment base address */
1202         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1203         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1204         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1205         1,                      /* segment descriptor present */
1206         0,                      /* long */
1207         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1208         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1209 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1210 {       0x0,                    /* segment base address  */
1211         0x0,                    /* length */
1212         0,                      /* segment type */
1213         0,                      /* segment descriptor priority level */
1214         0,                      /* segment descriptor present */
1215         0,                      /* long */
1216         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1217         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1218 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1219 {       0x0,                    /* segment base address  */
1220         0xfffff,                /* length - all address space */
1221         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1222         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1223         1,                      /* segment descriptor present */
1224         0,                      /* long */
1225         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1226         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1227 };
1228
1229 void
1230 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1231 {
1232         struct gate_descriptor *ip;
1233
1234         ip = idt + idx;
1235         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1236         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1237         ip->gd_ist = ist;
1238         ip->gd_xx = 0;
1239         ip->gd_type = typ;
1240         ip->gd_dpl = dpl;
1241         ip->gd_p = 1;
1242         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1243 }
1244
1245 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1246
1247 extern inthand_t
1248         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1249         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1250         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1251         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1252         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1253         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1254
1255 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1256 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1257 #endif
1258
1259 void
1260 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1261 {
1262         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1263         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1264         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1265         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1266         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1267         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1268         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1269 }
1270
1271 void
1272 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1273 {
1274
1275         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1276         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1277         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1278         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1279         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1280         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1281         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1282         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1283         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1284         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1285 }
1286
1287 void
1288 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1289     struct system_segment_descriptor *sd)
1290 {
1291
1292         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1293         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1294         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1295         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1296         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1297         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1298         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1299         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1300 }
1301
1302 u_int basemem;
1303
1304 /*
1305  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1306  * available physical memory in the system, then test this memory and
1307  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1308  *
1309  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1310  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1311  *
1312  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1313  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1314  *
1315  * XXX first should be vm_paddr_t.
1316  */
1317 static void
1318 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1319 {
1320         int i, off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1321         vm_paddr_t pa, physmap[PHYSMAP_SIZE];
1322         u_long physmem_tunable;
1323         pt_entry_t *pte;
1324         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1325         u_int32_t smapsize;
1326         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1327
1328         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1329         basemem = 0;
1330         physmap_idx = 0;
1331
1332         /*
1333          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1334          *
1335          * subr_module.c says:
1336          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1337          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1338          */
1339         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1340             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1341         if (smapbase == NULL)
1342                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1343
1344         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1345         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1346
1347         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1348                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1349                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1350                             smap->type, smap->base, smap->length);
1351
1352                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1353                         continue;
1354
1355                 if (smap->length == 0)
1356                         continue;
1357
1358                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1359                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1360                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1361                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1362                                                 "memory region, ignoring "
1363                                                 "second region\n");
1364                                 }
1365                                 continue;
1366                         }
1367                 }
1368                 Realmem += smap->length;
1369
1370                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1371                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1372                         continue;
1373                 }
1374
1375                 physmap_idx += 2;
1376                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1377                         kprintf("Too many segments in the physical "
1378                                 "address map, giving up\n");
1379                         break;
1380                 }
1381                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1382                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1383         }
1384
1385         /*
1386          * Find the 'base memory' segment for SMP
1387          */
1388         basemem = 0;
1389         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1390                 if (physmap[i] == 0x00000000) {
1391                         basemem = physmap[i + 1] / 1024;
1392                         break;
1393                 }
1394         }
1395         if (basemem == 0)
1396                 panic("BIOS smap did not include a basemem segment!");
1397
1398 #ifdef SMP
1399         /* make hole for AP bootstrap code */
1400         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1401
1402         /* Save EBDA address, if any */
1403         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1404         ebda_addr <<= 4;
1405 #endif
1406
1407         /*
1408          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1409          * highest page of the physical address space.  It should be
1410          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1411          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1412          */
1413         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1414
1415 #ifdef MAXMEM
1416         Maxmem = MAXMEM / 4;
1417 #endif
1418
1419         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1420                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1421
1422         /*
1423          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1424          * in the system.
1425          */
1426         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1427                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1428
1429         /*
1430          *
1431          */
1432         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1433                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1434                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1435         }
1436
1437         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1438             (boothowto & RB_VERBOSE))
1439                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1440
1441         /* call pmap initialization to make new kernel address space */
1442         pmap_bootstrap(&first);
1443
1444         /*
1445          * Size up each available chunk of physical memory.
