ad390593e8f8edbc9e69d47dbd00b44ef34d8f4b
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1987, 1990 The Regents of the University of California.
3  * Copyright (c) 1992 Terrence R. Lambert.
4  * Copyright (c) 2003 Peter Wemm.
5  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * William Jolitz.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
20  *    must display the following acknowledgement:
21  *      This product includes software developed by the University of
22  *      California, Berkeley and its contributors.
23  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
24  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
25  *    without specific prior written permission.
26  *
27  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
28  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
29  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
30  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
31  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
32  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
33  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
34  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
36  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
37  * SUCH DAMAGE.
38  *
39  * from: @(#)machdep.c  7.4 (Berkeley) 6/3/91
40  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/machdep.c,v 1.385.2.30 2003/05/31 08:48:05 alc Exp $
41  */
42
43 //#include "use_npx.h"
44 #include "use_isa.h"
45 #include "opt_compat.h"
46 #include "opt_cpu.h"
47 #include "opt_ddb.h"
48 #include "opt_directio.h"
49 #include "opt_inet.h"
50 #include "opt_ipx.h"
51 #include "opt_msgbuf.h"
52 #include "opt_swap.h"
53
54 #include <sys/param.h>
55 #include <sys/systm.h>
56 #include <sys/sysproto.h>
57 #include <sys/signalvar.h>
58 #include <sys/kernel.h>
59 #include <sys/linker.h>
60 #include <sys/malloc.h>
61 #include <sys/proc.h>
62 #include <sys/priv.h>
63 #include <sys/buf.h>
64 #include <sys/reboot.h>
65 #include <sys/mbuf.h>
66 #include <sys/msgbuf.h>
67 #include <sys/sysent.h>
68 #include <sys/sysctl.h>
69 #include <sys/vmmeter.h>
70 #include <sys/bus.h>
71 #include <sys/usched.h>
72 #include <sys/reg.h>
73
74 #include <vm/vm.h>
75 #include <vm/vm_param.h>
76 #include <sys/lock.h>
77 #include <vm/vm_kern.h>
78 #include <vm/vm_object.h>
79 #include <vm/vm_page.h>
80 #include <vm/vm_map.h>
81 #include <vm/vm_pager.h>
82 #include <vm/vm_extern.h>
83
84 #include <sys/thread2.h>
85 #include <sys/mplock2.h>
86 #include <sys/mutex2.h>
87
88 #include <sys/user.h>
89 #include <sys/exec.h>
90 #include <sys/cons.h>
91
92 #include <ddb/ddb.h>
93
94 #include <machine/cpu.h>
95 #include <machine/clock.h>
96 #include <machine/specialreg.h>
97 #if JG
98 #include <machine/bootinfo.h>
99 #endif
100 #include <machine/md_var.h>
101 #include <machine/metadata.h>
102 #include <machine/pc/bios.h>
103 #include <machine/pcb_ext.h>            /* pcb.h included via sys/user.h */
104 #include <machine/globaldata.h>         /* CPU_prvspace */
105 #include <machine/smp.h>
106 #ifdef PERFMON
107 #include <machine/perfmon.h>
108 #endif
109 #include <machine/cputypes.h>
110 #include <machine/intr_machdep.h>
111
112 #ifdef OLD_BUS_ARCH
113 #include <bus/isa/isa_device.h>
114 #endif
115 #include <machine_base/isa/isa_intr.h>
116 #include <bus/isa/rtc.h>
117 #include <sys/random.h>
118 #include <sys/ptrace.h>
119 #include <machine/sigframe.h>
120
121 #include <sys/machintr.h>
122 #include <machine_base/icu/icu_abi.h>
123 #include <machine_base/icu/elcr_var.h>
124 #include <machine_base/apic/lapic.h>
125 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
126 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
127 #include <machine/mptable.h>
128
129 #define PHYSMAP_ENTRIES         10
130
131 extern u_int64_t hammer_time(u_int64_t, u_int64_t);
132
133 extern void printcpuinfo(void); /* XXX header file */
134 extern void identify_cpu(void);
135 #if JG
136 extern void finishidentcpu(void);
137 #endif
138 extern void panicifcpuunsupported(void);
139
140 static void cpu_startup(void *);
141 static void pic_finish(void *);
142 static void cpu_finish(void *);
143
144 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
145 static void set_fpregs_xmm(struct save87 *, struct savexmm *);
146 static void fill_fpregs_xmm(struct savexmm *, struct save87 *);
147 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
148 #ifdef DIRECTIO
149 extern void ffs_rawread_setup(void);
150 #endif /* DIRECTIO */
151 static void init_locks(void);
152
153 SYSINIT(cpu, SI_BOOT2_START_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL)
154 SYSINIT(pic_finish, SI_BOOT2_FINISH_PIC, SI_ORDER_FIRST, pic_finish, NULL)
155 SYSINIT(cpu_finish, SI_BOOT2_FINISH_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_finish, NULL)
156
157 #ifdef DDB
158 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
159 #endif
160
161 struct privatespace CPU_prvspace[MAXCPU] __aligned(4096); /* XXX */
162
163 int     _udatasel, _ucodesel, _ucode32sel;
164 u_long  atdevbase;
165 int64_t tsc_offsets[MAXCPU];
166
167 #if defined(SWTCH_OPTIM_STATS)
168 extern int swtch_optim_stats;
169 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, swtch_optim_stats,
170         CTLFLAG_RD, &swtch_optim_stats, 0, "");
171 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, tlb_flush_count,
172         CTLFLAG_RD, &tlb_flush_count, 0, "");
173 #endif
174
175 long physmem = 0;
176
177 u_long ebda_addr = 0;
178
179 int imcr_present = 0;
180
181 int naps = 0; /* # of Applications processors */
182
183 u_int base_memory;
184 struct mtx dt_lock;             /* lock for GDT and LDT */
185
186 static int
187 sysctl_hw_physmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
188 {
189         u_long pmem = ctob(physmem);
190
191         int error = sysctl_handle_long(oidp, &pmem, 0, req);
192         return (error);
193 }
194
195 SYSCTL_PROC(_hw, HW_PHYSMEM, physmem, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
196         0, 0, sysctl_hw_physmem, "LU", "Total system memory in bytes (number of pages * page size)");
197
198 static int
199 sysctl_hw_usermem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
200 {
201         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
202                 ctob(physmem - vmstats.v_wire_count), req);
203         return (error);
204 }
205
206 SYSCTL_PROC(_hw, HW_USERMEM, usermem, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
207         0, 0, sysctl_hw_usermem, "IU", "");
208
209 static int
210 sysctl_hw_availpages(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
211 {
212         int error = sysctl_handle_int(oidp, 0,
213                 x86_64_btop(avail_end - avail_start), req);
214         return (error);
215 }
216
217 SYSCTL_PROC(_hw, OID_AUTO, availpages, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD,
218         0, 0, sysctl_hw_availpages, "I", "");
219
220 vm_paddr_t Maxmem;
221 vm_paddr_t Realmem;
222
223 /*
224  * The number of PHYSMAP entries must be one less than the number of
225  * PHYSSEG entries because the PHYSMAP entry that spans the largest
226  * physical address that is accessible by ISA DMA is split into two
227  * PHYSSEG entries.
228  */
229 #define PHYSMAP_SIZE    (2 * (VM_PHYSSEG_MAX - 1))
230
231 vm_paddr_t phys_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
232 vm_paddr_t dump_avail[PHYSMAP_SIZE + 2];
233
234 /* must be 2 less so 0 0 can signal end of chunks */
235 #define PHYS_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(phys_avail) - 2)
236 #define DUMP_AVAIL_ARRAY_END (NELEM(dump_avail) - 2)
237
238 static vm_offset_t buffer_sva, buffer_eva;
239 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
240 static vm_offset_t pager_sva, pager_eva;
241 static struct trapframe proc0_tf;
242
243 static void
244 cpu_startup(void *dummy)
245 {
246         caddr_t v;
247         vm_size_t size = 0;
248         vm_offset_t firstaddr;
249
250         /*
251          * Good {morning,afternoon,evening,night}.
252          */
253         kprintf("%s", version);
254         startrtclock();
255         printcpuinfo();
256         panicifcpuunsupported();
257 #ifdef PERFMON
258         perfmon_init();
259 #endif
260         kprintf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
261                 (intmax_t)Realmem,
262                 (intmax_t)Realmem / 1024 / 1024);
263         /*
264          * Display any holes after the first chunk of extended memory.
265          */
266         if (bootverbose) {
267                 int indx;
268
269                 kprintf("Physical memory chunk(s):\n");
270                 for (indx = 0; phys_avail[indx + 1] != 0; indx += 2) {
271                         vm_paddr_t size1 = phys_avail[indx + 1] - phys_avail[indx];
272
273                         kprintf("0x%08jx - 0x%08jx, %ju bytes (%ju pages)\n",
274                                 (intmax_t)phys_avail[indx],
275                                 (intmax_t)phys_avail[indx + 1] - 1,
276                                 (intmax_t)size1,
277                                 (intmax_t)(size1 / PAGE_SIZE));
278                 }
279         }
280
281         /*
282          * Allocate space for system data structures.
283          * The first available kernel virtual address is in "v".
284          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
285          * As pages of memory are allocated and cleared,
286          * "firstaddr" is incremented.
287          * An index into the kernel page table corresponding to the
288          * virtual memory address maintained in "v" is kept in "mapaddr".
289          */
290
291         /*
292          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
293          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
294          * addresses to the various data structures.
295          */
296         firstaddr = 0;
297 again:
298         v = (caddr_t)firstaddr;
299
300 #define valloc(name, type, num) \
301             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((name)+(num))
302 #define valloclim(name, type, num, lim) \
303             (name) = (type *)v; v = (caddr_t)((lim) = ((name)+(num)))
304
305         /*
306          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
307          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
308          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
309          * buffers to cover 1/20 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
310          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
311          * maxbcache bytes.
312          *
313          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
314          */
315         if (nbuf == 0) {
316                 long factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
317                 long kbytes = physmem * (PAGE_SIZE / 1024);
318
319                 nbuf = 50;
320                 if (kbytes > 4096)
321                         nbuf += min((kbytes - 4096) / factor, 65536 / factor);
322                 if (kbytes > 65536)
323                         nbuf += (kbytes - 65536) * 2 / (factor * 5);
324                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
325                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
326         }
327
328         /*
329          * Do not allow the buffer_map to be more then 1/2 the size of the
330          * kernel_map.
