kernel: Remove unused #include.
[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
55 #include <sys/param.h>
56 #include <sys/systm.h>
57 #include <sys/sysproto.h>
58 #include <sys/signalvar.h>
59 #include <sys/kernel.h>
60 #include <sys/linker.h>
61 #include <sys/malloc.h>
62 #include <sys/proc.h>
63 #include <sys/priv.h>
64 #include <sys/buf.h>
65 #include <sys/reboot.h>
66 #include <sys/mbuf.h>
67 #include <sys/msgbuf.h>
68 #include <sys/sysent.h>
69 #include <sys/sysctl.h>
70 #include <sys/vmmeter.h>
71 #include <sys/bus.h>
72 #include <sys/upcall.h>
73 #include <sys/usched.h>
74 #include <sys/reg.h>
75
76 #include <vm/vm.h>
77 #include <vm/vm_param.h>
78 #include <sys/lock.h>
79 #include <vm/vm_kern.h>
80 #include <vm/vm_object.h>
81 #include <vm/vm_page.h>
82 #include <vm/vm_map.h>
83 #include <vm/vm_pager.h>
84 #include <vm/vm_extern.h>
85
86 #include <sys/thread2.h>
87 #include <sys/mplock2.h>
88
89 #include <sys/user.h>
90 #include <sys/exec.h>
91 #include <sys/cons.h>
92
93 #include <ddb/ddb.h>
94
95 #include <machine/cpu.h>
96 #include <machine/clock.h>
97 #include <machine/specialreg.h>
98 #if JG
99 #include <machine/bootinfo.h>
100 #endif
101 #include <machine/md_var.h>
102 #include <machine/metadata.h>
103 #include <machine/pc/bios.h>
104 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
105 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
106 #include <machine/smp.h>
107 #ifdef PERFMON
108 #include <machine/perfmon.h>
109 #endif
110 #include <machine/cputypes.h>
111 #include <machine/intr_machdep.h>
112
113 #ifdef OLD_BUS_ARCH
114 #include <bus/isa/isa_device.h>
115 #endif
116 #include <machine_base/isa/isa_intr.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 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
124 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
125 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
126 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
127
128 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
129
130 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
131
132 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
133 extern void identify_cpu(void);
134 #if JG
135 extern void finishidentcpu(void);
136 #endif
137 extern void panicifcpuunsupported(void);
138
139 static void cpu_startup(void *);
140 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
141 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
142 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
143 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
144 #ifdef DIRECTIO
145 extern void ffs_rawread_setup(void);
146 #endif /* DIRECTIO */
147 static void init_locks(void);
148
149 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
150
151 #ifdef DDB
152 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
153 #endif
154
155 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
156
157 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
158 u_long  atdevbase;
159 #ifdef SMP
160 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
161 #else
162 int64_t tsc_offsets[1];
163 #endif
164
165 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
166 extern int swtch_optim_stats;
167 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
168         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
169 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
170         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
171 #endif
172
173 long physmem = 0;
174
175 u_long ebda_addr = 0;
176
177 static int
178 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
179 {
180         u_long pmem = ctob(physmem);
181
182         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
183         return (error);
184 }
185
186 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
187         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
188
189 static int
190 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
191 {
192         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
193                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
194         return (error);
195 }
196
197 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
198         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
199
200 static int
201 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
202 {
203         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
204                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
205         return (error);
206 }
207
208 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
209         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
210
211 vm_paddr_t Maxmem;
212 vm_paddr_t Realmem;
213
214 /*
215  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
216  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
217  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
218  * PHYSSEG entries.
219  */
220 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
221
222 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
223 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
224
225 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
226 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
227 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
228
229 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
230 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
231 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
232 static struct trapframe proc0_tf;
233
234 static void
235 cpu_startup(void *dummy)
236 {
237         caddr_t v;
238         vm_size_t size = 0;
239         vm_offset_t firstaddr;
240
241         /*
242          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
243          */
244         kprintf("%s", version);
245         startrtclock();
246         printcpuinfo();
247         panicifcpuunsupported();
248 #ifdef PERFMON
249         perfmon_init();
250 #endif
251         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
252                 (intmax_t)Realmem,
253                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
254         /*
255          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
256          */
257         if (bootverbose) {
258                 int indx;
259
260                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
261                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
262                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
263
264                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
265                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
266                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
267                                 (intmax_t)size1,
268                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
269                 }
270         }
271
272         /*
273          * Allocate space for system data structures.
274          * The first available kernel virtual address is in "v".
275          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
276          * As pages of memory are allocated and cleared,
277          * "firstaddr" is incremented.
278          * An index into the kernel page table corresponding to the
279          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
280          */
281
282         /*
283          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
284          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
285          * addresses to the various data structures.
286          */
287         firstaddr = 0;
288 again:
289         v = (caddr_t)firstaddr;
290
291 #define valloc(name, type, num) \
292             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
293 #define valloclim(name, type, num, lim) \
294             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
295
296         /*
297          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
298          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
299          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
300          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
301          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
302          * maxbcache bytes.
303          *
304          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
305          */
306         if (nbuf == 0) {
307                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
308                 int kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
309
310                 nbuf = 50;
311                 if (kbytes > 4096)
312                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
313                 if (kbytes > 65536)
314                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
315                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
316                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
317         }
318
319         /*
320          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
321          * kernel_map.
