Remove upc_{control,register} syscalls and everything that has to do with it.
[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_compat.h"
46 #include "opt_cpu.h"
47 #include "opt_ddb.h"
48 #include "opt_directio.h"
49 #include "opt_inet.h"
50 #include "opt_ipx.h"
51 #include "opt_msgbuf.h"
52 #include "opt_swap.h"
53
54 #include <sys/param.h>
55 #include <sys/systm.h>
56 #include <sys/sysproto.h>
57 #include <sys/signalvar.h>
58 #include <sys/kernel.h>
59 #include <sys/linker.h>
60 #include <sys/malloc.h>
61 #include <sys/proc.h>
62 #include <sys/priv.h>
63 #include <sys/buf.h>
64 #include <sys/reboot.h>
65 #include <sys/mbuf.h>
66 #include <sys/msgbuf.h>
67 #include <sys/sysent.h>
68 #include <sys/sysctl.h>
69 #include <sys/vmmeter.h>
70 #include <sys/bus.h>
71 #include <sys/usched.h>
72 #include <sys/reg.h>
73
74 #include <vm/vm.h>
75 #include <vm/vm_param.h>
76 #include <sys/lock.h>
77 #include <vm/vm_kern.h>
78 #include <vm/vm_object.h>
79 #include <vm/vm_page.h>
80 #include <vm/vm_map.h>
81 #include <vm/vm_pager.h>
82 #include <vm/vm_extern.h>
83
84 #include <sys/thread2.h>
85 #include <sys/mplock2.h>
86 #include <sys/mutex2.h>
87
88 #include <sys/user.h>
89 #include <sys/exec.h>
90 #include <sys/cons.h>
91
92 #include <ddb/ddb.h>
93
94 #include <machine/cpu.h>
95 #include <machine/clock.h>
96 #include <machine/specialreg.h>
97 #if JG
98 #include <machine/bootinfo.h>
99 #endif
100 #include <machine/md_var.h>
101 #include <machine/metadata.h>
102 #include <machine/pc/bios.h>
103 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
104 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
105 #include <machine/smp.h>
106 #ifdef PERFMON
107 #include <machine/perfmon.h>
108 #endif
109 #include <machine/cputypes.h>
110 #include <machine/intr_machdep.h>
111
112 #ifdef OLD_BUS_ARCH
113 #include <bus/isa/isa_device.h>
114 #endif
115 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
116 #include <bus/isa/rtc.h>
117 #include <sys/random.h>
118 #include <sys/ptrace.h>
119 #include <machine/sigframe.h>
120
121 #include <sys/machintr.h>
122 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
123 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
124 #include <machine_base/apic/lapic.h>
125 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
126 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
127 #include <machine/mptable.h>
128
129 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
130
131 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
132
133 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
134 extern void identify_cpu(void);
135 #if JG
136 extern void finishidentcpu(void);
137 #endif
138 extern void panicifcpuunsupported(void);
139
140 static void cpu_startup(void *);
141 static void pic_finish(void *);
142 static void cpu_finish(void *);
143
144 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
145 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
146 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
147 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
148 #ifdef DIRECTIO
149 extern void ffs_rawread_setup(void);
150 #endif /* DIRECTIO */
151 static void init_locks(void);
152
153 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
154 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL)
155 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL)
156
157 #ifdef DDB
158 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
159 #endif
160
161 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
162
163 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
164 u_long  atdevbase;
165 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
166
167 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
168 extern int swtch_optim_stats;
169 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
170         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
171 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
172         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
173 #endif
174
175 long physmem = 0;
176
177 u_long ebda_addr = 0;
178
179 int imcr_present = 0;
180
181 int naps = 0; /* # of Applications processors */
182
183 u_int base_memory;
184 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
185
186 static int
187 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
188 {
189         u_long pmem = ctob(physmem);
190
191         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
192         return (error);
193 }
194
195 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
196         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
197
198 static int
199 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
200 {
201         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
202                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
203         return (error);
204 }
205
206 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
207         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
208
209 static int
210 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
211 {
212         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
213                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
214         return (error);
215 }
216
217 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
218         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
219
220 vm_paddr_t Maxmem;
221 vm_paddr_t Realmem;
222
223 /*
224  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
225  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
226  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
227  * PHYSSEG entries.
228  */
229 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
230
231 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
232 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
233
234 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
235 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
236 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
237
238 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
239 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
240 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
241 static struct trapframe proc0_tf;
242
243 static void
244 cpu_startup(void *dummy)
245 {
246         caddr_t v;
247         vm_size_t size = 0;
248         vm_offset_t firstaddr;
249
250         /*
251          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
252          */
253         kprintf("%s", version);
254         startrtclock();
255         printcpuinfo();
256         panicifcpuunsupported();
257 #ifdef PERFMON
258         perfmon_init();
259 #endif
260         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
261                 (intmax_t)Realmem,
262                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
263         /*
264          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
265          */
266         if (bootverbose) {
267                 int indx;
268
269                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
270                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
271                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
272
273                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
274                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
275                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
276                                 (intmax_t)size1,
277                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
278                 }
279         }
280
281         /*
282          * Allocate space for system data structures.
283          * The first available kernel virtual address is in "v".
284          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
285          * As pages of memory are allocated and cleared,
286          * "firstaddr" is incremented.