331          */
332         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start +
333                     virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2)) {
334                 nbuf = (virtual_end - virtual_start +
335                         virtual2_end - virtual2_start) / (BKVASIZE * 2);
336                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to kvm\n", nbuf);
337         }
338
339         /*
340          * Do not allow the buffer_map to use more than 50% of available
341          * physical-equivalent memory.  Since the VM pages which back
342          * individual buffers are typically wired, having too many bufs
343          * can prevent the system from paging properly.
344          */
345         if (nbuf > physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2)) {
346                 nbuf = physmem * PAGE_SIZE / (BKVASIZE * 2);
347                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to physmem\n", nbuf);
348         }
349
350         /*
351          * Do not allow the sizeof(struct buf) * nbuf to exceed half of
352          * the valloc space which is just the virtual_end - virtual_start
353          * section.  We use valloc() to allocate the buf header array.
354          */
355         if (nbuf > (virtual_end - virtual_start) / sizeof(struct buf) / 2) {
356                 nbuf = (virtual_end - virtual_start) /
357                        sizeof(struct buf) / 2;
358                 kprintf("Warning: nbufs capped at %ld due to valloc "
359                         "considerations", nbuf);
360         }
361
362         nswbuf = lmax(lmin(nbuf / 4, 256), 16);
363 #ifdef NSWBUF_MIN
364         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
365                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
366 #endif
367 #ifdef DIRECTIO
368         ffs_rawread_setup();
369 #endif
370
371         valloc(swbuf, struct buf, nswbuf);
372         valloc(buf, struct buf, nbuf);
373
374         /*
375          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
376          */
377         if (firstaddr == 0) {
378                 size = (vm_size_t)(v - firstaddr);
379                 firstaddr = kmem_alloc(&kernel_map, round_page(size));
380                 if (firstaddr == 0)
381                         panic("startup: no room for tables");
382                 goto again;
383         }
384
385         /*
386          * End of second pass, addresses have been assigned
387          *
388          * nbuf is an int, make sure we don't overflow the field.
389          *
390          * On 64-bit systems fragmentation can create serious performance
391          * loss due to the large number of buffers the system is likely
392          * going to maintain.  The easiest solution is to create a KVA
393          * section that is twice as big as the nominal buffer cache size,
394          * hence the multiplication by 2 below.
395          */
396         if ((vm_size_t)(v - firstaddr) != size)
397                 panic("startup: table size inconsistency");
398
399         kmem_suballoc(&kernel_map, &clean_map, &clean_sva, &clean_eva,
400                       ((vm_offset_t)nbuf * BKVASIZE * 2) +
401                       (nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
402         kmem_suballoc(&clean_map, &buffer_map, &buffer_sva, &buffer_eva,
403                       ((vm_offset_t)nbuf * BKVASIZE * 2));
404         buffer_map.system_map = 1;
405         kmem_suballoc(&clean_map, &pager_map, &pager_sva, &pager_eva,
406                       ((vm_offset_t)nswbuf * MAXPHYS) + pager_map_size);
407         pager_map.system_map = 1;
408
409 #if defined(USERCONFIG)
410         userconfig();
411         cninit();               /* the preferred console may have changed */
412 #endif
413
414         kprintf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
415                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages),
416                 (uintmax_t)ptoa(vmstats.v_free_count + vmstats.v_dma_pages) /
417                 1024 / 1024);
418
419         /*
420          * Set up buffers, so they can be used to read disk labels.
421          */
422         bufinit();
423         vm_pager_bufferinit();
424 }
425
426 static void
427 cpu_finish(void *dummy __unused)
428 {
429         cpu_setregs();
430 }
431
432 static void
433 pic_finish(void *dummy __unused)
434 {
435         /* Log ELCR information */
436         elcr_dump();
437
438         /* Log MPTABLE information */
439         mptable_pci_int_dump();
440
441         /* Finalize PCI */
442         MachIntrABI.finalize();
443 }
444
445 /*
446  * Send an interrupt to process.
447  *
448  * Stack is set up to allow sigcode stored
449  * at top to call routine, followed by kcall
450  * to sigreturn routine below.  After sigreturn
451  * resets the signal mask, the stack, and the
452  * frame pointer, it returns to the user
453  * specified pc, psl.
454  */
455 void
456 sendsig(sig_t catcher, int sig, sigset_t *mask, u_long code)
457 {
458         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
459         struct proc *p = lp->lwp_proc;
460         struct trapframe *regs;
461         struct sigacts *psp = p->p_sigacts;
462         struct sigframe sf, *sfp;
463         int oonstack;
464         char *sp;
465
466         regs = lp->lwp_md.md_regs;
467         oonstack = (lp->lwp_sigstk.ss_flags & SS_ONSTACK) ? 1 : 0;
468
469         /* Save user context */
470         bzero(&sf, sizeof(struct sigframe));
471         sf.sf_uc.uc_sigmask = *mask;
472         sf.sf_uc.uc_stack = lp->lwp_sigstk;
473         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_onstack = oonstack;
474         KKASSERT(__offsetof(struct trapframe, tf_rdi) == 0);
475         bcopy(regs, &sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_rdi, sizeof(struct trapframe));
476
477         /* Make the size of the saved context visible to userland */
478         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_len = sizeof(sf.sf_uc.uc_mcontext);
479
480         /* Allocate and validate space for the signal handler context. */
481         if ((lp->lwp_flags & LWP_ALTSTACK) != 0 && !oonstack &&
482             SIGISMEMBER(psp->ps_sigonstack, sig)) {
483                 sp = (char *)(lp->lwp_sigstk.ss_sp + lp->lwp_sigstk.ss_size -
484                               sizeof(struct sigframe));
485                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
486         } else {
487                 /* We take red zone into account */
488                 sp = (char *)regs->tf_rsp - sizeof(struct sigframe) - 128;
489         }
490
491         /*
492          * XXX AVX needs 64-byte alignment but sigframe has other fields and
493          * the embedded ucontext is not at the front, so aligning this won't
494          * help us.  Fortunately we bcopy in/out of the sigframe, so the
495          * kernel is ok.
496          *
497          * The problem though is if userland winds up trying to use the
498          * context directly.
499          */
500         sfp = (struct sigframe *)((intptr_t)sp & ~(intptr_t)0xF);
501
502         /* Translate the signal is appropriate */
503         if (p->p_sysent->sv_sigtbl) {
504                 if (sig <= p->p_sysent->sv_sigsize)
505                         sig = p->p_sysent->sv_sigtbl[_SIG_IDX(sig)];
506         }
507
508         /*
509          * Build the argument list for the signal handler.
510          *
511          * Arguments are in registers (%rdi, %rsi, %rdx, %rcx)
512          */
513         regs->tf_rdi = sig;                             /* argument 1 */
514         regs->tf_rdx = (register_t)&sfp->sf_uc;         /* argument 3 */
515
516         if (SIGISMEMBER(psp->ps_siginfo, sig)) {
517                 /*
518                  * Signal handler installed with SA_SIGINFO.
519                  *
520                  * action(signo, siginfo, ucontext)
521                  */
522                 regs->tf_rsi = (register_t)&sfp->sf_si; /* argument 2 */
523                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
524                 sf.sf_ahu.sf_action = (__siginfohandler_t *)catcher;
525
526                 /* fill siginfo structure */
527                 sf.sf_si.si_signo = sig;
528                 sf.sf_si.si_code = code;
529                 sf.sf_si.si_addr = (void *)regs->tf_addr;
530         } else {
531                 /*
532                  * Old FreeBSD-style arguments.
533                  *
534                  * handler (signo, code, [uc], addr)
535                  */
536                 regs->tf_rsi = (register_t)code;        /* argument 2 */
537                 regs->tf_rcx = (register_t)regs->tf_addr; /* argument 4 */
538                 sf.sf_ahu.sf_handler = catcher;
539         }
540
541         /*
542          * If we're a vm86 process, we want to save the segment registers.
543          * We also change eflags to be our emulated eflags, not the actual
544          * eflags.
545          */
546 #if JG
547         if (regs->tf_eflags & PSL_VM) {
548                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
549                 struct vm86_kernel *vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
550
551                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_gs = tf->tf_vm86_gs;
552                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_fs = tf->tf_vm86_fs;
553                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_es = tf->tf_vm86_es;
554                 sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_ds = tf->tf_vm86_ds;
555
556                 if (vm86->vm86_has_vme == 0)
557                         sf.sf_uc.uc_mcontext.mc_eflags =
558                             (tf->tf_eflags & ~(PSL_VIF | PSL_VIP)) |
559                             (vm86->vm86_eflags & (PSL_VIF | PSL_VIP));
560
561                 /*
562                  * Clear PSL_NT to inhibit T_TSSFLT faults on return from
563                  * syscalls made by the signal handler.  This just avoids
564                  * wasting time for our lazy fixup of such faults.  PSL_NT
565                  * does nothing in vm86 mode, but vm86 programs can set it
566                  * almost legitimately in probes for old cpu types.
567                  */
568                 tf->tf_eflags &= ~(PSL_VM | PSL_NT | PSL_VIF | PSL_VIP);
569         }
570 #endif
571
572         /*
573          * Save the FPU state and reinit the FP unit
574          */
575         npxpush(&sf.sf_uc.uc_mcontext);
576
577         /*
578          * Copy the sigframe out to the user's stack.
579          */
580         if (copyout(&sf, sfp, sizeof(struct sigframe)) != 0) {
581                 /*
582                  * Something is wrong with the stack pointer.
583                  * ...Kill the process.
584                  */
585                 sigexit(lp, SIGILL);
586         }
587
588         regs->tf_rsp = (register_t)sfp;
589         regs->tf_rip = PS_STRINGS - *(p->p_sysent->sv_szsigcode);
590
591         /*
592          * i386 abi specifies that the direction flag must be cleared
593          * on function entry
594          */
595         regs->tf_rflags &= ~(PSL_T|PSL_D);
596
597         /*
598          * 64 bit mode has a code and stack selector but
599          * no data or extra selector.  %fs and %gs are not
600          * stored in-context.
601          */
602         regs->tf_cs = _ucodesel;
603         regs->tf_ss = _udatasel;
604         clear_quickret();
605 }
606
607 /*
608  * Sanitize the trapframe for a virtual kernel passing control to a custom
609  * VM context.  Remove any items that would otherwise create a privilage
610  * issue.
611  *
612  * XXX at the moment we allow userland to set the resume flag.  Is this a
613  * bad idea?