322          */
323         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2)) {
324                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) / (BKVASIZE * 2);
325                 kprintf("Warning: nbufs capped at %d\n", nbuf);
326         }
327
328         nswbuf = max(min(nbuf/4, 256), 16);
329 #ifdef NSWBUF_MIN
330         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
331                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
332 #endif
333 #ifdef DIRECTIO
334         ffs_rawread_setup();
335 #endif
336
337         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
338         valloc(buf, struct buf, nbuf);
339
340         /*
341          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
342          */
343         if (firstaddr == 0) {
344                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
345                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
346                 if (firstaddr == 0)
347                         panic("startup: no room for tables");
348                 goto again;
349         }
350
351         /*
352          * End of second pass, addresses have been assigned
353          */
354         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
355                 panic("startup: table size inconsistency");
356
357         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
358                       (nbuf*BKVASIZE) + (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
359         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
360                       (nbuf*BKVASIZE));
361         buffer_map.system_map = 1;
362         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
363                       (nswbuf*MAXPHYS) + pager_map_size);
364         pager_map.system_map = 1;
365
366 #if defined(USERCONFIG)
367         userconfig();
368         cninit();               /* the preferred console may have changed */
369 #endif
370
371         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
372                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count),
373                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count) / 1024 / 1024);
374
375         /*
376          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
377          */
378         bufinit();
379         vm_pager_bufferinit();
380
381         /* Log ELCR information */
382         elcr_dump();
383
384 #ifdef SMP
385         /*
386          * OK, enough kmem_alloc/malloc state should be up, lets get on with it!
387          */
388         mp_start();                     /* fire up the APs and APICs */
389         mp_announce();
390 #endif  /* SMP */
391
392         /* Finalize PCI */
393         MachIntrABI.finalize();
394
395         cpu_setregs();
396 }
397
398 /*
399  * Send an interrupt to process.
400  *
401  * Stack is set up to allow sigcode stored
402  * at top to call routine, followed by kcall
403  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
404  * resets the signal mask, the stack, and the
405  * frame pointer, it returns to the user
406  * specified pc, psl.
407  */
408 void
409 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
410 {
411         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
412         struct proc *p = lp->lwp_proc;
413         struct trapframe *regs;
414         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
415         struct sigframe sf, *sfp;
416         int oonstack;
417         char *sp;
418
419         regs = lp->lwp_md.md_regs;
420         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
421
422         /* Save user context */
423         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
424         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
425         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
426         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
427         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
428         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
429
430         /* Make the size of the saved context visible to userland */
431         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
432
433         /* Save mailbox pending state for syscall interlock semantics */
434         if (p->p_flag & P_MAILBOX)
435                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_xflags |= PGEX_MAILBOX;
436
437         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
438         if ((lp->lwp_flag & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
439             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
440                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
441                               sizeof(struct sigframe));
442                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
443         } else {
444                 /* We take red zone into account */
445                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
446         }
447
448         /* Align to 16 bytes */
449         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
450
451         /* Translate the signal is appropriate */
452         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
453                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
454                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
455         }
456
457         /*
458          * Build the argument list for the signal handler.
459          *
460          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
461          */
462         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
463         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
464
465         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
466                 /*
467                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
468                  *
469                  * action(signo, siginfo, ucontext)
470                  */
471                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
472                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
473                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
474
475                 /* fill siginfo structure */
476                 sf.sf_si.si_signo = sig;
477                 sf.sf_si.si_code = code;
478                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
479         } else {
480                 /*
481                  * Old FreeBSD-style arguments.
482                  *
483                  * handler (signo, code, [uc], addr)
484                  */
485                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
486                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
487                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
488         }
489
490         /*
491          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
492          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
493          * eflags.
494          */
495 #if JG
496         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
497                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
498                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
499
500                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
501                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
502                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
503                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
504
505                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
506                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
507                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
508                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
509
510                 /*
511                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
512                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
513                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
514                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
515                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
516                  */
517                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
518         }
519 #endif
520
521         /*
522          * Save the FPU state and reinit the FP unit
523          */
524         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
525
526         /*
527          * Copy the sigframe out to the user's stack.
528          */
529         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
530                 /*
531                  * Something is wrong with the stack pointer.
532                  * ...Kill the process.
533                  */
534                 sigexit(lp, SIGILL);
535         }
536
537         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
538         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
539
540         /*
541          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
542          * on function entry
543          */
544         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
545
546         /*
547          * 64 bit mode has a code and stack selector but
548          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
549          * stored in-context.
550          */
551         regs->tf_cs = _ucodesel;
552         regs->tf_ss = _udatasel;
553 }
554
555 /*
556  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
557  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
558  * issue.
559  *
560  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
561  * bad idea?
562  */
563 int
564 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
565 {
566         frame->tf_cs = _ucodesel;
567         frame->tf_ss = _udatasel;
568         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
569         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
570         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
571
572         return(0);
573 }
574
575 /*
576  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
577  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
578  */
579 int
580 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
581 {
582         return(0);
583 }
584
585 /*
586  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
587  *
588  * System call to cleanup state after a signal
589  * has been taken.  Reset signal mask and
590  * stack state from context left by sendsig (above).
591  * Return to previous pc and psl as specified by
592  * context left by sendsig. Check carefully to
593  * make sure that the user has not modified the
594  * state to gain improper privileges.
595  *
596  * MPSAFE
597  */
598 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
599 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
600
601 int
602 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
603 {
604         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
605         struct proc *p = lp->lwp_proc;
606         struct trapframe *regs;
607         ucontext_t uc;
608         ucontext_t *ucp;
609         register_t rflags;
610         int cs;
611         int error;
612
613         /*
614          * We have to copy the information into kernel space so userland
615          * can't modify it while we are sniffing it.