287          * An index into the kernel page table corresponding to the
288          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
289          */
290
291         /*
292          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
293          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
294          * addresses to the various data structures.
295          */
296         firstaddr = 0;
297 again:
298         v = (caddr_t)firstaddr;
299
300 #define valloc(name, type, num) \
301             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
302 #define valloclim(name, type, num, lim) \
303             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
304
305         /*
306          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
307          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
308          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
309          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
310          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
311          * maxbcache bytes.
312          *
313          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
314          */
315         if (nbuf == 0) {
316                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
317                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
318
319                 nbuf = 50;
320                 if (kbytes > 4096)
321                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
322                 if (kbytes > 65536)
323                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
324                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
325                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
326         }
327
328         /*
329          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
330          * kernel_map.
331          */
332         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
333                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
334                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
335                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
336                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
337         }
338
339         /*
340          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
341          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
342          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
343          * can prevent the system from paging properly.
344          */
345         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
346                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
347                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
348         }
349
350         /*
351          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
352          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
353          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
354          */
355         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
356                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
357                        sizeof(struct buf) / 2;
358                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
359                         "considerations", nbuf);
360         }
361
362         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
363 #ifdef NSWBUF_MIN
364         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
365                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
366 #endif
367 #ifdef DIRECTIO
368         ffs_rawread_setup();
369 #endif
370
371         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
372         valloc(buf, struct buf, nbuf);
373
374         /*
375          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
376          */
377         if (firstaddr == 0) {
378                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
379                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
380                 if (firstaddr == 0)
381                         panic("startup: no room for tables");
382                 goto again;
383         }
384
385         /*
386          * End of second pass, addresses have been assigned
387          *
388          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
389          */
390         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
391                 panic("startup: table size inconsistency");
392
393         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
394                       ((vm_offset_t)nbuf * BKVASIZE) +
395                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
396         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
397                       ((vm_offset_t)nbuf * BKVASIZE));
398         buffer_map.system_map = 1;
399         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
400                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
401         pager_map.system_map = 1;
402
403 #if defined(USERCONFIG)
404         userconfig();
405         cninit();               /* the preferred console may have changed */
406 #endif
407
408         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
409                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
410                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
411                 1024 / 1024);
412
413         /*
414          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
415          */
416         bufinit();
417         vm_pager_bufferinit();
418 }
419
420 static void
421 cpu_finish(void *dummy __unused)
422 {
423         cpu_setregs();
424 }
425
426 static void
427 pic_finish(void *dummy __unused)
428 {
429         /* Log ELCR information */
430         elcr_dump();
431
432         /* Log MPTABLE information */
433         mptable_pci_int_dump();
434
435         /* Finalize PCI */
436         MachIntrABI.finalize();
437 }
438
439 /*
440  * Send an interrupt to process.
441  *
442  * Stack is set up to allow sigcode stored
443  * at top to call routine, followed by kcall
444  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
445  * resets the signal mask, the stack, and the
446  * frame pointer, it returns to the user
447  * specified pc, psl.
448  */
449 void
450 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
451 {
452         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
453         struct proc *p = lp->lwp_proc;
454         struct trapframe *regs;
455         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
456         struct sigframe sf, *sfp;
457         int oonstack;
458         char *sp;
459
460         regs = lp->lwp_md.md_regs;
461         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
462
463         /* Save user context */
464         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
465         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
466         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
467         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
468         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
469         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
470
471         /* Make the size of the saved context visible to userland */
472         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
473
474         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
475         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
476             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
477                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
478                               sizeof(struct sigframe));
479                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
480         } else {
481                 /* We take red zone into account */
482                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
483         }
484
485         /* Align to 16 bytes */
486         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
487
488         /* Translate the signal is appropriate */
489         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
490                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
491                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
492         }
493
494         /*
495          * Build the argument list for the signal handler.
496          *
497          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
498          */
499         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
500         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
501
502         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
503                 /*
504                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
505                  *
506                  * action(signo, siginfo, ucontext)
507                  */
508                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
509                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
510                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
511
512                 /* fill siginfo structure */
513                 sf.sf_si.si_signo = sig;
514                 sf.sf_si.si_code = code;
515                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
516         } else {
517                 /*
518                  * Old FreeBSD-style arguments.
519                  *
520                  * handler (signo, code, [uc], addr)
521                  */
522                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
523                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
524                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
525         }
526
527         /*
528          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
529          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
530          * eflags.
531          */
532 #if JG
533         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
534                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
535                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
536
537                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
538                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
539                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
540                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
541
542                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
543                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
544                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
545                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
546
547                 /*
548                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
549                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
550                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
551                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
552                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
553                  */
554                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
555         }
556 #endif
557
558         /*
559          * Save the FPU state and reinit the FP unit
560          */
561         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
562
563         /*
564          * Copy the sigframe out to the user's stack.
565          */
566         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
567                 /*
568                  * Something is wrong with the stack pointer.
569                  * ...Kill the process.
570                  */
571                 sigexit(lp, SIGILL);
572         }
573
574         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
575         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
576
577         /*
578          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
579          * on function entry
580          */
581         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
582
583         /*
584          * 64 bit mode has a code and stack selector but
585          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
586          * stored in-context.