1446          */
1447         physmap[0] = PAGE_SIZE;         /* mask off page 0 */
1448         pa_indx = 0;
1449         da_indx = 1;
1450         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1451         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1452         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1453         pte = CMAP1;
1454
1455         /*
1456          * Get dcons buffer address
1457          */
1458         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1459             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1460                 dcons_addr = 0;
1461
1462         /*
1463          * physmap is in bytes, so when converting to page boundaries,
1464          * round up the start address and round down the end address.
1465          */
1466         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1467                 vm_paddr_t end;
1468
1469                 end = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1470                 if (physmap[i + 1] < end)
1471                         end = trunc_page(physmap[i + 1]);
1472                 for (pa = round_page(physmap[i]); pa < end; pa += PAGE_SIZE) {
1473                         int tmp, page_bad, full;
1474                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1475
1476                         full = FALSE;
1477                         /*
1478                          * block out kernel memory as not available.
1479                          */
1480                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1481                                 goto do_dump_avail;
1482
1483                         /*
1484                          * block out dcons buffer
1485                          */
1486                         if (dcons_addr > 0
1487                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1488                             && pa < dcons_addr + dcons_size)
1489                                 goto do_dump_avail;
1490
1491                         page_bad = FALSE;
1492
1493                         /*
1494                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1495                          */
1496                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1497                         cpu_invltlb();
1498
1499                         tmp = *(int *)ptr;
1500                         /*
1501                          * Test for alternating 1's and 0's
1502                          */
1503                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1504                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1505                                 page_bad = TRUE;
1506                         /*
1507                          * Test for alternating 0's and 1's
1508                          */
1509                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1510                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1511                                 page_bad = TRUE;
1512                         /*
1513                          * Test for all 1's
1514                          */
1515                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1516                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1517                                 page_bad = TRUE;
1518                         /*
1519                          * Test for all 0's
1520                          */
1521                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1522                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1523                                 page_bad = TRUE;
1524                         /*
1525                          * Restore original value.
1526                          */
1527                         *(int *)ptr = tmp;
1528
1529                         /*
1530                          * Adjust array of valid/good pages.
1531                          */
1532                         if (page_bad == TRUE)
1533                                 continue;
1534                         /*
1535                          * If this good page is a continuation of the
1536                          * previous set of good pages, then just increase
1537                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1538                          * Note that "end" points one higher than end,
1539                          * making the range >= start and < end.
1540                          * If we're also doing a speculative memory
1541                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1542                          * so that we keep going. The first bad page
1543                          * will terminate the loop.
1544                          */
1545                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1546                                 phys_avail[pa_indx] += PAGE_SIZE;
1547                         } else {
1548                                 pa_indx++;
1549                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1550                                         kprintf(
1551                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1552                                         pa_indx--;
1553                                         full = TRUE;
1554                                         goto do_dump_avail;
1555                                 }
1556                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;     /* start */
1557                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1558                         }
1559                         physmem++;
1560 do_dump_avail:
1561                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1562                                 dump_avail[da_indx] += PAGE_SIZE;
1563                         } else {
1564                                 da_indx++;
1565                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1566                                         da_indx--;
1567                                         goto do_next;
1568                                 }
1569                                 dump_avail[da_indx++] = pa; /* start */
1570                                 dump_avail[da_indx] = pa + PAGE_SIZE; /* end */
1571                         }
1572 do_next:
1573                         if (full)
1574                                 break;
1575                 }
1576         }
1577         *pte = 0;
1578         cpu_invltlb();
1579
1580         /*
1581          * XXX
1582          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1583          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1584          * calculation, etc.).