614  */
615 int
616 cpu_sanitize_frame(struct trapframe *frame)
617 {
618         frame->tf_cs = _ucodesel;
619         frame->tf_ss = _udatasel;
620         /* XXX VM (8086) mode not supported? */
621         frame->tf_rflags &= (PSL_RF | PSL_USERCHANGE | PSL_VM_UNSUPP);
622         frame->tf_rflags |= PSL_RESERVED_DEFAULT | PSL_I;
623
624         return(0);
625 }
626
627 /*
628  * Sanitize the tls so loading the descriptor does not blow up
629  * on us.  For x86_64 we don't have to do anything.
630  */
631 int
632 cpu_sanitize_tls(struct savetls *tls)
633 {
634         return(0);
635 }
636
637 /*
638  * sigreturn(ucontext_t *sigcntxp)
639  *
640  * System call to cleanup state after a signal
641  * has been taken.  Reset signal mask and
642  * stack state from context left by sendsig (above).
643  * Return to previous pc and psl as specified by
644  * context left by sendsig. Check carefully to
645  * make sure that the user has not modified the
646  * state to gain improper privileges.
647  *
648  * MPSAFE
649  */
650 #define EFL_SECURE(ef, oef)     ((((ef) ^ (oef)) & ~PSL_USERCHANGE) == 0)
651 #define CS_SECURE(cs)           (ISPL(cs) == SEL_UPL)
652
653 int
654 sys_sigreturn(struct sigreturn_args *uap)
655 {
656         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
657         struct trapframe *regs;
658         ucontext_t uc;
659         ucontext_t *ucp;
660         register_t rflags;
661         int cs;
662         int error;
663
664         /*
665          * We have to copy the information into kernel space so userland
666          * can't modify it while we are sniffing it.
667          */
668         regs = lp->lwp_md.md_regs;
669         error = copyin(uap->sigcntxp, &uc, sizeof(uc));
670         if (error)
671                 return (error);
672         ucp = &uc;
673         rflags = ucp->uc_mcontext.mc_rflags;
674
675         /* VM (8086) mode not supported */
676         rflags &= ~PSL_VM_UNSUPP;
677
678 #if JG
679         if (eflags & PSL_VM) {
680                 struct trapframe_vm86 *tf = (struct trapframe_vm86 *)regs;
681                 struct vm86_kernel *vm86;
682
683                 /*
684                  * if pcb_ext == 0 or vm86_inited == 0, the user hasn't
685                  * set up the vm86 area, and we can't enter vm86 mode.
686                  */
687                 if (lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext == 0)
688                         return (EINVAL);
689                 vm86 = &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_ext->ext_vm86;
690                 if (vm86->vm86_inited == 0)
691                         return (EINVAL);
692
693                 /* go back to user mode if both flags are set */
694                 if ((eflags & PSL_VIP) && (eflags & PSL_VIF))
695                         trapsignal(lp, SIGBUS, 0);
696
697                 if (vm86->vm86_has_vme) {
698                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VME_USERCHANGE) |
699                             (eflags & VME_USERCHANGE) | PSL_VM;
700                 } else {
701                         vm86->vm86_eflags = eflags;     /* save VIF, VIP */
702                         eflags = (tf->tf_eflags & ~VM_USERCHANGE) |
703                             (eflags & VM_USERCHANGE) | PSL_VM;
704                 }
705                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_gs, tf, sizeof(struct trapframe));
706                 tf->tf_eflags = eflags;
707                 tf->tf_vm86_ds = tf->tf_ds;
708                 tf->tf_vm86_es = tf->tf_es;
709                 tf->tf_vm86_fs = tf->tf_fs;
710                 tf->tf_vm86_gs = tf->tf_gs;
711                 tf->tf_ds = _udatasel;
712                 tf->tf_es = _udatasel;
713                 tf->tf_fs = _udatasel;
714                 tf->tf_gs = _udatasel;
715         } else
716 #endif
717         {
718                 /*
719                  * Don't allow users to change privileged or reserved flags.
720                  */
721                 /*
722                  * XXX do allow users to change the privileged flag PSL_RF.
723                  * The cpu sets PSL_RF in tf_eflags for faults.  Debuggers
724                  * should sometimes set it there too.  tf_eflags is kept in
725                  * the signal context during signal handling and there is no
726                  * other place to remember it, so the PSL_RF bit may be
727                  * corrupted by the signal handler without us knowing.
728                  * Corruption of the PSL_RF bit at worst causes one more or
729                  * one less debugger trap, so allowing it is fairly harmless.
730                  */
731                 if (!EFL_SECURE(rflags & ~PSL_RF, regs->tf_rflags & ~PSL_RF)) {
732                         kprintf("sigreturn: rflags = 0x%lx\n", (long)rflags);
733                         return(EINVAL);
734                 }
735
736                 /*
737                  * Don't allow users to load a valid privileged %cs.  Let the
738                  * hardware check for invalid selectors, excess privilege in
739                  * other selectors, invalid %eip's and invalid %esp's.
740                  */
741                 cs = ucp->uc_mcontext.mc_cs;
742                 if (!CS_SECURE(cs)) {
743                         kprintf("sigreturn: cs = 0x%x\n", cs);
744                         trapsignal(lp, SIGBUS, T_PROTFLT);
745                         return(EINVAL);
746                 }
747                 bcopy(&ucp->uc_mcontext.mc_rdi, regs, sizeof(struct trapframe));
748         }
749
750         /*
751          * Restore the FPU state from the frame
752          */
753         crit_enter();
754         npxpop(&ucp->uc_mcontext);
755
756         if (ucp->uc_mcontext.mc_onstack & 1)
757                 lp->lwp_sigstk.ss_flags |= SS_ONSTACK;
758         else
759                 lp->lwp_sigstk.ss_flags &= ~SS_ONSTACK;
760
761         lp->lwp_sigmask = ucp->uc_sigmask;
762         SIG_CANTMASK(lp->lwp_sigmask);
763         clear_quickret();
764         crit_exit();
765         return(EJUSTRETURN);
766 }
767
768 /*
769  * Machine dependent boot() routine
770  *
771  * I haven't seen anything to put here yet
772  * Possibly some stuff might be grafted back here from boot()
773  */
774 void
775 cpu_boot(int howto)
776 {
777 }
778
779 /*
780  * Shutdown the CPU as much as possible
781  */
782 void
783 cpu_halt(void)
784 {
785         for (;;)
786                 __asm__ __volatile("hlt");
787 }
788
789 /*
790  * cpu_idle() represents the idle LWKT.  You cannot return from this function
791  * (unless you want to blow things up!).  Instead we look for runnable threads
792  * and loop or halt as appropriate.  Giant is not held on entry to the thread.
793  *
794  * The main loop is entered with a critical section held, we must release
795  * the critical section before doing anything else.  lwkt_switch() will
796  * check for pending interrupts due to entering and exiting its own 
797  * critical section.
798  *
799  * NOTE: On an SMP system we rely on a scheduler IPI to wake a HLTed cpu up.
800  *       However, there are cases where the idlethread will be entered with
801  *       the possibility that no IPI will occur and in such cases
802  *       lwkt_switch() sets TDF_IDLE_NOHLT.
803  *
804  * NOTE: cpu_idle_hlt again defaults to 2 (use ACPI sleep states).  Set to
805  *       1 to just use hlt and for debugging purposes.
806  *
807  * NOTE: cpu_idle_repeat determines how many entries into the idle thread
808  *       must occur before it starts using ACPI halt.
809  */
810 static int      cpu_idle_hlt = 2;
811 static int      cpu_idle_hltcnt;
812 static int      cpu_idle_spincnt;
813 static u_int    cpu_idle_repeat = 750;
814 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hlt, CTLFLAG_RW,
815     &cpu_idle_hlt, 0, "Idle loop HLT enable");
816 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_hltcnt, CTLFLAG_RW,
817     &cpu_idle_hltcnt, 0, "Idle loop entry halts");
818 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_spincnt, CTLFLAG_RW,
819     &cpu_idle_spincnt, 0, "Idle loop entry spins");
820 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, cpu_idle_repeat, CTLFLAG_RW,
821     &cpu_idle_repeat, 0, "Idle entries before acpi hlt");
822
823 static void
824 cpu_idle_default_hook(void)
825 {
826         /*
827          * We must guarentee that hlt is exactly the instruction
828          * following the sti.
829          */
830         __asm __volatile("sti; hlt");
831 }
832
833 /* Other subsystems (e.g., ACPI) can hook this later. */
834 void (*cpu_idle_hook)(void) = cpu_idle_default_hook;
835
836 void
837 cpu_idle(void)
838 {
839         globaldata_t gd = mycpu;
840         struct thread *td __debugvar = gd->gd_curthread;
841         int reqflags;
842         int quick;
843
844         crit_exit();
845         KKASSERT(td->td_critcount == 0);
846         for (;;) {
847                 /*
848                  * See if there are any LWKTs ready to go.
849                  */
850                 lwkt_switch();
851
852                 /*
853                  * When halting inside a cli we must check for reqflags
854                  * races, particularly [re]schedule requests.  Running
855                  * splz() does the job.
856                  *
857                  * cpu_idle_hlt:
858                  *      0       Never halt, just spin
859                  *
860                  *      1       Always use HLT (or MONITOR/MWAIT if avail).
861                  *              This typically eats more power than the
862                  *              ACPI halt.
863                  *
864                  *      2       Use HLT/MONITOR/MWAIT up to a point and then
865                  *              use the ACPI halt (default).  This is a hybrid
866                  *              approach.  See machdep.cpu_idle_repeat.
867                  *
868                  *      3       Always use the ACPI halt.  This typically
869                  *              eats the least amount of power but the cpu
870                  *              will be slow waking up.  Slows down e.g.
871                  *              compiles and other pipe/event oriented stuff.
872                  *
873                  * NOTE: Interrupts are enabled and we are not in a critical
874                  *       section.
875                  *
876                  * NOTE: Preemptions do not reset gd_idle_repeat.   Also we
877                  *       don't bother capping gd_idle_repeat, it is ok if
878                  *       it overflows.
879                  */
880                 ++gd->gd_idle_repeat;
881                 reqflags = gd->gd_reqflags;
882                 quick = (cpu_idle_hlt == 1) ||
883                         (cpu_idle_hlt < 3 &&
884                          gd->gd_idle_repeat < cpu_idle_repeat);
885
886                 if (quick && (cpu_mi_feature & CPU_MI_MONITOR) &&
887                     (reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
888                         splz(); /* XXX */
889                         cpu_mmw_pause_int(&gd->gd_reqflags, reqflags);
890                         ++cpu_idle_hltcnt;
891                 } else if (cpu_idle_hlt) {
892                         __asm __volatile("cli");
893                         splz();
894                         if ((gd->gd_reqflags & RQF_IDLECHECK_WK_MASK) == 0) {
895                                 if (quick)
896                                         cpu_idle_default_hook();
897                                 else
898                                         cpu_idle_hook();
899                         }
900                         __asm __volatile("sti");
901                         ++cpu_idle_hltcnt;
902                 } else {
903                         splz();
904                         __asm __volatile("sti");
905                         ++cpu_idle_spincnt;
906                 }
907         }
908 }
909
910 /*
911  * This routine is called if a spinlock has been held through the
912  * exponential backoff period and is seriously contested.  On a real cpu
913  * we let it spin.