587          */
588         regs->tf_cs = _ucodesel;
589         regs->tf_ss = _udatasel;
590         clear_quickret();
591 }
592
593 /*
594  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
595  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
596  * issue.
597  *
598  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
599  * bad idea?
600  */
601 int
602 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
603 {
604         frame->tf_cs = _ucodesel;
605         frame->tf_ss = _udatasel;
606         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
607         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
608         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
609
610         return(0);
611 }
612
613 /*
614  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
615  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
616  */
617 int
618 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
619 {
620         return(0);
621 }
622
623 /*
624  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
625  *
626  * System call to cleanup state after a signal
627  * has been taken.  Reset signal mask and
628  * stack state from context left by sendsig (above).
629  * Return to previous pc and psl as specified by
630  * context left by sendsig. Check carefully to
631  * make sure that the user has not modified the
632  * state to gain improper privileges.
633  *
634  * MPSAFE
635  */
636 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
637 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
638
639 int
640 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
641 {
642         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
643         struct trapframe *regs;
644         ucontext_t uc;
645         ucontext_t *ucp;
646         register_t rflags;
647         int cs;
648         int error;
649
650         /*
651          * We have to copy the information into kernel space so userland
652          * can't modify it while we are sniffing it.
653          */
654         regs = lp->lwp_md.md_regs;
655         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
656         if (error)
657                 return (error);
658         ucp = &uc;
659         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
660
661         /* VM (8086) mode not supported */
662         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
663
664 #if JG
665         if (eflags & PSL_VM) {
666                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
667                 struct vm86_kernel *vm86;
668
669                 /*
670                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
671                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
672                  */
673                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
674                         return (EINVAL);
675                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
676                 if (vm86->vm86_inited == 0)
677                         return (EINVAL);
678
679                 /* go back to user mode if both flags are set */
680                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
681                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
682
683                 if (vm86->vm86_has_vme) {
684                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
685                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
686                 } else {
687                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
688                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
689                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
690                 }
691                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
692                 tf->tf_eflags = eflags;
693                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
694                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
695                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
696                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
697                 tf->tf_ds = _udatasel;
698                 tf->tf_es = _udatasel;
699                 tf->tf_fs = _udatasel;
700                 tf->tf_gs = _udatasel;
701         } else
702 #endif
703         {
704                 /*
705                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
706                  */
707                 /*
708                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
709                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
710                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
711                  * the signal context during signal handling and there is no
712                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
713                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
714                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
715                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
716                  */
717                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
718                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
719                         return(EINVAL);
720                 }
721
722                 /*
723                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
724                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
725                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
726                  */
727                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
728                 if (!CS_SECURE(cs)) {
729                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
730                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
731                         return(EINVAL);
732                 }
733                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
734         }
735
736         /*
737          * Restore the FPU state from the frame
738          */
739         crit_enter();
740         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
741
742         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
743                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
744         else
745                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
746
747         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
748         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
749         clear_quickret();
750         crit_exit();
751         return(EJUSTRETURN);
752 }
753
754 /*
755  * Machine dependent boot() routine
756  *
757  * I haven't seen anything to put here yet
758  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
759  */
760 void
761 cpu_boot(int howto)
762 {
763 }
764
765 /*
766  * Shutdown the CPU as much as possible
767  */
768 void
769 cpu_halt(void)
770 {
771         for (;;)
772                 __asm__ __volatile("hlt");
773 }
774
775 /*
776  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
777  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
778  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
779  *
780  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
781  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
782  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
783  * critical section.
784  *
785  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
786  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
787  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
788  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
789  *
790  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
791  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
792  *
793  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
794  *       must occur before it starts using ACPI halt.
795  */
796 static int      cpu_idle_hlt = 2;
797 static int      cpu_idle_hltcnt;
798 static int      cpu_idle_spincnt;
799 static u_int    cpu_idle_repeat = 750;
800 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
801     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
802 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
803     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
804 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
805     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
806 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
807     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
808
809 static void
810 cpu_idle_default_hook(void)
811 {
812         /*
813          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
814          * following the sti.
815          */
816         __asm __volatile("sti; hlt");
817 }
818
819 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
820 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
821
822 void
823 cpu_idle(void)
824 {
825         globaldata_t gd = mycpu;
826         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
827         int reqflags;
828         int quick;
829
830         crit_exit();
831         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
832         for (;;) {
833                 /*
834                  * See if there are any LWKTs ready to go.
835                  */
836                 lwkt_switch();
837
838                 /*
839                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
840                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
841                  * splz() does the job.
842                  *
843                  * cpu_idle_hlt:
844                  *      0       Never halt, just spin
845                  *
846                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
847                  *              This typically eats more power than the
848                  *              ACPI halt.
849                  *
850                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
851                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
852                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
853                  *
854                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
855                  *              eats the least amount of power but the cpu
856                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
857                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
858                  *
859                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
860                  *       section.
861                  *
862                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
863                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
864                  *       it overflows.