616          */
617         regs = lp->lwp_md.md_regs;
618         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
619         if (error)
620                 return (error);
621         ucp = &uc;
622         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
623
624         /* VM (8086) mode not supported */
625         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
626
627 #if JG
628         if (eflags & PSL_VM) {
629                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
630                 struct vm86_kernel *vm86;
631
632                 /*
633                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
634                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
635                  */
636                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
637                         return (EINVAL);
638                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
639                 if (vm86->vm86_inited == 0)
640                         return (EINVAL);
641
642                 /* go back to user mode if both flags are set */
643                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
644                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
645
646                 if (vm86->vm86_has_vme) {
647                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
648                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
649                 } else {
650                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
651                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
652                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
653                 }
654                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
655                 tf->tf_eflags = eflags;
656                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
657                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
658                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
659                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
660                 tf->tf_ds = _udatasel;
661                 tf->tf_es = _udatasel;
662                 tf->tf_fs = _udatasel;
663                 tf->tf_gs = _udatasel;
664         } else
665 #endif
666         {
667                 /*
668                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
669                  */
670                 /*
671                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
672                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
673                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
674                  * the signal context during signal handling and there is no
675                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
676                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
677                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
678                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
679                  */
680                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
681                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
682                         return(EINVAL);
683                 }
684
685                 /*
686                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
687                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
688                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
689                  */
690                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
691                 if (!CS_SECURE(cs)) {
692                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
693                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
694                         return(EINVAL);
695                 }
696                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
697         }
698
699         /*
700          * Restore the FPU state from the frame
701          */
702         crit_enter();
703         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
704
705         /*
706          * Merge saved signal mailbox pending flag to maintain interlock
707          * semantics against system calls.
708          */
709         if (ucp->uc_mcontext.mc_xflags & PGEX_MAILBOX)
710                 p->p_flag |= P_MAILBOX;
711
712         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
713                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
714         else
715                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
716
717         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
718         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
719         crit_exit();
720         return(EJUSTRETURN);
721 }
722
723 /*
724  * Stack frame on entry to function.  %rax will contain the function vector,
725  * %rcx will contain the function data.  flags, rcx, and rax will have
726  * already been pushed on the stack.
727  */
728 struct upc_frame {
729         register_t      rax;
730         register_t      rcx;
731         register_t      rdx;
732         register_t      flags;
733         register_t      oldip;
734 };
735
736 void
737 sendupcall(struct vmupcall *vu, int morepending)
738 {
739         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
740         struct trapframe *regs;
741         struct upcall upcall;
742         struct upc_frame upc_frame;
743         int     crit_count = 0;
744
745         /*
746          * If we are a virtual kernel running an emulated user process
747          * context, switch back to the virtual kernel context before
748          * trying to post the signal.
749          */
750         if (lp->lwp_vkernel && lp->lwp_vkernel->ve) {
751                 lp->lwp_md.md_regs->tf_trapno = 0;
752                 vkernel_trap(lp, lp->lwp_md.md_regs);
753         }
754
755         /*
756          * Get the upcall data structure
757          */
758         if (copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall)) ||
759             copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int))
760         ) {
761                 vu->vu_pending = 0;
762                 kprintf("bad upcall address\n");
763                 return;
764         }
765
766         /*
767          * If the data structure is already marked pending or has a critical
768          * section count, mark the data structure as pending and return 
769          * without doing an upcall.  vu_pending is left set.
770          */
771         if (upcall.upc_pending || crit_count >= vu->vu_pending) {
772                 if (upcall.upc_pending < vu->vu_pending) {
773                         upcall.upc_pending = vu->vu_pending;
774                         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending,
775                                 sizeof(upcall.upc_pending));
776                 }
777                 return;
778         }
779
780         /*
781          * We can run this upcall now, clear vu_pending.
782          *
783          * Bump our critical section count and set or clear the
784          * user pending flag depending on whether more upcalls are
785          * pending.  The user will be responsible for calling 
786          * upc_dispatch(-1) to process remaining upcalls.
787          */
788         vu->vu_pending = 0;
789         upcall.upc_pending = morepending;
790         ++crit_count;
791         copyout(&upcall.upc_pending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, 
792                 sizeof(upcall.upc_pending));
793         copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff,
794                 sizeof(int));
795
796         /*
797          * Construct a stack frame and issue the upcall
798          */
799         regs = lp->lwp_md.md_regs;
800         upc_frame.rax = regs->tf_rax;
801         upc_frame.rcx = regs->tf_rcx;
802         upc_frame.rdx = regs->tf_rdx;
803         upc_frame.flags = regs->tf_rflags;
804         upc_frame.oldip = regs->tf_rip;
805         if (copyout(&upc_frame, (void *)(regs->tf_rsp - sizeof(upc_frame)),
806             sizeof(upc_frame)) != 0) {
807                 kprintf("bad stack on upcall\n");
808         } else {
809                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
810                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
811                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
812                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
813                 regs->tf_rsp -= sizeof(upc_frame);
814         }
815 }
816
817 /*
818  * fetchupcall occurs in the context of a system call, which means that
819  * we have to return EJUSTRETURN in order to prevent eax and edx from
820  * being overwritten by the syscall return value.
821  *
822  * if vu is not NULL we return the new context in %edx, the new data in %ecx,
823  * and the function pointer in %eax.  
824  */
825 int
826 fetchupcall(struct vmupcall *vu, int morepending, void *rsp)
827 {
828         struct upc_frame upc_frame;
829         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
830         struct trapframe *regs;
831         int error;
832         struct upcall upcall;
833         int crit_count;
834
835         regs = lp->lwp_md.md_regs;
836
837         error = copyout(&morepending, &lp->lwp_upcall->upc_pending, sizeof(int));
838         if (error == 0) {
839             if (vu) {
840                 /*
841                  * This jumps us to the next ready context.
842                  */
843                 vu->vu_pending = 0;
844                 error = copyin(lp->lwp_upcall, &upcall, sizeof(upcall));
845                 crit_count = 0;
846                 if (error == 0)
847                         error = copyin((char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, &crit_count, sizeof(int));
848                 ++crit_count;
849                 if (error == 0)
850                         error = copyout(&crit_count, (char *)upcall.upc_uthread + upcall.upc_critoff, sizeof(int));
851                 regs->tf_rax = (register_t)vu->vu_func;
852                 regs->tf_rcx = (register_t)vu->vu_data;
853                 regs->tf_rdx = (register_t)lp->lwp_upcall;
854                 regs->tf_rip = (register_t)vu->vu_ctx;
855                 regs->tf_rsp = (register_t)rsp;
856             } else {
857                 /*
858                  * This returns us to the originally interrupted code.