914  */
915 void
916 cpu_spinlock_contested(void)
917 {
918         cpu_pause();
919 }
920
921 /*
922  * Clear registers on exec
923  */
924 void
925 exec_setregs(u_long entry, u_long stack, u_long ps_strings)
926 {
927         struct thread *td = curthread;
928         struct lwp *lp = td->td_lwp;
929         struct pcb *pcb = td->td_pcb;
930         struct trapframe *regs = lp->lwp_md.md_regs;
931
932         /* was i386_user_cleanup() in NetBSD */
933         user_ldt_free(pcb);
934   
935         clear_quickret();
936         bzero((char *)regs, sizeof(struct trapframe));
937         regs->tf_rip = entry;
938         regs->tf_rsp = ((stack - 8) & ~0xFul) + 8; /* align the stack */
939         regs->tf_rdi = stack;           /* argv */
940         regs->tf_rflags = PSL_USER | (regs->tf_rflags & PSL_T);
941         regs->tf_ss = _udatasel;
942         regs->tf_cs = _ucodesel;
943         regs->tf_rbx = ps_strings;
944
945         /*
946          * Reset the hardware debug registers if they were in use.
947          * They won't have any meaning for the newly exec'd process.
948          */
949         if (pcb->pcb_flags & PCB_DBREGS) {
950                 pcb->pcb_dr0 = 0;
951                 pcb->pcb_dr1 = 0;
952                 pcb->pcb_dr2 = 0;
953                 pcb->pcb_dr3 = 0;
954                 pcb->pcb_dr6 = 0;
955                 pcb->pcb_dr7 = 0; /* JG set bit 10? */
956                 if (pcb == td->td_pcb) {
957                         /*
958                          * Clear the debug registers on the running
959                          * CPU, otherwise they will end up affecting
960                          * the next process we switch to.
961                          */
962                         reset_dbregs();
963                 }
964                 pcb->pcb_flags &= ~PCB_DBREGS;
965         }
966
967         /*
968          * Initialize the math emulator (if any) for the current process.
969          * Actually, just clear the bit that says that the emulator has
970          * been initialized.  Initialization is delayed until the process
971          * traps to the emulator (if it is done at all) mainly because
972          * emulators don't provide an entry point for initialization.
973          */
974         pcb->pcb_flags &= ~FP_SOFTFP;
975
976         /*
977          * NOTE: do not set CR0_TS here.  npxinit() must do it after clearing
978          *       gd_npxthread.  Otherwise a preemptive interrupt thread
979          *       may panic in npxdna().
980          */
981         crit_enter();
982         load_cr0(rcr0() | CR0_MP);
983
984         /*
985          * NOTE: The MSR values must be correct so we can return to
986          *       userland.  gd_user_fs/gs must be correct so the switch
987          *       code knows what the current MSR values are.
988          */
989         pcb->pcb_fsbase = 0;    /* Values loaded from PCB on switch */
990         pcb->pcb_gsbase = 0;
991         mdcpu->gd_user_fs = 0;  /* Cache of current MSR values */
992         mdcpu->gd_user_gs = 0;
993         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);   /* Set MSR values for return to userland */
994         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);
995
996         /* Initialize the npx (if any) for the current process. */
997         npxinit(__INITIAL_FPUCW__);
998         crit_exit();
999
1000         pcb->pcb_ds = _udatasel;
1001         pcb->pcb_es = _udatasel;
1002         pcb->pcb_fs = _udatasel;
1003         pcb->pcb_gs = _udatasel;
1004 }
1005
1006 void
1007 cpu_setregs(void)
1008 {
1009         register_t cr0;
1010
1011         cr0 = rcr0();
1012         cr0 |= CR0_NE;                  /* Done by npxinit() */
1013         cr0 |= CR0_MP | CR0_TS;         /* Done at every execve() too. */
1014         cr0 |= CR0_WP | CR0_AM;
1015         load_cr0(cr0);
1016         load_gs(_udatasel);
1017 }
1018
1019 static int
1020 sysctl_machdep_adjkerntz(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1021 {
1022         int error;
1023         error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2,
1024                 req);
1025         if (!error && req->newptr)
1026                 resettodr();
1027         return (error);
1028 }
1029
1030 SYSCTL_PROC(_machdep, CPU_ADJKERNTZ, adjkerntz, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
1031         &adjkerntz, 0, sysctl_machdep_adjkerntz, "I", "");
1032
1033 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_DISRTCSET, disable_rtc_set,
1034         CTLFLAG_RW, &disable_rtc_set, 0, "");
1035
1036 #if JG
1037 SYSCTL_STRUCT(_machdep, CPU_BOOTINFO, bootinfo, 
1038         CTLFLAG_RD, &bootinfo, bootinfo, "");
1039 #endif
1040
1041 SYSCTL_INT(_machdep, CPU_WALLCLOCK, wall_cmos_clock,
1042         CTLFLAG_RW, &wall_cmos_clock, 0, "");
1043
1044 extern u_long bootdev;          /* not a cdev_t - encoding is different */
1045 SYSCTL_ULONG(_machdep, OID_AUTO, guessed_bootdev,
1046         CTLFLAG_RD, &bootdev, 0, "Boot device (not in cdev_t format)");
1047
1048 /*
1049  * Initialize 386 and configure to run kernel
1050  */
1051
1052 /*
1053  * Initialize segments & interrupt table
1054  */
1055
1056 int _default_ldt;
1057 struct user_segment_descriptor gdt[NGDT * MAXCPU];      /* global descriptor table */
1058 struct gate_descriptor idt_arr[MAXCPU][NIDT];
1059 #if JG
1060 union descriptor ldt[NLDT];             /* local descriptor table */
1061 #endif
1062
1063 /* table descriptors - used to load tables by cpu */
1064 struct region_descriptor r_gdt;
1065 struct region_descriptor r_idt_arr[MAXCPU];
1066
1067 /* JG proc0paddr is a virtual address */
1068 void *proc0paddr;
1069 /* JG alignment? */
1070 char proc0paddr_buff[LWKT_THREAD_STACK];
1071
1072
1073 /* software prototypes -- in more palatable form */
1074 struct soft_segment_descriptor gdt_segs[] = {
1075 /* GNULL_SEL    0 Null Descriptor */
1076 {       0x0,                    /* segment base address  */
1077         0x0,                    /* length */
1078         0,                      /* segment type */
1079         0,                      /* segment descriptor priority level */
1080         0,                      /* segment descriptor present */
1081         0,                      /* long */
1082         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1083         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1084 /* GCODE_SEL    1 Code Descriptor for kernel */
1085 {       0x0,                    /* segment base address  */
1086         0xfffff,                /* length - all address space */
1087         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1088         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1089         1,                      /* segment descriptor present */
1090         1,                      /* long */
1091         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1092         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1093 /* GDATA_SEL    2 Data Descriptor for kernel */
1094 {       0x0,                    /* segment base address  */
1095         0xfffff,                /* length - all address space */
1096         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1097         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1098         1,                      /* segment descriptor present */
1099         1,                      /* long */
1100         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1101         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1102 /* GUCODE32_SEL 3 32 bit Code Descriptor for user */
1103 {       0x0,                    /* segment base address  */
1104         0xfffff,                /* length - all address space */
1105         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1106         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1107         1,                      /* segment descriptor present */
1108         0,                      /* long */
1109         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1110         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1111 /* GUDATA_SEL   4 32/64 bit Data Descriptor for user */
1112 {       0x0,                    /* segment base address  */
1113         0xfffff,                /* length - all address space */
1114         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1115         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1116         1,                      /* segment descriptor present */
1117         0,                      /* long */
1118         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1119         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1120 /* GUCODE_SEL   5 64 bit Code Descriptor for user */
1121 {       0x0,                    /* segment base address  */
1122         0xfffff,                /* length - all address space */
1123         SDT_MEMERA,             /* segment type */
1124         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1125         1,                      /* segment descriptor present */
1126         1,                      /* long */
1127         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1128         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1129 /* GPROC0_SEL   6 Proc 0 Tss Descriptor */
1130 {
1131         0x0,                    /* segment base address */
1132         sizeof(struct x86_64tss)-1,/* length - all address space */
1133         SDT_SYSTSS,             /* segment type */
1134         SEL_KPL,                /* segment descriptor priority level */
1135         1,                      /* segment descriptor present */
1136         0,                      /* long */
1137         0,                      /* unused - default 32 vs 16 bit size */
1138         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1139 /* Actually, the TSS is a system descriptor which is double size */
1140 {       0x0,                    /* segment base address  */
1141         0x0,                    /* length */
1142         0,                      /* segment type */
1143         0,                      /* segment descriptor priority level */
1144         0,                      /* segment descriptor present */
1145         0,                      /* long */
1146         0,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1147         0                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1148 /* GUGS32_SEL   8 32 bit GS Descriptor for user */
1149 {       0x0,                    /* segment base address  */
1150         0xfffff,                /* length - all address space */
1151         SDT_MEMRWA,             /* segment type */
1152         SEL_UPL,                /* segment descriptor priority level */
1153         1,                      /* segment descriptor present */
1154         0,                      /* long */
1155         1,                      /* default 32 vs 16 bit size */
1156         1                       /* limit granularity (byte/page units)*/ },
1157 };
1158
1159 void
1160 setidt_global(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist)
1161 {
1162         int cpu;
1163
1164         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1165                 struct gate_descriptor *ip = &idt_arr[cpu][idx];
1166
1167                 ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1168                 ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1169                 ip->gd_ist = ist;