865                  */
866                 ++gd->gd_idle_repeat;
867                 reqflags = gd->gd_reqflags;
868                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
869                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
870                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
871
872                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
873                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
874                         splz(); /* XXX */
875                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
876                         ++cpu_idle_hltcnt;
877                 } else if (cpu_idle_hlt) {
878                         __asm __volatile("cli");
879                         splz();
880                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
881                                 if (quick)
882                                         cpu_idle_default_hook();
883                                 else
884                                         cpu_idle_hook();
885                         }
886                         __asm __volatile("sti");
887                         ++cpu_idle_hltcnt;
888                 } else {
889                         splz();
890                         __asm __volatile("sti");
891                         ++cpu_idle_spincnt;
892                 }
893         }
894 }
895
896 /*
897  * This routine is called if a spinlock has been held through the
898  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
899  * we let it spin.
900  */
901 void
902 cpu_spinlock_contested(void)
903 {
904         cpu_pause();
905 }
906
907 /*
908  * Clear registers on exec
909  */
910 void
911 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
912 {
913         struct thread *td = curthread;
914         struct lwp *lp = td->td_lwp;
915         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
916         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
917
918         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
919         user_ldt_free(pcb);
920   
921         clear_quickret();
922         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
923         regs->tf_rip = entry;
924         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
925         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
926         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
927         regs->tf_ss = _udatasel;
928         regs->tf_cs = _ucodesel;
929         regs->tf_rbx = ps_strings;
930
931         /*
932          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
933          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
934          */
935         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
936                 pcb->pcb_dr0 = 0;
937                 pcb->pcb_dr1 = 0;
938                 pcb->pcb_dr2 = 0;
939                 pcb->pcb_dr3 = 0;
940                 pcb->pcb_dr6 = 0;
941                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
942                 if (pcb == td->td_pcb) {
943                         /*
944                          * Clear the debug registers on the running
945                          * CPU, otherwise they will end up affecting
946                          * the next process we switch to.
947                          */
948                         reset_dbregs();
949                 }
950                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
951         }
952
953         /*
954          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
955          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
956          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
957          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
958          * emulators don't provide an entry point for initialization.
959          */
960         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
961
962         /*
963          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
964          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
965          *       may panic in npxdna().
966          */
967         crit_enter();
968         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
969
970         /*
971          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
972          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
973          *       code knows what the current MSR values are.
974          */
975         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
976         pcb->pcb_gsbase = 0;
977         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
978         mdcpu->gd_user_gs = 0;
979         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
980         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
981
982         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
983         npxinit(__INITIAL_FPUCW__);
984         crit_exit();
985
986         pcb->pcb_ds = _udatasel;
987         pcb->pcb_es = _udatasel;
988         pcb->pcb_fs = _udatasel;
989         pcb->pcb_gs = _udatasel;
990 }
991
992 void
993 cpu_setregs(void)
994 {
995         register_t cr0;
996
997         cr0 = rcr0();
998         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
999         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1000         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1001         load_cr0(cr0);
1002         load_gs(_udatasel);
1003 }
1004
1005 static int
1006 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1007 {
1008         int error;
1009         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1010                 req);
1011         if (!error && req->newptr)
1012                 resettodr();
1013         return (error);
1014 }
1015
1016 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1017         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1018
1019 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1020         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1021
1022 #if JG
1023 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1024         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1025 #endif
1026
1027 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1028         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1029
1030 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1031 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1032         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1033
1034 /*
1035  * Initialize 386 and configure to run kernel
1036  */
1037
1038 /*
1039  * Initialize segments & interrupt table
1040  */
1041
1042 int _default_ldt;
1043 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1044 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1045 #if JG
1046 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1047 #endif
1048
1049 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1050 struct region_descriptor r_gdt;
1051 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1052
1053 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1054 void *proc0paddr;
1055 /* JG alignment? */
1056 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1057
1058
1059 /* software prototypes -- in more palatable form */
1060 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1061 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1062 {       0x0,                    /* segment base address  */
1063         0x0,                    /* length */
1064         0,                      /* segment type */
1065         0,                      /* segment descriptor priority level */
1066         0,                      /* segment descriptor present */
1067         0,                      /* long */
1068         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1069         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1070 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1071 {       0x0,                    /* segment base address  */
1072         0xfffff,                /* length - all address space */
1073         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1074         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1075         1,                      /* segment descriptor present */
1076         1,                      /* long */
1077         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1078         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1079 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1080 {       0x0,                    /* segment base address  */
1081         0xfffff,                /* length - all address space */
1082         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1083         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1084         1,                      /* segment descriptor present */
1085         1,                      /* long */
1086         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1087         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1088 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1089 {       0x0,                    /* segment base address  */
1090         0xfffff,                /* length - all address space */
1091         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1092         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1093         1,                      /* segment descriptor present */
1094         0,                      /* long */
1095         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1096         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1097 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1098 {       0x0,                    /* segment base address  */
1099         0xfffff,                /* length - all address space */
1100         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1101         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1102         1,                      /* segment descriptor present */
1103         0,                      /* long */
1104         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1105         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1106 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1107 {       0x0,                    /* segment base address  */
1108         0xfffff,                /* length - all address space */
1109         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1110         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1111         1,                      /* segment descriptor present */
1112         1,                      /* long */
1113         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1114         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1115 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1116 {
1117         0x0,                    /* segment base address */
1118         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1119         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1120         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1121         1,                      /* segment descriptor present */
1122         0,                      /* long */
1123         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1124         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1125 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1126 {       0x0,                    /* segment base address  */
1127         0x0,                    /* length */
1128         0,                      /* segment type */
1129         0,                      /* segment descriptor priority level */
1130         0,                      /* segment descriptor present */
1131         0,                      /* long */
1132         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1133         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1134 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1135 {       0x0,                    /* segment base address  */
1136         0xfffff,                /* length - all address space */
1137         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1138         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1139         1,                      /* segment descriptor present */
1140         0,                      /* long */