859                  */
860                 error = copyin(rsp, &upc_frame, sizeof(upc_frame));
861                 regs->tf_rax = upc_frame.rax;
862                 regs->tf_rcx = upc_frame.rcx;
863                 regs->tf_rdx = upc_frame.rdx;
864                 regs->tf_rflags = (regs->tf_rflags & ~PSL_USERCHANGE) |
865                                 (upc_frame.flags & PSL_USERCHANGE);
866                 regs->tf_rip = upc_frame.oldip;
867                 regs->tf_rsp = (register_t)((char *)rsp + sizeof(upc_frame));
868             }
869         }
870         if (error == 0)
871                 error = EJUSTRETURN;
872         return(error);
873 }
874
875 /*
876  * Machine dependent boot() routine
877  *
878  * I haven't seen anything to put here yet
879  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
880  */
881 void
882 cpu_boot(int howto)
883 {
884 }
885
886 /*
887  * Shutdown the CPU as much as possible
888  */
889 void
890 cpu_halt(void)
891 {
892         for (;;)
893                 __asm__ __volatile("hlt");
894 }
895
896 /*
897  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
898  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
899  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
900  *
901  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
902  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
903  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
904  * critical section.
905  *
906  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
907  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
908  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
909  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
910  *
911  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
912  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
913  *
914  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
915  *       must occur before it starts using ACPI halt.
916  */
917 static int      cpu_idle_hlt = 2;
918 static int      cpu_idle_hltcnt;
919 static int      cpu_idle_spincnt;
920 static u_int    cpu_idle_repeat = 4;
921 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
922     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
923 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
924     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
925 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
926     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
927 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
928     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
929
930 static void
931 cpu_idle_default_hook(void)
932 {
933         /*
934          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
935          * following the sti.
936          */
937         __asm __volatile("sti; hlt");
938 }
939
940 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
941 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
942
943 void
944 cpu_idle(void)
945 {
946         globaldata_t gd = mycpu;
947         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
948         int reqflags;
949         int quick;
950
951         crit_exit();
952         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
953         for (;;) {
954                 /*
955                  * See if there are any LWKTs ready to go.
956                  */
957                 lwkt_switch();
958
959                 /*
960                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
961                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
962                  * splz() does the job.
963                  *
964                  * cpu_idle_hlt:
965                  *      0       Never halt, just spin
966                  *
967                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
968                  *              This typically eats more power than the
969                  *              ACPI halt.
970                  *
971                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
972                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
973                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
974                  *
975                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
976                  *              eats the least amount of power but the cpu
977                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
978                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
979                  *
980                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
981                  *       section.
982                  *
983                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
984                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
985                  *       it overflows.
986                  */
987                 ++gd->gd_idle_repeat;
988                 reqflags = gd->gd_reqflags;
989                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
990                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
991                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
992
993                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
994                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
995                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
996                         ++cpu_idle_hltcnt;
997                 } else if (cpu_idle_hlt) {
998                         __asm __volatile("cli");
999                         splz();
1000                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
1001                                 if (quick)
1002                                         cpu_idle_default_hook();
1003                                 else
1004                                         cpu_idle_hook();
1005                         }
1006                         __asm __volatile("sti");
1007                         ++cpu_idle_hltcnt;
1008                 } else {
1009                         splz();
1010                         __asm __volatile("sti");
1011                         ++cpu_idle_spincnt;
1012                 }
1013         }
1014 }
1015
1016 #ifdef SMP
1017
1018 /*
1019  * This routine is called if a spinlock has been held through the
1020  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
1021  * we let it spin.
1022  */
1023 void
1024 cpu_spinlock_contested(void)
1025 {
1026         cpu_pause();
1027 }
1028
1029 #endif
1030
1031 /*
1032  * Clear registers on exec
1033  */
1034 void
1035 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
1036 {
1037         struct thread *td = curthread;
1038         struct lwp *lp = td->td_lwp;
1039         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
1040         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
1041
1042         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
1043         user_ldt_free(pcb);
1044   
1045         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
1046         regs->tf_rip = entry;
1047         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
1048         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
1049         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
1050         regs->tf_ss = _udatasel;
1051         regs->tf_cs = _ucodesel;
1052         regs->tf_rbx = ps_strings;
1053
1054         /*
1055          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
1056          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
1057          */
1058         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
1059                 pcb->pcb_dr0 = 0;
1060                 pcb->pcb_dr1 = 0;
1061                 pcb->pcb_dr2 = 0;
1062                 pcb->pcb_dr3 = 0;
1063                 pcb->pcb_dr6 = 0;
1064                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
1065                 if (pcb == td->td_pcb) {
1066                         /*
1067                          * Clear the debug registers on the running
1068                          * CPU, otherwise they will end up affecting
1069                          * the next process we switch to.
1070                          */
1071                         reset_dbregs();
1072                 }
1073                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
1074         }
1075
1076         /*
1077          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
1078          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
1079          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
1080          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
1081          * emulators don't provide an entry point for initialization.
1082          */
1083         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
1084
1085         /*
1086          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
1087          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
1088          *       may panic in npxdna().
1089          */
1090         crit_enter();
1091         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
1092
1093         /*
1094          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
1095          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
1096          *       code knows what the current MSR values are.