1170                 ip->gd_xx = 0;
1171                 ip->gd_type = typ;
1172                 ip->gd_dpl = dpl;
1173                 ip->gd_p = 1;
1174                 ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1175         }
1176 }
1177
1178 void
1179 setidt(int idx, inthand_t *func, int typ, int dpl, int ist, int cpu)
1180 {
1181         struct gate_descriptor *ip;
1182
1183         KASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus, ("invalid cpu %d", cpu));
1184
1185         ip = &idt_arr[cpu][idx];
1186         ip->gd_looffset = (uintptr_t)func;
1187         ip->gd_selector = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
1188         ip->gd_ist = ist;
1189         ip->gd_xx = 0;
1190         ip->gd_type = typ;
1191         ip->gd_dpl = dpl;
1192         ip->gd_p = 1;
1193         ip->gd_hioffset = ((uintptr_t)func)>>16 ;
1194 }
1195
1196 #define IDTVEC(name)    __CONCAT(X,name)
1197
1198 extern inthand_t
1199         IDTVEC(div), IDTVEC(dbg), IDTVEC(nmi), IDTVEC(bpt), IDTVEC(ofl),
1200         IDTVEC(bnd), IDTVEC(ill), IDTVEC(dna), IDTVEC(fpusegm),
1201         IDTVEC(tss), IDTVEC(missing), IDTVEC(stk), IDTVEC(prot),
1202         IDTVEC(page), IDTVEC(mchk), IDTVEC(rsvd), IDTVEC(fpu), IDTVEC(align),
1203         IDTVEC(xmm), IDTVEC(dblfault),
1204         IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
1205
1206 #ifdef DEBUG_INTERRUPTS
1207 extern inthand_t *Xrsvdary[256];
1208 #endif
1209
1210 void
1211 sdtossd(struct user_segment_descriptor *sd, struct soft_segment_descriptor *ssd)
1212 {
1213         ssd->ssd_base  = (sd->sd_hibase << 24) | sd->sd_lobase;
1214         ssd->ssd_limit = (sd->sd_hilimit << 16) | sd->sd_lolimit;
1215         ssd->ssd_type  = sd->sd_type;
1216         ssd->ssd_dpl   = sd->sd_dpl;
1217         ssd->ssd_p     = sd->sd_p;
1218         ssd->ssd_def32 = sd->sd_def32;
1219         ssd->ssd_gran  = sd->sd_gran;
1220 }
1221
1222 void
1223 ssdtosd(struct soft_segment_descriptor *ssd, struct user_segment_descriptor *sd)
1224 {
1225
1226         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1227         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xff;
1228         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1229         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1230         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1231         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1232         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1233         sd->sd_long  = ssd->ssd_long;
1234         sd->sd_def32 = ssd->ssd_def32;
1235         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1236 }
1237
1238 void
1239 ssdtosyssd(struct soft_segment_descriptor *ssd,
1240     struct system_segment_descriptor *sd)
1241 {
1242
1243         sd->sd_lobase = (ssd->ssd_base) & 0xffffff;
1244         sd->sd_hibase = (ssd->ssd_base >> 24) & 0xfffffffffful;
1245         sd->sd_lolimit = (ssd->ssd_limit) & 0xffff;
1246         sd->sd_hilimit = (ssd->ssd_limit >> 16) & 0xf;
1247         sd->sd_type  = ssd->ssd_type;
1248         sd->sd_dpl   = ssd->ssd_dpl;
1249         sd->sd_p     = ssd->ssd_p;
1250         sd->sd_gran  = ssd->ssd_gran;
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Populate the (physmap) array with base/bound pairs describing the
1255  * available physical memory in the system, then test this memory and
1256  * build the phys_avail array describing the actually-available memory.
1257  *
1258  * If we cannot accurately determine the physical memory map, then use
1259  * value from the 0xE801 call, and failing that, the RTC.
1260  *
1261  * Total memory size may be set by the kernel environment variable
1262  * hw.physmem or the compile-time define MAXMEM.
1263  *
1264  * Memory is aligned to PHYSMAP_ALIGN which must be a multiple
1265  * of PAGE_SIZE.  This also greatly reduces the memory test time
1266  * which would otherwise be excessive on machines with > 8G of ram.
1267  *
1268  * XXX first should be vm_paddr_t.
1269  */
1270
1271 #define PHYSMAP_ALIGN           (vm_paddr_t)(128 * 1024)
1272 #define PHYSMAP_ALIGN_MASK      (vm_paddr_t)(PHYSMAP_ALIGN - 1)
1273
1274 static void
1275 getmemsize(caddr_t kmdp, u_int64_t first)
1276 {
1277         int off, physmap_idx, pa_indx, da_indx;
1278         int i, j;
1279         vm_paddr_t physmap[PHYSMAP_SIZE];
1280         vm_paddr_t pa;
1281         vm_paddr_t msgbuf_size;
1282         u_long physmem_tunable;
1283         pt_entry_t *pte;
1284         struct bios_smap *smapbase, *smap, *smapend;
1285         u_int32_t smapsize;
1286         quad_t dcons_addr, dcons_size;
1287
1288         bzero(physmap, sizeof(physmap));
1289         physmap_idx = 0;
1290
1291         /*
1292          * get memory map from INT 15:E820, kindly supplied by the loader.
1293          *
1294          * subr_module.c says:
1295          * "Consumer may safely assume that size value precedes data."
1296          * ie: an int32_t immediately precedes smap.
1297          */
1298         smapbase = (struct bios_smap *)preload_search_info(kmdp,
1299             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_SMAP);
1300         if (smapbase == NULL)
1301                 panic("No BIOS smap info from loader!");
1302
1303         smapsize = *((u_int32_t *)smapbase - 1);
1304         smapend = (struct bios_smap *)((uintptr_t)smapbase + smapsize);
1305
1306         for (smap = smapbase; smap < smapend; smap++) {
1307                 if (boothowto & RB_VERBOSE)
1308                         kprintf("SMAP type=%02x base=%016lx len=%016lx\n",
1309                             smap->type, smap->base, smap->length);
1310
1311                 if (smap->type != SMAP_TYPE_MEMORY)
1312                         continue;
1313
1314                 if (smap->length == 0)
1315                         continue;
1316
1317                 for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1318                         if (smap->base < physmap[i + 1]) {
1319                                 if (boothowto & RB_VERBOSE) {
1320                                         kprintf("Overlapping or non-monotonic "
1321                                                 "memory region, ignoring "
1322                                                 "second region\n");
1323                                 }
1324                                 break;
1325                         }
1326                 }
1327                 if (i <= physmap_idx)
1328                         continue;
1329
1330                 Realmem += smap->length;
1331
1332                 if (smap->base == physmap[physmap_idx + 1]) {
1333                         physmap[physmap_idx + 1] += smap->length;
1334                         continue;
1335                 }
1336
1337                 physmap_idx += 2;
1338                 if (physmap_idx == PHYSMAP_SIZE) {
1339                         kprintf("Too many segments in the physical "
1340                                 "address map, giving up\n");
1341                         break;
1342                 }
1343                 physmap[physmap_idx] = smap->base;
1344                 physmap[physmap_idx + 1] = smap->base + smap->length;
1345         }
1346
1347         base_memory = physmap[1] / 1024;
1348         /* make hole for AP bootstrap code */
1349         physmap[1] = mp_bootaddress(base_memory);
1350
1351         /* Save EBDA address, if any */
1352         ebda_addr = (u_long)(*(u_short *)(KERNBASE + 0x40e));
1353         ebda_addr <<= 4;
1354
1355         /*
1356          * Maxmem isn't the "maximum memory", it's one larger than the
1357          * highest page of the physical address space.  It should be
1358          * called something like "Maxphyspage".  We may adjust this
1359          * based on ``hw.physmem'' and the results of the memory test.
1360          */
1361         Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1362
1363 #ifdef MAXMEM
1364         Maxmem = MAXMEM / 4;
1365 #endif
1366
1367         if (TUNABLE_ULONG_FETCH("hw.physmem", &physmem_tunable))
1368                 Maxmem = atop(physmem_tunable);
1369
1370         /*
1371          * Don't allow MAXMEM or hw.physmem to extend the amount of memory
1372          * in the system.
1373          */
1374         if (Maxmem > atop(physmap[physmap_idx + 1]))
1375                 Maxmem = atop(physmap[physmap_idx + 1]);
1376
1377         /*
1378          * Blowing out the DMAP will blow up the system.
1379          */
1380         if (Maxmem > atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS)) {
1381                 kprintf("Limiting Maxmem due to DMAP size\n");
1382                 Maxmem = atop(DMAP_MAX_ADDRESS - DMAP_MIN_ADDRESS);
1383         }
1384
1385         if (atop(physmap[physmap_idx + 1]) != Maxmem &&
1386             (boothowto & RB_VERBOSE)) {
1387                 kprintf("Physical memory use set to %ldK\n", Maxmem * 4);
1388         }
1389
1390         /*
1391          * Call pmap initialization to make new kernel address space
1392          *
1393          * Mask off page 0.
1394          */
1395         pmap_bootstrap(&first);
1396         physmap[0] = PAGE_SIZE;
1397
1398         /*
1399          * Align the physmap to PHYSMAP_ALIGN and cut out anything
1400          * exceeding Maxmem.
1401          */
1402         for (i = j = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1403                 if (physmap[i+1] > ptoa(Maxmem))
1404                         physmap[i+1] = ptoa(Maxmem);
1405                 physmap[i] = (physmap[i] + PHYSMAP_ALIGN_MASK) &
1406                              ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1407                 physmap[i+1] = physmap[i+1] & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1408
1409                 physmap[j] = physmap[i];
1410                 physmap[j+1] = physmap[i+1];
1411
1412                 if (physmap[i] < physmap[i+1])
1413                         j += 2;
1414         }
1415         physmap_idx = j - 2;
1416
1417         /*
1418          * Align anything else used in the validation loop.
1419          */
1420         first = (first + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1421
1422         /*
1423          * Size up each available chunk of physical memory.
1424          */
1425         pa_indx = 0;
1426         da_indx = 1;
1427         phys_avail[pa_indx++] = physmap[0];
1428         phys_avail[pa_indx] = physmap[0];
1429         dump_avail[da_indx] = physmap[0];
1430         pte = CMAP1;
1431
1432         /*
1433          * Get dcons buffer address
1434          */
1435         if (kgetenv_quad("dcons.addr", &dcons_addr) == 0 ||
1436             kgetenv_quad("dcons.size", &dcons_size) == 0)
1437                 dcons_addr = 0;
1438
1439         /*
1440          * Validate the physical memory.  The physical memory segments
1441          * have already been aligned to PHYSMAP_ALIGN which is a multiple
1442          * of PAGE_SIZE.
1443          */
1444         for (i = 0; i <= physmap_idx; i += 2) {
1445                 vm_paddr_t end;
1446
1447                 end = physmap[i + 1];
1448
1449                 for (pa = physmap[i]; pa < end; pa += PHYSMAP_ALIGN) {
1450                         int tmp, page_bad, full;
1451                         int *ptr = (int *)CADDR1;
1452
1453                         full = FALSE;
1454                         /*
1455                          * block out kernel memory as not available.