1141         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1142         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1143 };
1144
1145 void
1146 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1147 {
1148         int cpu;
1149
1150         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1151                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1152
1153                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1154                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1155                 ip->gd_ist = ist;
1156                 ip->gd_xx = 0;
1157                 ip->gd_type = typ;
1158                 ip->gd_dpl = dpl;
1159                 ip->gd_p = 1;
1160                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1161         }
1162 }
1163
1164 void
1165 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1166 {
1167         struct gate_descriptor *ip;
1168
1169         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1170
1171         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1172         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1173         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1174         ip->gd_ist = ist;
1175         ip->gd_xx = 0;
1176         ip->gd_type = typ;
1177         ip->gd_dpl = dpl;
1178         ip->gd_p = 1;
1179         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1180 }
1181
1182 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1183
1184 extern inthand_t
1185         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1186         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1187         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1188         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1189         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1190         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1191
1192 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1193 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1194 #endif
1195
1196 void
1197 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1198 {
1199         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1200         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1201         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1202         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1203         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1204         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1205         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1206 }
1207
1208 void
1209 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1210 {
1211
1212         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1213         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1214         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1215         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1216         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1217         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1218         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1219         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1220         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1221         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1222 }
1223
1224 void
1225 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1226     struct system_segment_descriptor *sd)
1227 {
1228
1229         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1230         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1231         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1232         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1233         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1234         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1235         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1236         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1237 }
1238
1239 /*
1240  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1241  * available physical memory in the system, then test this memory and
1242  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1243  *
1244  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1245  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1246  *
1247  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1248  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1249  *
1250  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1251  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1252  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1253  *
1254  * XXX first should be vm_paddr_t.
1255  */
1256
1257 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1258 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1259
1260 static void
1261 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1262 {
1263         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1264         int i, j;
1265         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1266         vm_paddr_t pa;
1267         vm_paddr_t msgbuf_size;
1268         u_long physmem_tunable;
1269         pt_entry_t *pte;
1270         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1271         u_int32_t smapsize;
1272         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1273
1274         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1275         physmap_idx = 0;
1276
1277         /*
1278          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1279          *
1280          * subr_module.c says:
1281          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1282          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1283          */
1284         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1285             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1286         if (smapbase == NULL)
1287                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1288
1289         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1290         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1291
1292         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1293                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1294                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1295                             smap->type, smap->base, smap->length);
1296
1297                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1298                         continue;
1299
1300                 if (smap->length == 0)
1301                         continue;
1302
1303                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1304                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1305                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1306                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1307                                                 "memory region, ignoring "
1308                                                 "second region\n");
1309                                 }
1310                                 break;
1311                         }
1312                 }
1313                 if (i <= physmap_idx)
1314                         continue;
1315
1316                 Realmem += smap->length;
1317
1318                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1319                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1320                         continue;
1321                 }
1322
1323                 physmap_idx += 2;
1324                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1325                         kprintf("Too many segments in the physical "
1326                                 "address map, giving up\n");
1327                         break;
1328                 }
1329                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1330                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1331         }
1332
1333         base_memory = physmap[1] / 1024;
1334         /* make hole for AP bootstrap code */
1335         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1336
1337         /* Save EBDA address, if any */
1338         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1339         ebda_addr <<= 4;
1340
1341         /*
1342          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1343          * highest page of the physical address space.  It should be
1344          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1345          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1346          */
1347         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1348
1349 #ifdef MAXMEM
1350         Maxmem = MAXMEM / 4;
1351 #endif
1352
1353         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1354                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1355
1356         /*
1357          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1358          * in the system.
1359          */
1360         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1361                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1362
1363         /*
1364          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1365          */
1366         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1367                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1368                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1369         }
1370
1371         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1372             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1373                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1374         }
1375
1376         /*
1377          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1378          *
1379          * Mask off page 0.
1380          */
1381         pmap_bootstrap(&first);
1382         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1383
1384         /*
1385          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1386          * exceeding Maxmem.
1387          */
1388         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1389                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1390                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1391                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1392                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1393                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1394
1395                 physmap[j] = physmap[i];
1396                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1397
1398                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1399                         j += 2;
1400         }
1401         physmap_idx = j - 2;
1402
1403         /*
1404          * Align anything else used in the validation loop.
1405          */
1406         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1407
1408         /*
1409          * Size up each available chunk of physical memory.
1410          */
1411         pa_indx = 0;
1412         da_indx = 1;
1413         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1414         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1415         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1416         pte = CMAP1;
1417
1418         /*
1419          * Get dcons buffer address
1420          */
1421         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1422             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1423                 dcons_addr = 0;
1424
1425         /*
1426          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1427          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1428          * of PAGE_SIZE.
1429          */
1430         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1431                 vm_paddr_t end;
1432
1433                 end = physmap[i + 1];
1434
1435                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1436                         int tmp, page_bad, full;
1437                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1438
1439                         full = FALSE;
1440                         /*
1441                          * block out kernel memory as not available.