1097          */
1098         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
1099         pcb->pcb_gsbase = 0;
1100         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
1101         mdcpu->gd_user_gs = 0;
1102         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
1103         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
1104
1105         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
1106         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
1107         crit_exit();
1108
1109         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1110         pcb->pcb_es = _udatasel;
1111         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1112         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1113 }
1114
1115 void
1116 cpu_setregs(void)
1117 {
1118         register_t cr0;
1119
1120         cr0 = rcr0();
1121         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1122         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1123         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1124         load_cr0(cr0);
1125         load_gs(_udatasel);
1126 }
1127
1128 static int
1129 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1130 {
1131         int error;
1132         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1133                 req);
1134         if (!error && req->newptr)
1135                 resettodr();
1136         return (error);
1137 }
1138
1139 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1140         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1141
1142 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1143         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1144
1145 #if JG
1146 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1147         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1148 #endif
1149
1150 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1151         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1152
1153 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1154 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1155         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1156
1157 /*
1158  * Initialize 386 and configure to run kernel
1159  */
1160
1161 /*
1162  * Initialize segments & interrupt table
1163  */
1164
1165 int _default_ldt;
1166 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1167 static struct gate_descriptor idt0[NIDT];
1168 struct gate_descriptor *idt = &idt0[0]; /* interrupt descriptor table */
1169 #if JG
1170 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1171 #endif
1172
1173 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1174 struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
1175
1176 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1177 void *proc0paddr;
1178 /* JG alignment? */
1179 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1180
1181
1182 /* software prototypes -- in more palatable form */
1183 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1184 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1185 {       0x0,                    /* segment base address  */
1186         0x0,                    /* length */
1187         0,                      /* segment type */
1188         0,                      /* segment descriptor priority level */
1189         0,                      /* segment descriptor present */
1190         0,                      /* long */
1191         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1192         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1193 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1194 {       0x0,                    /* segment base address  */
1195         0xfffff,                /* length - all address space */
1196         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1197         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1198         1,                      /* segment descriptor present */
1199         1,                      /* long */
1200         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1201         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1202 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1203 {       0x0,                    /* segment base address  */
1204         0xfffff,                /* length - all address space */
1205         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1206         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1207         1,                      /* segment descriptor present */
1208         1,                      /* long */
1209         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1210         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1211 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1212 {       0x0,                    /* segment base address  */
1213         0xfffff,                /* length - all address space */
1214         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1215         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1216         1,                      /* segment descriptor present */
1217         0,                      /* long */
1218         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1219         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1220 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1221 {       0x0,                    /* segment base address  */
1222         0xfffff,                /* length - all address space */
1223         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1224         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1225         1,                      /* segment descriptor present */
1226         0,                      /* long */
1227         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1228         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1229 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1230 {       0x0,                    /* segment base address  */
1231         0xfffff,                /* length - all address space */
1232         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1233         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1234         1,                      /* segment descriptor present */
1235         1,                      /* long */
1236         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1237         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1238 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1239 {
1240         0x0,                    /* segment base address */
1241         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1242         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1243         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1244         1,                      /* segment descriptor present */
1245         0,                      /* long */
1246         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1247         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1248 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1249 {       0x0,                    /* segment base address  */
1250         0x0,                    /* length */
1251         0,                      /* segment type */
1252         0,                      /* segment descriptor priority level */
1253         0,                      /* segment descriptor present */
1254         0,                      /* long */
1255         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1256         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1257 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1258 {       0x0,                    /* segment base address  */
1259         0xfffff,                /* length - all address space */
1260         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1261         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1262         1,                      /* segment descriptor present */
1263         0,                      /* long */
1264         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1265         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1266 };
1267
1268 void
1269 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1270 {
1271         struct gate_descriptor *ip;
1272
1273         ip = idt + idx;
1274         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1275         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1276         ip->gd_ist = ist;
1277         ip->gd_xx = 0;
1278         ip->gd_type = typ;
1279         ip->gd_dpl = dpl;
1280         ip->gd_p = 1;
1281         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1282 }
1283
1284 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1285
1286 extern inthand_t
1287         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1288         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1289         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1290         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1291         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1292         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1293
1294 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1295 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1296 #endif
1297
1298 void
1299 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1300 {
1301         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1302         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1303         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1304         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1305         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1306         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1307         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1308 }
1309
1310 void
1311 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1312 {
1313
1314         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1315         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1316         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1317         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1318         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1319         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1320         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1321         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1322         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1323         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1324 }
1325
1326 void
1327 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1328     struct system_segment_descriptor *sd)
1329 {
1330
1331         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1332         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1333         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1334         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1335         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1336         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1337         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1338         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1339 }
1340
1341 /*
1342  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1343  * available physical memory in the system, then test this memory and
1344  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1345  *
1346  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1347  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1348  *
1349  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1350  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1351  *
1352  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1353  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1354  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1355  *
1356  * XXX first should be vm_paddr_t.
1357  */
1358
1359 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1360 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1361
1362 static void
1363 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1364 {
1365         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1366         int i, j;
1367         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1368         vm_paddr_t pa;
1369         vm_paddr_t msgbuf_size;
1370         u_long physmem_tunable;
1371         pt_entry_t *pte;
1372         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1373         u_int32_t smapsize;
1374         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1375
1376         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1377         physmap_idx = 0;
1378
1379         /*
1380          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1381          *
1382          * subr_module.c says:
1383          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1384          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1385          */
1386         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1387             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1388         if (smapbase == NULL)
1389                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1390
1391         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1392         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1393
1394         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1395                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1396                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1397                             smap->type, smap->base, smap->length);
1398
1399                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1400                         continue;
1401
1402                 if (smap->length == 0)
1403                         continue;
1404
1405                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1406                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1407                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1408                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1409                                                 "memory region, ignoring "
1410                                                 "second region\n");
1411                                 }
1412                                 continue;
1413                         }
1414                 }
1415                 Realmem += smap->length;
1416
1417                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1418                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1419                         continue;
1420                 }
1421
1422                 physmap_idx += 2;
1423                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1424                         kprintf("Too many segments in the physical "
1425                                 "address map, giving up\n");
1426                         break;
1427                 }
1428                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1429                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1430         }
1431
1432 #ifdef SMP
1433         /* make hole for AP bootstrap code */
1434         physmap[1] = mp_bootaddress(physmap[1] / 1024);
1435
1436         /* Save EBDA address, if any */
1437         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1438         ebda_addr <<= 4;
1439 #endif
1440
1441         /*
1442          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1443          * highest page of the physical address space.  It should be
1444          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1445          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1446          */
1447         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1448
1449 #ifdef MAXMEM
1450         Maxmem = MAXMEM / 4;
1451 #endif
1452
1453         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1454                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1455
1456         /*
1457          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1458          * in the system.