1456                          */
1457                         if (pa >= 0x200000 && pa < first)
1458                                 goto do_dump_avail;
1459
1460                         /*
1461                          * block out dcons buffer
1462                          */
1463                         if (dcons_addr > 0
1464                             && pa >= trunc_page(dcons_addr)
1465                             && pa < dcons_addr + dcons_size) {
1466                                 goto do_dump_avail;
1467                         }
1468
1469                         page_bad = FALSE;
1470
1471                         /*
1472                          * map page into kernel: valid, read/write,non-cacheable
1473                          */
1474                         *pte = pa | PG_V | PG_RW | PG_N;
1475                         cpu_invltlb();
1476
1477                         tmp = *ptr;
1478                         /*
1479                          * Test for alternating 1's and 0's
1480                          */
1481                         *(volatile int *)ptr = 0xaaaaaaaa;
1482                         cpu_mfence();
1483                         if (*(volatile int *)ptr != 0xaaaaaaaa)
1484                                 page_bad = TRUE;
1485                         /*
1486                          * Test for alternating 0's and 1's
1487                          */
1488                         *(volatile int *)ptr = 0x55555555;
1489                         cpu_mfence();
1490                         if (*(volatile int *)ptr != 0x55555555)
1491                                 page_bad = TRUE;
1492                         /*
1493                          * Test for all 1's
1494                          */
1495                         *(volatile int *)ptr = 0xffffffff;
1496                         cpu_mfence();
1497                         if (*(volatile int *)ptr != 0xffffffff)
1498                                 page_bad = TRUE;
1499                         /*
1500                          * Test for all 0's
1501                          */
1502                         *(volatile int *)ptr = 0x0;
1503                         cpu_mfence();
1504                         if (*(volatile int *)ptr != 0x0)
1505                                 page_bad = TRUE;
1506                         /*
1507                          * Restore original value.
1508                          */
1509                         *ptr = tmp;
1510
1511                         /*
1512                          * Adjust array of valid/good pages.
1513                          */
1514                         if (page_bad == TRUE)
1515                                 continue;
1516                         /*
1517                          * If this good page is a continuation of the
1518                          * previous set of good pages, then just increase
1519                          * the end pointer. Otherwise start a new chunk.
1520                          * Note that "end" points one higher than end,
1521                          * making the range >= start and < end.
1522                          * If we're also doing a speculative memory
1523                          * test and we at or past the end, bump up Maxmem
1524                          * so that we keep going. The first bad page
1525                          * will terminate the loop.
1526                          */
1527                         if (phys_avail[pa_indx] == pa) {
1528                                 phys_avail[pa_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1529                         } else {
1530                                 pa_indx++;
1531                                 if (pa_indx == PHYS_AVAIL_ARRAY_END) {
1532                                         kprintf(
1533                 "Too many holes in the physical address space, giving up\n");
1534                                         pa_indx--;
1535                                         full = TRUE;
1536                                         goto do_dump_avail;
1537                                 }
1538                                 phys_avail[pa_indx++] = pa;
1539                                 phys_avail[pa_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1540                         }
1541                         physmem += PHYSMAP_ALIGN / PAGE_SIZE;
1542 do_dump_avail:
1543                         if (dump_avail[da_indx] == pa) {
1544                                 dump_avail[da_indx] += PHYSMAP_ALIGN;
1545                         } else {
1546                                 da_indx++;
1547                                 if (da_indx == DUMP_AVAIL_ARRAY_END) {
1548                                         da_indx--;
1549                                         goto do_next;
1550                                 }
1551                                 dump_avail[da_indx++] = pa;
1552                                 dump_avail[da_indx] = pa + PHYSMAP_ALIGN;
1553                         }
1554 do_next:
1555                         if (full)
1556                                 break;
1557                 }
1558         }
1559         *pte = 0;
1560         cpu_invltlb();
1561
1562         /*
1563          * The last chunk must contain at least one page plus the message
1564          * buffer to avoid complicating other code (message buffer address
1565          * calculation, etc.).
1566          */
1567         msgbuf_size = (MSGBUF_SIZE + PHYSMAP_ALIGN_MASK) & ~PHYSMAP_ALIGN_MASK;
1568
1569         while (phys_avail[pa_indx - 1] + PHYSMAP_ALIGN +
1570                msgbuf_size >= phys_avail[pa_indx]) {
1571                 physmem -= atop(phys_avail[pa_indx] - phys_avail[pa_indx - 1]);
1572                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1573                 phys_avail[pa_indx--] = 0;
1574         }
1575
1576         Maxmem = atop(phys_avail[pa_indx]);
1577
1578         /* Trim off space for the message buffer. */
1579         phys_avail[pa_indx] -= msgbuf_size;
1580
1581         avail_end = phys_avail[pa_indx];
1582
1583         /* Map the message buffer. */
1584         for (off = 0; off < msgbuf_size; off += PAGE_SIZE) {
1585                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off,
1586                             phys_avail[pa_indx] + off);
1587         }
1588 }
1589
1590 struct machintr_abi MachIntrABI;
1591
1592 /*
1593  * IDT VECTORS:
1594  *      0       Divide by zero
1595  *      1       Debug
1596  *      2       NMI
1597  *      3       BreakPoint
1598  *      4       OverFlow
1599  *      5       Bound-Range
1600  *      6       Invalid OpCode
1601  *      7       Device Not Available (x87)
1602  *      8       Double-Fault
1603  *      9       Coprocessor Segment overrun (unsupported, reserved)
1604  *      10      Invalid-TSS
1605  *      11      Segment not present
1606  *      12      Stack
1607  *      13      General Protection
1608  *      14      Page Fault
1609  *      15      Reserved
1610  *      16      x87 FP Exception pending
1611  *      17      Alignment Check
1612  *      18      Machine Check
1613  *      19      SIMD floating point
1614  *      20-31   reserved
1615  *      32-255  INTn/external sources
1616  */
1617 u_int64_t
1618 hammer_time(u_int64_t modulep, u_int64_t physfree)
1619 {
1620         caddr_t kmdp;
1621         int gsel_tss, x, cpu;
1622 #if JG
1623         int metadata_missing, off;
1624 #endif
1625         struct mdglobaldata *gd;
1626         u_int64_t msr;
1627
1628         /*
1629          * Prevent lowering of the ipl if we call tsleep() early.
1630          */
1631         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
1632         bzero(gd, sizeof(*gd));
1633
1634         /*
1635          * Note: on both UP and SMP curthread must be set non-NULL
1636          * early in the boot sequence because the system assumes
1637          * that 'curthread' is never NULL.
1638          */
1639
1640         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
1641         thread0.td_gd = &gd->mi;
1642
1643         atdevbase = ISA_HOLE_START + PTOV_OFFSET;
1644
1645 #if JG
1646         metadata_missing = 0;
1647         if (bootinfo.bi_modulep) {
1648                 preload_metadata = (caddr_t)bootinfo.bi_modulep + KERNBASE;
1649                 preload_bootstrap_relocate(KERNBASE);
1650         } else {
1651                 metadata_missing = 1;
1652         }
1653         if (bootinfo.bi_envp)
1654                 kern_envp = (caddr_t)bootinfo.bi_envp + KERNBASE;
1655 #endif
1656
1657         preload_metadata = (caddr_t)(uintptr_t)(modulep + PTOV_OFFSET);
1658         preload_bootstrap_relocate(PTOV_OFFSET);
1659         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
1660         if (kmdp == NULL)
1661                 kmdp = preload_search_by_type("elf64 kernel");
1662         boothowto = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_HOWTO, int);
1663         kern_envp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ENVP, char *) + PTOV_OFFSET;
1664 #ifdef DDB
1665         ksym_start = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_SSYM, uintptr_t);
1666         ksym_end = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_ESYM, uintptr_t);
1667 #endif
1668
1669         if (boothowto & RB_VERBOSE)
1670                 bootverbose++;
1671
1672         /*
1673          * Default MachIntrABI to ICU
1674          */
1675         MachIntrABI = MachIntrABI_ICU;
1676
1677         /*
1678          * start with one cpu.  Note: with one cpu, ncpus2_shift, ncpus2_mask,
1679          * and ncpus_fit_mask remain 0.
1680          */
1681         ncpus = 1;
1682         ncpus2 = 1;
1683         ncpus_fit = 1;
1684         /* Init basic tunables, hz etc */
1685         init_param1();
1686
1687         /*
1688          * make gdt memory segments
1689          */
1690         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
1691                 (uintptr_t) &CPU_prvspace[0].mdglobaldata.gd_common_tss;
1692
1693         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
1694
1695         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
1696                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
1697                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
1698         }
1699         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
1700             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
1701
1702         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
1703         r_gdt.rd_base =  (long) gdt;
1704         lgdt(&r_gdt);
1705
1706         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
1707         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)&gd->mi);
1708         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* User value while in the kernel */
1709
1710         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
1711         cpu_gdinit(gd, 0);
1712         proc0paddr = proc0paddr_buff;
1713         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
1714         safepri = TDPRI_MAX;
1715
1716         /* spinlocks and the BGL */
1717         init_locks();
1718
1719         /* exceptions */
1720         for (x = 0; x < NIDT; x++)
1721                 setidt_global(x, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1722         setidt_global(IDT_DE, &IDTVEC(div),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1723         setidt_global(IDT_DB, &IDTVEC(dbg),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1724         setidt_global(IDT_NMI, &IDTVEC(nmi),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1725         setidt_global(IDT_BP, &IDTVEC(bpt),  SDT_SYSIGT, SEL_UPL, 0);
1726         setidt_global(IDT_OF, &IDTVEC(ofl),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1727         setidt_global(IDT_BR, &IDTVEC(bnd),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1728         setidt_global(IDT_UD, &IDTVEC(ill),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1729         setidt_global(IDT_NM, &IDTVEC(dna),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1730         setidt_global(IDT_DF, &IDTVEC(dblfault), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 1);
1731         setidt_global(IDT_FPUGP, &IDTVEC(fpusegm),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1732         setidt_global(IDT_TS, &IDTVEC(tss),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1733         setidt_global(IDT_NP, &IDTVEC(missing),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1734         setidt_global(IDT_SS, &IDTVEC(stk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1735         setidt_global(IDT_GP, &IDTVEC(prot),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1736         setidt_global(IDT_PF, &IDTVEC(page),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1737         setidt_global(IDT_MF, &IDTVEC(fpu),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1738         setidt_global(IDT_AC, &IDTVEC(align), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1739         setidt_global(IDT_MC, &IDTVEC(mchk),  SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1740         setidt_global(IDT_XF, &IDTVEC(xmm), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
1741
1742         for (cpu = 0; cpu < MAXCPU; ++cpu) {
1743                 r_idt_arr[cpu].rd_limit = sizeof(idt_arr[cpu]) - 1;
1744                 r_idt_arr[cpu].rd_base = (long) &idt_arr[cpu][0];
1745         }
1746
1747         lidt(&r_idt_arr[0]);
1748
1749         /*
1750          * Initialize the console before we print anything out.