1442                          */
1443                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1444                                 goto do_dump_avail;
1445
1446                         /*
1447                          * block out dcons buffer
1448                          */
1449                         if (dcons_addr > 0
1450                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1451                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1452                                 goto do_dump_avail;
1453                         }
1454
1455                         page_bad = FALSE;
1456
1457                         /*
1458                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1459                          */
1460                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1461                         cpu_invltlb();
1462
1463                         tmp = *ptr;
1464                         /*
1465                          * Test for alternating 1's and 0's
1466                          */
1467                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1468                         cpu_mfence();
1469                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1470                                 page_bad = TRUE;
1471                         /*
1472                          * Test for alternating 0's and 1's
1473                          */
1474                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1475                         cpu_mfence();
1476                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1477                                 page_bad = TRUE;
1478                         /*
1479                          * Test for all 1's
1480                          */
1481                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1482                         cpu_mfence();
1483                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1484                                 page_bad = TRUE;
1485                         /*
1486                          * Test for all 0's
1487                          */
1488                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1489                         cpu_mfence();
1490                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1491                                 page_bad = TRUE;
1492                         /*
1493                          * Restore original value.
1494                          */
1495                         *ptr = tmp;
1496
1497                         /*
1498                          * Adjust array of valid/good pages.
1499                          */
1500                         if (page_bad == TRUE)
1501                                 continue;
1502                         /*
1503                          * If this good page is a continuation of the
1504                          * previous set of good pages, then just increase
1505                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1506                          * Note that "end" points one higher than end,
1507                          * making the range >= start and < end.
1508                          * If we're also doing a speculative memory
1509                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1510                          * so that we keep going. The first bad page
1511                          * will terminate the loop.
1512                          */
1513                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1514                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1515                         } else {
1516                                 pa_indx++;
1517                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1518                                         kprintf(
1519                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1520                                         pa_indx--;
1521                                         full = TRUE;
1522                                         goto do_dump_avail;
1523                                 }
1524                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1525                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1526                         }
1527                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1528 do_dump_avail:
1529                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1530                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1531                         } else {
1532                                 da_indx++;
1533                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1534                                         da_indx--;
1535                                         goto do_next;
1536                                 }
1537                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1538                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1539                         }
1540 do_next:
1541                         if (full)
1542                                 break;
1543                 }
1544         }
1545         *pte = 0;
1546         cpu_invltlb();
1547
1548         /*
1549          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1550          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1551          * calculation, etc.).
1552          */
1553         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1554
1555         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1556                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1557                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1558                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1559                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1560         }
1561
1562         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1563
1564         /* Trim off space for the message buffer. */
1565         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1566
1567         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1568
1569         /* Map the message buffer. */
1570         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1571                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1572                             phys_avail[pa_indx] + off);
1573         }
1574 }
1575
1576 struct machintr_abi MachIntrABI;
1577
1578 /*
1579  * IDT VECTORS:
1580  *      0       Divide by zero
1581  *      1       Debug
1582  *      2       NMI
1583  *      3       BreakPoint
1584  *      4       OverFlow
1585  *      5       Bound-Range
1586  *      6       Invalid OpCode
1587  *      7       Device Not Available (x87)
1588  *      8       Double-Fault
1589  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1590  *      10      Invalid-TSS
1591  *      11      Segment not present
1592  *      12      Stack
1593  *      13      General Protection
1594  *      14      Page Fault
1595  *      15      Reserved
1596  *      16      x87 FP Exception pending
1597  *      17      Alignment Check
1598  *      18      Machine Check
1599  *      19      SIMD floating point
1600  *      20-31   reserved
1601  *      32-255  INTn/external sources
1602  */
1603 u_int64_t
1604 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1605 {
1606         caddr_t kmdp;
1607         int gsel_tss, x, cpu;
1608 #if JG
1609         int metadata_missing, off;
1610 #endif
1611         struct mdglobaldata *gd;
1612         u_int64_t msr;
1613
1614         /*
1615          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1616          */
1617         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1618         bzero(gd, sizeof(*gd));
1619
1620         /*
1621          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1622          * early in the boot sequence because the system assumes
1623          * that 'curthread' is never NULL.
1624          */
1625
1626         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1627         thread0.td_gd = &gd->mi;
1628
1629         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1630
1631 #if JG
1632         metadata_missing = 0;
1633         if (bootinfo.bi_modulep) {
1634                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1635                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1636         } else {
1637                 metadata_missing = 1;
1638         }
1639         if (bootinfo.bi_envp)
1640                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1641 #endif
1642
1643         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1644         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1645         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1646         if (kmdp == NULL)
1647                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1648         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1649         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1650 #ifdef DDB
1651         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1652         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1653 #endif
1654
1655         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1656                 bootverbose++;
1657
1658         /*
1659          * Default MachIntrABI to ICU
1660          */
1661         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1662
1663         /*
1664          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1665          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1666          */
1667         ncpus = 1;
1668         ncpus2 = 1;
1669         ncpus_fit = 1;
1670         /* Init basic tunables, hz etc */
1671         init_param1();
1672
1673         /*
1674          * make gdt memory segments
1675          */
1676         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1677                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1678
1679         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1680
1681         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1682                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1683                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1684         }
1685         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1686             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1687
1688         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1689         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1690         lgdt(&r_gdt);
1691
1692         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1693         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1694         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1695
1696         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1697         cpu_gdinit(gd, 0);
1698         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1699         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1700         safepri = TDPRI_MAX;
1701
1702         /* spinlocks and the BGL */
1703         init_locks();
1704
1705         /* exceptions */
1706         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1707                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1708         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1709         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1710         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1711         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1712         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1713         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1714         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1715         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1716         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1717         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1718         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1719         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1720         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1721         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1722         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1723         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1724         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1725         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1726         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1727
1728         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1729                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
1730                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
1731         }
1732
1733         lidt(&r_idt_arr[0]);
1734
1735         /*
1736          * Initialize the console before we print anything out.