1459          */
1460         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1461                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1462
1463         /*
1464          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1465          */
1466         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1467                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1468                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1469         }
1470
1471         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1472             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1473                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1474         }
1475
1476         /*
1477          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1478          *
1479          * Mask off page 0.
1480          */
1481         pmap_bootstrap(&first);
1482         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1483
1484         /*
1485          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1486          * exceeding Maxmem.
1487          */
1488         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1489                 if (physmap[i+1] > ptoa((vm_paddr_t)Maxmem))
1490                         physmap[i+1] = ptoa((vm_paddr_t)Maxmem);
1491                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1492                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1493                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1494
1495                 physmap[j] = physmap[i];
1496                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1497
1498                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1499                         j += 2;
1500         }
1501         physmap_idx = j - 2;
1502
1503         /*
1504          * Align anything else used in the validation loop.
1505          */
1506         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1507
1508         /*
1509          * Size up each available chunk of physical memory.
1510          */
1511         pa_indx = 0;
1512         da_indx = 1;
1513         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1514         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1515         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1516         pte = CMAP1;
1517
1518         /*
1519          * Get dcons buffer address
1520          */
1521         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1522             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1523                 dcons_addr = 0;
1524
1525         /*
1526          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1527          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1528          * of PAGE_SIZE.
1529          */
1530         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1531                 vm_paddr_t end;
1532
1533                 end = physmap[i + 1];
1534
1535                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1536                         int tmp, page_bad, full;
1537                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1538
1539                         full = FALSE;
1540                         /*
1541                          * block out kernel memory as not available.
1542                          */
1543                         if (pa >= 0x100000 && pa < first)
1544                                 goto do_dump_avail;
1545
1546                         /*
1547                          * block out dcons buffer
1548                          */
1549                         if (dcons_addr > 0
1550                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1551                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1552                                 goto do_dump_avail;
1553                         }
1554
1555                         page_bad = FALSE;
1556
1557                         /*
1558                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1559                          */
1560                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1561                         cpu_invltlb();
1562
1563                         tmp = *(int *)ptr;
1564                         /*
1565                          * Test for alternating 1's and 0's
1566                          */
1567                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1568                         cpu_mfence();
1569                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1570                                 page_bad = TRUE;
1571                         /*
1572                          * Test for alternating 0's and 1's
1573                          */
1574                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1575                         cpu_mfence();
1576                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1577                                 page_bad = TRUE;
1578                         /*
1579                          * Test for all 1's
1580                          */
1581                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1582                         cpu_mfence();
1583                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1584                                 page_bad = TRUE;
1585                         /*
1586                          * Test for all 0's
1587                          */
1588                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1589                         cpu_mfence();
1590                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1591                                 page_bad = TRUE;
1592                         /*
1593                          * Restore original value.
1594                          */
1595                         *(int *)ptr = tmp;
1596
1597                         /*
1598                          * Adjust array of valid/good pages.
1599                          */
1600                         if (page_bad == TRUE)
1601                                 continue;
1602                         /*
1603                          * If this good page is a continuation of the
1604                          * previous set of good pages, then just increase
1605                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1606                          * Note that "end" points one higher than end,
1607                          * making the range >= start and < end.
1608                          * If we're also doing a speculative memory
1609                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1610                          * so that we keep going. The first bad page
1611                          * will terminate the loop.
1612                          */
1613                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1614                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1615                         } else {
1616                                 pa_indx++;
1617                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1618                                         kprintf(
1619                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1620                                         pa_indx--;
1621                                         full = TRUE;
1622                                         goto do_dump_avail;
1623                                 }
1624                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1625                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1626                         }
1627                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1628 do_dump_avail:
1629                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1630                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1631                         } else {
1632                                 da_indx++;
1633                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1634                                         da_indx--;
1635                                         goto do_next;
1636                                 }
1637                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1638                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1639                         }
1640 do_next:
1641                         if (full)
1642                                 break;
1643                 }
1644         }
1645         *pte = 0;
1646         cpu_invltlb();
1647
1648         /*
1649          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1650          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1651          * calculation, etc.).
1652          */
1653         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1654
1655         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1656                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1657                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1658                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1659                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1660         }
1661
1662         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1663
1664         /* Trim off space for the message buffer. */
1665         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1666
1667         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1668
1669         /* Map the message buffer. */
1670         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1671                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1672                             phys_avail[pa_indx] + off);
1673         }
1674 }
1675
1676 struct machintr_abi MachIntrABI;
1677
1678 /*
1679  * IDT VECTORS:
1680  *      0       Divide by zero
1681  *      1       Debug
1682  *      2       NMI
1683  *      3       BreakPoint
1684  *      4       OverFlow
1685  *      5       Bound-Range
1686  *      6       Invalid OpCode
1687  *      7       Device Not Available (x87)
1688  *      8       Double-Fault
1689  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1690  *      10      Invalid-TSS
1691  *      11      Segment not present
1692  *      12      Stack
1693  *      13      General Protection
1694  *      14      Page Fault
1695  *      15      Reserved
1696  *      16      x87 FP Exception pending
1697  *      17      Alignment Check
1698  *      18      Machine Check
1699  *      19      SIMD floating point
1700  *      20-31   reserved
1701  *      32-255  INTn/external sources
1702  */
1703 u_int64_t
1704 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1705 {
1706         caddr_t kmdp;
1707         int gsel_tss, x;
1708 #if JG
1709         int metadata_missing, off;
1710 #endif
1711         struct mdglobaldata *gd;
1712         u_int64_t msr;
1713
1714         /*
1715          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1716          */
1717         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1718         bzero(gd, sizeof(*gd));
1719
1720         /*
1721          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1722          * early in the boot sequence because the system assumes
1723          * that 'curthread' is never NULL.