1585          */
1586         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PAGE_SIZE +
1587             round_page(MSGBUF_SIZE) >= phys_avail[pa_indx]) {
1588                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1589                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1590                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1591         }
1592
1593         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1594
1595         /* Trim off space for the message buffer. */
1596         phys_avail[pa_indx] -= round_page(MSGBUF_SIZE);
1597
1598         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1599
1600         /* Map the message buffer. */
1601         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1602                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, phys_avail[pa_indx] +
1603                     off);
1604 }
1605
1606 #ifdef SMP
1607 #ifdef APIC_IO
1608 int apic_io_enable = 1; /* Enabled by default for kernels compiled w/APIC_IO */
1609 #else
1610 int apic_io_enable = 0; /* Disabled by default for kernels compiled without */
1611 #endif
1612 TUNABLE_INT("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1613 extern struct machintr_abi MachIntrABI_APIC;
1614 #endif
1615
1616 extern struct machintr_abi MachIntrABI_ICU;
1617 struct machintr_abi MachIntrABI;
1618
1619 /*
1620  * IDT VECTORS:
1621  *      0       Divide by zero
1622  *      1       Debug
1623  *      2       NMI
1624  *      3       BreakPoint
1625  *      4       OverFlow
1626  *      5       Bound-Range
1627  *      6       Invalid OpCode
1628  *      7       Device Not Available (x87)
1629  *      8       Double-Fault
1630  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1631  *      10      Invalid-TSS
1632  *      11      Segment not present
1633  *      12      Stack
1634  *      13      General Protection
1635  *      14      Page Fault
1636  *      15      Reserved
1637  *      16      x87 FP Exception pending
1638  *      17      Alignment Check
1639  *      18      Machine Check
1640  *      19      SIMD floating point
1641  *      20-31   reserved
1642  *      32-255  INTn/external sources
1643  */
1644 u_int64_t
1645 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1646 {
1647         caddr_t kmdp;
1648         int gsel_tss, x;
1649 #if JG
1650         int metadata_missing, off;
1651 #endif
1652         struct mdglobaldata *gd;
1653         u_int64_t msr;
1654
1655         /*
1656          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1657          */
1658         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1659         bzero(gd, sizeof(*gd));
1660
1661         /*
1662          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1663          * early in the boot sequence because the system assumes
1664          * that 'curthread' is never NULL.
1665          */
1666
1667         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1668         thread0.td_gd = &gd->mi;
1669
1670         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1671
1672 #if JG
1673         metadata_missing = 0;
1674         if (bootinfo.bi_modulep) {
1675                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1676                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1677         } else {
1678                 metadata_missing = 1;
1679         }
1680         if (bootinfo.bi_envp)
1681                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1682 #endif
1683
1684         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1685         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1686         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1687         if (kmdp == NULL)
1688                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1689         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1690         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1691 #ifdef DDB
1692         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1693         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1694 #endif
1695
1696         /*
1697          * Setup MachIntrABI
1698          * XXX: Where is the correct place for it?
1699          */
1700         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1701 #ifdef SMP
1702         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &apic_io_enable);
1703         if (apic_io_enable)
1704                 MachIntrABI = MachIntrABI_APIC;
1705 #endif
1706
1707         /*
1708          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1709          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1710          */
1711         ncpus = 1;
1712         ncpus2 = 1;
1713         ncpus_fit = 1;
1714         /* Init basic tunables, hz etc */
1715         init_param1();
1716
1717         /*
1718          * make gdt memory segments
1719          */
1720         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1721                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1722
1723         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1724
1725         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1726                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1727                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1728         }
1729         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1730             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1731
1732         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1733         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1734         lgdt(&r_gdt);
1735
1736         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1737         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1738         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1739
1740         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1741         cpu_gdinit(gd, 0);
1742         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1743         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1744         safepri = TDPRI_MAX;
1745
1746         /* spinlocks and the BGL */
1747         init_locks();
1748
1749         /* exceptions */
1750         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1751                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1752         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1753         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1754         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1755         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1756         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1757         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1758         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1759         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1760         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1761         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1762         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1763         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1764         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1765         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1766         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1767         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1768         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1769         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1770         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1771
1772         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1773         r_idt.rd_base = (long) idt;
1774         lidt(&r_idt);
1775
1776         /*
1777          * Initialize the console before we print anything out.
1778          */
1779         cninit();
1780
1781 #if JG
1782         if (metadata_missing)
1783                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1784 #endif
1785
1786 #if     NISA >0
1787         isa_defaultirq();
1788 #endif
1789         rand_initialize();
1790
1791 #ifdef DDB
1792         kdb_init();
1793         if (boothowto & RB_KDB)
1794                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1795 #endif
1796
1797 #if JG
1798         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1799         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1800         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1801 #endif
1802         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1803         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1804
1805         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1806         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1807                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1808                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1809         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1810         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1811
1812         /* double fault stack */
1813         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1814                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1815                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1816
1817         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1818         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1819
1820         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1821         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1822         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1823         ltr(gsel_tss);
1824
1825         /* Set up the fast syscall stuff */
1826         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1827         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1828         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1829         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1830         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1831               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1832         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1833         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1834
1835         getmemsize(kmdp, physfree);
1836         init_param2(physmem);
1837
1838         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1839
1840         /* Map the message buffer. */
1841 #if JG
1842         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1843                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1844 #endif
1845
1846         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1847
1848
1849         /* transfer to user mode */
1850
1851         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1852         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1853         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1854
1855         load_ds(_udatasel);
1856         load_es(_udatasel);
1857         load_fs(_udatasel);
1858
1859         /* setup proc 0's pcb */
1860         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1861         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1862         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1863         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1864
1865         /* Location of kernel stack for locore */
1866         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1871  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1872  * data space were allocated in locore.