1751          */
1752         cninit();
1753
1754 #if JG
1755         if (metadata_missing)
1756                 kprintf("WARNING: loader(8) metadata is missing!\n");
1757 #endif
1758
1759 #if     NISA >0
1760         elcr_probe();
1761         isa_defaultirq();
1762 #endif
1763         rand_initialize();
1764
1765         /*
1766          * Initialize IRQ mapping
1767          *
1768          * NOTE:
1769          * SHOULD be after elcr_probe()
1770          */
1771         MachIntrABI_ICU.initmap();
1772         MachIntrABI_IOAPIC.initmap();
1773
1774 #ifdef DDB
1775         kdb_init();
1776         if (boothowto & RB_KDB)
1777                 Debugger("Boot flags requested debugger");
1778 #endif
1779
1780 #if JG
1781         finishidentcpu();       /* Final stage of CPU initialization */
1782         setidt(6, &IDTVEC(ill),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1783         setidt(13, &IDTVEC(prot),  SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
1784 #endif
1785         identify_cpu();         /* Final stage of CPU initialization */
1786         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
1787
1788         TUNABLE_INT_FETCH("hw.apic_io_enable", &ioapic_enable); /* for compat */
1789         TUNABLE_INT_FETCH("hw.ioapic_enable", &ioapic_enable);
1790         TUNABLE_INT_FETCH("hw.lapic_enable", &lapic_enable);
1791
1792         /*
1793          * Some of the virtual machines do not work w/ I/O APIC
1794          * enabled.  If the user does not explicitly enable or
1795          * disable the I/O APIC (ioapic_enable < 0), then we
1796          * disable I/O APIC on all virtual machines.
1797          *
1798          * NOTE:
1799          * This must be done after identify_cpu(), which sets
1800          * 'cpu_feature2'
1801          */
1802         if (ioapic_enable < 0) {
1803                 if (cpu_feature2 & CPUID2_VMM)
1804                         ioapic_enable = 0;
1805                 else
1806                         ioapic_enable = 1;
1807         }
1808
1809         /* make an initial tss so cpu can get interrupt stack on syscall! */
1810         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 =
1811                 (register_t)(thread0.td_kstack +
1812                              KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE - sizeof(struct pcb));
1813         /* Ensure the stack is aligned to 16 bytes */
1814         gd->gd_common_tss.tss_rsp0 &= ~(register_t)0xF;
1815
1816         /* double fault stack */
1817         gd->gd_common_tss.tss_ist1 =
1818                 (long)&gd->mi.gd_prvspace->idlestack[
1819                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack)];
1820
1821         /* Set the IO permission bitmap (empty due to tss seg limit) */
1822         gd->gd_common_tss.tss_iobase = sizeof(struct x86_64tss);
1823
1824         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
1825         gd->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
1826         gd->gd_common_tssd = *gd->gd_tss_gdt;
1827         ltr(gsel_tss);
1828
1829         /* Set up the fast syscall stuff */
1830         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
1831         wrmsr(MSR_EFER, msr);
1832         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
1833         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
1834         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
1835               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
1836         wrmsr(MSR_STAR, msr);
1837         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL);
1838
1839         getmemsize(kmdp, physfree);
1840         init_param2(physmem);
1841
1842         /* now running on new page tables, configured,and u/iom is accessible */
1843
1844         /* Map the message buffer. */
1845 #if JG
1846         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
1847                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
1848 #endif
1849
1850         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
1851
1852
1853         /* transfer to user mode */
1854
1855         _ucodesel = GSEL(GUCODE_SEL, SEL_UPL);
1856         _udatasel = GSEL(GUDATA_SEL, SEL_UPL);
1857         _ucode32sel = GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL);
1858
1859         load_ds(_udatasel);
1860         load_es(_udatasel);
1861         load_fs(_udatasel);
1862
1863         /* setup proc 0's pcb */
1864         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
1865         thread0.td_pcb->pcb_cr3 = KPML4phys;
1866         thread0.td_pcb->pcb_ext = NULL;
1867         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;        /* XXX needed? */
1868
1869         /* Location of kernel stack for locore */
1870         return ((u_int64_t)thread0.td_pcb);
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Initialize machine-dependant portions of the global data structure.
1875  * Note that the global data area and cpu0's idlestack in the private
1876  * data space were allocated in locore.
1877  *
1878  * Note: the idlethread's cpl is 0
1879  *
1880  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
1881  */
1882 void
1883 cpu_gdinit(struct mdglobaldata *gd, int cpu)
1884 {
1885         if (cpu)
1886                 gd->mi.gd_curthread = &gd->mi.gd_idlethread;
1887
1888         lwkt_init_thread(&gd->mi.gd_idlethread, 
1889                         gd->mi.gd_prvspace->idlestack, 
1890                         sizeof(gd->mi.gd_prvspace->idlestack), 
1891                         0, &gd->mi);
1892         lwkt_set_comm(&gd->mi.gd_idlethread, "idle_%d", cpu);
1893         gd->mi.gd_idlethread.td_switch = cpu_lwkt_switch;
1894         gd->mi.gd_idlethread.td_sp -= sizeof(void *);
1895         *(void **)gd->mi.gd_idlethread.td_sp = cpu_idle_restore;
1896 }
1897
1898 int
1899 is_globaldata_space(vm_offset_t saddr, vm_offset_t eaddr)
1900 {
1901         if (saddr >= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0] &&
1902             eaddr <= (vm_offset_t)&CPU_prvspace[MAXCPU]) {
1903                 return (TRUE);
1904         }
1905         if (saddr >= DMAP_MIN_ADDRESS && eaddr <= DMAP_MAX_ADDRESS)
1906                 return (TRUE);
1907         return (FALSE);
1908 }
1909
1910 struct globaldata *
1911 globaldata_find(int cpu)
1912 {
1913         KKASSERT(cpu >= 0 && cpu < ncpus);
1914         return(&CPU_prvspace[cpu].mdglobaldata.mi);
1915 }
1916
1917 int
1918 ptrace_set_pc(struct lwp *lp, unsigned long addr)
1919 {
1920         lp->lwp_md.md_regs->tf_rip = addr;
1921         return (0);
1922 }
1923
1924 int
1925 ptrace_single_step(struct lwp *lp)
1926 {
1927         lp->lwp_md.md_regs->tf_rflags |= PSL_T;
1928         return (0);
1929 }
1930
1931 int
1932 fill_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1933 {
1934         struct trapframe *tp;
1935
1936         if ((tp = lp->lwp_md.md_regs) == NULL)
1937                 return EINVAL;
1938         bcopy(&tp->tf_rdi, &regs->r_rdi, sizeof(*regs));
1939         return (0);
1940 }
1941
1942 int
1943 set_regs(struct lwp *lp, struct reg *regs)
1944 {
1945         struct trapframe *tp;
1946
1947         tp = lp->lwp_md.md_regs;
1948         if (!EFL_SECURE(regs->r_rflags, tp->tf_rflags) ||
1949             !CS_SECURE(regs->r_cs))
1950                 return (EINVAL);
1951         bcopy(&regs->r_rdi, &tp->tf_rdi, sizeof(*regs));
1952         clear_quickret();
1953         return (0);
1954 }
1955
1956 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
1957 static void
1958 fill_fpregs_xmm(struct savexmm *sv_xmm, struct save87 *sv_87)
1959 {
1960         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1961         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1962         int i;
1963
1964         /* FPU control/status */
1965         penv_87->en_cw = penv_xmm->en_cw;
1966         penv_87->en_sw = penv_xmm->en_sw;
1967         penv_87->en_tw = penv_xmm->en_tw;
1968         penv_87->en_fip = penv_xmm->en_fip;
1969         penv_87->en_fcs = penv_xmm->en_fcs;
1970         penv_87->en_opcode = penv_xmm->en_opcode;
1971         penv_87->en_foo = penv_xmm->en_foo;
1972         penv_87->en_fos = penv_xmm->en_fos;
1973
1974         /* FPU registers */
1975         for (i = 0; i < 8; ++i)
1976                 sv_87->sv_ac[i] = sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc;
1977 }
1978
1979 static void
1980 set_fpregs_xmm(struct save87 *sv_87, struct savexmm *sv_xmm)
1981 {
1982         struct env87 *penv_87 = &sv_87->sv_env;
1983         struct envxmm *penv_xmm = &sv_xmm->sv_env;
1984         int i;
1985
1986         /* FPU control/status */
1987         penv_xmm->en_cw = penv_87->en_cw;
1988         penv_xmm->en_sw = penv_87->en_sw;
1989         penv_xmm->en_tw = penv_87->en_tw;
1990         penv_xmm->en_fip = penv_87->en_fip;
1991         penv_xmm->en_fcs = penv_87->en_fcs;
1992         penv_xmm->en_opcode = penv_87->en_opcode;
1993         penv_xmm->en_foo = penv_87->en_foo;
1994         penv_xmm->en_fos = penv_87->en_fos;
1995
1996         /* FPU registers */
1997         for (i = 0; i < 8; ++i)
1998                 sv_xmm->sv_fp[i].fp_acc = sv_87->sv_ac[i];
1999 }
2000 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2001
2002 int
2003 fill_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2004 {
2005         if (lp->lwp_thread == NULL || lp->lwp_thread->td_pcb == NULL)
2006                 return EINVAL;
2007 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2008         if (cpu_fxsr) {
2009                 fill_fpregs_xmm(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm,
2010                                 (struct save87 *)fpregs);
2011                 return (0);
2012         }
2013 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2014         bcopy(&lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, fpregs, sizeof *fpregs);
2015         return (0);
2016 }
2017
2018 int
2019 set_fpregs(struct lwp *lp, struct fpreg *fpregs)
2020 {
2021 #ifndef CPU_DISABLE_SSE
2022         if (cpu_fxsr) {
2023                 set_fpregs_xmm((struct save87 *)fpregs,
2024                                &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_xmm);
2025                 return (0);
2026         }
2027 #endif /* CPU_DISABLE_SSE */
2028         bcopy(fpregs, &lp->lwp_thread->td_pcb->pcb_save.sv_87, sizeof *fpregs);
2029         return (0);
2030 }
2031
2032 int
2033 fill_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2034 {
2035         struct pcb *pcb;
2036
2037         if (lp == NULL) {
2038                 dbregs->dr[0] = rdr0();
2039                 dbregs->dr[1] = rdr1();
2040                 dbregs->dr[2] = rdr2();
2041                 dbregs->dr[3] = rdr3();
2042                 dbregs->dr[4] = rdr4();
2043                 dbregs->dr[5] = rdr5();
2044                 dbregs->dr[6] = rdr6();
2045                 dbregs->dr[7] = rdr7();
2046                 return (0);
2047         }
2048         if (lp->lwp_thread == NULL || (pcb = lp->lwp_thread->td_pcb) == NULL)
2049                 return EINVAL;
2050         dbregs->dr[0] = pcb->pcb_dr0;
2051         dbregs->dr[1] = pcb->pcb_dr1;
2052         dbregs->dr[2] = pcb->pcb_dr2;
2053         dbregs->dr[3] = pcb->pcb_dr3;
2054         dbregs->dr[4] = 0;
2055         dbregs->dr[5] = 0;
2056         dbregs->dr[6] = pcb->pcb_dr6;
2057         dbregs->dr[7] = pcb->pcb_dr7;
2058         return (0);
2059 }
2060
2061 int
2062 set_dbregs(struct lwp *lp, struct dbreg *dbregs)
2063 {
2064         if (lp == NULL) {
2065                 load_dr0(dbregs->dr[0]);
2066                 load_dr1(dbregs->dr[1]);
2067                 load_dr2(dbregs->dr[2]);
2068                 load_dr3(dbregs->dr[3]);
2069                 load_dr4(dbregs->dr[4]);
2070                 load_dr5(dbregs->dr[5]);
2071                 load_dr6(dbregs->dr[6]);
2072                 load_dr7(dbregs->dr[7]);
2073         } else {
2074                 struct pcb *pcb;
2075                 struct ucred *ucred;
2076                 int i;
2077                 uint64_t mask1, mask2;
2078
2079                 /*
2080                  * Don't let an illegal value for dr7 get set.  Specifically,
2081                  * check for undefined settings.  Setting these bit patterns
2082                  * result in undefined behaviour and can lead to an unexpected
2083                  * TRCTRAP.