1724          */
1725
1726         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1727         thread0.td_gd = &gd->mi;
1728
1729         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1730
1731 #if JG
1732         metadata_missing = 0;
1733         if (bootinfo.bi_modulep) {
1734                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1735                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1736         } else {
1737                 metadata_missing = 1;
1738         }
1739         if (bootinfo.bi_envp)
1740                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1741 #endif
1742
1743         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1744         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1745         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1746         if (kmdp == NULL)
1747                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1748         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1749         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1750 #ifdef DDB
1751         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1752         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1753 #endif
1754
1755         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1756                 bootverbose++;
1757
1758         /*
1759          * Default MachIntrABI to ICU
1760          */
1761         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1762 #ifdef SMP
1763         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable);
1764 #endif
1765
1766         /*
1767          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1768          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1769          */
1770         ncpus = 1;
1771         ncpus2 = 1;
1772         ncpus_fit = 1;
1773         /* Init basic tunables, hz etc */
1774         init_param1();
1775
1776         /*
1777          * make gdt memory segments
1778          */
1779         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1780                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1781
1782         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1783
1784         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1785                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1786                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1787         }
1788         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1789             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1790
1791         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1792         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1793         lgdt(&r_gdt);
1794
1795         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1796         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1797         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1798
1799         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1800         cpu_gdinit(gd, 0);
1801         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1802         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1803         safepri = TDPRI_MAX;
1804
1805         /* spinlocks and the BGL */
1806         init_locks();
1807
1808         /* exceptions */
1809         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1810                 setidt(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1811         setidt(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1812         setidt(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1813         setidt(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1814         setidt(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1815         setidt(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1816         setidt(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1817         setidt(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1818         setidt(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1819         setidt(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1820         setidt(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1821         setidt(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1822         setidt(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1823         setidt(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1824         setidt(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1825         setidt(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1826         setidt(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1827         setidt(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1828         setidt(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1829         setidt(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1830
1831         r_idt.rd_limit = sizeof(idt0) - 1;
1832         r_idt.rd_base = (long) idt;
1833         lidt(&r_idt);
1834
1835         /*
1836          * Initialize the console before we print anything out.
1837          */
1838         cninit();
1839
1840 #if JG
1841         if (metadata_missing)
1842                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1843 #endif
1844
1845 #if     NISA >0
1846         elcr_probe();
1847         isa_defaultirq();
1848 #endif
1849         rand_initialize();
1850
1851         /*
1852          * Initialize IRQ mapping
1853          *
1854          * NOTE:
1855          * SHOULD be after elcr_probe()
1856          */
1857         MachIntrABI_ICU.initmap();
1858 #ifdef SMP
1859         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
1860 #endif
1861
1862 #ifdef DDB
1863         kdb_init();
1864         if (boothowto & RB_KDB)
1865                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1866 #endif
1867
1868 #if JG
1869         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1870         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1871         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1872 #endif
1873         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1874         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1875
1876         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1877         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1878                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1879                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1880         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1881         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1882
1883         /* double fault stack */
1884         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1885                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1886                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1887
1888         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1889         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1890
1891         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1892         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1893         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1894         ltr(gsel_tss);
1895
1896         /* Set up the fast syscall stuff */
1897         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1898         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1899         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1900         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1901         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1902               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1903         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1904         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
1905
1906         getmemsize(kmdp, physfree);
1907         init_param2(physmem);
1908
1909         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1910
1911         /* Map the message buffer. */
1912 #if JG
1913         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1914                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1915 #endif
1916
1917         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1918
1919
1920         /* transfer to user mode */
1921
1922         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1923         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1924         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1925
1926         load_ds(_udatasel);
1927         load_es(_udatasel);
1928         load_fs(_udatasel);
1929
1930         /* setup proc 0's pcb */
1931         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1932         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1933         thread0.td_pcb->pcb_ext = 0;
1934         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1935
1936         /* Location of kernel stack for locore */
1937         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1942  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1943  * data space were allocated in locore.
1944  *
1945  * Note: the idlethread's cpl is 0
1946  *
1947  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1948  */
1949 void
1950 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1951 {
1952         if (cpu)
1953                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1954
1955         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1956                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1957                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1958                         0, &gd->mi);
1959         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1960         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1961         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1962         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1963 }
1964
1965 int
1966 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1967 {
1968         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1969             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1970                 return (TRUE);
1971         }
1972         return (FALSE);
1973 }
1974
1975 struct globaldata *
1976 globaldata_find(int cpu)
1977 {
1978         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1979         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1980 }
1981
1982 int
1983 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1984 {
1985         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1986         return (0);
1987 }
1988
1989 int
1990 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1991 {
1992         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1993         return (0);
1994 }
1995
1996 int
1997 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1998 {
1999         struct trapframe *tp;
2000
2001         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2002         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
2003         return (0);
2004 }
2005
2006 int
2007 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
2008 {
2009         struct trapframe *tp;
2010
2011         tp = lp->lwp_md.md_regs;
2012         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
2013             !CS_SECURE(regs->r_cs))
2014                 return (EINVAL);
2015         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
2016         return (0);
2017 }
2018
2019 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2020 static void
2021 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
2022 {
2023         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2024         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2025         int i;
2026
2027         /* FPU control/status */
2028         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
2029         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
2030         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
2031         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
2032         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
2033         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
2034         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
2035         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
2036
2037         /* FPU registers */
2038         for (i = 0; i < 8; ++i)
2039                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
2040 }
2041
2042 static void
2043 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
2044 {
2045         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
2046         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
2047         int i;
2048
2049         /* FPU control/status */
2050         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
2051         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
2052         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
2053         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
2054         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
2055         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
2056         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
2057         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
2058
2059         /* FPU registers */
2060         for (i = 0; i < 8; ++i)
2061                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
2062 }
2063 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2064
2065 int
2066 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2067 {
2068 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2069         if (cpu_fxsr) {
2070                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2071                                 (struct save87 *)fpregs);
2072                 return (0);
2073         }
2074 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2075         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2076         return (0);
2077 }
2078
2079 int
2080 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2081 {
2082 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2083         if (cpu_fxsr) {
2084                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2085                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2086                 return (0);
2087         }
2088 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2089         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2090         return (0);
2091 }
2092
2093 int
2094 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2095 {
2096         if (lp == NULL) {
2097                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2098                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2099                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2100                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2101                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2102                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2103                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2104                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2105         } else {
2106                 struct pcb *pcb;
2107
2108                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2109                 dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2110                 dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2111                 dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2112                 dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2113                 dbregs->dr[4] = 0;
2114                 dbregs->dr[5] = 0;
2115                 dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2116                 dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2117         }
2118         return (0);
2119 }
2120
2121 int
2122 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2123 {
2124         if (lp == NULL) {
2125                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2126                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2127                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2128                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2129                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2130                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2131                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2132                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2133         } else {
2134                 struct pcb *pcb;
2135                 struct ucred *ucred;
2136                 int i;
2137                 uint64_t mask1, mask2;
2138
2139                 /*
2140                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2141                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2142                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2143                  * TRCTRAP.