1873  *
1874  * Note: the idlethread's cpl is 0
1875  *
1876  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1877  */
1878 void
1879 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1880 {
1881         if (cpu)
1882                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1883
1884         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1885                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1886                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1887                         0, &gd->mi);
1888         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1889         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1890         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1891         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1892 }
1893
1894 int
1895 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1896 {
1897         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1898             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1899                 return (TRUE);
1900         }
1901         return (FALSE);
1902 }
1903
1904 struct globaldata *
1905 globaldata_find(int cpu)
1906 {
1907         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1908         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1909 }
1910
1911 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
1912 static void f00f_hack(void *unused);
1913 SYSINIT(f00f_hack, SI_BOOT2_BIOS, SI_ORDER_ANY, f00f_hack, NULL);
1914
1915 static void
1916 f00f_hack(void *unused) 
1917 {
1918         struct gate_descriptor *new_idt;
1919         vm_offset_t tmp;
1920
1921         if (!has_f00f_bug)
1922                 return;
1923
1924         kprintf("Intel Pentium detected, installing workaround for F00F bug\n");
1925
1926         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1927
1928         tmp = kmem_alloc(&kernel_map, PAGE_SIZE * 2);
1929         if (tmp == 0)
1930                 panic("kmem_alloc returned 0");
1931         if (((unsigned int)tmp & (PAGE_SIZE-1)) != 0)
1932                 panic("kmem_alloc returned non-page-aligned memory");
1933         /* Put the first seven entries in the lower page */
1934         new_idt = (struct gate_descriptor*)(tmp + PAGE_SIZE - (7*8));
1935         bcopy(idt, new_idt, sizeof(idt0));
1936         r_idt.rd_base = (int)new_idt;
1937         lidt(&r_idt);
1938         idt = new_idt;
1939         if (vm_map_protect(&kernel_map, tmp, tmp + PAGE_SIZE,
1940                            VM_PROT_READ, FALSE) != KERN_SUCCESS)
1941                 panic("vm_map_protect failed");
1942         return;
1943 }
1944 #endif /* defined(I586_CPU) && !NO_F00F_HACK */
1945
1946 int
1947 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1948 {
1949         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1950         return (0);
1951 }
1952
1953 int
1954 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1955 {
1956         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1957         return (0);
1958 }
1959
1960 int
1961 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1962 {
1963         struct trapframe *tp;
1964
1965         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1966         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1967         return (0);
1968 }
1969
1970 int
1971 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1972 {
1973         struct trapframe *tp;
1974
1975         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1976         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1977             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1978                 return (EINVAL);
1979         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1980         return (0);
1981 }
1982
1983 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1984 static void
1985 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1986 {
1987         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1988         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1989         int i;
1990
1991         /* FPU control/status */
1992         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1993         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1994         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1995         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1996         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1997         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1998         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1999         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2000
2001         /* FPU registers */
2002         for (i = 0; i < 8; ++i)
2003                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2004
2005         sv_87->sv_ex_sw = sv_xmm->sv_ex_sw;
2006 }
2007
2008 static void
2009 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2010 {
2011         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2012         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2013         int i;
2014
2015         /* FPU control/status */
2016         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2017         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2018         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2019         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2020         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2021         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2022         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2023         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2024
2025         /* FPU registers */
2026         for (i = 0; i < 8; ++i)
2027                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2028
2029         sv_xmm->sv_ex_sw = sv_87->sv_ex_sw;
2030 }
2031 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2032
2033 int
2034 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2035 {
2036 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2037         if (cpu_fxsr) {
2038                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2039                                 (struct save87 *)fpregs);
2040                 return (0);
2041         }
2042 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2043         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2044         return (0);
2045 }
2046
2047 int
2048 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2049 {
2050 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2051         if (cpu_fxsr) {
2052                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2053                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2054                 return (0);
2055         }
2056 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2057         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2058         return (0);
2059 }
2060
2061 int
2062 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2063 {
2064         if (lp == NULL) {
2065                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2066                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2067                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2068                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2069                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2070                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2071                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2072                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2073         } else {
2074                 struct pcb *pcb;
2075
2076                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2077                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2078                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2079                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2080                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2081                 dbregs->dr[4] = 0;
2082                 dbregs->dr[5] = 0;
2083                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2084                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2085         }
2086         return (0);
2087 }
2088
2089 int
2090 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2091 {
2092         if (lp == NULL) {
2093                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2094                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2095                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2096                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2097                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2098                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2099                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2100                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2101         } else {
2102                 struct pcb *pcb;
2103                 struct ucred *ucred;
2104                 int i;
2105                 uint64_t mask1, mask2;
2106
2107                 /*
2108                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2109                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2110                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2111                  * TRCTRAP.