1737          */
1738         cninit();
1739
1740 #if JG
1741         if (metadata_missing)
1742                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1743 #endif
1744
1745 #if     NISA >0
1746         elcr_probe();
1747         isa_defaultirq();
1748 #endif
1749         rand_initialize();
1750
1751         /*
1752          * Initialize IRQ mapping
1753          *
1754          * NOTE:
1755          * SHOULD be after elcr_probe()
1756          */
1757         MachIntrABI_ICU.initmap();
1758         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
1759
1760 #ifdef DDB
1761         kdb_init();
1762         if (boothowto & RB_KDB)
1763                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1764 #endif
1765
1766 #if JG
1767         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1768         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1769         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1770 #endif
1771         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1772         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1773
1774         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
1775         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
1776         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
1777
1778         /*
1779          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
1780          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
1781          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
1782          * disable I/O APIC on all virtual machines.
1783          *
1784          * NOTE:
1785          * This must be done after identify_cpu(), which sets
1786          * 'cpu_feature2'
1787          */
1788         if (ioapic_enable < 0) {
1789                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
1790                         ioapic_enable = 0;
1791                 else
1792                         ioapic_enable = 1;
1793         }
1794
1795         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1796         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1797                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1798                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1799         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1800         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1801
1802         /* double fault stack */
1803         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1804                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1805                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1806
1807         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1808         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1809
1810         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1811         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1812         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1813         ltr(gsel_tss);
1814
1815         /* Set up the fast syscall stuff */
1816         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1817         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1818         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1819         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1820         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1821               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1822         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1823         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
1824
1825         getmemsize(kmdp, physfree);
1826         init_param2(physmem);
1827
1828         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1829
1830         /* Map the message buffer. */
1831 #if JG
1832         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1833                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1834 #endif
1835
1836         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1837
1838
1839         /* transfer to user mode */
1840
1841         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1842         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1843         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1844
1845         load_ds(_udatasel);
1846         load_es(_udatasel);
1847         load_fs(_udatasel);
1848
1849         /* setup proc 0's pcb */
1850         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1851         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1852         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
1853         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1854
1855         /* Location of kernel stack for locore */
1856         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1857 }
1858
1859 /*
1860  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1861  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1862  * data space were allocated in locore.
1863  *
1864  * Note: the idlethread's cpl is 0
1865  *
1866  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1867  */
1868 void
1869 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1870 {
1871         if (cpu)
1872                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1873
1874         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1875                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1876                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1877                         0, &gd->mi);
1878         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1879         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1880         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1881         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1882 }
1883
1884 int
1885 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1886 {
1887         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1888             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1889                 return (TRUE);
1890         }
1891         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
1892                 return (TRUE);
1893         return (FALSE);
1894 }
1895
1896 struct globaldata *
1897 globaldata_find(int cpu)
1898 {
1899         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1900         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1901 }
1902
1903 int
1904 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1905 {
1906         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1907         return (0);
1908 }
1909
1910 int
1911 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1912 {
1913         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1914         return (0);
1915 }
1916
1917 int
1918 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1919 {
1920         struct trapframe *tp;
1921
1922         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
1923                 return EINVAL;
1924         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1925         return (0);
1926 }
1927
1928 int
1929 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1930 {
1931         struct trapframe *tp;
1932
1933         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1934         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1935             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1936                 return (EINVAL);
1937         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1938         clear_quickret();
1939         return (0);
1940 }
1941
1942 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1943 static void
1944 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1945 {
1946         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1947         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1948         int i;
1949
1950         /* FPU control/status */
1951         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1952         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1953         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1954         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1955         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1956         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1957         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1958         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1959
1960         /* FPU registers */
1961         for (i = 0; i < 8; ++i)
1962                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1963 }
1964
1965 static void
1966 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1967 {
1968         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1969         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1970         int i;
1971
1972         /* FPU control/status */
1973         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1974         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1975         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
1976         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
1977         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
1978         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
1979         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
1980         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
1981
1982         /* FPU registers */
1983         for (i = 0; i < 8; ++i)
1984                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
1985 }
1986 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
1987
1988 int
1989 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
1990 {
1991         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
1992                 return EINVAL;
1993 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1994         if (cpu_fxsr) {
1995                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
1996                                 (struct save87 *)fpregs);
1997                 return (0);
1998         }
1999 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2000         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2001         return (0);
2002 }
2003
2004 int
2005 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2006 {
2007 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2008         if (cpu_fxsr) {
2009                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2010                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2011                 return (0);
2012         }
2013 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2014         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2015         return (0);
2016 }
2017
2018 int
2019 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2020 {
2021         struct pcb *pcb;
2022
2023         if (lp == NULL) {
2024                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2025                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2026                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2027                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2028                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2029                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2030                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2031                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2032                 return (0);
2033         }
2034         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2035                 return EINVAL;
2036         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2037         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2038         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2039         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2040         dbregs->dr[4] = 0;
2041         dbregs->dr[5] = 0;
2042         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2043         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2044         return (0);
2045 }
2046
2047 int
2048 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2049 {
2050         if (lp == NULL) {
2051                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2052                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2053                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2054                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2055                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2056                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2057                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2058                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2059         } else {
2060                 struct pcb *pcb;
2061                 struct ucred *ucred;
2062                 int i;
2063                 uint64_t mask1, mask2;
2064
2065                 /*
2066                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2067                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2068                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2069                  * TRCTRAP.