2144                  */
2145                 /* JG this loop looks unreadable */
2146                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2147                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2148                  */
2149                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2150                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2151                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2152                  * carried to decide if it is safe and useful to
2153                  * provide access to that capability
2154                  */
2155                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2156                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2157                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2158                                 return (EINVAL);
2159                 
2160                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2161                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2162
2163                 /*
2164                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2165                  * process's address space.  If a process could do this, it
2166                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2167                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2168                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2169                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2170                  * uid 0.
2171                  *
2172                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2173                  * address space is written into from within the kernel
2174                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2175                  * from within kernel mode?
2176                  */
2177
2178                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2179                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2180                                 /* dr0 is enabled */
2181                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2182                                         return (EINVAL);
2183                         }
2184
2185                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2186                                 /* dr1 is enabled */
2187                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2188                                         return (EINVAL);
2189                         }
2190
2191                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2192                                 /* dr2 is enabled */
2193                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2194                                         return (EINVAL);
2195                         }
2196
2197                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2198                                 /* dr3 is enabled */
2199                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2200                                         return (EINVAL);
2201                         }
2202                 }
2203
2204                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2205                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2206                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2207                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2208                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2209                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2210
2211                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2212         }
2213
2214         return (0);
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2219  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2220  */
2221 int
2222 user_dbreg_trap(void)
2223 {
2224         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2225         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2226         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2227         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2228         int i;
2229         
2230         dr7 = rdr7();
2231         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2232                 /*
2233                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2234                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2235                  * hardware debug registers
2236                  */
2237                 return 0;
2238         }
2239
2240         nbp = 0;
2241         dr6 = rdr6();
2242         bp = dr6 & 0xf;
2243
2244         if (bp == 0) {
2245                 /*
2246                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2247                  * trap was not caused by any of the debug registers
2248                  */
2249                 return 0;
2250         }
2251
2252         /*
2253          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2254          * which ones and if any of them are user space addresses
2255          */
2256
2257         if (bp & 0x01) {
2258                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2259         }
2260         if (bp & 0x02) {
2261                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2262         }
2263         if (bp & 0x04) {
2264                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2265         }
2266         if (bp & 0x08) {
2267                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2268         }
2269
2270         for (i=0; i<nbp; i++) {
2271                 if (addr[i] <
2272                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2273                         /*
2274                          * addr[i] is in user space
2275                          */
2276                         return nbp;
2277                 }
2278         }
2279
2280         /*
2281          * None of the breakpoints are in user space.
2282          */
2283         return 0;
2284 }
2285
2286
2287 #ifndef DDB
2288 void
2289 Debugger(const char *msg)
2290 {
2291         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2292 }
2293 #endif /* no DDB */
2294
2295 #ifdef DDB
2296
2297 /*
2298  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2299  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2300  * called inside DDB.
2301  *
2302  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2303  */
2304
2305 #undef inb
2306 #undef outb
2307
2308 /* silence compiler warnings */
2309 u_char inb(u_int);
2310 void outb(u_int, u_char);
2311
2312 u_char
2313 inb(u_int port)
2314 {
2315         u_char  data;
2316         /*
2317          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2318          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2319          * if we tell it to load (u_short) port.
2320          */
2321         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2322         return (data);
2323 }
2324
2325 void
2326 outb(u_int port, u_char data)
2327 {
2328         u_char  al;
2329         /*
2330          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2331          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2332          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2333          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2334          */
2335         al = data;
2336         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2337 }
2338
2339 #endif /* DDB */
2340
2341
2342
2343 #include "opt_cpu.h"
2344
2345
2346 /*
2347  * initialize all the SMP locks
2348  */
2349
2350 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2351 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2352
2353 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2354 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2355
2356 /* critical region around INTR() routines */
2357 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2358
2359 /* lock region used by kernel profiling */
2360 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2361
2362 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2363 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2364
2365 /* lock regions around the clock hardware */
2366 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2367
2368 static void
2369 init_locks(void)
2370 {
2371 #ifdef SMP
2372         /*
2373          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2374          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2375          */
2376         cpu_get_initial_mplock();
2377 #endif
2378         /* DEPRECATED */
2379         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2380         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2381         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2382         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2383         spin_lock_init(&com_spinlock);
2384         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2385
2386         /* our token pool needs to work early */
2387         lwkt_token_pool_init();
2388 }
2389