2084                  */
2085                 /* JG this loop looks unreadable */
2086                 /* Check 4 2-bit fields for invalid patterns.
2087                  * These fields are R/Wi, for i = 0..3
2088                  */
2089                 /* Is 10 in LENi allowed when running in compatibility mode? */
2090                 /* Pattern 10 in R/Wi might be used to indicate
2091                  * breakpoint on I/O. Further analysis should be
2092                  * carried to decide if it is safe and useful to
2093                  * provide access to that capability
2094                  */
2095                 for (i = 0, mask1 = 0x3<<16, mask2 = 0x2<<16; i < 4; 
2096                      i++, mask1 <<= 4, mask2 <<= 4)
2097                         if ((dbregs->dr[7] & mask1) == mask2)
2098                                 return (EINVAL);
2099                 
2100                 pcb = lp->lwp_thread->td_pcb;
2101                 ucred = lp->lwp_proc->p_ucred;
2102
2103                 /*
2104                  * Don't let a process set a breakpoint that is not within the
2105                  * process's address space.  If a process could do this, it
2106                  * could halt the system by setting a breakpoint in the kernel
2107                  * (if ddb was enabled).  Thus, we need to check to make sure
2108                  * that no breakpoints are being enabled for addresses outside
2109                  * process's address space, unless, perhaps, we were called by
2110                  * uid 0.
2111                  *
2112                  * XXX - what about when the watched area of the user's
2113                  * address space is written into from within the kernel
2114                  * ... wouldn't that still cause a breakpoint to be generated
2115                  * from within kernel mode?
2116                  */
2117
2118                 if (priv_check_cred(ucred, PRIV_ROOT, 0) != 0) {
2119                         if (dbregs->dr[7] & 0x3) {
2120                                 /* dr0 is enabled */
2121                                 if (dbregs->dr[0] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2122                                         return (EINVAL);
2123                         }
2124
2125                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<2)) {
2126                                 /* dr1 is enabled */
2127                                 if (dbregs->dr[1] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2128                                         return (EINVAL);
2129                         }
2130
2131                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<4)) {
2132                                 /* dr2 is enabled */
2133                                 if (dbregs->dr[2] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2134                                         return (EINVAL);
2135                         }
2136
2137                         if (dbregs->dr[7] & (0x3<<6)) {
2138                                 /* dr3 is enabled */
2139                                 if (dbregs->dr[3] >= VM_MAX_USER_ADDRESS)
2140                                         return (EINVAL);
2141                         }
2142                 }
2143
2144                 pcb->pcb_dr0 = dbregs->dr[0];
2145                 pcb->pcb_dr1 = dbregs->dr[1];
2146                 pcb->pcb_dr2 = dbregs->dr[2];
2147                 pcb->pcb_dr3 = dbregs->dr[3];
2148                 pcb->pcb_dr6 = dbregs->dr[6];
2149                 pcb->pcb_dr7 = dbregs->dr[7];
2150
2151                 pcb->pcb_flags |= PCB_DBREGS;
2152         }
2153
2154         return (0);
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Return > 0 if a hardware breakpoint has been hit, and the
2159  * breakpoint was in user space.  Return 0, otherwise.
2160  */
2161 int
2162 user_dbreg_trap(void)
2163 {
2164         u_int64_t dr7, dr6; /* debug registers dr6 and dr7 */
2165         u_int64_t bp;       /* breakpoint bits extracted from dr6 */
2166         int nbp;            /* number of breakpoints that triggered */
2167         caddr_t addr[4];    /* breakpoint addresses */
2168         int i;
2169         
2170         dr7 = rdr7();
2171         if ((dr7 & 0xff) == 0) {
2172                 /*
2173                  * all GE and LE bits in the dr7 register are zero,
2174                  * thus the trap couldn't have been caused by the
2175                  * hardware debug registers
2176                  */
2177                 return 0;
2178         }
2179
2180         nbp = 0;
2181         dr6 = rdr6();
2182         bp = dr6 & 0xf;
2183
2184         if (bp == 0) {
2185                 /*
2186                  * None of the breakpoint bits are set meaning this
2187                  * trap was not caused by any of the debug registers
2188                  */
2189                 return 0;
2190         }
2191
2192         /*
2193          * at least one of the breakpoints were hit, check to see
2194          * which ones and if any of them are user space addresses
2195          */
2196
2197         if (bp & 0x01) {
2198                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr0();
2199         }
2200         if (bp & 0x02) {
2201                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr1();
2202         }
2203         if (bp & 0x04) {
2204                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr2();
2205         }
2206         if (bp & 0x08) {
2207                 addr[nbp++] = (caddr_t)rdr3();
2208         }
2209
2210         for (i=0; i<nbp; i++) {
2211                 if (addr[i] <
2212                     (caddr_t)VM_MAX_USER_ADDRESS) {
2213                         /*
2214                          * addr[i] is in user space
2215                          */
2216                         return nbp;
2217                 }
2218         }
2219
2220         /*
2221          * None of the breakpoints are in user space.
2222          */
2223         return 0;
2224 }
2225
2226
2227 #ifndef DDB
2228 void
2229 Debugger(const char *msg)
2230 {
2231         kprintf("Debugger(\"%s\") called.\n", msg);
2232 }
2233 #endif /* no DDB */
2234
2235 #ifdef DDB
2236
2237 /*
2238  * Provide inb() and outb() as functions.  They are normally only
2239  * available as macros calling inlined functions, thus cannot be
2240  * called inside DDB.
2241  *
2242  * The actual code is stolen from <machine/cpufunc.h>, and de-inlined.
2243  */
2244
2245 #undef inb
2246 #undef outb
2247
2248 /* silence compiler warnings */
2249 u_char inb(u_int);
2250 void outb(u_int, u_char);
2251
2252 u_char
2253 inb(u_int port)
2254 {
2255         u_char  data;
2256         /*
2257          * We use %%dx and not %1 here because i/o is done at %dx and not at
2258          * %edx, while gcc generates inferior code (movw instead of movl)
2259          * if we tell it to load (u_short) port.
2260          */
2261         __asm __volatile("inb %%dx,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
2262         return (data);
2263 }
2264
2265 void
2266 outb(u_int port, u_char data)
2267 {
2268         u_char  al;
2269         /*
2270          * Use an unnecessary assignment to help gcc's register allocator.
2271          * This make a large difference for gcc-1.40 and a tiny difference
2272          * for gcc-2.6.0.  For gcc-1.40, al had to be ``asm("ax")'' for
2273          * best results.  gcc-2.6.0 can't handle this.
2274          */
2275         al = data;
2276         __asm __volatile("outb %0,%%dx" : : "a" (al), "d" (port));
2277 }
2278
2279 #endif /* DDB */
2280
2281
2282
2283 #include "opt_cpu.h"
2284
2285
2286 /*
2287  * initialize all the SMP locks
2288  */
2289
2290 /* critical region when masking or unmasking interupts */
2291 struct spinlock_deprecated imen_spinlock;
2292
2293 /* critical region for old style disable_intr/enable_intr */
2294 struct spinlock_deprecated mpintr_spinlock;
2295
2296 /* critical region around INTR() routines */
2297 struct spinlock_deprecated intr_spinlock;
2298
2299 /* lock region used by kernel profiling */
2300 struct spinlock_deprecated mcount_spinlock;
2301
2302 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
2303 struct spinlock_deprecated com_spinlock;
2304
2305 /* lock regions around the clock hardware */
2306 struct spinlock_deprecated clock_spinlock;
2307
2308 static void
2309 init_locks(void)
2310 {
2311         /*
2312          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
2313          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
2314          */
2315         cpu_get_initial_mplock();
2316         /* DEPRECATED */
2317         spin_lock_init(&mcount_spinlock);
2318         spin_lock_init(&intr_spinlock);
2319         spin_lock_init(&mpintr_spinlock);
2320         spin_lock_init(&imen_spinlock);
2321         spin_lock_init(&com_spinlock);
2322         spin_lock_init(&clock_spinlock);
2323
2324         /* our token pool needs to work early */
2325         lwkt_token_pool_init();
2326 }
2327