2070                  */
2071                 /* JG this loop looks unreadable */
2072                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2073                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2074                  */
2075                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2076                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2077                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2078                  * carried to decide if it is safe and useful to
2079                  * provide access to that capability
2080                  */
2081                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2082                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2083                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2084                                 return (EINVAL);
2085                 
2086                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2087                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2088
2089                 /*
2090                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2091                  * process's address space.  If a process could do this, it
2092                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2093                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2094                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2095                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2096                  * uid 0.
2097                  *
2098                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2099                  * address space is written into from within the kernel
2100                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2101                  * from within kernel mode?
2102                  */
2103
2104                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2105                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2106                                 /* dr0 is enabled */
2107                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2108                                         return (EINVAL);
2109                         }
2110
2111                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2112                                 /* dr1 is enabled */
2113                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2114                                         return (EINVAL);
2115                         }
2116
2117                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2118                                 /* dr2 is enabled */
2119                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2120                                         return (EINVAL);
2121                         }
2122
2123                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2124                                 /* dr3 is enabled */
2125                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2126                                         return (EINVAL);
2127                         }
2128                 }
2129
2130                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2131                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2132                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2133                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2134                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2135                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2136
2137                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2138         }
2139
2140         return (0);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2145  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2146  */
2147 int
2148 user_dbreg_trap(void)
2149 {
2150         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2151         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2152         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2153         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2154         int i;
2155         
2156         dr7 = rdr7();
2157         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2158                 /*
2159                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2160                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2161                  * hardware debug registers
2162                  */
2163                 return 0;
2164         }
2165
2166         nbp = 0;
2167         dr6 = rdr6();
2168         bp = dr6 & 0xf;
2169
2170         if (bp == 0) {
2171                 /*
2172                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2173                  * trap was not caused by any of the debug registers
2174                  */
2175                 return 0;
2176         }
2177
2178         /*
2179          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2180          * which ones and if any of them are user space addresses
2181          */
2182
2183         if (bp & 0x01) {
2184                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2185         }
2186         if (bp & 0x02) {
2187                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2188         }
2189         if (bp & 0x04) {
2190                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2191         }
2192         if (bp & 0x08) {
2193                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2194         }
2195
2196         for (i=0; i<nbp; i++) {
2197                 if (addr[i] <
2198                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2199                         /*
2200                          * addr[i] is in user space
2201                          */
2202                         return nbp;
2203                 }
2204         }
2205
2206         /*
2207          * None of the breakpoints are in user space.
2208          */
2209         return 0;
2210 }
2211
2212
2213 #ifndef DDB
2214 void
2215 Debugger(const char *msg)
2216 {
2217         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2218 }
2219 #endif /* no DDB */
2220
2221 #ifdef DDB
2222
2223 /*
2224  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2225  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2226  * called inside DDB.
2227  *
2228  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2229  */
2230
2231 #undef inb
2232 #undef outb
2233
2234 /* silence compiler warnings */
2235 u_char inb(u_int);
2236 void outb(u_int, u_char);
2237
2238 u_char
2239 inb(u_int port)
2240 {
2241         u_char  data;
2242         /*
2243          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2244          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2245          * if we tell it to load (u_short) port.
2246          */
2247         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2248         return (data);
2249 }
2250
2251 void
2252 outb(u_int port, u_char data)
2253 {
2254         u_char  al;
2255         /*
2256          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2257          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2258          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2259          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2260          */
2261         al = data;
2262         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2263 }
2264
2265 #endif /* DDB */
2266
2267
2268
2269 #include "opt_cpu.h"
2270
2271
2272 /*
2273  * initialize all the SMP locks
2274  */
2275
2276 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2277 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2278
2279 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2280 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2281
2282 /* critical region around INTR() routines */
2283 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2284
2285 /* lock region used by kernel profiling */
2286 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2287
2288 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2289 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2290
2291 /* lock regions around the clock hardware */
2292 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2293
2294 static void
2295 init_locks(void)
2296 {
2297         /*
2298          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2299          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2300          */
2301         cpu_get_initial_mplock();
2302         /* DEPRECATED */
2303         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2304         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2305         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2306         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2307         spin_lock_init(&com_spinlock);
2308         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2309
2310         /* our token pool needs to work early */
2311         lwkt_token_pool_init();
2312 }
2313