2112                  */
2113                 /* JG this loop looks unreadable */
2114                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2115                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2116                  */
2117                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2118                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2119                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2120                  * carried to decide if it is safe and useful to
2121                  * provide access to that capability
2122                  */
2123                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2124                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2125                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2126                                 return (EINVAL);
2127                 
2128                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2129                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2130
2131                 /*
2132                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2133                  * process's address space.  If a process could do this, it
2134                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2135                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2136                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2137                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2138                  * uid 0.
2139                  *
2140                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2141                  * address space is written into from within the kernel
2142                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2143                  * from within kernel mode?
2144                  */
2145
2146                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2147                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2148                                 /* dr0 is enabled */
2149                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2150                                         return (EINVAL);
2151                         }
2152
2153                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2154                                 /* dr1 is enabled */
2155                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2156                                         return (EINVAL);
2157                         }
2158
2159                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2160                                 /* dr2 is enabled */
2161                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2162                                         return (EINVAL);
2163                         }
2164
2165                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2166                                 /* dr3 is enabled */
2167                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2168                                         return (EINVAL);
2169                         }
2170                 }
2171
2172                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2173                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2174                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2175                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2176                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2177                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2178
2179                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2180         }
2181
2182         return (0);
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2187  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2188  */
2189 int
2190 user_dbreg_trap(void)
2191 {
2192         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2193         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2194         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2195         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2196         int i;
2197         
2198         dr7 = rdr7();
2199         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2200                 /*
2201                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2202                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2203                  * hardware debug registers
2204                  */
2205                 return 0;
2206         }
2207
2208         nbp = 0;
2209         dr6 = rdr6();
2210         bp = dr6 & 0xf;
2211
2212         if (bp == 0) {
2213                 /*
2214                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2215                  * trap was not caused by any of the debug registers
2216                  */
2217                 return 0;
2218         }
2219
2220         /*
2221          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2222          * which ones and if any of them are user space addresses
2223          */
2224
2225         if (bp & 0x01) {
2226                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2227         }
2228         if (bp & 0x02) {
2229                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2230         }
2231         if (bp & 0x04) {
2232                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2233         }
2234         if (bp & 0x08) {
2235                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2236         }
2237
2238         for (i=0; i<nbp; i++) {
2239                 if (addr[i] <
2240                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2241                         /*
2242                          * addr[i] is in user space
2243                          */
2244                         return nbp;
2245                 }
2246         }
2247
2248         /*
2249          * None of the breakpoints are in user space.
2250          */
2251         return 0;
2252 }
2253
2254
2255 #ifndef DDB
2256 void
2257 Debugger(const char *msg)
2258 {
2259         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2260 }
2261 #endif /* no DDB */
2262
2263 #ifdef DDB
2264
2265 /*
2266  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2267  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2268  * called inside DDB.
2269  *
2270  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2271  */
2272
2273 #undef inb
2274 #undef outb
2275
2276 /* silence compiler warnings */
2277 u_char inb(u_int);
2278 void outb(u_int, u_char);
2279
2280 u_char
2281 inb(u_int port)
2282 {
2283         u_char  data;
2284         /*
2285          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2286          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2287          * if we tell it to load (u_short) port.
2288          */
2289         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2290         return (data);
2291 }
2292
2293 void
2294 outb(u_int port, u_char data)
2295 {
2296         u_char  al;
2297         /*
2298          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2299          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2300          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2301          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2302          */
2303         al = data;
2304         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2305 }
2306
2307 #endif /* DDB */
2308
2309
2310
2311 #include "opt_cpu.h"
2312
2313
2314 /*
2315  * initialize all the SMP locks
2316  */
2317
2318 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2319 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2320
2321 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2322 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2323
2324 /* critical region around INTR() routines */
2325 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2326
2327 /* lock region used by kernel profiling */
2328 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2329
2330 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2331 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2332
2333 /* lock regions around the clock hardware */
2334 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2335
2336 static void
2337 init_locks(void)
2338 {
2339 #ifdef SMP
2340         /*
2341          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2342          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2343          */
2344         cpu_get_initial_mplock();
2345 #endif
2346         /* DEPRECATED */
2347         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2348         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2349         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2350         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2351         spin_lock_init(&com_spinlock);
2352         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2353
2354         /* our token pool needs to work early */
2355         lwkt_token_pool_init();
2356 }
2357